I. État naturel
L'acide azotique, de même que les autres acides énergiques, ne se rencontre qu'exceptionnellement à l'état de liberté dans la nature; on le conçoit, puisqu'il s'empare des bases, même combinées, en déplaçant plusieurs acides, et peut agir ainsi, notamment sur les carbonates, si généralement répandus. Sa tendance à s'unir avec la potasse, la soude, la chaux et la magnésie, et l'état de porosité dans lequel se trouvent les substances qui contiennent ces bases, sont au nombre des causes qui déterminent la formation de l'acide azotique au moyen de ses éléments (azote et oxygène) constitutifs de l'atmosphère : ailleurs l'azote naissant ou en combinaisons instables , mis en présence de l'oxygène de l'air pendant les altérations des déjections et des débris d'animaux , concourt à la production des matériaux salpêtres. Ces réactions spéciales rencontrent des conditions favorables dans les enduits humides et poreux, en plâtre mêlé de calcaire, des étables, écuries, caves, celliers et dans les murs près et un peu au-dessus du sol des villes populeuses.
Une source d'acide azotique vient des chocs électriques qui éclatent dans l'air, peuvent ozoner l'oxygène et le rendre beaucoup plus actif en présence des vapeurs aqueuses ; c'est ce qui explique la présence de l'azotate d'ammoniaque dans les eaux pluviales (*). Cette circonstance peut contribuer à développer la fertilité du sol et la richesse en matières azotées des productions végétales dans certaines contrées où les orages sont fréquents ; elle explique une partie des effets des jachères. On sait, en effet qu'une série d'étincelles électriques, même dans les petits appareils dont nous pouvons disposer, suffit pour déve-
(*) Voy. page 71 les proportions d'acide azotique et d'ammoniaque observées dans l'atmosphère.
lopper l'odeur propre à l'oxygène ozone et déterminer la combinaison de l'azote avec l'oxygène dans l'air.
Dans plusieurs pays chauds, notamment aux grandes Indes et en Egypte , le nitrate de potasse se forme en quantités considérables à la petite profondeur du sol où l'humidité se conserve; les pluies et l'évaporation ramènent en efflorescences ou croûtes cristallines à la superficie. Pour l'extraire, il suffit de lessiver le mélange terreux, de faire évaporer la lessive, d'abord à l'air, dans de grands bassins , puis dans des chaudières , et de laisser ensuite cristalliser. On peut utiliser les nitrates de chaux et de magnésie que contiennent les eaux mères en les décomposant par le carbonate de potasse des cendres.
Au Pérou , des bancs énormes de nitrate de soude sont exploités aussi simplement. Mariano de Riveiro a démontré que l'azotate de soude se trouve dans le sol au Pérou , en cristaux mêlés à l'argile : c'est un gisement analogue à celui du sel gemme, très-différent des efflorescences de l'azotate de potasse dans l'Inde, et à la superficie de nos matériaux salpêtres. Ces deux sources fournissent la presque totalité des matières premières de la fabrication de l'acide azotique, de la poudre à tirer et de quelques autres applications usuelles. Les diverses circonstances naturelles qui introduisent les azotates dans le sol permettent de comprendre leur présence dans beaucoup dé végétaux et le rôle notable qu'il joue dans les engrais en fournissant aux plantes des éléments de leur nutrition en matière azotée et base alcaline (*).
£• Composition et propriétés.
L'acide azotique est formé d'oxygène et d'azote : ô équivalents (500) du premier et 1 équivalent (17*5) du second (= 675) ;
(*) Toul le salpêtre livré à la raffinerie de Paris depuis plusieurs années est obtenu en traitant l'azotate de soude du Pérou par le chlorure de potassium provenant des sels des varechs (?oy. le chapitre précédent) ou des vinasses de mélasse des betteraves ; le cœsium et le rubidium iyoy. p. 18, 19) se sont rencontrés séparément dans des sels résidus de raffinage du salpêtre dans les eaux mères de cette dernière provenance. M. Grandeau a trouvé les plus fortes doses de rubidium (l*r,87 pour lk de salin de betteraves et 4«r,70 aans lkdes dernières eaux mères concentrées).
Ainsi la betterave peut extraire le composé renfermant ce métal d'une terre végétale (de Corbehem, Pas-de-Calais) où l'analyse spectrale, malgré sa sensibilité extrême, n'en a décelé aucune trace.
on ne peut l'obtenir dans les circonstances ordinaires de sa préparation (*) qu'à l'état de combinaison avec 1 équivalent d'eau (1 12,50) : le poids équivalent de l'acide le plus concentré, ou monohydraté, est donc représenté par AzO* HO = 787,50; dans les azotates précités, l'équivalent d'eau de combinaison avec l'acide est remplacé par un équivalent de base.
L'acide azotique monohydraté pur est blanc, liquide, odorant, corrosif, fumant en présence de l'air humide ; il pèse une fois et demie autant que l'eau (environ 1,522, l'eau pesant 1,000) ; il tache la peau en jaune, l'attaque vivement et la désorganise : aussi est-il fortement vénéneux ; sa réaction est trèsacide, lors même qu'il est étendu de 100 à 500 fois son poids d'eau.
L'acide azotique monohydraté se congèle à — 50°, il est fumant à la température ordinaire et dégage des vapeurs qui, rencontrant dans l'air de la vapeur d'eau, s'y combinent et produisent un liquide moins volatil ; l'acide monohydraté bout à -f- 86° sous la pression de 0",76 de mercure ; la température rouge olair le décompose en azote et oxygène ; en passant dans un tube de porcelaine un peu moins chauffé , la décomposition le sépare en acide hypoazotique, AzO*, et oxygène. La lumière suffit pour déterminer une décomposition semblable : dans ce cas , l'acide hypoazotique restant dans le liquide le colore en jaune orangé ou en brun, et la décomposition s'arrête, parce qu'il se trouve dans le liquide plus d'eau, relativement à l'acide restant, non décomposé.
L'acide azotique est un des agents d'oxydation les plus énergiques : cette propriété motive ses principales applications et celle même des composés usuels qu'il forme soit avec la potasse (azotate ou nitrate de potasse ou salpêtre), soit avec la soude
(*) M. H. Deville est parvenu à obtenir l'acide azotique anhydre (AzO*) en décomposant l'azotate d'argent sec par le chlore également desséché : l'opération commencée a la température de -\- 95° donne des vapeurs rutilantes, Suis a -{- 55 ou 60° la réaction continue et dégage des vapeurs qui se conensent dans un tube récipient refroidi à — 20° (il se forme du chlorure d'argent, l'oxygène de l'oxyde d'argent se dégage).
L'acide est obtenu blanc, solide, cristallisé en prismes droits à base rhombe. Retiré du tube, il se décompose immédiatement ; on a pu toutefois le garder longtemps dans le tube clos, mais la décomposition en gaz acide hypoazotique et oxygène arrive tôt ou tard avec explosion. L'acide azotique anhydre est susceptible de se liquéfier à -|-30o et d'entrer en ébullition à 50° en se décomposant en partie. Chauffé à une température un peu plus élevée, il se décompose.
(azotate de soude) (*). Nous avons indiqué une de ses applications les plus importantes en traitant de l'acide sulfurique. L'acide azotique se combine en plusieurs proportions avec l'eau, et le mélange s'échauffe au moment où cette combinaison s'opère. Les différents acides du commerce contiennent depuis 1 jusqu'à 6 équivalents d'eau ; ils renferment , en outre , trèssouvent des acides hypoazotiques ou azoteux , qui leur donnent une coloration jaune orangé plus ou moins sensible. La combinaison d'eau et d'acide azotique qui bout à 123° offre le plus de stabilité, c'est celle sur laquelle on retombe lorsque l'on évapore l'acide plus ou moins étendu d'eau ; ce composé le plus stable contient 40 d'eau pour 100 ou 4 équivalents d'eau pour 1 équivalent d'acide, son poids spécifique est 1,420. Les acides azoteux, hypoazotique et azotique s'unissent avec plusieurs proportions d'acide sulfurique en dégageant de la chaleur (on remarque dans ce cas que la couleur jaune orangée de l'acide hypoazotique qui souvent se manifeste dans l'acide azotique, disparaît en se dissolvant dans l'acide sulfurique). Si l'on échauffe un mélange d'acide sulfurique concentré avec de l'acide azotique , il se dégage des vapeurs rouge orangé d'acide hypoazotique et de l'oxygène, parce que l'acide sulfurique s'empare d'une partie de l'eau qui était unie à l'acide azotique. Ces dernières réactions expliquent des phénomènes auxquels il faut avoir égard dans la fabrication de l'acide azotique.