CHAPITRE YIII

•ILS IN GÉNÉRAL. — LOIS D| BEBTHOLLET. — COUPOSITlOIf DES SELS. — ÉQUIVALEim.

GÉNÉRALITÉS SUR LES SELS

4i9« DéftnitkMB. — Lavoisier a le premier donné le nom de sel au

produit de la combinaison <f tt» acide avec une base.

Cette définition ne s'applique qu'aux composés qui contiennent un acide et une base oxygénés ; or, nous avons vu que le soufre peut for> mer des sulfacides (ex. : acide sulfo-carbonique GS*) susceptibles de se combiner avec d'autres sulfures (ex. : sulfure de potassium^ KS) jouant le rôle de sulfo-bases. Le produit de ces combinaisons est aussi considéré quelquefois comme un sel; on évitera toute confusion en appelant ces composés des sulfo-sels. Les sels oxygénés s'appelleront des oxysels

Bien que la définition de Lavoisier ne soit pas générale, elle nous suffit ici, car nous ne nous occuperons que des oxysels, qui sont de beaucoup les plus importants. — D'après cette définition , le sel marin (chlorure de sodium) n'est pas un sel ; mais en présence de l'eau , les chlorm^es et sulfures solubles se conduisent comme de véritable*s sels, et ce que nous dirons dans la suite leur sera parfaitement applicable.

4tO« Sels neatrea. — En versant avec précaution une dissolution de potasse dans l'acide sulfurique étendu (ftg. 171], on peut obtenir un liquide qui ne manifeste plus ni réaction acide, ni réaction alcaline sur la teinture de tournesol. Un papier rouge et un papier bleu y gardent chacun leur couleur.

Les propriétés de l'acide et celles de la base se sont donc neutralisées; nous appelons suifate neutre It sel ainsi produit. — On obtient des résultats analogues en employant, Fig* 171. ~ Saturation de l'acide sulfurique pour neutraliser l'acide sul- P*"" ^* pojasfe.

furlque, la soude, la magnésie ou l'oxyde d'argent.

Il n'en est plus de même quand on traite l'acide sulfurique par l'oxyde de fer, l'oxyde de zinc ou l'oxyde de cuivre, on obtient des sels rougissant toijgours la teinture bleue de tournesol. Si donc on ne considérait que la réaction sur la teinture de tournesol, on ne trouverait de sulfates neutres

que dans les combinaisons de l'acide sulfurique avec un petit nombre de bases. Or, Berzelius, en analysant les sulfates ordinaires de fer, de zinc, de cuivre, a trouvé qu'ils ont exactement la même composition que les sels de potasse ou de soude, où la neutralité est évidente; dans tous ces sels, la quantité d'oxygène de Vadde est triple de la quantité ^oxygène de la base. Gomme ces divers àulfates, quel que soit d'ailleurs leur action sur la teinture de tournesol, se conduisent de la même manière dans toutes les réactions cbimiques, on est convenu d'app^er nUfatei neurtrès, tous les sulfates dans lesquels la quantité d^oxygène de Vadde est triple de la quantité d^ oxygène de la base,

AxoTATBs. — Si, au lieu de l'acide sulfurique on emploie l'acide azotique, on obtient encore avec la potasse, la soude, la magnésie et l'oxyde d'argent, des sels neutres aux papiers de tournesol. Ces sels contiennent cinq fois plus d'oxygène dans l'acide que dans la base ; aussi est-on con* venu d'appeler azotates neutres, les azotates dans lesquels la quantité d^ oxygène de Vadde est quintuple de celle de la base.

SuvfTEs, CARBONATES. — S'il cst fscile de définir les sels neutres dans le cas où l'acide est énergique, comme l'acide sulfurique ou l'acide azotique , il n'en est plus de même quand le sel contient un acide faible , comme l'acide carbonique ou l'acide sulfureux, car alors la combinaison de T acide avec la potasse ou la soude a toujours une réaction alcaline. Pour lever la difficulté, il faut une convention nouvelle, qui consiste à prendre pour composition du sel neutre, celle qui est donnée par l'analyse du plus grand nombre des composés bien définis que présente la nature ou qu'on obtient artificiellement. Ainsi, les carbonates naturels de cbaux, de magnésie, de manganèse, de fer et de zinc, contenant deux fois plus d'oxygène dans leur acide que dans leur base, on est convenu d'appeler carbonates neutres tous les carbonates dans lesquels la quantité d'oxygène de Vadde est double de celle de la base.

Par une raison analogue, on appelle sulfites neutres les sulfites dans lesquels la quantité d'oxygène de Vadde est double de celle de la base.

Le tableau suivant donne le rapport de la quantité d'oxygène de l'acide à la quantité d'oxygène de la base dans les sels neutres des principaux genres.

RAPPORT DE LA QUANTITi d'OXTGInE GENRE DU SEL. DE l'aCIDE A CELLE DE LA BASE. PORUOLBS.

Azotates 5 à 1 ..... . MO,ÂzOs

Métaphosphates. ... 5àl MO.PhOs

Pyrophosphates 5à2 2MO,PhO«

Phosphates ordinaires. . . 5 à 3 3HO,PhO>

Sulfites 2àl MO,S0«

Sulfates 3à4 IIO,SOs

Carbonates 2àl MO,CO*

Borates 3à4 MO.BoO*

SiUcates 3ài. M0,SiO>

GÉNÉRALITÉS SUR LES SELS

Loi de Bbrzblios. — Les rapports inscrits dans le tableau précédent nous montrent toute l'exactitude de la loi suivante, connue sous le nom de lai de composition des sels ou loi de Berxelius :

Dans tous les sels hbotres, il t a un rappobt consTAMT et simple bhtae m

POU» 1>S L'OXTSillB DE l'aOBB R CBLUI M U BASE.

4Sft 1 . Propriétés physiques des sels. — Tous les sels sont solides à la température ordinaire; ils sont inodores, à rexception de quelques sels ammoniacaux.

Satbub. -^ La smfeur des sels solubles dépend de la nature de la base.

Les sels de soude ont une saveur salée:

— de magnésie — amère;

— d'alumine * — astringente;

— de plomb — sucrée d'abord, puis styptique;

— defer, de cuivre, etc — métallique.

GooLEDB. ^ Les sels anhydreê sont généralement blancs ou incolores quand leur acide est incolore.

Les sels hydratés ont des couleurs qui dépendent de la base, ainsi :

Les sels hydratés de protoxyde de fer sont verts;

— de sesquioxyde — jtiune rougeâtre;

— de cuivre — bleus;

— d'or — jaune clair;

— de platine — jaune orangé.

Les acides colorés, comme l'acide chromiqne, par exemple, donnent des sels qui, anhydres ou hydratés, sont toujours colorés.

SoLUBiLiré DAMS l'eau. — L'cBu dissout à peu près tous les sels à base de potasse, de soude ou d'ammoniaque. Elle dissout tous les azotates et presque tous les sulfates. — Les carbonates et les phosphates des bases autres que les alcalis sont au contraire insolubles.

La solubilité d'un sel dans l'eau augmente en général avec la température, et souvent très-rapidement, comme cela arrive pour l'azotate de potasse; quelquefois cependant il en est tout autrement : ainsi la solubilité du sel marin est sensiblement la même à toute température ; le sulfate de Uthine est moins soluble à chaud qu'à froid ; enfin, le sulfate de soude a une solubilité qui va en augmentant jusqu'à la température de 33«; audessus de celte température la solubilité diminue.

Quand l'eau a dissout toute la quantité de sel qu'elle peut contenir, elle est dite saturée.

Solubilité dans les dissolutions saunes. — L'eau saturée d'un sel n'en peut plus dissoudre de nouvelles quantités, mais elle peut dissoudre un autre sel. — Si le nouveau sel ne diffère du premier que par son acide, il sera moins soluble dans la dissolution salée que dans l'eau pure : ainsi l'eau

satui'ée dé chlorure de potassium dissout moins d'azotate de potasse que l'eau pure.

Si le nouveau sei diffère du premier par son acide ou par sa base, il sera plus soluble dans la dissolution saline que dans l'eau pure : ainsi l'eau saturée de chlorure d& sodium dissout plus d'azote de potasse que l'eau pure. Nous verrons bientôt une application de cette solubilité.

PuÉNoiiÈifE DE sunsATOBATioif. — Uno dissolutiou saline saturée d'un sel plus soluble à chaud qu'à froid, abandonne d'ordinaire, en se refroidissant, une partie du sel qu'elle contenait, de manière à ne retenir que la quantité de matière qui s'y serait dissoute à cette température. Cependant, qu: nd le liquide n'est pas en contact avec un excès de sel cristallisé, il arrive souvent que le refoidissement n'amène pas de cristallisation ; la liqueur est alors dite sursaturée. — C'est le phénomène que présente le sulfate de soude : on met dans une fiole (fig. 172] une dissolution saturée à chaud de sulfbte de soude, on fait bouillir quelques instants la liqueur pour qu'il ne puisse pas rester de cristaux adhérents aux pai^ties supé-

Fig. 172. •«- Dissolntion sursaturée Fig. 173. — Cristallisation de la

de sulfate de soude. dissolution sursaturée.

rieures de la cloche, puis on recouvre la fiole avec un peu de papier humide. Le liquide peut alors être refroidi sans qu'il y ait cristallisation, mais si l'on vient à introduire, à l'aide d'une baguette de verre (fig. 173), une parcelle cristalline de sulfate de soude dans la liqueur, on voit la cristallisation se produire et se propager rapidement de la surface du liquide au fond du tube. — Cette solidification rapide permet d'apprécier facilement à l'aide de la main, le dégagement de chaleur c^\ accompagne ce passage du sulfate de l'état liquide à l'état solide*.

DÉcnÉPiTAnoN. — Les sels anhydres, quand ils se déposent en gros cristaux, emprisonnent entre leurs lamelles de petite quantités d'eau, qui, se

* 11 arrive quelquefois que la cristallisation se produit au moment où Ton enlève le papier qui recouvrait la fiole, c'est qu'il est tombé alors une parcelle du sulfate de soude qui existe d'ordinaire en suspension dans l'atmosphère (Cernez).

GÉNÉRALITÉS S(JR LES SELS. 237

réduisant en vapeur dès qu'on chauffe les cristaux, produisent de petites explosions connues sous le nom de décrépitation; tels sont le sel marin, l'azotate de plomb, etc.

A%%. Propriétés chimiques* — L'eau n'agit pas seulement comme dissolvant sur les sels; elle peut aussi produire des phénomènes ch> miques.

Eau de. cristallisation. — Un certain nombre de sels cristallisent avec un nombre d'équivalents d'eau qui est toujours le môme dans les mêmes conditions, mais qui varie avec la température. Ainsi, le sulfate de magnésie cristallise avec 7 équivalents d'eau à la température ordinaire, et avec 12 équivalents au^essous de O*".

DéuQUBscENCE. — Efflorescence. -^ Gcrtalus sels très-avides d'eau absorbent la vapeur contenue dans l'atmosphère et se dissolvent dans cette eau ; on les appelle sels déliquescents; tels sont le chlorure de calcium, l'azotate de chaux, etc. — D'autres sels, au contraire, retiennent si faiblement leur eau de critallisation, qu'ils l'abandonnent quand l'air n'est pas très-humide; on les appelle sels effl&rescents; tel est le carbonate de soude.

Eau basique. — L'eau joue dans certains sels le rôle de base. C'est ce que nous avons déjà constaté à propos des pyrophosphates et des phosphates ordinaires. Le phosphate de soude du commerce a pour formule

2NaO,HO,PH03 4-24HO

En chauffant ce sel vers 200*, on lui fait perdre 24 équivalents d'eau de cristalUsation sans altérer ses propriétés, car, redissous dans l'eaii il cristallise par évaporation avec sa constitution primitive. Nais si on chauffe le sel au rouge, il perd son équivalent d'eau basique, et alors sa constitution est complètement changée. Si en effet on redissout le sel dans l'eau, il cristallise par évaporation en donnant un pyrophosphate

2NaO,PHO5-h10HO

Ce nouveau sel précipite, comme nous l'avons dit (i 99), les sels d'argent en blanc, tandis que le phosphate ordinaire les précipitait en jaune.

4%é. Hélanges réfrigérants. — L'eau pouvant agir à la fois physiquement et chimiquement, il nous est facile de comprendre comment, quand un sel se dissout dans l'eau, on observe tantôt un abaissement, tantôt une élévation de température. Si le sel est très-avide d'eau, il y a, par le fait de la combinaison, dégagement de chaleur. Si le sel contient toute la quantité d'eau qu'il peut renfermer en cristallisant dans les conditions de l'expérience (ceci comprend le cas où le sel cristallise anhydre), le changement d'état du corps produit nécessairement un abaissement de température. Dans le cas enGn où le sel, qui se dissout, a une faible aiOnité pour l'eau, on peut constater une élévation ou un abaissement de

es PRECIS DE CUIHIE.

tempéntnre, roimit que c'est l'effet physique ou l'effet chimiijue qui

prédomiae.

L'absorption de chaleur qui accompagne 1b dissolution de certains sels cet ulilisée pour lu production des mélangé» TifrigéranU :

I partie de neige I mélangées abaissent

1 partie de sel maria [ la température de D'à — 17*,1

Sparliesdeneige 1 mélangées nbaissent

3 parties de chlorure de calcium . j I* température de 0* à — 45*

S parties de sel ammoniac j ^^i^ng^ , baissent

5 parties d'.iolate de potasse. . . j^ „„^,,,„„ ^^ t0.à-12..S 16parUesdeau ) . '

AciLmr DE Lk ciALEca. — Quand on chaufie un sel hydraté, il fond, ai l'eau de cristallisation suTlil pour dissoudre le sel anhydre; le sel subit la fiuion aqueute. Si on conlinue i cbauller, l'eau s'éta^re, le sel défient anhydre et reprend l'état solide pour fondre de nouveau à une température plus élevée s'il n'est pas décomposable par la chaleur ; il sulùt alors ït.futiim ignée.

La chaleur décompose les sels qui contiennent un acide volatil uni à unebaseiiie, ou une base volatile combinée a un acide fixe: telcst le cal du carbonate de chaui (S**}, qui, cbaullé, donne de l'acide a

Fig. m. — Décomposition da sullate de cuivre par la pile.

et lais^ de la cbaui vive. Tel est aussi le cas du phosphate d'ammoniaque, qui. sous l'influence de la chaleur, dégage de l'ammoniaque et donne de l'acide pbospborique vitreui (tV8).

GÉNÉRALITÉS SUR LES SELS

KO

AcTKHi M L'fLEcmiciTï. L'ëleclHcilé de la pile décompose tous les selB; l'acide et l'oiygène de l'oiyde se portent au pôle posilil, tandis que le métal »e porte »ii pile négatif. C'est ce que l'on démontre en plongeant deux lames de platine formant les pAles d'une pile dans une dissolulion de sulfate de cuivre (fl^. 174); la lame négative se recouvre de cuivre tandis que l'oiygène et l'adde sulfuriquc viennent au pfite positif. Li galvanoplattie, la dorure et i'argenitire sont fondées sur cette décomposition des sels par la pile.

Si la décomposition des sels alcalina, comme le sulfate de soude par exemple, donne des résultatg enapparence ditTérents; soude et hidrogéDê (u ptile négatif (au lieu de sodium mélallique] , cela tient uniquement ft ce que le métal alcalin déccmposant l'eau j produit de la soude avec dégagement d'hydrogène.

4XS. Aelloa de l'oxjgéae et de l'air — L'oxygène et l'air n'rnil pas d'action sur les sels i la température ordïnaii^, sauf lorsque l'acide ou la base peuvent se suroiyder; ainsi les sulfites passent i l'état dé tuUales, les sels de protoiyde de fer passent peu à peu h l'état de sels de sesqiiioiyde. — le chlore agit de même en présence de l'eau, parce qu'en la décomiiosant il met l'oiygëne en liberté.

4X<> Aetloa 4ea atétaax. — Une lame de cuivre plo::gée dans une dissolution d'un sel d'argent {/ig. 1^5) décompose ce sel; le cuivre déplace et remplace l'argent qui se dépose, Une lame de [er plongée dans la dissolution de cuivre ainsi obtenue déplacerait de même ce dernier métal. Ces réactions peuvent s'eipliquer par les formules : AgO,AiO'-i-Cu=Ag + CuO,AiO" CuO,AiO' 4- Fe = Cu + FeO,AiO»

■n commencée par ta dilTërénce d'afilnité des deui métaux pour l'oxygène se compléle parce que le mêlai précipitant folroe avec le mêlai prédpilê un couple où il joue le rôle d'élément électro-positif. Une

lame de zinc plongée dans une dissolution d'un sel de plotnb détermine la précipitation du plomb sous foime de lamelles brillantes qui se groupent de manière à figurer des feuilles de fougères; c'est ce qui constitue V arbre de Saturne. — Pour avoir un bel arbre de Saturne, on plonge dans une dissolution très-étendue d'acétate de plomb \flg. 176) une lame de zinc reposant sur plusieurs fils de laiton qui forment les branches de l'arbre. Le plomb se dépose peu à peu sur ces fils et figure des rameaux et des feuilles.

Une goutte de mercure au fond d'un vase contenant de l'azolate d'argent décompose ce sel et donne lieu à un dépôt d'argent qui s'amalgair.e avec le mercure et cristallise en longues aiguilles figurant encore un arbre, connu sous le nom d'arbre de Diane.