EAU
La glace est cristallisée, seulement ses cristaux sont si enchevêtrés qu'ils apparaissent sous la forme d'une masse transparente continue. C'est sur la neige surtout qu'on peut étudier leur forme, qui est celle de prismes groupés en étoiles appartenant au quatrième système.
L'eau liquide présente un maximum de densité à + 4% c'est à cette température que l'on considère sa densité comme étant égale à 1 . La densité de la glace est de 0,94, et la densité de la vapeur d'eau de 0,622.
L'eau pure n'a ni goût ni odeur ni saveur, elle jouit de propriétés dissolvantes très-étendues; cette propriété ne s'étend cependant pas aux substances grasses, ni, en général aux substances organiques très-hydrogénées et très-carbonées.
L'eau se combine directement aux anhydrides acides pour former des acides, et aux anhydrides basiques pour former des bases, lorsque les acides ou les bases qui peuvent prendre naissance ont une atomicité paire ; quand, au contraire, leur atomicité est impaire, ils se produisent encore, mais par double décomposition et non par combinaison directe.
SO' + jj|o
ip i
Anhydride Eau.
Acide
sulHirique.
sulfuriquc.
Oxyde anhydre Eau.
Hydrate
(ic potassium.
de potassium.
L'eau des lacs, des rivières et des mers n'est pas pure. Pour la purifier le moyen le plus sûr est de la distiller. La distillation se fait dans des appareils qui portent le nom d'alambics ; ces appareils se composent de trois parties : l'une où l'eau se réduit en vapeurs (cucurbite), l'autre où la vapeur se condense (réfrigérant), et la troisième qui sert ,à faire communiquer les deux autres. Cette troisième partie peut avoir la forme d'un chapiteau ou être seulement constituée par un long tube recourbé.
Dans les pays froids on peut, à défaut d'alambics, utiUser la congélation. Lorsqu'on fait congeler en partie seulement une masse d'eau impure, les impuretés s'accumulent dans la portion de l'eau restée licfuide, et la glace est à peu prés pure.
Pour être bonne à ralimentation l'eau doit être aérée et ne doit cun tenir que peu de sels dissous et pas de matières organiques en
quantité appréciable ; l'eau qui contient une proportion un peu forte de sels calcaires rend la digestion diflicile, et celle qui renferme des substances organiques a des propriétés septiques qui en rendent l'emploi dangereux.
Les eaux naturelles contiennent quelquefois assez de substances en dissolution pour qu'on puisse les utiliser en médecine ; ou les nomme alors eaux minérales.
Eau oxygénée on bloxjde d'hydrogèiie u | 0^ = II-0-0-H.
•L'eau oxygénée s'obtient par la réaction de l'acide chlorliydrique sur le bioxyde de bariuin.
'Clj\ U)^, . Ba"
BaO^ + 2(ï!) = !i|0'- + ciM
Bioxyde Acide Eau Chlorure
de bariuni. clilorhydriqu^. oxygénée. de barium.
L'eau oxygénée est très-instable, elle se décompose en eau et en oxygène sous l'influence de la chaleur ; même à la température ordinaire elle se dissocie partiellement en eau et oxygène, car elle n'est stable qu'en présence d'une certaine proportion de ses produits de décomposition. L'eau oxygénée donne lieu à trois ordres de réactions curieuses.
Certains corps la décomposent en oxygène et en eau par action catalytique, sans prendre eux-mêmes part à la réaction ; tels sont l'argent métallique en poudre, le platine en poudre, etc.
D'autres corps décomposent encore l'eau oxygénée, mais s'oxydent à ses dépens. Tels sont l'oxyde de strontium, l'acide chroiiiiqne, etc. ; enfin, une troisième classe de corps, en tête desquels il faut citer l'oxyde d'argent, ont la propriété de perdre leur oxy^^èm' sous l'influence de l'eau oxygénée, pendant que cette dernièro > •
éduit également.
nW + lHo
Eau oxygénée. Oxyde d'argent.
Eau.
Argeuti
Oxygène
L'action de l'ozone sur l'eau oxygénée est tout à fait anakn gue ; il se forme de l'eau et il se dégage de l'oxygène :
lllo^ ^ S|o = Hlo + SI + SI
Kau oxyirénée. Ozone. Eau. Oxygène. 0.ty;!ÔnCi
On peut expliquer ces dernières réactions en admettant que b
ANHYDRIDE HVl'OCllUmElîX. 13S
atomes d'oxygène qui abandonnent l'argent ou l'ozone et t'eau niygénéc ont plus d'afTinité l'un pour l'aulrc que pour les corps auxquels ils étaient unis, et que par suite ils se séparent de ces derniers et s'unissent entre eux pour former une molécule d'oxygène libre. H. Schmnbein admet même que ces atomes d'oxygène sont l'un et l'aulrc èicctrisés, mais en sens contraire. S'il en était ainsi, on concevrait une eau oxygénée électrisée inversement de celle que nous connaissons, Bien jusqu'à présent n'est venu jusliller celte hypothèse.
cftuBiNAiîons SB l'oxtgëne avec le crlore.
Il existe plusieurs composés oxygénés du chlore, Ce sont : Tiinhydride liypocliloreiix CI'O, l'anliydride chloreux C1*0'-, le peroxyde de chlore CIO*, l'acide chlorique CIIIO', cl l'acide perchlorii|ueClilO*.
En outre, il parait exister un oxyde de chlore CIO qui n'esl pas connu avec certitude.
Anh^drMc bji^AcMarenx. Cl<0= |.| |0. On prépare l'anhydride liypochloreiix en faisnnl passer un courant de elilore bien
Tig. ÎS. sec snr de l'oxyde de mercure obtenu en précipitant un sel incrcuriqiie par la potasse, et placé dans un long tube de verre
(fig. 25). L'anhydride hypochloreux qui se dégage pendant celte réaction est recueilli dans un ballon placé au milieu d*un mélange réfrigérant où il se liquélie. Il faut avoir soin pendant l'opération de refroidir le tube qui renferme l'oxyde de mercure. L'équation suivante rend compte de cette réaction :
aUg-O 4- 2(g|) = Hg"*OCl* + gjo
Oxyde CliJoro. Oxychlorure Anhydride
de mercure. de mercure. Jjypocbloreux.
L'anhydride hypochloreux constitue un liquide rouge vermeil qui bout à— 20"; sa densité de vapeur est 2,îi97. Il a une odeur qui rappelle celle du chlore et de l'iode, l'eau en dissout 200 fois son volume. Dans ce cas, il fixe les éléments de l'eau et se convertit en acide hypochloreux Cl OU, d'après l'équation :
SI» + il!» = fJI»)
Anhydride Eau. Acide
hypochloreux. hypochloreux.
Mais cette transformation n'est pas complète, l'acide hypochloreux se dissociant facilement en anhydride et en eau et ne pouvant exister qu'en présence d'un excès d'eau. En effet, l'équation donnée plus haut exigerait qu'un kilogramme d'eau pût dissoudre 4833 grammes de gaz hypochloreux, tandis que la quantité dissoute en poids est seulement de 779 grammes. L'eau chargée à saturation d'anhydride hypochloreux constitue donc une solution aqueuse d'acide hypochleureux et non cet acide lui-même. *
La solution d'anhydride hypochloreux jouit de propriétés oxydantes et décolorantes extrêmement énergiques. Gay-Lussac a môme observé qu'un demi-litre de cet anhydride décolore autant d'indigo qu'un litre de chlore pur. Comme un demi-litre d'anhydride hypochloreux renferme | litre de chlore et ~ de litre d'oxygène, et comme d'ailleurs, il n'y a pas de raison pour que le chlore, devenu Hbre par la décomposition de l'anhydride hypochloreux, décolore plus que s'il n'avait pas été engagé dans cette combinaison, il faut conclure de ce fait qu'un quart de Htre d'oxygène naissant décolore autant qu'un demi-litre de chlore, ou, en d'autres termes, que le pouvoir décolorant de l'oxygène naissant est double de celui du chlore. Ce fait s'explique facilement si nous nous rappelons que l'oxygène est un élément diatomique.
L'anhydride hypochloreux se décompose facilement sous l'in-
ANHYDRIDE CULOREUX. 157
fluence de Tacidé chorhydrique, il se forme dans ce cas de Teau et du chlore libre.
g|» + KhI) = 31» + KSI)
Anhydnde Acide Eau. Chlore
bypochloreux. rhJorhydrique.
Lorsqu'il est gazeux, il fait facilement explosion sous l'influence d'une faible élévation de température.
Quand on ne tient pas à avoir l'anhydride hypochloreux sec, on peut l'obtenir très-facilement en solution en versant de l'oxyde de mercure délayé dans l'eau, dans un grand flacon plein de chlore et en agitant fortement.
L'acide hypochloreux se fixe directement sur les substances organiques non saturées ; ainsi avec l'éthyléne on a la réaction exprimée par l'équation suivante :
Acide étbylèno. Chiot hydrine
hypochloreux. du glycol.
Anhydride ehlorcnx €1*0^= pi ~ q 0. Pour préparer ce corps,
on fait un mélange de trois parties d'anhydride arsénieux et de quatre parties de chlorate de potassium. On pulvérise le tout, on mêle la masse pulvérisée avec assez d'eau pour en faire une pâte liquide, et l'on y ajoute 12 parties d'acide azotique étendu de quatre parties d'eau. On remplit un petit ballon jusqu'au col avec ce mélange, on y adapte un tube de dégagement et on le chauffe au bainmarie après l'avoir enveloppé avec un linge pour éviter tout accident en cas d'explosion.
11 se dégage dans ces conditions un gaz jaune verdàtre, très-décolorant, d'une densité de 2,646, et qui résiste à la température de — 20* sans se liquéfier.
Le gaz chloreux se dissout dans l'eau en donnant un liquide d'un beau jaune.
Au contact des bases, il donne des chlorites :
SI» * Klil") = m» + K™!'»)
Anhydride Hydrate Eau. Chlorite
cliiureuz. do potassium. de pjtassiutn.
L'anhydride chloreux détone sous l'influence d'une faible élévation
tss
PBCiripES DE €
dPli'nipératnrp: il Mt décomposé aussi avec e^pfeaion parplu»«in métalloïdes tels <|ue le soufpf^, le sélénium, le tellure, l'ioile, le phosphore, l'arsenic, elc, iiiii s'oxydent à ses dépens.
Le mercure le décompose également, les autres tnétaux sont uns arlion sur lui.
Dans la préparation de ce corps l'.icide aiotique décompow d'abord le trhlorate de potassium, et donne de l'acide chloriqoe el de l'azotate potassique. L'acide cliloriqne réa^t ensuite sur l'anhidride arsénieux qu'il fait passer à l'état d'acide arséoique, tandis qu'il se convertit lui-même en'anhydride cliloreux.
Pcr«(7de de «fcl w (anciennement «riJe fcyfeMart^at)
CHT.On l'obtient en cliaiiffanl avec- précaution au bain-marie, dans
Il pi>lil IuIh> {fiii. 2ri). un inélange^d'acidesuiruriquc et de cbli>ili' lie iinlndsium fiiiidu, grossièrement concassi'. A l'aide d'un
ACIDE CHLORIQUE. 139
tube de dégagement, on conduit dans un récipient fortement refroidi le gaz qui se forme. Il faut avoir soin que l'eau du bain-marie soit plus basse que le niveau du mélange dans le tube. Il est aussi trés-prudent de refroidir pendant qu'on opère le mélange. La réaction peut être exprimée par l'équation suivante :
Chlorate Acide
de potassium. sulfurique.
Eau, Acide Peroxyde Sulfate acide
perchlorique. de chlore. de potassium.
Le'peroxyde de chlore est gazeux à la température ordinaire, il se liquéfie à — 20* en formant un liquide rouge ; c'est un corps fort explosible, sa densité à l'état gazeux est 2,515 ; il est soluble dans l'eau, le mercure le décompose avec facilité; les bases le transforment en un mélans:e de chlorate et de chlorite.
2C10^ + 2(JJ0) = ClOjo + ClO^jo + «JO
Peroxydo Hydrate Chlorite Chlorate Eau.
de chlore. de potassium. potassique. potassique
Cette réaction établit une analogie entre le peroxyde de chlore et l'hypoaiotide AzO^, qui se convertit aussi en un mélange d'azotate et d'azotite sous l'influence des bases (voir azote); on pourrait par suite le nommer hypochlonde.
Acide chlorlqne CIHO^ = Cl -0-0-0 II. Tour préparer cet acide dont l'anhydride n'est pas stable, on traite une solution concentrée de chlorate potassique par l'acide hydrofluosilicique. Une double décomposition a lieu, de l'acide chlorique devient libre, et le potassium se précipite à l'état d'hydrofluosilicate. Malheureusement ce précipité est à peine visible, ce qui oblige à mettre un excès d'acide hydrofluosilicique, parce qu'on ne peut distinguer le moment précis où la précipitation est complète.
La liqueur renferme donc un mélange d'acides chlorique et hydrofluosilicique, on la filtre et l'on y ajoute de l'hydrate de baryum qui transforme les deux acides en sel barytique. L'hydrofluosilicate de haryum ainsi formé étant insoluble se précipite', et le chlorate barytique reste en dissolution. On filtre et l'on décompose le chlorate de l»aryum par l'acide sulfurique. Cet acide doit être versé goutte à
goutte, et il faut s'arrêter dès qu'une dernière goutte ne produit plus de précipité. On filtre alors sur de l'amiante, et Ton concentre la liqueur à la température ordinaire, dans le vide de la machine pneumatique.
L'équation suivante rend compte de l'action de l'acide sulfurique sur le chlorate de baryum.
(CIO*)» j 0.
Ba" 1
Chlorate
. Acide
Sulfate
Acide
de barium.
sulfurique.
de barium.
chlorique.
L'acide chlorique est un liquide sirupeux, jaune à cause du chlore qu'il tient toujours en dissolution, et qui provient de sa décomposition. A 40" il se décompose en acide perchlorique et en anhydride chloreux; à l'ébuUition, la décomposition est plus complète; il se forme de l'acide perchlorique en même temps que du chlore et de l'oxygène se dégagent.
Premier mode de décomposition.
Acide Anhydride Acide ^E:iU.
chlorique. chloreux. perchlorique.
Deuxième mode de décomposition, 8(C'<5i0) = ,(C'0;|0) . S(3|0)
Acide Acide Eau.
chlorique. perchlorique.
* KSI) * Kcll)
Oxygène. Chlore.
L'acide chlorique mis en présence de la teinture de tournesol la rougit d'abord à la manière des acides, mais bientôt il la décolore en l'oxydant.
C'est un corps fort instable, il doit à cette instabilité d'être un oxydant énergique. L'instabilité de l'acide chlorique est telle que si l'on en chauffe une goutte sur un morceau de papier à une trèsdouce chaleur, le papier s'enflamme et brûle en déflagrant. L'alcool prend feu au contact de cet acide. L'acide sulfliydrique le réduit à l'état d'acide chlorhydrique en même temps que du soufre se dé-
ACIDE PERGHLORIQVE. i4i
En un mot, tous les corps avides d*oxygène en opèrent >niposition.
'('"SI») H- .(Sis)
Acide Acide
cbiorique. iulfhydrique.
= <cit) * iî\} * «(111°)
Acide Soufre. Eau.
cblorhydrique.
le perchlorlqne C1H(H= Cl- 0^0-0 -011. Pour prce corps, on distille une partie de chlorate de potassium avec parties d'acide sulfurique, jusqu'à ce que les gouttes qui nt ne se solidifient plus dans le récipient, on obtient ainsi fate acide de potassium et de l'acide perchlorique uni à de e cristallisation.
Chlorate Acide
de potassium. sulfurique.
«ffit»-) * •('%!») + Kï!»)
Sulfate acide Acide Eau
de potassium. perchlorique.
- KS i) - KS !)
Oxygène. Chlore.
cristaux d'acide perchlorique hydraté chauffés à HO" dans une
?, donnent des vapeurs blanches exhalant une forte odeur
ore, qui se condensent dans le récipient en un liquide mobile
m jaunâtre. Ce liquide peut être obtenu incolore par une
Ile rectification faite avec lenteur et précaution.
on continuait la distillation jusqu'à ce que toute la matière
ssé, la température s'élèverait jusqu'à 200", et il distillerait
un liquide oléagineux qui, mêlé au liquide mobile, le trans-
rait de nouveau en cristaux.
liquide mobile volatil à ilO' est l'acide perchlorique normal
. Comme il attire très-fortement l'humidité atmosphérique et
fait facilement explosion, on doit le conserver dans des am-
s fermées.
cide perchlorique normal a une densité de 1,782 à i5%5. Sa
ir est incolore et transparente ; mêlée à l'air, elle donne des
m PRINaPES DE CHIMIE.
fumées blanches épaisses parce qu'elle se combine à la vapeur d'eao que l'air renferme.
Versé dans l'eau goutte à goutte, l'acide perçhlorique produit un sifflement, en môme temps le liquide s'échauffe. Une goutte d'acide perçhlorique versée sur du papier ou du bois, produit immédiatement une explosion avec dégagement de lumière. L'action du charbon de bois est plus violente encore, et donne lieu à une détoiMtion comparable à celle du chlorure d'azote.
L'acide perçhlorique i]ormal fait explosion lorsqu'on le mêle avec de l'éther anhydre. Avec l'alcool, au contraire, le mélange se fait tranquillement, la masse s'échauffe et il distille de l'éther.
Versé sur la peau, l'acide perçhlorique y fait naître des ukéfw douloureux qui ne guérissent qu'au bout de quelques mois.
Lorsqu'on chauffe l'acide perçhlorique, il se décompos«, et comme l'eau provenant de sa décomposition s'unit à la partie encore intacte de cet acide pour donner la matière cristallisée dont nous avons déjà parlé, le liquide devient opaque. En continuant à élever la température, on observe quelquefois de violentes explosions ; le liquide restant se prend en cristaux par le refroidissement. L'acide perçhlorique se décompose spontanément, même dans l'obscurité, et les tubes dans lesquels on le renferme font tous explosion au bout de huit ou quinze jours.
Lorsqu'on ajoute de l'eau à l'acide perçhlorique normal, le liquide s'échauffe, et si la quantité d'eau est convenable, la niasse . cristallise en se refroidissant. Les cristaux ainsi obtenus qui avaient été pris jusqu'ici pour de l'anhydride perçhlorique ne sont autres que l'acide normal combiné à une molécule d'eau. Leur formule est CIHO* -1-11*0. Ces cristaux tombent en délique«^conce à l'air. Ils fondent à 50". Leur densité lorsqu'ils sont fondus est de 1,811.
Lorsqu'on chauffe plus fortement ces cristaux, ils dégagent de l'acide perçhlorique normal, et il reste dans la cornue un hydrate plus riche en eau. Si l'on continue à distiller, lorsque l'acide no^ mal a passé et que l'on change de récipient vers 505**, il passe un liquide oléagineux d'une composition constante, qui ressemble fort à l'acide sulfurique; cet acide renferme 71,6 pour cent d'acide ClllO*, et paraît répondre à la formule (ClllO*)» -f 11II«0. La formule plus simple CIIIO* + 211^*0 exigerait, en effet, 73,65 p. ceiil d'acide normal au lieu de 71,6. Le perchlorate potassique étant fort
ACIDE BROBnQUE. 143
>luble dans Feau, l'acide perchlorique fait uaitrc un précipilé les solutions des sels potassiques.
ihydrid€ perchlorique est inconnu.
