CHAPITRE VIII

Caractères imprimés aux flammes et à l'étincelle, à la décharge et à l'arc électriques

par les composés du strontium.

Spectres lumineux du strontium. — Dans ces recherches, j'ai eu pour but de m'assurer si l'on peut se procurer un composé de strontium qui, répandu

à la température la plus élevée possible dans une flamme ou dans l'étincelle, la décharge ou l'arc électrique, ne fournit pas à l'analyse prismatique des indices certains du spectre du sodium, du potassium, du lithium, du calcium et du baryum.

Pour obtenir de l'oxyde de strontium, je suis parti du carbonate purifié, ainsi qu'il est dit dans la notice précédente. Je crois devoir prévenir ceux qui seraient tentés de reprendre ce sujet qu'ils rencontreront des difficultés extrêmes pour se procurer du carbonate de strontium privé complètement de carbonate de calcium. Du reste, les variations constatées par mon illustre maître Dumas lors de ses travaux sur le poids atomique du strontium, démontrent avec certitude combien est extrême la difficulté de séparer absolument le baryum et le calcium que l'on rencontre si intimement associés aux chlorure, azotate et carbonate de strontium. La nécessité d'opérer une séparation absolue est d'autant plus grande que, dans des conditions données, le spectre de flamme du strontium présente des raies vertes qui peuvent faire croire à l'existence soit du calcium, soit du baryum dans le composé soumis à l'essai.

La réduction du carbonate en hydroxyde de strontium a été effectuée de la même manière et dans les mêmes conditions que celle du carbonate en oxyde de calcium. La décarbonatation, quoique plus lente, s'effectue toutefois si l'on a soin de l'opérer à l'aide d'un dard oxhydrique avec excès d'hydrogène, et de chauffer avec la partie du dard où la température est suffisante pour fondre le platine.

En agissant ainsi, lors même qu'on ait pris toutes les précautions possibles pour soustraire le carbonate de strontium le mieux purifié aux poussières sodiques de l'air, dès que sa température est portée au rouge, le dard oxhydrique se colore en jaune et la raie sodique apparaît avec une intensité très grande, lorsque le carbonate a eu longtemps le contact de l'air. Cependant, avec une attention et des soins persévérants, on parvient, après un temps de chauffe variable, mais compris entre quinze et vingt minutes, et après avoir volatilisé la moitié au moins de l'hydroxyde produit, à éliminer le sodium au point de ne plus découvrir dans le dard, par l'analyse prismatique, que des traces très fugitives de la raie sodique.

J'ai fait un grand nombre d'essais dans le but de m'assurer si on peut

voir le spectre du slronliiim sans la raie sodique, et il ne m'a élé donné que deux fois de l'apercevoir ainsi. J'ai eu celte chance en opérant dans de l'air pur, ou plutôt lorsque l'analyse piismalique du dard oxhydrique ne ine donnait aucun indice de la raie sodique, et que pour maintenir à l'air sa pùieté relative, j'avais eu la précaution d'effectuer l'avant-veille la décarbonatation et l'élimination du sodium de l'hydroxyde de strontium que je voulais soumettre à l'expérimentation et que la veille j'avais fait laver à grande eau le sol et les bancs de la salle.

Je crois devoir ajouter que l'élimination du sodium au point de ne plus fournir la raie sodique d'une manière plus forte qu'elle apparaît généralement dans le dard oxhydrique lancé dans l'air, est une opération délicate à exécuter, et qu'on n'y réussit souvent qu'en perçant par fusion la plaque concave en platine sur laquelle se répand l'hydroxyde fondu.

Quoi qu'il en soit de cette difficulté, en réunissant en tas conique sur une autre feuille de platine concave et rougie à blanc l'hydroxyde aussi privé que possible de sodium et en fondant dans l'hydrogène porté à l'incandescence tout le tas pour éliminer le plus possible le sodium, il arrive un instant oii l'on aperçoit le spectre splendide du strontium sans trace de raie sodique, si l'air ne donne pas au même moment ce dernier spectre; au cas contraire, la raie sodique se voit dans le spectre du strontium à peu près de la même manière que dans le dard oxhydrique lancé dans l'air. Lorsqu'on a la chance d'avoii' de l'air pur, ce qui, je le répèle, ne m'est arrivé que deux fois pendant les six mois qu'a duré en dernier lieu mon travail sur le strontium, l'observation attentive m'a permis de constater des alternances dans l'apparition et la disparition de la raie sodique.

Si, après avoir privé de sodium, par le dard oxhydrique, les couches superficielles de l'hydroxyde de strontium fondu, on vient à les volaliliser et à entamer ensuite les couches plus profondes, on voit apparaître de nouveau la raie sodique pour disparaître encore. J'ai pu, un jour, produire

ces aUernances qui se font par degré insensible d'intensité, en volatilisant au dard oxycarbohydrique plusieurs grammes d'iiydroxyde de strontium pur.

Cet hydroxyde privé de sodium, abandonné sous une cloche pendant douze heures à l'air, et porté ensuite sous le dard oxhydrique, laisse apercevoir le spectre sodique absolument comme le platine, l'argent, l'oxyde de lithium et l'oxyde de calcium qui ont eu le contact de l'air.

Le dard du chalumeau oxhydrique prend une coloration d'un rouge pourpre très foncé en passant sur l'hydroxyde pur fondu. A la température voisine de la fusion de l'iridium, la couleur pourpre est remplacée par une illumination d'un bleu plus foncé que celle de l'hydrogène porté à l'incandescence.

De sorte qu'en introduisant, à l'aide d'un petit cône de charbon de cornue, de l'hydroxyde dans le cône inlerne du dard oxhydrique, on aperçoit une illumination d'un bleu intense au point d'immersion et une coloration pourpre dans le restant du dard.

L'hydroxyde fondu et surtout sa vapeur attaquent sensiblement le platine en le noircissant. Sa vapeur rend l'air caustique pour la respiration, mais moins que la vapeur d'oxyde de calcium. Par le repos, l'air se dépouille plus rapidement du strontium que du calcium et du lithium répandus. Lors même que j'y avais jeté des torrents d'oxyde de strontium, ce qui a été souvent le cas, trois ou quatre heures après, il m'était impossible de trouver dans la flamme du dard oxhydrique la moindre trace du spectre du strontium. 11 est nécessaire de laisser l'air au repos pendant au moins dix-huit heures, pour ne plus pouvoir y constater la présence du calcium et du lithium qui y ont été abondamment volatilisés, comme j'ai été obligé de le faire lors de mes investigations. La dissémination de l'oxyde iithique est telle que, plusieurs heures après la fin de mes opérations, les flammes des brûleurs fonctionnant dans une place adjacenle à la salle où je travaillais, présentaient encore une coloration Iithique très prononcée.

Spectre de flamme du strontium. — J'arrive au spectre de flamme du strontium. Dans son remarquable livre sur l'analyse spectrale, M. Roscoe a donné du spectre du chlorure de strontium, déterminé par MM. Bunsen et Kirchhoff, une image tellement exacte qu'elle ne saurait être dépassée par aucune description. Observé dans la flamme de l'hydrogène ou du gaz de l'éclairage, ce spectre se compose d'un espace obscur sillonné par six bandes rouges, une bande orangée, toutes nettement séparées si la fente du collimateur est suffisamment rétrécie, et une raie bleue.

L'oxyde ou l'hydroxyde de strontium répandu dans le dard oxhydrique ou oxycarbohydrique, à une température inférieure à celle du point de fusion du platine, produit un spectre identique à celui décrit ci-dessus. Mais en opérant l'analyse prismatique du dard chauff'é près du point de fusion du platine, on constate, en rétrécissant convenablement la fente du collimateur, que les six bandes rouges et la bande orangée se transforment en raies dont toutefois les contours restent diffus et nébuleux, c'est-à-dire qu'elles manquent de la netteté qu'on observe pour la raie bleue et surtout pour les raies produites à l'aide de l'étincelle électrique chargée de chlorure anhydre ou hydraté de strontium. Le spectre de bandes délimitées conserve toujours quelque chose de spécifique.

On peut volatiliser complètement dans le dard oxhydrique ou oxycarbohydrique tout l'oxyde ou l'hydroxyde de strontium pur soumis à l'essai sans observer l'apparition d'autres raies dans l'espace spectral obscur, en prenant la précaution de ne soumettre à l'analyse prismatique que la partie du dard saturé de strontium où l'hydrogène n'est pas porté à rincaiidesconce, et qui partant est dépourvue de spectre continu.

Lorsque l'observation s'effectue sur une partie plus rapprochée du cône interne, et à plus forte raison sur le cône interne lui-même, du dard saturé de strontium, l'espace spectral se modifie : on constate alors avec le gaz oxhydrique une bande obscure de A près de D, sillonnée par les sept bandes rouges et une forte raie orangée diffuse, et une illumination verte

de D à F. Cette illumination laisse apercevoir trois et quelquefois quatre raies vertes. 11 en est de même en se servant du dard oxycarbohydrique. La teinte de ces raies vertes est tout autre que celle des raies du calcium ou du baryum, et est identique à la teinte des raies vertes du spectre fourni par l'analyse prismatique du cône interne lumineux du gaz oxycarbohydrique lui-même, que j'ai décrit dans l'introduction de ce mémoire.

Quels qu'aient été mes efforts pour apercevoir les deux raies d'un bleu violacé 156'^5 et ISO'^S du micromètre du spectroscope de M. Bunsen pour le spectre du chlorure dans l'étincelle, je ne suis pas parvenu à les retrouver. J'ai constaté, au contraire, que l'introduction de l'hydroxyde de strontium dans le cône interne lumineux du dard oxycarbohydrique éteint immédiatement les deux bandes bleues et la raie bleue que l'analyse prismatique de ce cône oxycarbohydrique permet d'observer. Dans ce cas, l'espace spectral se compose de six raies rouges et une raie très forte orangée, diffuses, sur fond obscur et propres au strontium; de deux bandes vertes sur fond lumineux, formées de trois et quelquefois quatre raies fines dégradées de gauche à droite, et enfin de la raie bleue du strontium sur fond obscur.

Dans le but de m'assurer, d'une part, si les raies vertes constatées appartiennent réellement au spectre de flamme de l'hydroxyde de strontium, et, d'autre part, si l'absence de deux nouvelles raies d'un bleu violacé 156.5 et 150.5 signalées par M. Bunsen dans le spectre de l'étincelle doivent être attribuées à la méthode d'investigation employée par moi, c'est-à-dire au dard oxhydrique, ou à une différence de produit, j'ai pris le parti d'étudier le spectre du chlorure de strontium tant dans le dard oxhydrique et dans le dard oxycarbonique que dans l'étincelle, la décharge et l'arc électriques.

Le dard oxhydrique où l'hydrogène n'est pas rendu incandescent, lancé sur du chlorure de strontium, fournit, par l'analyse prismatique, un spectre identique à celui qu'on observe dans l'hydrogène ou dans la flamme de la lampe de Burnsen brûlant dans l'air. En rétrécissant convenablement la

(ente du collimaleur, les bandes prennent la forme de raies à bords 1res diffus et nébuleux. On remarque, pour les bandes ou j)our les raies, le même mouvement ondulatoire que celui que l'on constate avec le chlorure de calcium chauffé dans les mêmes conditions. Ce mouvement ondulatoire dure tant que le chlorure n'est pas complètement dissocié.

Le chlorure de strontium anhydre introduit, à l'aide d'un petit cône de charbon de cornue purifié, dans le dard oxhydrique où le rhodium et l'iridium sont en pleine fusion, produit une flamme blanche au centre, bleue au milieu, et rouge foncé à la périphérie, dans laquelle l'analyse prismatique laisse apercevoir les six bandes rouges presque confondues en une seule. Ces bandes n'apparaissent sous forme de raies à bords très diffus, qu'apiès la dissociation du chlorure et sa transformation en hydroxydeou oxychlorure de strontium.

En même temps qu'on voit les bandes rouges confondues, on constate la forle bande orangée parfaitement séparée et trois ou quatre raies vertes dégradées de droite à gauche, cl iine seule raie bleue. Tous mes efforts pour faire apparaître ou du moins pour apercevoir au même moment les deux raies d\in bleu violacé pâle, signalées par M. Bunsen pour le spectre électrique, ont été infructueux.

Il n'en est pas de même des essais exécutés par l'analyse prismatique de l'étincelle ou de la décharge d'une bobine d'induction sans ou avec condensateur, chargée de chlorure ou d'hydroxyde provenant de sa dissociation. Poui' ces recherches, je me suis servi successivement du spectroscopc de Steinheil, du grand spectroscope de M. Hilger, muni alternativement de trois ou de six prismes en spath, du spectroscope à deux demi-prismes de quartz construit par M. Hilger pour M. Depaire, et du spectroscope à vision directe que MM. Liveing et Dewar ont bien voulu faire construire pour moi par M. Hilger.

Pour les observations, j'ai employé d'abord des sphéroïdes de platine et ensuite de petits cônes de charbon de cornue purifié, enveloppés soit de

chlorure, soit d'oxychlorure, soit d'hydroxyde de strontium. Ces composés, en se réduisant en vapeur dans l'étincelle d'induction ou dans la décharge, impriment à celles-ci une coloration d'un bleu foncé et fournissent à l'analyse prismatique des raies longues et complètes. Ayant constaté la variation du nombre et de l'éclat des raies atmosphériques suivant la distance des sphéroïdes enveloppés, j'ai remplacé ceux-ci par des sphéroïdes de platine pur fixés à un t/emi-centimètre l'un de l'autre, les bobines donnant des étincelles de cinq, de quinze, de quarante-cinq centimètres.

Après avoir constaté, à celte dislance invariable, la constance, le nombre et la position des raies atmosphériques, j'ai mouillé ces sphéroïdes à l'aide d'une boucle en fil de platine enduite d'une pâte assez liquide de chlorure de strontium privé absolument de calcium et de baryum, cristallisé et dissous, ou je les ai enduits simplement d'une solution saturée d'hydroxyde de strontium du chlorure ou du carbonate dissocié au gaz oxhydrique. J'ai constaté ainsi que, déduction faite des raies atmosphériques, le spectre de l'étincelle d'induction faible ou forte et de la décharge, chargée de chlorure ou d'hydroxyde, est identique au spectre du chlorure dans l'étincelle, lel que Bunsen l'a indiqué dans le tableau VI, n" 8, de son mémoire : Spectral anahjtisclie Untersucliungen, y compris les deux dernières raies d'un bleu violacé pâle inscrites aux n" 156.5 et 150.25 du micromètre de son spectroscope, et n"' 12().5 et 158.5 du micromètre de mon spectroscope de Sleinheil.

L'analyse prismatique de la décharge d'une bobine de Ruhmkorff, donnant des élinjcelles de 45 centimètres de longueur, entre des sphéroïdes de platine ou des cônes de charbon purifié enveloppés de chlorure ou d'hydroxyde de strontium, ou les mêmes sphéroïdes ou cônes mouillés de la solution saturée de ces composés, a permis de reconnaître, avec les nombreuses et inévitables raies atmosphériques, exclusivement les mêmes raies observées avec une étincelle faible ou forte.

Ces investigations m'ont convaincu qu'il n'y a aucun avantage à exa-

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gérer la puissance des effets électriques de l'étincelle. Au point de vue du nombre de raies, il n'y a aucune différence entre le spectre du chlorure ou de l'hydroxyde de strontium, d'une étincelle de cinq, de quinze ou de quarante-cinq centimètres, réduite respectivement à un rfemi-centi mètre par le rapprochement des sphéroïdes ou des cônes enduits. Seulement, l'intensité lumineuse et la coloration des raies et, partant, leur visibilité s'accentuent avec la puissance électrique. La physionomie du spectre strontianique ne varie plus dès l'instant de l'apparition des raies caractéristiques du strontium dans l'étincelle, et la difficulté de l'observation et la fatigue pour les yeux qui en résulte s'accroissent avec l'apparition d'un plus grand nombre de raies atmosphériques.

Dans l'arc électrique produit par ti^ente éléments de Bunsen du plus grand modèle, entre les électrodes de carbone pur en contact et enduits de chlorure ou d'hydroxyde fondu, on observe identiquement les mêmes raies que celles constatées dans la décharge, avec cette différence toutefois que, dans le spectre de l'arc strontianique, on n'aperçoit pas les raies atmosphériques qui rendent si difficile et si pénible l'observation du spectre de la décharge.

Bunsen a constaté la communauté des bandes et des raies suivantes du spectre de flamme et du spectre électrique :

Spectre

do rianimc.

Stas.

Spectre

électr

'ique.

Bunsen.

Bunsen.

Stas.

J'ai reconnu la communauté des mêmes bandes et des mêmes raies. Je me suis assuré, de plus, qu'au delà du point de fusion du platine, l'hydroxyde du carbonate et du chlorure de strontium présente, dans le spectre de flamme, trois et quelquefois quatre raies vertes communes au spectre du

chlorure et de Thytlroxyde dans l'étincelle et dans Tare. Ces raies vertes manquent absolument au spectre de flamme dans laquelle l'hydrogène n'est pas porté à l'incandescence.

La forte bande 31 îi 34 du micromètre du spectroscope de Bunsen du spectre de flamme n'a apparu dans mes recherches qu'à l'état rudimentaire dans le spectre électrique, quel qu'ait été le degré d'intensité de l'étincelle ou de l'arc, et inversement il m'a été impossible de provoquer dans le spectre du dard oxhydrique l'apparition de la raie 89.75 que Bunsen indique dans le spectre de l'étincelle, et que j'ai constamment retrouvée dans ce même spectre tant avec le chlorure qu'avec l'hydroxyde de strontium à la division 85 de l'échelle du micromètre de mon spectroscope de Sleinheil.

Le spectre de flamme du strontium est fonction de la température. Sa physionomie est diff'érente dans l'hydrogène brûlant dans l'air et dans l'hydrogène porté h la plus vive incandescence. L'un et l'autre de ces spectres sont typiques, mais peuvent être ramenés l'un à l'autre par le changement de condition de la température.

J'ai complètement échoué dans tous les efl"orts que j'ai faits pour amener l'un ou l'autre au spectre électrique. Le spectre de flamme, incomplet ou complété, conserve, quoi qu'on fasse, son faciès propre. Certaines bandes qui le constituent peuvent bien être réduites à un état voisin de raies, mais les bords de ces raies restent diffus et nébuleux : la bande orangée résiste le plus fortement.

Le spectre électrique du chlorure et de l'hydroxyde de strontium présente des raies communes avec le spectre de flamme des mêmes corps. Ce spectre est immutable et, partant, irréductible soit à l'un, soit à l'autre spectre de flamme du strontium.

Mes recherches tendent à prouver l'existence de trois types distincts du spectre du strontium. Le second type du spectre de flamme se montre comme un acheminement vers le spectre de l'étincelle et de l'arc; mais

mes efforts ont été impuissants pour réaliser cette transformation. Jusqu'à preuve du contraire, je dois considérer comme différents les spectres de flamme et le spectre électrique du strontium.

Je ne suis pas parvenu à me procurer du chlorure de strontium qui, introduit dans l'étincelle, ne donne aucune trace de raie sodique; mais l'hydroxyde provenant de la dissociation, porté immédiatement après sa production dans l'étincelle ou dans l'arc électrique, fournit un spectre dans lequel la raie sodique n'apparaît pas plus fortement que dans l'étincelle ou l'arc éclatant dans le même air.

En procédant, en collaboration avec M. Depaire, à la revision de mes études spectroscopiques sur le chlorure et l'hydroxyde de strontium, il a été reconnu avec certitude qu'en soumettant à l'analyse prismatique les radiations émanées du cône interne d'un dard oxycarbohydrique dans lequel on avait introduit du chlorure ou de l'hydroxyde de strontium, on n'aperçoit dans l'espace spectral ni la dmxième, ni la troisième raie d'un bleu violacé découverte par Bunsen dans le spectre électrique, en se servant d'un speclroscope permettant de voir ces deux raies dans l'étincelle et l'arc saturés de chlorure de slronlium.

Nous nous sommes assurés de l'immutabilité du spectre électrique du strontium, en soumettant le chlorure et l'hydroxyde de ce métal aux mêmes courants que ceux qui nous ont servi pour l'étude du spectre de l'arc lithique et calcique, et en employant les mêmes spectroscopes. En effet, nous avons eu recours au courant produit par la batterie de trente-trois boîtes d'accumulateurs Julien et au courant du dynamo Gramme et du dynamo Siemens accouplés, et en prenant le régulateur Gérard pour y fixer les électrodes en charbon de cornue purifié.

Nous avons constaté ainsi que l'analyse prismatique de l'illumination intense qui se produit lors du contact des électrodes permet d'apercevoir un espace spectral formé d'un spectre continu, sur lequel se détache le spectre du strontium, et que l'analyse prismatique de l'arc fait apparaître

un speclre continu, sur lequel se détachent à la fois le spectre du strontium et le spectre des raies électriques du carbone.

Dans l'un et lautre cas, le spectre du strontium est identique à celui figuré par Bunsen dans son travail sur le spectre électrique du chlorure de strontium.

Les raies diffuses dans le spectre de l'étincelle non condensée ou condensée, restent diffuses dans le spectre de l'arc si puissant, quoique dans celui-ci elles le soient à un degré moindre. Au moment de l'introduction du chlorure de strontium dans lare, on aperçoit la raie sodique. Cette raie diminue rapidement d'intensité et, bien avant la volatilisation do la majeure partie du chlorure, on ne voit pas la raie sodique plus fortement que dans l'arc jaillissant dans l'air, les électrodes étant privées de strontium. On peut donc dire qu'il n'y a aucun rapport entre le spectre sodique et le. spectre électrique du strontium.

Il résulte de ce qui précède que les spectres de flamme et le spectre électrique du strontium n'ont aucun rapport avec les spectres lumineux du potassium, du lithium et du calcium, et que le spectre électrique du strontium est immutable dans les conditions dans lesquelles il m'a été possible d'exécuter les recherches.