COMBINAISON DE L'HYDROGÈNE AVEC L'AZOTE
On n'en connaît qu'une, appelée Vammoniaque,
Synonyme : Alcali , alcali volatil.
Découvert par Priestley, analysé par Berthollet. Âz 113 = 17. Cet équivalent représente k volumes. Densité rapportée à l'air, 0,596. Poids du litre , 0k%764. Double densité rapportée à Thydrogène ou poids de la molécule , 17. Formule moléculaire , Az H3.
Se liquéfie à — ^0», se solidifie à — 75». Propriétés caractéristiques. ^ Corps volatil , odorant , très basique.
48. État naturélri^i^éparation. — L'ammoniaque se rencontre dans Tair, dans Teau et dans une foule de substances.
4 "L'azote et Thydrogèhe, soumis à de nombreuses étincelles électriques , s'unissent en très minimes proportions. La proportion est plus forte avec les effluves; elle s'élève à 3 centièmes environ du mélange: "' '
2« L'azote et l'hydrogène iie se combinent pas dans les circonstances ordinaires , mais leur union a lieu lorsqu'ils prennent naissance dans une même liqueur. Ainsi quand du fer se rouille dans l'air humide, l'hydrogène de l'eau, et l'azote de l'air dissous dans l'eau se combinent , car on trouve de l'ammoniaque dans la rouille.
Du fer, du zinc etc., traités par de l'acide azoticpie étendu d'eau, donnent également de l'ammoniaque.
3® Lorsque les matières organiques azotées, qui entrent dans la composition des végétaux et des animaux , sont soustraites à l'influence de la vie, elles se putréfient; leur azote se change en ammoniaque. Cette ammoniaque est le principe le plus important des fumiers.
4<* Ces mêmes matières , soumises à l'action de la chaleur dans des vases fermés, produisent également de l'ammoniaque. Ainsi, la distillation de la houille fournit la majeure partie de l'ammoniaque consommée dans l'industrie. On recueille le gaz dans de l'eau contenant de l'acide chlorhydrique ou de l'acide sulfu rique, et l'on obtient une solution de chlorhydrate d'ammoniaque AzH^Gl ou de sulfate d'ammoniaque AzH^SO^; les liqueurs évaporées fournissent ces sels, à l'état cristallisé. Ils peuvent servir l'un et l'autre à préparer l'ammoniaque (fig. 50). A cet effet on mélange dans un ballon des poids égaux ûe chaux vive
et du sel ammoaical, puis on finit de remplir ce ballon avec de petits fragmenta de chaui pour retenir l'eau qiii , sans cette précaution, se dégagerait avec l'ammoniaque :
AiH'Cl + 2CaO = AzH» + HO + CJk'OCl.
En employant ainsi un eicès de chaux on obtient de roïjchlonire de calcium.
L'action a lieu déjà à la température ordinaire ; on la reconnaît en plaçant un papier de tournesol rouge au-dessus d'un verre contenant le mélange : il bleuit aussitôt. En chauiïant légèrement tout le gaz se dégage. On le recueille sur le merturc.
On fait plus souvent usage de la solution d'ammoniaque que du gaz lui-même.
Propriétés. — C'est un gaz incolore , doué d'une odeur très vive qui provoque le larmoiement, et d'une saveur brûlante. Sa double densité rapportée ki d'hydrogène est 17, ce qui signifie que n de ce gaz occupent un volume double de 1 d'Iiydrogéne f36).
Il est très soluble dans l'eau et dans l'alcool ; l'eau en prend plus de 1000 fois son volume à 0°. Si on soulève dans l'«au une cloche pleine de gaz ammoniac recueilli sur le mercure, l'eau s'élance avec une rapidité telle dans la cloche que souvent elle est brisée. C'est cependant une dissolution plutôt qu'une combinaisan, car ce liquide, placé dans le vide ou chauffé , dég^e
104 AmONUQOE.
loat le gaz qn'il renrerme. Il se liquéfie à — 10* soub Ut pression ardioaire ou à— 10" sous uue pression de 6 atmospbères. Cetle liquéfaction s'eiécule facilement au mo^en d'un procédé , dû à Faraday, et qui s'applique à tous les gai liquéfiables. L'appareil se nomme le tube Faraday.
Les chlorures et notamment le chlorure d'ai^nt ont la propriété d'absorber de grandes quantités de gaz ammoniac. On place du chlorure d'ai^ent bien sec dans le fond d'un tube bouché , et on le Kature de gaz ammoniac en tenant le bibe très froid; on recourbe ce tube à la lampe, puis on le ferme (jîg. 51).
Pour obtenir l'ammoniaque liquide on chauffe légèrement la branche où est le chlorure, et on refroidit l'autre. 11 se condense dans celle-ci un liquide incolore , limpide , se solidifiant à -^ 75°.
H. Carré a basé sur cette méthode un procédé économique ponr la liquéfaction de l'ammoniaque, ou le chlorure d'argent est remplacé par la solution d'ammoniaque dans l'eau (Voir Traités de physique). L'ammoniaque liquéfiée par ce procédé sert à préparer de la glace à bon marché.
La chaleur, des étincelles électriques nombreuses, ramènent l'ammoniaque à ses éléments. Le volume gazeux double dans cette circonstance.
40. O^-gèite snr ajnmoniaqne. — Une bougie allumée s'éteint dans le gaz ammoniac; mais si l'on met le feu h un mélange de 4 volumes de ce gaz et de 3 volumes d'oxygène, il y a une vive détonation avec production d'azote, d'eau, et d'un peu d'acide azotique.
L'action de l'osjgÈne est singulièrement facilitée par la prijsence des corps poreux. Dirige-t-on un mélange d'oxygène ou d'air dans une solution d'ammoniaque, puis fait-on passer le mélange d'air et de gaz ammoniac sur de la mousse de platine
lëgërement chauffée, il se dégage des Tumées acides qui sont formées d'acide azotique {fig. S2).
Fis. M-
Le même effet est produit par un jet d'oxygène sature d'ammoniaque arrivant surune spirale en platine légèrement chauF- (ie au début.
Chlore, Iode sof ammoniaque. — Le chlore, traité par de l'ammoniaque en excès, dégage de l'azote : tAlH^ -t- 3CI » 3(AlH*CI) -t- Az.
On peut ainsi préparer instantanément quelques centimètres cubes d'azote.
C'est néanmoins une expérience dangereuse, car, si l'on emploie un excès de chlore, ilse fait du chlorure d'azote, AzCI', liquide très détonant, dans lequel trois équivalents d'hydrogène de l'ammoniaque sont remplacés par trois équivalents de chlore.
Az H
jCl Az Cl
L'action de l'iodesur l'ammoniaque est analogue; seulement la substitution n'est qu'à moitié opérée, car le corps obtenu a pour formule.
C'est une poudre noire très détonante qui fait explosion par le simple firottement d'une barbe de plume (iodnre d'azote).
Potassâmn et métaiix sur ammoniaque. — Le potassium^ cbauffé dans une cloche courbe avec du gaz ammoniac, se change en un liquide yerdâtre qui se solidifie ensuite en une masse oliTe ; ce corps est encore un produit de substitution de l'ammoniaque, appelé Yamidure de potassium {fig, 53) :
(H AzJh
Fig. 53. ' K
Il se dégage de Thydrogène. L'action de la chaleur prolongée sur ce corps fournit de l'azoture de potassium AzK' qui est lui-même détruit par une chaleur plus forte.
Le fer, le cuivre, placés dans un tube de porcelaine, et chauffés au rouge dans un courant d'ammoniaque, en facilitent singulièrement la décomposition par la chaleur. Ces métaux deyiennent cassants; on suppose qu'il s'est formé d'abord des azotures que la chaleur a détruits ensuite. Despretz a yu en effet du fer peu chauffé augmenter de poids dans cette expérience par la fixation d'une certaine quantité d'azote.
L'ammoniaque est une base forte qui donne des sels, isomorphes ayec ceux de potasse, précipitables par les mêmes réactifs, et qui, comme elle, précipite les oxydes métalliques. Ainsi, quand on yerse de l'ammoniaque ou de la potasse dans un sel de plomb on a la même réaction : c'est-à-dire la précipitation de l'oxyde de plomb uni aux éléments de l'eau, et la formation du sel d'ammoniaque ou de potasse complémentaire.
Dans la nomenclature dualistique
le chlorure de potassium KCl ,
et le chlorhydrate d'ammoniaque AzH'HCI
ont des formules sans analogies.
Il en est de même du sulfate, et des autres sels ammoniacaux à acides oxygénés, car le sulfate de potasse est un sel anhydre qui a pour formule
KOSO',
tandis que le sulfate d'ammoniaque est un sel hydraté,
AzH^HOSO^.
On connaît^ il est vrai, un composé dont la formule est AzH' SO^y mais ce corps n'a ni les propriétés des sulfates^ ni celles des sels ammoniacaux.
On ferait disparaître ces anomalies en admettant avec Ampère ^ dans ces sels^ Feustence du corps composé AzH^ jouant le rôle du métal dans les sels de potasse et de soude. Cette sorte de métal composé a reçu le nom d'ammonitan.
Le chlorhydrate d'ammoniaque devient alors le chlorure d'ammonium^
(AzH*)Cl,
composé correspondant au chlorure de potassium »
Le sulfate d'ammoniaque est le sulfate d'ammonium^ correâ* pondant au sulfate de potassium.
On s'explique alors pourquoi tous les sels ammoniacaux^ dont l'acide est oxygéné, renferment un équivalent d'eau et comment les sels ammoniacaux peuvent être isomorphes avec les sels de potasse : leur constitution est analogue.
Onn*a pas isolé Tammonîum^ il est vrai^ mais une expérience curieuse semble établir que ce corps peut être enlevé de ses sels et allié au mercure. Si l'on fait tomber quelques fragments de sodium dans du mercure légèrement chauffé^ ces deux métaux s'alUent^ et si Ton verse du chlorhydrate d'ammoniaque dissous sur cet amalgame, on, yolt la masse se g^nflei" considérablement, et prendre un aspect butyreux, L«^ réaction qui a pris naissance paraît être la suivante, ;v . = ^.^
NaHg + AzH^Cl = NaCl + HgAzH*.
Le chlore s'est emparé du sodium, et les autres éléments se sont réunis; mais leur union est faible, car cett6 matière brillante et butyreuse, dégage incessamment de l'hydrogène , et bientôt elle est changée en mercure et en ammoniaque, de sorte qu'en résumé l'ammonium n'a pas été isolé.
On n'a pas obtenu davantage l'oxyde d'ammonium Azd^O, mais nous verrons en chimie organique que l'on a réussi à isoler une foule d'oxydes, comme Toxyde de tétréthyl-ammonium, Az(C*H*)^0, qui sont évidemment des dérivés du type de l'oxyde d'ammonium.
Il est donc rationnel d'admettre dans les sels ammoniacaux l'existence d'un corps composé jouant le rôle d'un métal : oti appelle ces sortes de corps des radicaux composés»
AllHOMAQl'E,
CaractèrM de l'aDunoiiiAqne. — Pour recoDDaitre la présence de l'ammoniaque on chauffe un peu de la matière dans le fond d'un tube bouché avec de la soude ou une autre base fîie : il se dégage une vapeur alcaline qu'on reconnaît, à l'ouTerture du tube, avec du papier rouge de tournesol, ou une I}aguette imprégnée d'acide chlorhydrique.
Nesslera donné une réaction qui permet de déceler des traces d'ammoniaque. On verse de l'iodure de potassium dans une solution de sublimé corrosif jusqu'à ce que le précipité rouge disparaisse, puis on y ajoute une solution de potasse. La liqueur reste incolore s'il n'y a pas d'ammoniaque dans ces réactirs, mais si l'on y ajoute de l'ammoniaque ou un de ces sels on obtient un précipité rouge-reu d'iodure de tétramercurammonium.
50. Composition de l'ammonlaqne. -^ Pour déterminer la composition de l'ammoniaque, on soumet ce gaz à l'action des étincelles électriques jusqu'à ce que son volume ait doublé, puis on fait réagir l'oiygène sur ce mélange ifig. 54).
10" d'azole et d'hydrogène 5'" d'osjgène
On fut passer dans ce mélange une étincelle électrique qui combine l'hydrogène à l'oiygène ajouté.
Le volume se réduite S'-JS, donc il a disparu H",23 d'hydrogiine et d'oiygëne à l'état d'eau.
Ces H",45 contiennent | d'hydrogène, soit l^fiO. Il est clair alors que ces 7««, 50 sont unis à2**,50 d'azote pour former les
Onvérifie ce fait en agitant les 3<^,75 de gaz qui restent avec de l'acide pyrogallique et de la potasse; le volume se réduit en effet à 2«^,50.
Noos conclurons de ces deux déterminations que :
1 Tolnme d'azote se combine à
3 Tolomes d'hydrogène pour donner .
2 volumes d'ammoniaque ; de même que :
1 volume d'oxygène s'unit à
2 volumes d'hydrogène pour fournir
2 volumes de vapeur d'eau.
Ici la condensation est de moitié. Celle de Teau n'était que d'un tiers.
Comme l'équivalent de Tazote représente 2 volumes, rapportons la composition de ce corps à 2 volumes d'azote, il vient :
2 Tol. d'azote + 6 vol. d'hydrogène = 4 vol. d'ammoniaque,
et par conséquent la formule de l'ammoniaque est Az H', et cette formule représente 4 volumes.
L'équivalent de ce corps est égal à 1 7,
car Az = 14 etH»= 3 ^ 17 *
La capacité de saturation de cette base vérifie cet équivalent « car noos verrons que c'est 17 de ce corps qui sature l'équiva-. lent de Tacide chlorhydrique et des acides en général (1).
(t) Nous savons que le poids moléculaire d*un corps est le poids de 3 Tolmnet de ce corps comparé au poids d'un Tplume d*hydrogène pris pour unité 06).
Piiisi|iie 1 ToL d*Ax s'unit k
S ToL d'If pour former
*?VoL d'ammoniaque, nous en conclurons que la formule moléculaire de ce composé est
Lp poids de cette molécule est 17, comme son équiTalent.
Il ëè' est de même du poids atomique et de l'équlTolent de l'axote qui socl Il présentés par le nombre ih.
Gerhardt a fait de l'ainmoniaque un type dans lequel rentrent le phosphare, Farséniure d'hydrogène > et beaucoup de composés organiques appelés ammoniaques composées. Tous ces corps peuvent être enyisagés comme de Tammoniaque dans laquelle une partie ou la totalité de l'hydrogène sont remplacés pju* des- éléments ou des corps composés jouant le rôle de corps simples (radicaux). (236)
51. Ammoniaque dn commerce. — On n'emploie dans la pharmacie et dans l'industrie que la solution d'ammoniaque; c'est celle-ci qu'on conndt généralement sous le nom d^ammoniaque liquide. On l'obtient au moyen de l'appareil de Woulf. Au lieu de se senrir d'un ballon en verre ^ on place le mélange de chaux et de sel ammoniac dans une cornue en grès ou dans une bouteille ou une cornue en fonte ^ et on adapte à ce vase des flacons en verre ou des bonbonnes en grès suivant la quantité sur laquelle on opère. Le premier de ces récepteurs contient une petite quantité d'eau, les autres sont remplis à moitié $ les tubes qui amènent le gaz se rendent au fond du liquiiie*
On place dans le vase des poids égaux de chaux éteinte, sèche, et de chlorhydrate d'ammoniaque en poudre; on remplace avec avantage ce sel par le sulfate d'ammoniaque qui possède une valeur moindre.
Gomme.cette dissolution s'opère avec un dégagement de chaleur considérable , on placera chacun des vases dans de l'eau froide, qu'on renouvellera, ou bien on les rafraîchira par un courant d'eau fraîche.
Si l'eau employée à la dissolution est de l'eau distillée, la solution produite, sursaturée par l'acide nitrique, ne précipitera ni par l'azotate de baryte, ni par l'azotate d'argent, et par conséquent elle ne contiendra ni acide sulfurique ni acide chlorhydrique»
Voici une table dressée d'après Davy, qui indique à peu dechose près combien il y a de g^ ammoniac dans une solution d'une densité donnée, et quel est le degré aréométrique correspondant.
Densité de la solution
Gaz ammoniac
Degré à Taréomètre
pour 100.
de Baume.
ACTION DE L'AMMOMAQUË SOR L'ÉCOiNOMlË. . 111
Densité de la solution
Gaz ammoniac
Degré à raréomÈt
pour 100.
de Baume.
Ce tableau permet de déterminer le poids de gaz ammoniac qui est contenu dans un volume donné d'ammoniaque liquide. Soit 10 litres d'ammoniaque marquant 22<*.
On multiplie ce Yolume par la densité correspondante^ 0^925^ :
Ces 40 litres pèsent donc 9>^u>255.
Puisque 100 d'ammoniaque ayant cette densité renferment 20^26 de gaz ammoniac, il suffît de poser la proportion :
100 ! 20,26 :: 9,255 t X d'oùa:«=l«-,875..
L'ammoniaque liquide est incolore^ d'une odeur pénétrante semblable à celle du gaz« d'une saveur caustique; elle bleuit énergîquement le tournesol rouge, verdit le sirop de violettes^ brunit le curcuma. Cette solution portée à l'ébuUition ou même abandcmnée à l'air perd tout le gaz qu'elle contenait (160).
52. Action de l'ainmoniaque sur rëconomie. Ses emplois. — L'ammoniaque appliquée sur la peau détermine une cuisson vive accompagnée de rubéfaction ; si Taction est prolongée, il en résulte une vésicatîon. On l'emploie avec succès pour cautériser la piqûre des cousins, des abeilles. Le baume Opodeldoch lui doit ses propriétés excitantes; la pommade de Gondret et l'eau de Luce, leur faculté vésicante. Elle entre dans la composition de l'eau sédative.
A petite dose elle provoque la siieur et excite les fonctions des muqueuses et des reins.
Sa vapeur, respirée en petites quantités pendant quelque
