SILICIUM

Équivalent = Î6d,7.

§ 84 . Le silicium * est un des corps les plus répandus dans la nature; combiné avec l'oxygène, il forme l'acide silicique, qui est une des substances les plus communes à la surface du globe.

L'acide silicique , chauffé avec le potassium , se décompose en donnant du silicium et du silicate de potasse; mais la décomposition est difficile, et l'on n'obtient pas le silicium pur. On préfère décomposer par le potassium une combinaison de fluorure de silicium et de fluorure de potassium , dont nous donnerons plus loin la préparation. On introduit les deux matières dans un tube de verre bien sec, et l'on chauffe avec quelques charbons.

Fluorure double de silicium I Fluorure de potassium.

et de potassium \ Fluorure de silicium . | ^Jjj J';;"j V,„orure de poias-

Potassium ) sium.

3KFlr2SiFl* + 6K= 9KF1 + 2Si.

On reprend le produit de la réaction par l'eau froide qui dissout le fluorure de potassium ; on recueille le silicium sur un petit filtre, et on lave le précipité à l'eau distillée jusqu'à ce que les eaux do lavage ne laissent plus de résidu sensible après leur évaporation sur une plaque de verre.

Le silicium est une poudre brune qui ne fond pas quand on la chauffe en vase clos ; chauffé au contact de l'air, il s'enflamme et se transforme en acide silicique.

* I.e silicium a été obtenu pour la première fuis à l'éiat de pureté par Bcrzélins.

Équivalent = 7 S. 00.

§ 82. Le carbone présente les aspects leâ plus variés. On le trouve dans la nature parfaitement pur et cristallisé à l'état de diamant. Le diamant se rencontre dans des terrains d*alluvion provenant de la destruction de roches anciennes dont les débris ont été transpor* tés par les eaux, et se sont amoncelés dans des vallées et des plaines qu'ils recouvrent sur de grandes étendues; les principaux terrains diamantifères sont situés dans l'Inde , Tlle de Bornéo et le Brésil. Les diamants sont fort rares au milieu de ces détritus, et, pour les trouver , il faut laver et trier minutieusement de grandes masses de sables. Le diamant brut est ordinairement rugueux à sa surface , et faiblement translucide. Quelquefois sa forme cristalline est très-nette; cependant les /aces cristallines du diamant sont rarement planes, elles sont plus ou moins convexes; par suite, les arêtes sont elles-mêmes courbes.

Le diamant est le plus souvent incolore , mais on le rencontre quelquefois aussi coloré en diverses nuances, les couleurs les plus communes sont le jaune et le brun plus ou moins noir ; on en trouve de bleus, de roses et de verts. La densité du diamant varie de 3,50 à 3,55.

Le diamant est le plus dur de tous les corps connus ; il les raye tous sans exception ; ses faces naturelles présentent plus de dureté que ses faces taillées. Cette propriété est assez générale dans les minéraux. Les vitriers emploient le diamant pour fendre le verre suivant des directions déterminées : ils prennent des éclats de diamants présentant des surfaces courbes naturelles, ils les montent à l'extrémité d*un manche dans le sens le plus convenable , et en forment un tracelet. Pour séparer d'un carreau une bande d'une largeur déterminée, ils placent une règle sur la ligne suivant laquelle le verre doit être cassé, puis ils passent le diamant le long de la règle. Us tracent ainsi, sur le veçre, une ligne très-Gne, qui rend le verre cassant suivant oette direction ; tellement qu'il suffit d'appuyer, en porte à faux, sur lesdeux parties séparées par cette ligne, pour que le carreau se casse d'une manière nette.

Le diamant ne peut être taillé qu'au moyen de sa propre poussière. Les diamants bruts de rebut sont piles dans un mortier d'acier, et leur poussière est employée pour tailler les diamants de choix.

Le diamant étant du carbone pur, cristallisé, on a fait, dans Tespoir d'en obtenir , un grand nombre de tentatives pour opérer la cristallisation artificielle du carbone; mais ces tentatives ont toutes été infructueuses. Le carbone est complètement infusible aux plus hautes températures que nous puissions produire dans nos fourneaux , de sorte que Ton ne peut pas espérer de le faire cristalliser par voie de fusion. D*un autre côté , nous ne connaissons aucun dissolvant de ce corps , on ne peut donc pas le faire cristalliser par voie de dissolution. La fonte de fer peut, à la vérité, lorsqu'elle est liquide à une très-haute température, dissoudre une proportion de carbone plus grande que celle qu'elle peut retenir à une température plus basse ; elle en abandonne donc, pendant le refroidissement , une portion qui affecte des formes cristallines. Mais ce sont des lames noires très-brillantes, souvent assez larges, et qui ne présentent aucune ressemblance avec le diamant. On donne à ce carbone cristallin le nom de graphite.

Le diamant, placé entre les deux cônes de charbon d'une fbrte pile , se trouve porté à une température excessivement élevée , et devient tellement incandescent que l'œil ne peut en supporter l'éclat. Mais , si on l'observe à travers un verre noirci à la flamme d'une chandelle, on^oil qu'il se boursoufle considérablement, et se partage en plusieurs fragments. Après le refroidissement , la matière a complètement changé d'aspect; elle est devenue d'un gris métallique, friable, et ressemble en tout point au coke provenant, des houilles grasses. Cette expérience semble prouver qu'une haute température n'est pas favorable à l'existence du carbone sous l'état de diamant , et que la formation du diamant n'a pas eu lieu à une température très-élevée.

§ 83. La nature nous présente aussi le carbone à un état cristallin tout à fait différent du diamant, sous la forme de petites paillettes très-minces d'un gris métallique. Ces paillettes, souvent extrêmement petites, sont agrégées les unes aux autres, elles forment des masses brillantes qui se coupent facilement au couteau, et laissent des traces d'un gris de plomb sur le papier. C'est la matière connue dans les arts sous le nom de plombagine , et avec laquelle on fait les crayons.

Lesmatières organiques sont des composés de carbone, hydrogène, oxygène et azote. Quand on les soumet à une haute température , l'hydrogène, l'oxygène, l'azote et une partie du carbone se dégagent à l'état de combinaisons volatiles , et une portion du carbone reste comme résidu. Ce carbone présente alors des aspects très-différents, suivant la nature de la matière organique. Ainsi, si l'on calcine une

branche de bois, le charbon qui reste est noir et présente dans sa cassure la structure du bois qui lui a donné naissance. Si Ton calcine du sucre ou une matière animale, il reste un charbon extrêmement léger, noir, brillant, boursouflé, qui présente Taspect d'une matière qui a subi la fusion. Mais ce n'est pas le charbon qui a été fondu ; c'est la matière organique qui, commençante fondre sous la première impression de la chaleur, est devenue de plus en plus pftteose à mesure que la décomposition avançait, et s'est boursouflée par le dégagement des gaz qui la traversaient.

La houille ou charbon de terre, calcinée à Tabri du contact de l'air, donne un charbon que l'on appelle coke, et qui présente aussi des apparences très-différentes suivant la qualité de la houille. Les houilles grasses éprouvent un commencement de fusion avant de se décomposer, et donnent un charbon boursouflé d'un gris métallique brillant. Les anthracites, qui ne perdent qu'une très-petite fraction de leur poids à la calcination,' donnent un charbon qui présente la forme et souvent l'aspect du fragment d'anthracite qui lui a donné naissance.

Certaines matières organiques, en brûlant dans l'air, n'éprouvent qu'une combustion incomplète. Elles brûlent avec une flamme fu/t* gmeuse qui dépose du charbon sous la forme d'une poussière noire extrêmement fine. On obtient un dépôt de cette espèce, quand on place une plaque de verre dans la partie supérieure de la flamme d'une chandelle. Ce charbon pulvérulent porte dans les arts le nom de noir de fumée. On le prépare ordinairement en brûlant des résines ou du goudron dans une chambre fermée.

Le âoir de fumée ainsi obtenu est toujours mélangé de matières huileuses ; quand on veut l'employer comme charbon dans les laboratoires, on est obligé de le calciner à l'abri de l'air dans un creuset.

Le carbone, dans ces divers états, présente des propriétés physiques très-différentes ; sa densité varie dans des limites étendues : en effet,

La densité du diamant est 3,50

Celle du graphite naturel 2,20

Celle du coke pulvérisé varie de 4 ,60 à 2,00

Le charbon de bois présente des densités très-variables, par suite de sa porosité. Le charbon de bois paraît, au premier abord, plus léger que l'eau, car il nage à la surface de ce liquide; mais il est facile de reconnaître que cette propriété tient à ce qu'il est percé de vides dans lesquels l'eau ne peut pas pénétrer. Si on le pulvérise, sa poussière tombe au fond de l'eau.

Le cliarbon ordinaire est mauvais conducteur de la chaleur ; on peut en allumer un morceau par un bout, et le tenir dans les doigts très-près de la partie incandescente, sans éprouver une sensation notable de chaleur. Le charbon de bois ordinaire est aussi un trèsmauvais conducteur de Télectricité ; il devient, au contraire, bon conducteur quand il a été soumis à une calcination vive. Ainsi la braise, c*est-à-dire le charbon qui a été incomplètement brûlé dans nos foyers, est assez bon conducteur de Télectricité pour que Ton ait pris Thabitude d*en entourer Pextrémi té des tiges des paratonnerres, afin de faciliter Técoulement de l'électricité dans le sol.

§ 84. Les variétés de charbon qui sont très-poreuses présentent des propriétés d'absorption très-remarquables, dont on a tiré un grand parti dans les arts. Si Ton prend avec une pince dans un foyer, un charbon incandescent, qu'on le plonge dans une cuve à mercure pour réteindre à Tabri du contact de l'air, et que, sans le sortir du mercure , on le fasse passer dans une cloche renfermant un gaz , une proportion notable de ce gaz est absorbée. Cette proportion varie beaucoup, suivant la nature du gaz et celle du charbon. Une mesure de charbon de bois de buis absorbe 35 mesures de gaz acide carbonique, et 90 mesures de gaz ammoniac.

Si l'on introduit, dans une cloche remplie de gaz oxygène, un charbon poreux qui a séjourné pendant quelque temps dans une atmosphèra d'hydrogène sulfuré , et qui , par suite , a condensé une grande quantité de gaz, le charbon s'échauffe, du soufre se sépare , et il se forme de l'eau et du gaz sulfureux. Quelquefois, la combustion est tellement subite qu'il se fait une explosion. Des phénomènes semblables se manifestent avec d'autres gaz combustibles.

Le charbon absorbe de même les matières colorantes en dissolu* tion dans l'eau. Si l'on agite, pendant quelques minutes, du vin rouge avec certains charbons poreux réduits en poudre , il perd complètement sa couleur et passe incolore à la filtra tion. Le charbon absorbe également beaucoup de matières odorantes ; ainsi, des eaux croupies, répandant une odeur infecte, perdent cette odeur au contact du charbon. C'est à cause de cette propriété que l'on a soin de carboniser légèrement à l'intérieur les parois des tonneaux dans lesquels on conserve l'eau douce à la mer.

Les diverses espèces de charbon ont des pouvoirs absorbants trèsdifférents. Nuls dans le graphite et dans les charbons de houille, ces pouvoirs sont très-marqués dans les charbons de bois, où ils ont d'autant plus de puissance que les pores de ces charbons sont plus nombreux. Mais c'est le charbon qui provient de la calcination des os qui présente ce pouvoir au plus haut degré. En calcinant les os

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dans des vases clos , on carbonise la matière animale qu'ils renfi-r* ment , et l'on obtient un charbon extrêmement poreux , mélangi^ avec la matière terreuse des os. Ce charbon est appelé dans les arts charbon animal ou notr animal.

g 85. Le carbone brûle dans Tair et se change en un gaz qui est Tacide carbonique. Sa combustion dans Toxygène est beaucoup plus vive. On fixe le charbon à Textrémilé d'un fil de fer, on Tallume à la flamme d'une lampe à alcool, que l'on dirige avec un chalumeau, et on le plonge rapidement dans un flacon plein d'oxygène, où il continue de brûler avec un très-grand éclat. 11 est facile de reconnaître qu'il s'est formé dans la combustion un gaz acide ; car, si l'on verse dans le flacon une petite quantité de teinture bleue de tournesol, celle-ci devient rouge. Si l'on y verse de l'eau de chaux , cette eau devient laiteuse , et donne un précipité de carbonate de chaux. Les diverses espèces de charbons sont d'autant moins combustibles qu'elles sont plus denses. Ainsi, le charbon de bois brûle dans l'air ; le coke compacte, principalement celui de l'anthracite, ne brûle que dans un courant d'air très-rapide, tel que celui qui est produit par un soufflet; le graphite et le diamant, chauffés jusqu'à l'incandescence, ne continuent pas à brûler dans l'air, mais la combustion continue dans l'oxygène. On fixe un petit diamant sur un bout de tuyau de pipe, attaché lui-même à un fil de fer recourbé ; on chauffe fortement le diamant au chalumeau (le mieux est d'employer le chalumeau à gaz oxygène), et quand il est bien incandescent , on le plonge rapidement dans le flacon plein de gaz oxygène; il continue alors de brûler jusqu'à ce qu'il soit entièrement consumé. Il est facile de reconnaître, au moyen de l'eau de chaux, qu'il s'est formé de l'acide carbonique, comme dans la combustion du charbon ordinaire.

Le charbon a une très-grande affinité pour l'oxygène ; il est d'ailleurs complètement fixe ; ces propriétés en font un corps réducteur très-précieux qui enlève l'oxygène à presque tous les autres corps.