ES DÉPÔTS MÉTALLIQUES AVEC ADHÉRENCE OPÉRÉS PAR LE CON¬ TACT DU ZINC

Dépôts d’ antimoine.

Le cuivre se recouvre avec la plus grande facilité d’antiloine en opérant avec la solution de double chlorure, à la împérature de 70 à 80 degrés. Le métal déposé a un aspect ris-violacé.

Dépôts de bismuth.

Le bismuth se dépose avec assez de facilité sur les lames de livre, avec le contact du zinc toutefois. Le dépôt se présente vec un aspect blanc légèrement jaunâtre ; il est mat et ne prend : poli que sous l’action de la brosse et du rouge d’Angleterre.

Dépôts cC étain ou étamage.

Le cuivre et le fer s etament facilement dans le double chloire de sodium et d’étain étendu à la température de 70 derés. On obtient immédiatement le brillant et le mat; mais ! contact du zinc est indispensable.

Une fois la couche d’étain déposée sur le cuivre, si l’on maintient le contact du zinc, il se dépose bien de l’étain,

tais qui n’adhère plus ; ainsi les molécules subséquentes qui rivent ne sont plus dans les conditions voulues pour s’agréîr avec celles déposées. L’étamage ainsi obtenu est satisfaitnt, et peut être employé dans plusieurs industries.

Dépôts de plomb ou plombage.

Le plombage du fer peut être obtenu directement en plonaant une lame de ce métal nouvellement décapée dans une dution d’acétate de plomb; mais si l’on veut opérer le dépôt tr le cuivre avec la solution de double chlorure, il faut emoyer le contact du zinc, attendu que le cuivre ne jouit pas ; la propriété de décomposer les sels de plomb. Bien que ce étal se dépose sur le cuivre, qui n’a aucune action sur la issolution de double chlorure, néanmoins il n’est pas possible en recouvrir les métaux électro-négatifs à l’aide du contact x zinc. Cette particularité assez remarquable sera le sujet june discussion à la fin de ce Mémoire. Le plomb déposé n'a

Its la couleur grisâtre que nous lui connaissons ; quand il est l masse et que sa surface est avivée , il est blanchâtre.

Dépôts de nickel et de cobalt, ou nickélisage et cobaltisage.

Les expériences rapportées au commencement de ce Mé-

APPENDICE

moire montrent que ces deux métaux doivent se déposer avec facilité sur le cuivre et même sur le fer, en raison de leur tendance à adhérer au zinc dans la décomposition de leurs sels à l’aide de la chaleur. La simple immersion du cuivre dans le double chlorure , soit de cobalt, soit de nickel , suffit bien pour ramener ces deux métaux à l’état métallique ; mais la couche de métal déposé a peu d’adhérence. En touchant avec un morceau de zinc effilé, le métal déposé devient brillant et très-adhérent; la couche y adhère assez fortement pour supporter le bruni, soit au rouge d’Angleterre et à la peau, soit au brunissoir.

L’éclat est à peu près celui de l’argent. Il est difficile de distinguera la couleur le nickel du cobalt. Les pièces recouvertes ne réagissent pas sur l’aiguille aimantée, même sur celle soustraite à l’action du magnétisme terrestre. Cet effet négatif ne peut provenir que de deux causes : ou le métal déposé est réparti en couche trop mince pour réagir sur l’aiguille aimantée, ou bien l’adhérence sur le cuivre constitue un alliage dans lequel les propriétés physiques du métal déposé sont modifiées. Une preuve que la couche est dans un état particulier, c’est que, bien que ses parties aient adhéré les unes aux autres par suite de leur action sur le cuivre, néanmoins les molécules qui arrivent en employant le simple contact du zinc ne peuvent plus s’agréger. L’action exercée par le cuivre modifierait donc les propriétés physiques du métal déposé. Le zinc ne doit toucher qu’en quelques points, car si la surface de contact a une certaine étendue , la pièce devient noire, surtout dans les environs du point de contact. C’est un motif pour éviter le contact immédiat du zinc ; on y parvient en faisant communiquer celui-ci avec le cuivre par l’intermédiaire d’un fil de cuivre.

Si l’on veut employer directement le contact, il faut toucher le revers de la surface que l’on veut recouvrir. J'ai dit que la couche métallique ne réagissait pas sur l’aiguille aimantée; mais on peut donner à la couche de métal déposé une épaisseur suffisante pour que la réaction soit bien manifeste. J’en parlerai quand je montrerai jusqu’à quel point il est possible de se servir des dissolutions de double chlorure chauffées de 60 à 80 degrés pour augmenter l’épaisseur des dépôts.

Je ferai remarquer encore que , pour le nickel comme pour le cobalt , les effets de dépôt varient avec la nature du laiton ; qu’il y en a qui donnent les effets les plus satisfaisants, tan-

dis qu’il y en a d’autres qui résistent fortement au dépôt ; ce sont ceux qui renferment une plus grande proportion de zinc. Quant au cuivre rouge, il est toujours employé avec avantage. Quand le cuivre ne se recouvre pas également, ce qui est dû à l’imperfection du décapage, il faut toucher toutes ses parties avec une pointe de zinc ou un morceau de zinc effilé ; on obtient par ce moyen un dépôt uniforme. Pour le cobalt et pour le nickel, il faut opérer dans les conditions d’une température voisine de l’ébullition.

Dépôts de fer.

D’après ce que je viens de dire des métaux oxydables, tels que les deux précédents , dans la précipitation avec adhérence, on concevra que le fer doive se comporter de la même manière, c’est-à-dire se déposer sur le cuivre et probablement sur d’autres métaux, par le contact du zinc. L’expérience a confirmé pleinement cette prévision. Le fer déposé sur le laiton affecte la couleur qui lui est propre.

Étamage du fer et du cuivre.

Le cuivre et le fer se recouvrent facilement d’étain de manière à donner un bon étamage. On opère comme pour les autres métaux. C’est une des opérations les plus satisfaisantes.

De l'intervention des courants plus ou moins intenses pour opérer les dépôts métalliques .

On a vu que la décomposition des doubles chlorures par immersion, à une température convenable, avec dépôt immédiat et adhérent du métal , pouvait s’opérer des deux manières, soit en plongeant seulement la lame de métal destinée à recevoir le dépôt dans une dissolution de double chlorure neutre à une température qui variait de 60 à ioo degrés ou aux environs , suivant la nature du métal , soit quand celuici n’était pas assez oxydable pour décomposer la solution en s’aidant du zinc. On conçoit parfaitement que si l’on veut employer l’action d’un appareil électro-chimique composé de plusieurs couples , afin de donner une épaisseur au dépôt métallique, les effets varieront dans ces deux cas. Dans le premier , il pourra arriver , et c’est ce qu’on observe le plus fréquemment, que le métal servant d’électrode négatif, ne soit pas [rendu par l’action du courant assez électro-négatif pour que la dissolution n’agisse pas sur lui. Dans ce cas, lecontre-courantrésultant de cette réaction l’emportera sur celui de la pile , et l’on Galvanoplastie. 32

3y4 A^PENDICÈ.

obtiendra à peu près les mêmes effets que si Je métal précipitant fût resté dans la solution. C’est ce qui arrive à l'égard du cuivre , par rapport à la dissolution du double chlorure de platine et de potasse, et des dissolutions de palladium, de rhodium, d’iridium et de plusieurs autres. Il n’en est pas de même dans le second cas, attendu que le métal servant d’électrode négatif n’est pas attaqué par la dissolution, et se recouvre d’une couche métallique par le simple contact du zinc ; il s’ensuit à fortiori que si l'on emploie, au lieu du courant résultant de ce contact, l’action provenant de plusieurs couples, le dépôt augmentera nécessairement d’épaisseur. C’est ce qu’on observe avec les dissolutions de cobalt, de nickel, d’antimoine, relativement au cuivre et à d’autres métaux sur lesquels les métaux qui entrent en dissolution se déposent avec adhérence par le contact seul du zinc. On a pris une lame de cuivre dont voici le poids et les principales dimensions :

Poids . i7,iôo

Iiongueur. ........ 5o millimètres.

Largeur. . . . 20 millimètres.

Surface en millimètres carrés. . . i,i5o

Cette lame, mise en relation avec le pôle négatif d’un appareil voltaïque composé de six couples et fonctionnant avec de l’eau légèrement acidulée par l’acide sulfurique, a été plongée dans une dissolution étendue de double chlorure de nickel et de sodium , semblable à celle dont on avait fait usage précédemment. Ce circuit a été fermé avec un fil de platine en relation avec le pôle positif. Cinq minutes après, la lame a été retirée de la dissolution, lavée, séchée et pesée; on a trouvé un accroissement de poids de 3 milligrammes. La lame agissait alors sur l’aiguille aimantée ; remise de nouveau en expérience pendant cinq minutes , on a trouvé un nouvel accroissement de 4 milligrammes; en tout, pendant dix minutes, 7 milligrammes; ces 7 milligrammes étaient répartis sur une surface de 23oo millimètres carrés, c’est-à-dire qu’il y avait à peu près 3 centigrammes de nickel par décimètre carré. Les sels de cobalt ont donné sensiblement les mêmes résultats.

Le cuivre, qui décompose, comme on sait, la dissolution de chlorure d’argent avec adhérence de la couche métallique, a été le sujet d’une expérience. Une lame de 5o millimètres de longueur et 23 de largeur a pris, sous l’influence du courant, oer-oo4, résultat qui annonce qu’il s’est déposé environ oer’Ot6 par décimètre carré.

Avec le cuivre rouge et une solution de double chlorure d’étain et de sodium , on a obtenu, pour une surface de 23oo millimètres carrés, un accroissement de poids de 8 milligrammes en dix minutes, ce qui donne osr> o328 d’étain par décimètre carré.

Le fer ne s’est recouvert, dans le même temps, que de oSr*025 d’étain.

CONCLUSIONS

Dans le procédé que je viens de décrire, il y a trois choses essentielles à considérer: la composition delà liqueur dans laquelle entrent un chlorure alcalin et un chlorure métallique en proportion atomique égale; la température de la dissolution; l’adhérence du métal précipité, qui cesse d’avoir lieu quand la couche a une certaine épaisseur, bien qu’on l’aide de l’action voltaïque résultant du contact des pièces avec le zinc. Comment se fait-il qu’une double combinaison opère plus facilement la décomposition du sel métallique avec adhérence du métal déposé, qu’en employant une dissolution métallique simple? Pour répondre à cette question, il faut partir de ce point, que le chlorure métallique étant combiné avec le chlorure alcalin, a perdu déjà une portion de ses affinités; d’on il suit que son action étant moins forte sur le métal précipitant, les molécules du métal précipité ne se précipitent plus aussi tumultueusement que si l’on opérait avec la dissolution simple. En outre, les dissolutions de chlorure alcalin augmentent le pouvoir conducteur pour l’électricité des dissolutions métalliques; ce qui contribue à donner encore une nouvelle énergie aux actions électro-chimiques.

L’action de la chaleur a déjà été examinée au commencement de ce Mémoire ; je résumerai donc ici ce que j’en ai dit.

L’accroissement de chaleur augmente le pouvoir conducteur et favorise la décomposition en dilatant les corps, et permet aux molécules déposées de s’introduire un peu plus profondément dans les interstices moléculaires.

Les causes de l’adhérence , dans cette circonstance, sont les mêmes que celles qui président à la combinaison du métal précipitant avec le métal précipité ; la force d’agrégation propre aux molécules du métal précipité n’y contribue en rien, car les nouvelles molécules qui arrivent, quand la surface est recouverte , ne peuvent s’agréger entre elles. Ces causes sont tellement identiques avec celles qui produisent la combinaison, que, si la cohésion n’y mettait obstacle, cette

3^6 APPENDICE

combinaison s’effectuerait par la raison que les états électriques des éléments en présence sont les mêmes que si elle devait avoir lieu.

Je me suis attaché dans ce Mémoire à traiter de la manière la plus générale le dépôt d’un métal non alcalin sur les métaux, en m’aidant quelquefois de l’action voltaïque. Cette question présente de l’intérêt, non-seulement sous le rapport des actions moléculaires, mais encore sous celui des applications aux arts; quant à l’intervention de l’action voltaïque, elle est souvent déterminable, comme on en a un exemple à l’égard du cuivre par rapport à la dissolution de cobalt, de nickel. Dans ce cas, le cuivre étant le pôle négatif, on aurait pu croire que l’action était uniquement produite par l’action chimique de l’électricité dégagée dans la réaction de la solution sur le zinc; mais le manque de cohérence des molécules de métal déposé, quand la couche a une certaine épaisseur, montre évidemment que, dans les premiers instants du dépôt, l’action du cuivre pour le cobalt ou le nickel , bien qu’existante , n’est pas assez forte pour décomposer la dissolution de ce dernier métal ; elle suffit cependant pour l’opérer et produire un dépôt adhérent par le contact du zinc. Ce que je dis des dépôts de cobalt, de nickel, a également lieu à l’égard de l’antimoine , etc. C’est dans l’étude des phénomènes de ce genre qu’on peut le mieux étudier les rapports si nombreux, si ■^variés , si intéressants , qui lient les affinités et les forces électriques , rapports qu’on ne doit jamais perdre de vue dans toutes les opérations de chimie où trois corps sont en présence ; car il peut en résulter, si l’on tire parti des effets électriques produits dans cette circonstance , une nouvelle énergie dans l’action des forces chimiques dont on ne faisait usage jadis que dans quelques cas particuliers, et qui aujourd’hui est mise à profit dans les actions chimiques et les actions moléculaires en général , comme la chaleur, un des auxiliaires les plus importants des affinités.

Je terminerai enfin ce Mémoire en faisant remarquer que tous les faits qui y sont rapportés reposent sur un principe simple, c’est-à-dire l’emploi des doubles chlorures métalliques et alcalins parfaitement neutres à une température qui varie de 60 à ïoo degrés. Ce principe est fécond en applications, puisqu’il s’étend à peu près à tous les sels métalliques non alcalins. Si je n’ai pu donner la loi qui lie tous les phénomènes, j’ai présenté du moins le principe général sur lequel elle re«

>ose; une loi enchaîne à la vérité les faits, et en dernière inalyse les résume tous; mais le principe est le point de départ des recherches qui conduisent à sa découverte. L’étude les principes doit donc précéder celle des lois, aussi c’est :elle qui m’a préoccupé.

Dans un autre Mémoire j’examinerai l’action qu’éprouvent, lans les mêmes conditions où j’ai opéré , tous les métaux à ['égard des dissolutions de titane, de chrome et d’urane, ainsi que la formation des alliages avec ou sans l’influence du contact métallique.

ADDITION AU MÉMOIRE SUR LA PRÉCIPITATION DES MÉTAUX PAR D’AUTRES MÉTAUX, PAR M. BECQUEREL.

Sur l’argenture électro-chimique.

Dans mon dernier Mémoire, relatif à la précipitation des métaux avec adhérence , j’ai dit que si l’on voulait employer ['action d’un appareil voltaïque , composé d’un certain nombre de couples, pour donner de l’épaisseur au dépôt , les effets levaient varier, suivant que le métal était plus ou moins attaqué ; qu’il pouvait arriver que si le métal précipitant était trop fortement électro-positif, le courant provenant de quelques couples ne fût pas suffisamment énergique pour le rendre assez électro-négatif, afin que la dissolution ne pût pas réagir directement sur lui; mais qu’il n’en était pas de même pour quelques métaux , comme le cuivre, par exemple, à l’égard des doubles chlorures de cobalt et de nickel , lesquels exigent, pour être décomposés, le contact du zinc. Depuis la lecture de mon Mémoire , je me suis attaché à rechercher quels étaient les métaux qui jouissaient de la propriété, avec la dissolution dont je faisais usage, de recevoir des dépôts métalliques d’une certaine épaisseur au moyen des appareils électro-chimiques. J’ai commencé par les dépôts d’argent sur le cuivre, particulièrement le laiton , et comme l’argenture préoccupe beaucoup aujourd’hui l’industrie, j’ai pensé qu’il serait agréable à l’Académie de connaître les résultats satisfaisants auxquels je suis parvenu. Voici la marche que j’ai adoptée à l’égard des pièces de laiton de bijouterie. Ces pièces, après avoir été dérochées et décapées, brillant avec tout le soin possible, sont plongées, pendant quelques minutes, dans le bain bouillant de double chlorure d’argent et de sodium en solution concentrée aussi claire que possible. Aussitôt que la surface est argentée blanc mat , on la met en communication avec le pôle

3^8 APPENDICE

négatif d’un appareil composé de sept à huit couples, en fermant le circuit avec une lame d’argent plongeant dans le même bain et en relation avec l’autre pôle; on laisse continuer l’action décomposante du courant pendant le temps nécessaire pour que le dépôt ait une épaisseur convenable : un quart-d’heure suffit ordinairement, comme on le verra ciaprés. Il faut avoir soin d’agiter la pièce pour éviter que le sel n’adhère à la surface. Il faut aussi que les pièces ne touchent pas au fond du vase, qui, pouvant s’échauffer plus de temps à autre , altérerait l’argenture. Cette précaution doit être encore prise, parle motif que l’on réduirait le chlorure d’argent en excès, et qui n’est pas dissous; de sorte que la lame se recouvrirait d’argent métallique pulvérulent. L’opération terminée, on retire les pièces cle l’eau ; on lave et on sèche à la sciure. Si l’on opère en plein jour, il arrive fréquemment que la pièce jaunit sensiblement en la retirant du bain pour la laver et la sécher, ce qui ne peut être dû qu’à la formation d’une petite quantité de chlorure d’argent. On évite cet inconvénient en opérant, non pas dans l’obscurité, mais dans un demi-jour. Je dois indiquer une cause qui tend à altérer la beauté de l’argent : lorsque l’on argente une pièce de cuivre par immersion, la solution prend nécessairement du chlorure de cuivre en échange du chlorure d’argent; de sorte qu’après un certain temps, lorsqu’il y a une certaine quantité de cuivre dans la dissolution, le courant dépose nonseulement de l’argent, mais encore du cuivre. Il suffit, pour éviter cet inconvénient, d’avoir deux bains bouillants, l’un servant à l’immersion, l’autre à l’emploi de la pile.

J’ai dit que l’on employait l’action de cinq ou six couples ; mais, si l’on s’aperçoit que le précipité n’a que peu ou point d’adhérence , il arrive qu’en diminuant le nombre on obtient une intensité de courant qui détermine l’agrégation des molécules. On parvient quelquefois au même but en variant la température. On doit toujours en agir ainsi quand on opère sur des alliages dont on ne connaît pas bien la composition. Si l’on remplace l’électrode en platine par un autre en argent, il n’est plus nécessaire d’employer autant de couples, par la raison que l’argent étant attaqué, l’électricité circule plus facilement. On y trouve encore l’avantage d’avoir toujours une solution au maximum de saturation de chlorure d’argent.

Yoici les résultats de deux expériences qui montreront la

DES DÉPÔTS MÉTALLIQUES AVEC ADHÉRENCE. g

quantité d’argent qui peut être déposée dans un temps donné, avec quelques couples voltaïques seulement. On a pris une lame de laiton de 3 centimètres de long sur 2 de large , et présentant une superficie de 12 centimètres carrés; peséeavant et après l’opération, elle a donné une augmentation de poids de 2 milligrammes. La différence entre le poids de l’argent déposé et celui du cuivre enlevé était donc dans le rapport de oSr,oi6 par décimètre carré. Cette pièce a été soumise ensuite à l’action d’un courant provenant de neuf couples et pendant 10 minutes. L’augmentation de poids a été de o&r,oo5. Cette fois il n’y avait pas eu perte de cuivre comme la première, où l’on avait argenté par immersion. Il s’est donc déposé près de o6r,o5 d’argent par décimètre carré.

On a fait une autre expérience avec une lame ayant om,o54 de long sur om,026, présentant une superficie de 28 centimètres pour les deux faces. Après l’avoir argentée par immersion, on l’a soumise à l’action de neuf couples, en opérant dans les mêmes circonstances; de deux en deux minutes la lame était retirée du bain, lavée, séchée et pesée. Voici les augmentations de poids obtenues dans sept expériences :

NUMÉROS des expériences.

DURÉE de l’immersion.