DE LA RÉDUCTION DU LAITON PAR VOIE GALVANIQUE

PAR M. H. Jacoby.

Il y a déjà quelque temps que M. de Ruolz a communiqué, à l’Académie des sciences de Paris, un procédé propre à déposer par voie galvanique une couche de bronze sur d’autres

REDUCTION DU LAITON PAR VOIE «ALVAN1QUE. 3o$

métaux (i). Ce procédé consiste, ainsi qu’on peut s’en rappeler, | à dissoudre du cyanure de cuivre et du bioxyde d’étain , en proportions déterminées, dans du cyanure de potassium , et à faire agir sur cette solution une batterie galvanique à courant constant. Comme ce procédé ne se prête pas facilement aux exigences de la pratique, surtout eu ce que la liqueur, quand elle est épuisée, a besoin presque toujours d’être renouvelée en entier, j’ai fait usage depuis quelque temps du moyen suivant , pour préparer, au lieu d’un alliage de cuivre et d’étain, un alliage de cuivre et de zinc ou de laiton par la voie gali vanique.

A cet effet je prends une solution assez concentrée de cyanure de potassium, un anode de cuivre et un cathode d’un autre métal, et je fais agir sur cette dissolution un courant produit par une batterie de Daniell , composée de deux couples au moins. Pendant que la liqueur se décompose, le cuivre se transforme peu à peu en cyanure , qui se dissout dans le cyanure de potassium. La liqueur renferme donc alors une certaine proportion de cuivre, et dès qu’elle est suffisamment riche, le cuivre commence à se déposer sur la surface du cathode sous l’état métallique. Aussitôt qu’on aperçoit les premières traces de cette réduction, on interrompt l’opération, et au lieu d’une plaque de cuivre on suspend dans la liqueur une plaque de zinc. Dans cet état il se réduit toujours du cuivre, mais ce métal , qui perd peu à peu sa couleur rouge , passe à celle jaune du laiton.

Lorsqu’on a atteint, pour le laiton déposé, la couleur qu’on désire, on peut enlever l’anode de zinc et lui substituer un (anode en laiton ordinaire. Le cathode qui a servi aux épreuves préliminaires, est de même enlevé et remplacé par l’objet qu’on se propose de recouvrir d’une couche de laiton.

Les liqueurs ou bains de laiton préparés, ainsi qu’il est permis de le dire, par voie purement galvanique, peuvent servir pendant un temps indéterminé, et il n’est besoin, pour les maintenir en état, que d’y ajouter de temps à autre un peu de Icyanure de potassium.

! Il est indifférent de prendre d’abord l’anode cuivre , puis ensuite l’anode zinc, ou de procéder d’une manière inverse. Je me suis même très-souvent servi d’un anode en laiton, mais ce

(0 Voir le chapitre précédent .

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n’est que rarement que j’ai obtenu ainsi la couleur désirée, ili se réduit toujours un petit excès soit de cuivre , soit de zinc.

Si l’objet est brillant et poli , la première couche de l’alliagei présentera ces mêmes propriétés; ce n’est seulement que lorsque l’enduit prendra de l’épaisseur, qu’on obtiendra le mat qui est le caractère de la plupart des enduits galvaniques.

La préparation du bain ci-dessus marche d’autant plus rapidement, que la dissolution du cyanure de potassium est plus concentrée. Avec des dissolutions étendues, il faut, tant! dans les commencements que lors des réductions subséquentes, ! faire usage d’une batterie plus forte, et qui compte jusqu’à quatre couples et même davantage.

On peut modifier à volonté la couleur du laiton, et obtenir une couche tout-à-fait semblable à un beau tomback , lorsqu’on! se sert simultanément , avec l’anode de laiton, d’un anode de cuivre d’une surface plus ou moins étendue.

Le procédé que je viens de décrire n’était pas , au moins à 1 ma connaissance, encore connu; il peut être employé aussi ' avec avantage, pour recouvrir d’une couche de laiton du cuivre réduit par voie galvanique. Il facilitera les moyens de communiquer aux produits de la galvanoplastiqueun bronzage*1 semblable à la patine antique, propriété que le cuivre n’acquiert, du moins d’après mes expériences, qu’avec une extrême difficulté. Mais il sera surtout avantageux quand il s’agira d’enduire de laiton des objets en fer, de luxe , ou d’application usuelle, ce qui ne s’était pratiqué jusqu’à présent! que par une sorte de plaqué avec du laiton réduit en feuilles minces, et ce qui est très-long et dispendieux.

Tout le monde sait que les liqueurs électrolysées, qui renferment simultanément plusieurs sels oxygénés à bases métalliques, par exemple du sulfate de cuivre et du sulfate de zinc, ou bien du nitrate d’argent et du nitrate de cuivre, réduisent les métaux négatifs plus aisément que ceux positifs. Dans les dissolutions de sulfate de cuivre rendues fortement impures par du zinc ou du fer, le cuivre, en employant une faible batterie, est précipité presque jusqu’au dernier atome, sans qu’on puisse y accuser la moindre substance étrangère. En consé- ! quence, il m’a paru indubitable que par le mélange des cyanures de divers métaux , il devait se produire un effet inverse, c’est-à-dire , par exemple, que le zinc , quoiqu’il fût le métal positif, devait se réduire plus aisément que le cuivre. Pour communiquer au laiton précipité une couleur rougeâtre, il

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n'a donc semblé qu’il fallait constamment la présence d’un jrand excès de cuivre, et une action plus prolongée que dans e cas contraire. Des recherches précises sur les diverses cir- :onstances qui ont lieu dans ce cas, n’ayant point encore été mtreprises, je me contenterai de cette remarque qui aura jieut-être quelque utilité dans les applications pratiques du orocédé en question.

Depuis longtemps je me sers, pour la réduction de l’or et le l’argent, d’un procédé analogue , c’est-à-dire que je ne prépare pas de dissolutions chimiques d’or ou d’argent , mais que je les obtiens en me servant des anodes de ces métaux.

On peut obtenir des alliages semblables d’or et de cuivre >ar les mêmes procédés qui fournissent ceux de laiton, en je servant d’un cuivre anode dans une solution de cyanure j’or, ou réciproquement d’un or anode dans une solution le cyanure de cuivre. En faisant usage simultanément de disolution de cyanure d’or et de cyanure d’argent , on trouve néanmoins, ainsi que l’annonce très-fréquemment l’expérience, iette circonstance remarquable , savoir: que pour une trèsaible proportion d’argent et un grand excès d’or , l’argent, [uoiqu’il constitue le métal positif, est plus aisément réduit, it communique à l’or, jusqu’à ce qu’il soit complètement ipuisé , un ton pâle remarquable avec un reflet verdâtre; le inc, comme on l’a vu ci-dessus, se comporte de la même nanière.

Les objets nombreux en étain et en fer, que j’ai recouverts insi d’une couche épaisse en laiton, présentent des variétés e tons dans les couleurs qu’on leur a données, par la réducion qui démontre qu’il y a des proportions variables dans les létaux qui constituent cet alliage.

CONCLUSION

i Nous avons cru devoir renvoyer au 4e Livre de la Dagueréoty pie, tous les procédés électro-chimiques qui se rattachent I la photographie.

Nous ne pouvons mieux terminer ce travail, où nous ne Soyons avoir rien omis de ce quia paru d’utile sur la galvanolastie, qu’en reproduisant les admirables Mémoires qui ont té récemment publiés par M. Becquerel; ils renferment les ernières découvertes dues à cet infatigable savant, et qui Int de nature à diriger l’industrie électro-métallurgique dans es voies toutes nouvelles.

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Mémoire sur V application électro-chimique clés oxydes et des métaux sur des métaux , par M. Becquerel.

§ I. de l’emploi de l’appareil a gaz oxygène pour la formation DE l’hydrate DE PEROXYDE DE PLOMB, ET l’aPPLI- CATION DES OXYDES SUR LES METAUX.

Considérations générales.

Il y a déjà quelques années que j’ai décrit un appareil électro-chimique simple, à l’aide duquel on peut obtenir assez! abondamment , en peu de temps , du gaz oxygène. Cet appareil, 1 qui sert de type aux piles à courant constant, est formé d’un bocal rempli d’acide nitrique, dans lequel on plonge un tube de verre, fermé par en bas avec de l’argile reteuue au moyen i d’une coiffe en linge ficelée convenablement, et rempli d’une dissolution dépotasse concentrée, de deux lames de platine; immergées, l’une dans l’acide, l’autre dans la potasse, et communiquant ensemble au moyen d’un fil de platine, dont lei bouts libres sont enroulés l’un sur l’autre. Dès que ia communication est établie, il s’opère un dégagement abondant de gazi oxygène sur la lame plongeant dans la solution de potasse; cet effet est dû à l’action du courant résultant de la combinaison de l’acide avec la potasse, et qui agit avec d’autant plus de force que le bouchon d’argile est plus mince. On peut même substituer à l’argile du plâtre que l’on gâche à cet effet.

A l’époque où je fis connaître cet appareil, j’annonçai qu’il pourrait être employé utilement dans une foule de cas, principalement lorsqu’il s’agirait de présenter des oxydes à l’état naissant à d’autres corps avec lesquels on chercherait à les combiner. Mes prévisions ne m’ont pas trompé, comme on pourra en j uger d’après les expériences dont je vais exposer les résultats.

Dans cet appareil, l’acide nitrique et probablement l’eau sont décomposés; les résultats de la décomposition sont : de l’oxygène dans le tube où se trouve la potasse, et de l’acide! nitreux autour de la lame de platine qui est dans l’acide nitrique. Si l’on veut décomposer de l’eau mise dans un vase séparé, il suffit de remplacer la lame de platine qui plonge dans la potasse par une lame de zinc, et d’attacher à celle-ci un fil de platine , au bout duquel on fixe une autre lame de platine, et d’en mettre également une au bout libre du second fil. Dès l’instant qu’on plonge les deux lames dans l’eau, celleci est décomposée ; la lame en relation avec celle qui est dans

DE L5EMPLOI DE L5APPAREîL A GAZ OXYGENE. 3l3

la potasse est le pôle négatif, et l’autre le pôle positif. Le dégagement de gaz est abondant sur chacune d’elles.

Voici ce qui arrive daus la substitution du zinc au platine : le premier étant oxydé par la réaction qu’exerce sur lui la solution alcaline, prend l’électricité négative; de plus, dans la réaction de l’acide sur la solution alcaline, celle-ci s’empare de l’électricité négative qu’elle transmet à la lame de zinc, de sorte que lorsque le circuit est fermé, le courant résultant de la réaction des deux liquides l’un sur l’autre s’ajoute à celui qui provient de l’oxydation du zinc; mais comme ce double effet est produit sans l’intervention du nouveau couple, et par (conséquent sans qu’il y ait une nouvelle alternative, il s’enjsuit que le courant a une force décomposante plus énergique que dans le premier cas; aussi l’eau est-elle décomposée abondamment dans un vase séparé de l’appareil, quoique faisant partie du circuit. On peut cependant prouver que l’eau est également décomposée dans le vase séparé , en ne se servant que de l’appareil simple à lames de platine; il faut, pour cela, mettre à profit la propriété que possèdent les solutions de pels de plomb d’être décomposées quand elles sont en contact «vec la lame positive d’un appareil voltaïque. Dans ce cas, j’oxyde de plomb, passant au maximum d’oxydation, se sépare Sue son acide et se dépose sur la lame. Si l’on dissout un sel de jplomb dans l’eau à décomposer, la très-faible quantité d’oxyjgène qui arrive sur la lame positive empêche ordinairement toute décomposition ultérieure, ainsi que M. de la Rive l’a [prouvé récemment ; mais ici le gaz se combine avec le protoxyde de plomb, d’où résulte un peroxyde qui se précipite, de sorte que la cause qui s’opposait à la circulation du courant existe plus. La teinte brune que prend la lame indique néessairement la décomposition de l’eau; il suffit d’ ajoutes* à :ette dernière une solution de protoxyde de plomb dans la ôtasse. On est conduit par là à examiner ce qui se passe dans appareil simple, en substituant à la solution de potasse la

I Solution alcaline de plomb; et, pour plus de simplicité, remplaçons l’acide nitrique concentré par une dissolution concentrée de sulfate de cuivre, en établissant la communication flentre les deux liquides au moyen de lames de platine ; peu de ftemps après, suivant la facilité avec laquelle passe le coûtant, f|ia lame de platine qui se trouve dans la potasse noircit et se (recouvre d’une couche excessivement mince de peroxyde de Aplomb, tandis que la lame, plongeant dans le cuivre, ne se

Galvanoplastie. 27

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recouvre pas de cuivre à l’état métallique. De là il faut conclure que le courant produit par la réaction du sulfate de' cuivre sur la potasse, par l’intermédiaire de l’argile humide décompose l’eau; que l’oxygène fait passer le plomb à l’état dé peroxyde, tandis que l’hydrogène transforme le sulfate dé deutoxyde de cuivre en sulfate de protoxyde, puisqu’il ne sel dégage pas d’hydrogène et qu’il ne se précipite pas de cuivre ' pendant longtemps sur la lame négative. Opère -t- on avec J l’acide nitrique concentré, au lieu de sulfate de cuivre, les j effets changent, comme on va le voir.

De l'hydrate de peroxyde de plomb.

On remplit le tube d’une dissolution concentrée de potasse I et de protoxyde de plomb, on laisse de l’acide nitrique dans! le bocal, et l’on ferme le circuit avec les deux lames et le fil del platine. L’acide nitrique est décomposé ; l’oxygène est transporté sur la lame qui se trouve dans la solution alcaline, et, au lieu de se dégager, il réagit sur le protoxyde de plomb, et le fait passer, non plus à l’état de peroxyde puce, mais biens à celui de peroxyde jaune, et avec formation de lamelles dei peroxyde anhydre, selon l’intensité du courant, toutes les fois que l’acide nitrique est concentré, et que la réaction de l’acide sur l’alcali est vive, condition que l’on obtient en employant une cloison d’argile peu épaisse. Le précipité, d’abord d’uni] beau jaune serin, prend, après avoir été lavé et séché à l’air, une teinte terne et ocreuse; séclié dans le vide, il reste toujours jaune; mais sa teinte n’est pas aussi belle que lorsqu’il se trouvait dans la potasse, hors du contact de la lumière ; il paraîtrait même que, dans les premiers instants de sa formation, la lumière agit sur lui. Quand il est très-sec, si on l’expose à l’action de la chaleur, il commence à perdre sa couleur jaune vers 3o degrés; et si l’on continue à élever la température, il se change en peroxyde puce de plomb. Chauffé dans un tube, les parois de celui-ci se recouvrent de gouttelettes d’eau ; d’après cela, le nouveau composé ne serait donc qu’un hydrate de peroxyde.

Les résultats de, l’analyse ne laissent aucun doute à cet égard. o5r, 179 du précipité jaune séché avec soin dans le vide furent chauffés fortement pour les changer en peroxyde puce ; après quoi ils ne pesaient plus que oSr,i65 ; donc oeroi4 d’eau avaient été perdus. Les oSr,i/'9 de précipité jaune devaient renfermer oer,i65 de peroxyde de plomb et oer,oi4 d’eau. Or,

DE L EMPLOI DE L’APPAREIL A GAZ OXYGENE. 3 ï S

pomme le poids de l’atome du peroxyde est de 1 494»5 , celui , de l’eau ii2,5o,il s’ensuit que o8r,i65et oer,oi 4 représentent ii atome de peroxyde de plomb et i atome d’eau. Telle est la i Composition du composé jaune obtenu, qui est un peroxyde i hydraté de plomb non encore décrit en chimie, i ; L’action de la lumière paraît être défaire perdre à ce composé i ;oneau de cristallisation, pour le changer en peroxyde anhydre. S' Pour se procurer une certaine quantité de ce composé, il faut remplacer le tube par un vase cylindrique en porcelaine dégourdie, et dans lequel on met la dissolution de potasse et le protoxyde de plomb. On peut favoriser l’action en s’aidant e l’un couple, mais ne pas aller au-delà, si l’on veut éviter 4a formation d’une grande quantité de peroxyde anhydre. jJne condition indispensable au succès de l’expérience est, mus le répétons, d’employer de l’acide nitrique concentré et me dissolution alcaline de protoxyde de plomb également conientrée. Nous verrons plus loin comment on se procure le protoxyde anhydre de fer : quant à l’hydrate de peroxyde de e aanganèse, les expériences entreprises dans le but de l’obtenir is nt été sans succès; mais ces expériences m’ont mis à même le résoudre une autre question qui ne sera peut-être pas sans >1 Intérêt pour les arts qui s’occupent de recouvrir les métaux 11 1 ’une couche inaltérable.

[{ De l'application des oxydes avec adhérence sur les surfaces s, Il métalliques.

Si l’application des métaux sur d’autres métaux plus oxydâtes pour préserver ceux-ci des agents atmosphériques, occupe epuis longtemps tous les esprits, et si l’on a obtenu des réultats satisfaisants dans certains cas, quels ne seraient pas ès avantages si l’on substituait aux métaux moins oxydables es oxydes inaltérables , tels que les peroxydes de plomb et de r, surtout ce dernier, qui est tellement fixe, qu’il résiste à Action d’une température très-élevée! Cette question peut tre résolue aujourd’hui à l’aide des appareils précédemment écrits , et en suivant à peu près le même mode d’expériinenition que pour obtenir les peroxydes anhydre et hydraté de lomb. Mais avant d’indiquer comment il faut opérer , je raplellerai que dans les expériences que je fis pour recueillir tout F plomb et le manganèse qui se trouvaient dans une dissoition, sans qu’il en restât aucune trace, le peroxyde de fiacun de ces deux métaux se déposait sur la lame positive en

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couches formées de parties peu cohérentes, et n’ayant aucune adhérence avec cette laine , qui devait être de platine ou d’or, pour éviter de faire de nouvelles réactions Pour résoudre la question que je me suis posée, il fallait que Je dépôt de peroxyde eût lieu avec adhérence, non point seulement sur l’or, îe platine ou l’argent, qui n’ont pas besoin d’étre préservés, mais bien sur le cuivre, le fer et autres métaux, d’un emploi plus usuel , et qui sont exposés souvent à toutes les variations atmosphériques. D’après les effets obtenus, dans le premier paragraphe de ce Mémoire, avec les dissolutions de protoxyde de plomb dans la potasse, je dus jeter les yeux sur les dissolutions alcalines : je n’avais le choix que des dissolutions dans la potasse ou dans l’ammoniaque. Or, parmi les oxydes que dissout la potasse, nous citerons le protoxyde de plomb, l’oxyde de zinc, le protoxyde d’étain, l’oxyde chromique, etc., tandis que l’ammoniaque dissout le protoxyde de fer, les oxydes de zinc et de cadmium, les bioxydes de cuivre, les oxydes de nickel, de cobalt, etc. Je ne me suis occupé seulement que de la dissolution du protoxyde de plomb dans la potasse, et de celle du protoxyde de fer dans l’ammoniaque, afin de bien mettre en évidence le principe de la fixation avec adhérence des oxydes sur les métaux, et montrer la marche à suivre pour l’appliquer à d’autres oxydes.

Commençons par la dissolution -potassique de plomb. On a dissous dans un ballon 200 grammes de potasse caustique dans 2 litres d’eau distillée; on y a ajouté i5o grammes de litharge ; on a fait bouillir pendant une demi-heure; on a laissé reposer 5a dissolution, après quoi on a pris un cylindre en porcelaine dégourdie rempli de la dissolution étendue de so'.n volume d’eau. Le cylindre a été plongé dans un bocal contenant de l’eau acidulée par environ 1/20 de son poids d’acide nitriqu'e> et dans laquelle plongeait une lame de platine communiquant au pôle négatif d’un couple voltaïque ordinaire à courant constant. Le pôle positif était en relation avec la pièce à recouvrir de protoxyde. Supposons une lame de fer, et voyons ce qui arrive. La lame, décapée à sec, adoucie à la lime et à la ponce, a été plongée dans la dissolution. Il s’est dégagé aussitôt une grande quantité d’hydrogène sur la lame de platine par suite de la décomposition de l’eau et de l’acide nitrique. L’oxygène, en se rendant au pôle positif, au lieu d’oxyder le fer , a changé en peroxyde le protoxyde de plomb, qui, attiré par le même pôle, en raison de son état négatif,