NA.LVSE DES FONTES

302. Les substances métalloïdes et métalliques qui se rencontrent le plus habituellement dans les fontes sont, outre le carbone qui en est l’élément constitutif, le silicium, le manganèse, le phosphore, l’arsenic et le soufre. Nous traiterons la question sous le point de vue le plus général, et nous supposerons que toutes ces . substances existent à la fois combinées avec le fer dans la fonte qu’on veut analyser. Il sera facile de déduire des méthodes que nous allons exposer les moyens qu’il faudrait employer si la fonte ne contenait qu’un certain nombre c!e ces élémens.

DéTERMINXTION DD CARBONE.

303. Il est très difficile de déterminer le carbone avec exactitude. Les nombreuses méthodes proposées jusqu’à ce jour laissent plus ou moins à désirer ; nous ne présenterons que les plus remarquables, en y joignant les développemens nécessaires pour bien opérer et faire apprécier en même temps toutes les difficultés de cette recherche.

PROCÉDÉS DE FAURICATION

M. Berzeliu8 a proposé un moyen plus ingénieux que praticable, mais qu’il est bon de connaître parce qu’il peut s’appliquer à la séparation d’autres métaux. On pose un morceau de la fonte qu’on veut analyser, sur un gâteau de chlorure d’argent fondu; on introduit le tout dans un vase contenant de l’eau et bien fermé par un obturateur , ou mieux encore par un bouchon muni d’un tube en S et à boule. Il se développe une action galvanique qui opère la réduction du chlorure d’argent par le fer; ce dernier passe a l’état de chlorure et se dissout. Enfin, il ne reste plus que le squelette de la fonte réduite â son carbone sur le gâteau de i hlorugc d’argent, devenue en partie métallique. Il faut employer lechlorure d’argent en excès, et en mettre à peu près six parties pour une de fer. On doit éviter avec beaucoup de soin le contact de l’air, parce que le chlorure de fer pourrait se suroxider et laisser déposer du sexquioxide qui resterait avec le carbone. Pour obvier à cet inconvénient, il est utile d’ajouter à l’eau contenue dans le vase quelques gouttes d’acide hydrochlorique, qui ont d’ailleurs l’avantage de faire marcher l’opération beaucoup plus vite; mais il faut bien faire attention ù ne | as mettre trop d’acide, parce qu’il pourrait exercer sur le fer une action dissolvante et attaquer le corbonc, en donnant lieu à un hydrogène carboné sous la forme d’une huile volatile. Lorsque toute la fonte est décomposée, on recueille le résultat de l’opération sur un filtre; on lave, ei après avoir desséché on pèse ; mais comme on aurait pu enlever en même temps un peu d’argent réduit, il serait plus convenable de mettre le résidu dans une capsule tarée; on le dessécherait après l’avoir bien lavé, et on le chaufferait ensuite de manière à brâler tout le carbone, qu’on connaîtrait alors pur la différence de poids.

Cette méthode , longue et dilFicile, ne saurait évidemment s’appliquer lorsque la fonte contient du phosphore, du soufre, et même de l’arsenic; on pourrait tout au plus l’employer avec quelques chances de succès si la fonte contenait du silicium et du manganèse.

304. Une autre méthode de M. Berzelius consiste à convertir le carbone en acide carbonique, et à le déterminer par la précipitation d’un carbonate alcalin. A cet effet, on introduit la fonte bien pulvérisée dans un tube en verre vert ou en porcelaine , placée horizontalement sur un fourneau. Ce tube communique, d’une part, avec un flacon rempli d’eau de chaux ou de baryte , et d’autre part, avec une petite cornue contenant du chlorate de potasse bien sec ; on chauffe peu à peu le tube jusqu’au rouge, et on place quelques charbons sous la cornue, pour faire dégager unfaible courant d’oxigène. Pendant cette opération, le carbone passe à l’état de gaz acide carbonique dans le flacon, cù il forme avec l’alcali un sel insoluble. On arrête le dégagement de l’oxigène lorsque la liqueur ne se trouble plus, et on laisse reposer, en préservant du contact de l’air. On décante et on lave le plus promptement possible, jusqu'à ce que les eaux du lavage ne précipitent plus par l’oxalate d’ammoniaque. Onfait d’abord sécher doucement, puis on chauffe fortement, mais sansfaire rougir. Le poids du carbonate alcalin fait connaître l’acide carbonique, et par suite le carbone. Ce procédé n’est pas susceptible d’une grande exactitude, parce que les carbonates do chaux et de bar} te ne sont pas complètement insolubles dans l’eau. AI. Gay-Lussac l’a perfectionné de la manière suivante : au lieu île doser le carbone par la précipitation d’un carbonate alcalin , il le détermine immédiatement.

d’après le volume du gaz acide carbonique, en ayant soin de mêler préalablement la fonte avec dix fois son poids de bioxide de mercure ; le dispositif de l’appareil est d’ailleurs le même; la seule différence consiste en ce qu’au lieu de recevoir l’acide carbonique dans une dissolution alcaline, on le recueille sous une cloche graduée sur la cuve à mercure. On commence par chauffer le tube de manière à décomposer le bioxide de mercure; la fonte, brûlée eu grande partie, présente alors une masse très poreuse et beaucoup plus facile à attaquer entièrement; on complète la réaction en cbauffant convenablement le chlorate de potasse, et tout le gaz acide carbonique se trouve sous la cloche, mélangé avec un peu d'air et de l’oxigènc qui a échappé à la combinaison. Lorsque tout le carbone a été acidifié, on ramène les gaz à la pression atmosphérique, et on introduit sous la cloche une quantité suffisante de potasse à la chaux, qui passe peu à peu à l’état de carbonate; l’opération est terminée lorsque le mercure cesse de monter. La différence des deux niveaux fait connaître en centimètres cubes le volume d’acide carbonique qui a été absorbé par la potasse.

Quel que soit le degré d’exactitude qu’on puisse en attendre, ces deux méthodes, reposant sur le même principe, ne sont pas à l’abri d’une objection qui leur est commune : c’est la difficulté d’oxider complètement la fonte lorsqu’elle n’a pas été réduite en poussière pour ainsi dire impalpable, ce qui n’a réellement jamais lieu , surtout pour les fontes très dures, particulièrement pour les fontes blanches. On conçoit que la couche d’oxide qui recouvre chaque particule de fonte, au bout d’un certain temps, empêche la réaction del’oxigènc d’arriver jusqu’au centre; par conséquent, l’action n’est généralement point

DANS LFS FORGES. 269

complète, OU (lu moins elle n’est pas toujours au même degré.

306. On peut encore, d’après M. Berzelius, déterminer le carbone au moyen du chlore gazeux, ainsi qu’il suit :

La fonte pulvérisée est mise dans une petite nacelle en verre vert ou en porcelaine pesée d’avance ; on introduit cette nacelle dans un tube en verre vert, en ayant soin de la faire reposer sur une feuille de platine, pour qu’elle n’adbère pas au tube, qui souvent éprouve un commencement de fusion pendant l’opération. Le tube est placé sur un fourneau et légèrement incliné du côté d’un appareil à chlore, avec lequel il communique par l’intermédiaire d’un second tube rempli de chlorure de calcium ; à l’autre extrémité du tube qui contient la fonte, on adapte un tube de Welter qui plonge dans un flacon à deux tubulures; ce flacon est rempli à moitié d’eau distillée, et muni d’un tube pour le dégagement du chlore qui échappe à la combinaison. On commence par faire dégager lentement le chlore, et lorsque tout l’air atmosphérique a été chassé , on chauffe graduellement la fonte jusqu’au rouge ; pendant cette opération, le for passe à l’état de chloride et se volatilise.

Lorsque la réaction est terminée, on lasse refroidir lentement et on pèse I a différence entre le poids de la nacelle vide et son poids actuel donne le carbone, si la fonte ne contenait pas de silicium.

Ilfautéviter que le dégagement du chlore soit trop rapide, parce qu’il pourrait entraîner le carbone devenu libre et qui se trouve extrêmement divisé. Il faut également avoir soin de promener quelques charbons rouges le long du tube , pour transporter le chloride de proche en

proche et le disperser sur la plus grande surface possible ; celle précaution est imporlanlc pour empêcher que le luhe soit obstrué.

Enfin, pour assurer l’cxaclilude de l’analyse , on doit jiorler toute son attention à éviter que le chlore soit accompagné d’oxigène ou d’air atmosphérique, parce qu’il )iourrait arriver qu’une partie du carbone se volatilisût à l’élat du gaz oxide de carbone ou d’acide carbonique; à plus fiirlo raison doit-on éviter la vapeur d’eau.

.T06. On pourrait modifier celte méthode avec avantage en mélangeant la fonte bien pulvérisée avec du cbloride de mercure, qui jouerait alors un rôle analogue à celui du péroxide dans le procédé de M. Gay-Lussac Ce chloride, qui est volatil, se décomposerait en présence de la fonte, en formant une masse poreuse, et contribuerait à rendre la chloruration plus facile et plus complète.

Quelques chimistes, entre autres M. H. Rose , ont objecté contre cette méthode la difficulté qu’on éprouve quelquefois à se procurer du chlore bien pur ; mais cette difficulté n’est que chimérique , car en employant l’acide hydrochlorique avec le péroxide de manganèse on ne peut avoir à craindre que la présence d’un peu de gaz acide hydrochlorique mélangé avec le chlore. Or , il est très facile de le séparer , en faisant passer le chlore dans l’eau , qui ne peut en absorber qu’une fois et demie son volume, tandis qu’elle peut dissoudre 464 fois son volume de gaz hydroclorique, ou, ce qui est la même chose, les 0,75 de son poids de ce gaz.

Toutefois, on a proposé de remplacer le chlore gazeux par l’iode. Il suffit alors de faire bouillirce métalloïde dans de l’eau avec la fonte bien pulvérisée. Le fer passe à l’état

cl iodure cl sc dissout , tandis que le carbone reste sans être attaqué. Cependant comme l’iode peut se vaporiser à 100° par l’intermède delà vapeur d’eau, il seraitmieux de faire préalablement digérer la fonte avec l’iode pendant trois ou quatre heures avant de porter à l’ébullition.

On a aussi proposé le brème. Dans ce cas, il faut d’abord verser de l’eau sur la fonte et ajouter ensuite le brème. On laisse digérer jusqu’à ce que toute la fonte soit attaquée. La réaction est absolument analogue à celle de l’iode ; .seulement il faut bien se garder défaire bouillir, attendu que le brème se volatilise .à /t7°.

Le brème nous parait moins susceptible de donner des résultats exacts, parce qu’il a beaucoup plus d’affinité que l’iode pour l’hydrogène ; il tend donc davantage à décomposer l’eau , et par conséquent à mettre de l’hydrogène libre en présence du carbone à l’état naissant. Au reste, il est .à craindre que l’iode ne soit pas non plus entièrement exempt de cet inconvénient, qui doit être commun h tous les métalloïdes susceptibles de former des hydracydes.

307. Nous terminerons par un nouveau mode d’analyse qui vient de paraître à Berlin, dans les annales de l’oggendorlT, et qu’on doit encore àBerzelius.

Après avoir pulvérisé ou limé la fonte, on la faitdigérer à froid pendant trois ou quatre heures dans une dissolution de chloride de cuivre cristallisé. Le fer passe à l’état de chloride et se dissout, tandis que le cuivre réduit se précipite à l’état métallique. On ajoute ensuite quelques gouttes d’acide hydrochlorique et on fait bouillir. Le cuivre précipité se redissout en partie. On laisse reposer la liqueur et on décante. Le résidu est alors traité par une nou- Tclle quantité de chloride de cuivre et un peu plus d’acide

üydrochloriquc. On fait bouillir comme précédemment , pour redissoudre le cuivre, et ainsi de suite jusqu’à ce que la fonte soit complètement attaquée, ce qui se reconnaît facilement quand il ne se précipite plus de cuivre. Lorsque ce dernier est entièrement rentré dans la dissolution par une addition suffisante d’acide hydrochlorique, on décante et on lave le résidu de carbone jusqu’à ce que les eaux de lavage ne précipitent plus par le ferrocyanure de potassium, ou mieux encore par le nitrate d’argent. Enfin le résidu, bien desséché à l’étuve à l’huile entre 100 et 150°, donne le carbone. Tout le détail de cette analyse suppose qu'on opère sur deuxou trois grammes de fonte.