SÉPARATION DU FER DE DIVERS AUTRES MÉTAUX

PAR l'éther (J. Rothe).

Le dosage de plusieurs des métaux, que Ton a le plus fréquemment à chercher dans les aciers, peut être sensiblement facilité par remploi préalable d'une méthode de concentration, qui permet de les isoler de la majeure partie du fer. Parmi ces métaux sont le manganèse, le cuivre, le nickel, le cobalt, le chrome et Taluminium.

La méthode en question, que Ton doit à J. Rothe (*}, premier chimiste du laboratoire de recherches techniques de Berlin, est fondée sur cette observation, que Ton peut enlever par Téther, à une solution chlorhydrique aqueuse, la majeure partie du fer qu'elle contient, pourvu qu'il soit à l'état de perchlorure, sans lui enlever les autres chlorures métalliques. Le fait a été expliqué par la formation d'une combinaison spéciale de l'éther avec une molécule de Fe*Cl® et deux molécules de H Cl. Les meilleurs résultats s'obtiennent avec une solution d'acide chlorhydrique à 21 ou 22 p. 100 de gaz (rf= 1,100 à 1,105 à 19** G.), parce que cette solution saturée d'éther possède

(*) MUtheilungen aus den Kœnigl. tech, Yersuchsansialteriy 1892; Eisenhiittenkundey de Hermann Wedding, 1893, t. I, p. 680.

le moindre pouvoir dissolvant pour le perchlomre de fer; pins concentrée, elle le céderait moins aisément àTéther en excès.

Pour opérer le mélange de la solution chlorhydrique des métaux avec Téther et ensuite leur séparation, J. Kothe a recommandé l'emploi d*un appareil composé de deux récipents jumeaux fermés à la partie supérieure par des tubes avec robinets de verre et reliés entre eux par le bas au moyen d'un tube deux fois recourbé et d'un robinet à trois voies, permettant de mettre à volonté en communication chacun des récipients avec l'autre ou avec un tuyau de décharge.

J'ai trouvé avantage, pour l'emploi courant, à me ^ servir d'un appareil plus simple, qui est repré- / *^x sente dans la figure ci-contre. Le tube (A) en verre V / résistant, d'une capacité de 200 centimètres cubes h^^ environ (20 centimètres de haut et 3*^°*,5 de diamètre intérieur) est muni à ses deux extrémités plus étroites de robinets de verre (G et D) ; il se termine inférieurement par un tube de décharge de 3 millimètres de diamètre et 3 centimètres de longueur; à la partie supérieure, il porte une boule (B) de 100 centimètres cubes de capacité, portant un trait de jauge à 100 centimètres cubes (m) et un autre à 60 centimètres cubes (w).

L'opération avec cet appareil se conduit de la façon suivante :

5 grammes d'acier sont dissous dans une capsule de platine ou de porcelaine par 40 centimètres cubes environ d'acide chlorhydrique sur le bain d'eau ou de sable ; on évapore à sec et on chauffe le résidu au bain d'air pendant quelque temps vers 120"; on reprend par 20 centimètres cubes environ d'acide chlorhydrique concentré et, après avoir chauffé pour redissoudre tous les oxydes, on ajoute 2 ou 3 volumes d'eau chaude et on filtre, afin

de séparer la silice et le graphite, s'il y en a. En l'absence de graphite, Wedding a fait remarquer qu'on pourrait éliminer plus simplement la silice au- moyen de cinq à six gouttes d'acide fluorhydrique ajoutées avant Tévaporation; cette addition serait sans inconvénient, selon lui, même dans une capsule de porcelaine.

La solution chlorhydrique est peroxydée par 2 ou 3 centimètres cubes d'acide azotique (rf = 1,40) ajouté goutte à goutte, à la température d'ébullition, pour éviter une trop abondante formation d*écume ; la fin de la peroxydation se reconnaît au changement de couleur de la solution, qui passe du brun au rouge. Le chlore gazeux fournit aussi un excellent moyen de peroxydation et n'a aucun inconvénient pour la suite des opérations. Dans tous les cas, on évapore doucement au bain de sable ou mieux au bain d'eau, jusqu'à n'avoir plus que 10 à 15 centimètres cubes de liquide sirupeux.

On fait passer le liquide dans la boule (B) de l'appareil, en ajoutant à plusieurs reprises dans la capsule, pour la laver, de Tacide chlorhydrique [d = 1,124) qu'on verse de là dans la boule jusqu'au premier trait de jauge (/w), de manière à avoir un volume total de 60 centimètres cubes. Cette quantité convient pour obtenir, après traitement par Téther, une solution chlorhydrique aqueuse, dont le poids spécifique sera de 1,100 à 1,105.

Pour faire passer le liquide dans le tube (A), on y a introduit, au préalable, quelques gouttes d'éther, on a fermé le robinet (C), puis ouvert et refermé rapidement le robinet (D). Après avoir versé la solution chlorhydrique dans la boule (B), on ouvre de nouveau le robinet (G) et le liquide s'écoule rapidement dans le tube ; on referme le robinet et on remplit la boule d'éther jusqu'au second trait de jauge [n). On plonge l'appareil dans une cuve ou un bocal plein d'eau froide et on ouvre ua peu le robinet (G) de façon que l'éther coule doucement le long des

parois et . se superpose à la solution chlorhydrique sans élévation sensible de température.

On fait alors graduellement le mélange : pour cela, on prend le tube à la main, on agite avec précaution en &i* sant tournoyer les liquides, on remet dans Teau, puis on ferme le robinet (C), on couche et relève Tappareil, on rouvre aussitôt le robinet pour éviter une tension trop grande de la vapeur d'éther et on replace dans Teau; enfin, on referme le robinet, on agite encore pour bien opérer le mélange et on remet dans l'eau froide. On se met ainsi à Tabri d'une réduction partielle du chlorure ferrique, qui pourrait résulter d un échauffement trop grand.

On voit bientôt se fermer deux couches liquides très distinctes, la supérieure étant la solution éthérée de chlorure ferrique, tandis que l'inférieure est la solution chlorhydrique aqueuse des métaux autres que le fer.

On place sous le tube de décharge une capsule de porcelaine et, maintenant ouvert le robinet supérieur (G), on ouvre aussi avec précaution le robinet inférieur . (D), qu'on referme aussitôt qu'on voit arriver à son niveau la solution éthérée. On lave le bout du tube avec quelques gouttes d*eau.

On reçoit le liquide éthéré à son tour dans une fiole, pour en retirer plus tard l'éther par distillation après addition de 25 à 30 centimètres cubes d'eau. Une seconde distillation sur de la chaux vive donne de l'éther propre à être employé de nouveau.

L'essai plusieurs fois répété du résidu de la distillation a confirmé le fait annoncé par J. Rothe et si important pour le succès de l'opération, que le liquide éthéré ne contient que de simples traces de manganèse , de nickel , de chrome , et que , par conséquent , le dosage de ces métaux peut être fait en n'opérant que sur la solution aqueuse.

Celle-ci, de son côté, ne retient qu'une faible portion du fer, que nous avons trouvée tantôt de 1 centième, tantôt de 1/2 centième. Il est même possible de pousser la séparation plus loin, en remettant la solution aqueuse dans l'appareil avec un nouveau volume de 100 centimètres cubes d*éther et renouvelant le mélange par agitation et ensuite la séparation des liquides.

La purification plus complète que Ton obtient ainsi peut être quelquefois utile pour faciliter le dosage des métaux contenus dans Tacier; mais, en général, elle n'est pas nécessaire.

On trouvera dans la suite quelques applications de cette méthode, notamment pour, le dosage du manganèse, du nickel, du chrome, que Ton commence par isoler de la majeure partie du fer en dissolvant le chlorure ferrique par l'éther.