iO

iOO.72

Pesanteur

spécifique...

No 1. Du règne d'Adrien : jaune de bronze, mais la couleur de la cassure fraîche, offrant un grain très-fin, se rapproche de celle du laiton jaune ; cette analyse s'accorde assez bien avec celle de la pièce de la même époque, par M. Philipps.

N" 2. Du règne de Trajan : couleur jaune de bronze, tirant sur le cuivre jaune; la fracture fraîche d'un grain très-fin, est grisâtre. Gênth remarque que les alliages de ces pièces étaient, sans aucun doute, obtenus du traitement direct des minerais, et que la petite quantité d'étain qui s'y trouvait, y avait été ajoutée postérieurement; cette conjecture est fort contestable.

Gobel a publié l'analyse d'une monnaie romaine , du Musée Dorpat, contenant du zinc; sur la face on voit la tête de Tiberius Claudius-César et sur le revers, le buste d'Antonia-Augusta (2).

(1) Jahrei-BerUhl, de 1859. Wagner, p. 103.

(2) Ueber dm Einftuu der chemie, etc., par le D' Fr. Gobel. Erlangen 1S4S, p. 29.

En voici la composition :

Cuivre 7Î.20

Zinc 87.70

Quand les prétendues pièces d'airain des numismates contiennent une quantité considérable de zinc , ainsi que plusieurs de celles dont nous avons rapporté les analyses, leur couleur révèle à un œil expérimenté, la présence presque certaine de ce métal. Grâce à l'obligeance de M. Vaux, du Musée Britannique, nous avons pu étudier, dans la collection qui lui est confiée, de nombreuses médailles de bronze ; il est aisé d'observer plusieurs pièces avec les noms d'Auguste, de Drusus, d'Agrippine, de Caligula et de Néron qui ont la couleur caractéristique du vrai laiton. La plus ancienne monnaie impériale du règne d'Auguste a très-distinctement la couleur de cet alliage. On y voit aussi l'échantillon d'une pièce de. métal laminé sous le nom d'orichalcum , qui fut obtenu en fondant des médailles du temps d'Agrippine et de Claude; sa couleur et sa fracture ressemblent à celle du laiton et donnent instantanément, au chalumeau, les réactions du zinc. M. Vaux nous a fait voir une grande médaille à l'effigie de Trajan, frappée pour l'île de Chypre, à la date 98-1 1 6, de J.-C. ; sur la face ressort la tête de l'empereur, et sur le revers, la figure d'un homme debout, sous laquelle se lit l'inscription grecque KoiNON KYnpiaN. Le métal a la couleur si caractérisée du laiton.

Gôbel affirme que le zinc ne se rencontre que dans les alliages d'origine romaine, et que les objets de bronze d'origine grecque et de leurs colonies en Italie, en Egypte, en Asie, etc., sont invariablement composés de cuivre et d'étain, ou de ces métaux alliés à un peu de plomb (1).

Preuves descriptives. — Pour être à même d'apprécier ces preuves, il est nécessaire de dire que , jusqu'à une époque com-

(1) Op. cU, p. 14

parativement récente, le laiton se fabriquait en introduisant dans un bain de cuivre métallique, un mélange de calamine calcinée et de matière charbonneuse. On employait, à cet effet, de grands creusets exposés dans des fom^s particuliers à une chaleur continue et convenable. Le zinc, en se dégageant, se combine immédiate*ment avec le cuivre pour former le laiton.

La description donnée par Pline sur la métallurgie du cuivre est, sinon incomplète, du moins inexacte; mais elle n'est certes pas moins satisfaisante, ni plus fautive que celles des procédés métallurgiques que nous voyons, de temps à autre, se publier de nos jours. Le sens ambigu dans lequel Pline emploie le mot cadmia prête à la confusion ; il l'applique à une espèce de minerai de cuivre {fit et e lapide ceroso çuem vocant cadmium) aussi bien qu'à certains produits volatilisés pendant la fonte du cuivre. Il résulte de là deux variétés : Tune représentée comme blanche et très-légère , c'est le pompholyx^ et l'autre comme une incrustation dure, adhérant aux parois du fourneau , semée de points étincelants et quelquefois aussi de charbon de bois ou spodos? Ces descriptions seraient tout à fait applicables aux produits formés dans les fourneaux de réduction, dans lesquels on chauffe suffisamment des minerais de zinc, aptes à produire du zinc métallique. La vapeur de zinc s' oxydant entièrement, partie au sommet du four, près du gueulard, et partie à l'air, donnerait lieu à la formation d'une couche très-légère d'oxyde blanc, qui, ainsi que Pline le dit, adhérerait à la voûte de la halle et formerait, à la longue, une couche solide composée d'oxyde de zinc, * qui pourrait être plus ou moins cristalline et présenter l'apparence de points brillants.

On a déjà vu que les minerais de cuivre zincifères qui sont actuellement traités en Suède, déposent une couche épaisse de crasses * riches en oxyde de zinc, sur les parois du sommet du fourneau. On retirait autrefois, de ces cadmies zincifères, contre les ophthalmies, des remèdes qu'on utilise encore aujourd'hui dans le même but. Ce qu'avance Pline sur la formation et les usages médicaux

de ces incrustations cadmifères des fourneaux, est d'ailleurs confirmé par Dioscorides et par d'autres écrivains de Tantiquité.

Quelqu'ait été le minerai de cuivre, appelé selon Pline, cadmia, pour le distinguer d'une autre variété, nommée chalcitis^ il paraît très-vraisemblable que la cadmie des fourneaux était, sous tous les rapports, pareille aux incrustations calaminaires qui se forment journellement dans les fours modernes; car dans la fonte des minerais de cuivre, libres de zinc, aucune incrustation du genre de celles mentionnées par cet auteur, ne peut se former. Cette identité reconnue, le mot cadmie, dans le sens employé par Pline, s'appliquerait à la fois à un minerai particulier de cuivre et à la calamine. Mais le minerai de cuivre produirait seul la cadmie: Metalla œris multis modis instruunt medicinam.... maxime tamen prosunt cadmia. Fit sine dubio hœc et in argenti fomacibuSt etc. (1 ). D'après ce passage, et en faisant allusion aux fourneaux à argent, il est probable que par cadmie j il entend désigner celle provoquée par les minerais de cuivre : il s'ensuivrait donc, que de son temps on traitait des minerais de cuivre zincifères. Ce pouvait être des minerais sulfurés ou non sulfurés, composés probablement de carbonate de -cuivre, mêlé avec du carbonate de zinc ou de la cala^mine , et en les fondant avec du charbon de bois, dans un petit fourneau vivement chauffé, tels que les employaient les Romains, on doit évidemment obtenir du laiton, au lieu de cuivre. Mais comme il serait impossible d'empêcher, avec la température élevée de l'intérieur des fours, la volatilisation d'une grande partie de zinc, un dépôt de cadmie devait nécessairement s'attacher aux parois supérieures du four. D'un autre côté, avec des minerais sulfurés, le zinc devait se présenter à l'état de blende, et le cuivre à celui de pyrite ou de quelque autre minerai de cuivre sulfuré; le grillage (2) aurait alors dû précéder la fonte; dans ce cas le laiton, il est à présumer, ne se serait pas produit directement, et on au-

. (1) Lib. XXXIV. 22.

(2) Le grillage au bois est clairement indiqué par Pline dans sa description du traitement des minerais de cuivre de Gapoue. Lib. zxxiv, 20.

rait vu surgir des difficultés semblables à celles qui se sont présentées en Suède, et qu'on n'a pu surmonter qu'en ces derniers temps. Nonobstant, cette espèce de minerais aurait encore déterminé un dépôt de cadmie. Mais dans l'un ou l'autre cas, le fondeur aurait eu à sa disposition du cuivre métallique et des cadmies , substances principalement composées d'oxyde de zinc, et il lui était facile d'obtenir du laiton, en chauffant simplement ces matières réunies avec le combustible de son four-^ neau.

On attache encore une grande importance à ce passage de Pline : IIoç {œs) a Liviano cadmiam maxime sorbet et aurichalci boni-tatem imitatur[S). Ici, le mot cadmie peut s'appliquera la calamine réduite, tandis qu'il ne peut l'être au minerai de cuivre appelé cadmie : l'affirmation de l'auteur, que le cuivre absorbe du minerai de cuivre, en donnant un produit qui n'est pas du cuivrej mais de l'aurichalcum, c'est-à-dire, une substance métallique différente du cuivre, ne serait donc pas compréhensible. Dans le sens de four à calamine, et en supposant qu'aurichalctim signifie ici laiton, le mot cadmie est tout à fait approprié; en effet le terme absorbe, exprime parfaitement ce qui a lieu dans la préparation du laiton avec la calamine, où l'on sait que le cuivre absorbe le zinc, selon la proportion dans laquelle il est réduit.

Dans un autre passage concernant la production du spodos^ va-* riété de calamine mentionnée ci-dessus, on établit que celle de Chypre est la meilleure et qu'elle est produite par la fusion de la cadmie et du minerai de cuivre : Fit autem liquescentibus cadmia et œrario lapide (2). En admettant que le mot cadmia signifie crasse de calamine et que le minerai de cuivre ne fût pas sulfuré, on obtenait certainement du laiton pendant cette fusion, ce qui avait lieu, sans doute, dans les fourneaux chauffés, comme il était d'usage, au charbon de bois. Un troisième passage prouve encore à l'évidence que le laiton se fabriquait du temps.de l'écrivain; en

(1) Lib. XXXI V, 2.

(2) Lib. xxxiv, 34.

effet, en parlant des différentes espèces de cuiyre et de leurs alliages, il dit : In Cyprio coronarium et regulare est, utrumque ductile; coronarium tenuatur in laminas taurorumçue felle tinc^ tumspeciemauriincoronis Aistrionumprœbet (1). On trouve dans rile de Chypre deux espèces de cuivre, toutes les deux ductiles : Tune appelée coronarium et l'autre regulare. La première était battue en feuilles minces, ayant l'aspect de l'or, façonnées en couronnes qui servaient aux acteurs. La teinte dorée s'obtenait en colorant la surface du métal avec du fiel de bœuf, ce qui donnait un beau vernis jaune et rehaussait l'éclat ordinaire du métal. Le docteur Bostock fait observer (2) qu'il n'est pas probable qu'on pût arriver à un tel résultat par ce moyen, c'est une erreur ; la teinte dorée, mentionnée par Pline, peut fort bien se produire par cet artifice, et nous ne voyons aucune difficulté à faire adhérer le fiel à la surface du métal.

On prétend que le met allemand galmei^ pour désigner le carbonate de zinc, et le mot anglais calamine dérivent de cadmie; s'il en est ainsi, on peut hardiment admettre que, la cadmia de Pline et des autres écrivains anciens contenait du zinc. Mais comme Pline applique ce mot à une espèce particulière de minerai de cuivre, différent du minerai appelé chalcttisj il se peut faire qu'a une époque reculée, on traitât une variété zincifère qui aurait déterminé la formation de la cadmie calaminaire, et que par suite, le nom générique de minerai de cuivre ait fini par s'appliquer au produit qui, s'obtenait par la volatilisation.

L'orichalque des anciens a été Je sujet de nombreuses dissertations, et l'on ne peut douter que cette substance métallique ne différât du cuivre et ne ressemblât quelquefois à l'or par son as-^ pect. Quelques auteurs ont afiirmé que tout orichalcum était un alliage de cuivre et de zinc ; il est beaucoup plus probable que le mot orichalcum comprend des alliages variés de cuivre et que le laiton était l'un de ceux-ci. Aujourd'hui encore les mots laiton et

(1) Libi Z.XUV, 20.

(S) Traduction de Pline publiée par Bohn, p. 189.

ôronze sont indistinctement employés, Tun pour l'autre, par le public, par les écrivains et dans la conversation ordinaire, bien que s' appliquant à des alliages de cuivre essentiellement différents. On sait que le laiton est composé de cuivre et de zinc, tandis que le bronze est un alliage de cuivre et d'étain. Ainsi, les canons fabriqués avec du métal à canon {gun métal) qui est du bronze {bronzé) sont appelés canons de laiton {brass guns). Les numismates appliquent de même le nom de laiton {brass) à des monnaies qui ne contiennent pas une parcelle de zinc , mais seulement du cuivre et de Tétain. On peut donc aisément imaginer la confusion qui devait régner chez les anciens, dans remploi des termes, et se figurer que Torichalque, comme le mot moderne laiton, ait servi à désigner des alliages de compositions trèsdifférentes.

Festus, qui a écrit, croit-on, entre les années 4 00 et 422, de J.-C. (1), semble indiquer clairement que Torichalcum était du laiton, car il assure que la cadmie était une terre que Ton jetait sur le cuivre pour produire Torichalcum {cadmia^ terra in qua œs Cùnjidtur^ ut fiât orichalcum (2).

Ambroise, évêque de Milan» qui vivait au lY® siècle, a laissé une description sur la manière dont se préparait alors Torichalque; il est permis d'en conclure que ce métal n'était pas autre chose que du laiton que Ton obtenait, assure-t-il, en exposant du cuivre fondu à Taction de certaines drogues et jusqu'à ce qu'il eût' acquit la couleur de lor (3). Primasius, évêque d'Adrumetum, en Afrique, dans le YP siècle, et Isidore, évêque de Séviile, dans le YIP, ont donné une description semblable sur la couleur et le mode de préparation de l'orichalque; mais Beckmann fait remarquer que ces deux évéques ont bien pu s'être copiés (4). Dans la

(1) D*aprè8 le docteur Smith : — « Sextus Pompéius Festas vivait certainement aprte Martial qu*il cite, et avant Macrobe qui Ta cité; Martial vivait sous l'empereur Trigan, c'est-à-dire 422 après J.-G. Festus a donc vécu entre ces deux époquesi

(2) Extrait des Enaù chimiques de Watson, t. 4, p. 91.

(3) Cité de Watson, p. 94, JEs namque in fomact quihuitdam medicaminihu* admixtiti tamdiu confiatur^ «tgiie dum eolorem auri aeeipiat et dicitur auriehalcum.

il) Watson, t. 4, pi 94. Beckmann, t. 3, p. 69.

première partie du XI* siècle, Théophile, autrement dit, Bugerus le moine, décrivit en détail la fabrication du laiton avec de la calamine; c'est la même qui a toujours été pratiquée depuis (1).

De ce qui précède, on peut admettre sans conteste que les Romains connaissaient parfaitement la fabrication du laiton, et que parmi les différents alliages de cuivre qu'ils désignaient sous le nom générique d'orichalque, Tun d'eux, le plus estimé probablement, était l'alliage jaune de cuivre et de zinc, que nous appelons laiton. Les auteurs anciens qui ont écrit sur les procédés métallurgiques, semblentpour la plupart, n'avoir recueilli leurs renseignements que par ouï-dire ; or, de tout temps, ainsi qu' aujourd'hui encore, les ouvriers en métaux affectant en général beaucoup de mystère dans leurs opérations, il n'est pas étonnant que les descriptions des procédés qui nous sont parvenus, soient, ou incomplètes ou plus ou moins obscures.

La calamine était autrefois assez abondante en Angleterre, pour être exportée comme lest. Il est prouvé que, vers le milieu du XYII* siècle, des fabriques de laiton furent établies dans le comté de Surrey, par un allemand nommé Démétrius, qui dépensa 130,000 francs et parvint à y réaliser de beaux bénéfices. Mais des marchands anglais et étrangers, jaloux de ses succès ^ se liguèrent contre lui, lui suscitèrent des procès, finirent par le ruiner et par l'obliger à abandonner ses usines, c ce qui occasionna au royaume un préjudice inappréciable (2). > ,

Des fabriques de laiton s'élevèrent à Bristol vers 1702, et ensuite vers J820 à Chealde, dans Staffordshire. Voici, d'après M. Keates, la liste des localités où cette fabrication s'exerçait:

Crawhole et Keynshan^ près de Bristol ; Stoke^ près de Stone, Staffordshire; FrawîiVorf^, Gloucestershire ; Greenfield^ Flintshire; Macclesfield ; Birmingham^ qù furent bâties plusieurs usioes dont

(i)AnEsiay upo» Kariou* il rto. Essai sur différents arts, en trois livres, par Théophile. Traduit avec notes par Robert Hendrie. John Murray, Londres, 1847 p. 311.

(2) Some accouni of mtnei. Heton, Londres, 1707, p. 154. Heton émet cette assertion d*apr«s Pettas.

PROPRIETES PHYSIQUES 417

la dernière fut détruite i! y a quatre ans ; Smethwick, près de Birmingham; White Rock Works y près de Swansea; et ensuite dans le Glamorganshire, à Llanelly, oii Ton ne produisait que les lingots de laiton.

Couleur, — Le zinc appartient à la classe des métaux blancs ; il a une teinte gris-bleuâtre très-décidée.

Eclat. — La cassure fraîche d'un lingot de zinc présente des facettes très-brillantes, surtout quand le métal est dépourvu de fer. Le zinc est susceptible de prendre un beau poli.

Système de cristallisation. — Nôggerath a obtenu des cristaux de zinc pur ayant la forme de prismes hexagonaux très-réguliers. Plattner a également obtenu des cristaux semblables dans les cavités d'une grande masse de zinc de Belgique, lentement refroidi après la fusion (1). Nickiès assure que, par la distillation du zinc dans un courant d'hydrogène, il a recueilli des cristaux de zinc ayant la forme de dodécaèdres pentagones , mais comme ils n'ont pas été mesurés, l'assertion, quanta leur forme, n'est pas concluante (2). Le docteur Miller, de Cambridge, dit que les cristaux obtenus par sublimation, qu'il a reçus du docteur Hugo Mûller, sont de forme rhomboïdale , et que d'autres cristaux qu'il s'est procurés et dont était tapissée une cavité formée dans une masse de zinc du commerce, fondue avec une petite quantité de plomb et qui s'était lentement refroidie, sont des prismes dont toutes les faces forment Tune avec l'autre des angles d'environ 70" 40' et 109* 20'. Ces cristaux ont quelques autres faces trop imparfaites pour être mesurées d'une manière satisfaisante, de sorte que Ton ne peut affirmer si elles appartiennent à un système prismatique , oblique ou autre. Le professeur Cooke, du collège Harvard (Etats- Unis), décrit des échantillons présentant des cristaux octaèdres du

(1) Berg, u. hûUen. Zeit. 1853, p. 14.

(2) Annales de chimie et de physique. 1818, 3. sér. t. 22, p. 37.

système cubique, et contenant 81,18 pour 100 de zinc et 18,82 d'arsenic (1). Le professeur Miller, qui a examiné ces cristaux, a ratifié l'assertion de leur forme. M. Cooke remarque que, la quantité d'arsenic contenue dans ces cristaux est beaucoup plus petite que celle exigée pour former aucun composé probable, défini ; qu'on ne peut douter que ce métal n'y intervienne que comme impureté, et que les octaèdres sont un mélange isomorphe des deux éléments. La présence d'une certaine quantité d'impuretés semble favoriser la cristallisation métallique, et il est possible qu'elle soit, dans ce cas, la cause déterminante amenant pour ainsi dire une condition monométrique du zinc: Il semble même assez probable que la forme cristalline du zinc puisse être modifiée par la présence d'autres métaux que l'on peut considérer comme étrangers; mais nous avons besoin d'autres expériences pour établir que l'arsenic a le pouvoir de faire cristalliser le zinc sous la forme cubique. Quoique, d'après ces données le zinc paraisse être dimorphe, il faudrait cependant d'autres preuves pour formuler une conclusion sur ce sujet.

Dureté. — Le zinc est comparativement un métal mou, quoique beaucoup plus dur que l'étain ; il graisse la lime.

Malléabilité et ductilité. — A la température ordinaire, un lingot de zinc ordinaire peut facilement se briser en morceaux. 11 s'aplatit un peu sous le marteau et est beaucoup moins cassant que le bismuth et l'antimoine. A 200^ C. le zinc est si cassant, qu'on peut aisément le réduire en poudre en le triturant, mais entre 100'' G. et 150^0. il est suffisamment malléable pour être laminé en feuilles minces et étiré en fils déliés* La malléabilité du zinc dépend aussi» jusqu'à un certain degré» de la température à laquelle il a été fondu. Quand on le coule à une température qui se rapproche de son point de fusion, il est plus malléable que lorsqu'on le coule à une température plus élevée (2)* BoUey assure que si le zinc pur est fondu à basse température, les acides agissent beau- Ci) Journal américain des sciences et des arts, 1801, t. 31 i (S) Mentzel, Karsten's archiv, 1829, t. 1, p. 417.

coup plus énergiquement sur lui que lorsqu*il est fondu à la chaleur presque rouge. Lé zinc se durcit considérablement par le laminage, surtout s'il contient une quantité sensible de fer; mais cette dureté peut disparaître en le faisant recuire avec soin à une basse température. Ainsi que nous Tavons dit précédemment, des tôles de zinc malléables deviennent cassantes quand on les expose à une température approchant du point de fusion.

On a découvert, à une époque comparativement récente, qu'exposé à une chaleur modérée le zinc devient malléable, et, depuis lors, son laminage constitue une branche d'industrie d'une importance considérable. Le zinc laminé est maintenant employé dans une foule d'usages, tels que les toitures, les gouttières, les ustensiles domestiques, etc., tandis que dans les premiers temps, il n'était employé que dans les alliages avec le cuivre (1).

Cassure. — La cassure d'uii lingot de zinc présente des facettes cristallines brillantes et nombreuses, très-distinctes, placées à des angles variés et plus ou moins feuilletées. On remarque une grande variété dans la cassure des différents échantillons de zinc du commerce ; dans quelques-uns, elle est confusément cristalline, tandis que dans d'autres, elle présente des faces comparativement larges, ujiies et bien cristallisées. Bolley a démontré que la structure d'un lingot est singulièrement modifiée , par la température à laquelle il a été fondu. Quand le zinc pur n'a été porté qu'à la température de son point de fusion, et qu'on le laisse se refroidir lentement après sa solidification, sa cassure est à grain fin, tandis que si, pour le couler, on le chauffe presque au rouge, elle est toujours très-grenue. Lorsque le métal est coulé à la plus haute température , le refroidissement, soit qu'il se fasse lentement, soit d'une manière instantanée, comme quand on le laisse couler en filet dans de l'eau glacée, n'a que peu d'effet et la cassure

(1) En 1805, on a accordé à Charles Sylvestre et à Gharlej Hobson un brevet pour la transformation du métal appelé zinc, en al» et eu \ases. On doit faire e laminage et l'étirage à une température de 2iO»F. à 300'F. (90»G. à liS^G.). Abnué des breveU relatifs aux métaux et aux alliages. 1861, p. 39;

sera toujours très-cristalline (1). Bolley fait observer que, si le zinc est dimorphe^ il est possible que cette différence de structure dépende, dans les d^ux cas mentionnés, d'une différence dans la fornTte cristalline du métal.

Pesanteur spécifique. — Bolley a étudié ce sujet d'une manière très-satisfaisante ; il a prouvé que la variation qui a été observée dans la pesanteur spécifique du zinc, après fusion, est entièrement due à la quantité de petites cavités qui se rencontrent dans le métal.

Il arrive presque toujours, qu'une pièce de zinc, pesée entière, donne une pesanteur spécifique moindre que lorsqu'elle est divisée en morceaux ; Bolley a fréquemment découvert des petites cavités, aussi grandes qu'une tête d'épingle dans les cassures, du zinc coulé. Il n'a pu arriver aux résultats qu'il a obtenus, et qui sont presque concordants, qu'en pesant le métal brisé en i)etits fragments ; car il a trouvé que l'air adhérait d'une manière si tenace au zinc en limaille, qu'en le faisant bouillir ainsi dans l'eau, il s^en perdait par projection pendant l'ébullition. Le zinc sur lequel Bolley opéra, avait été coulé dans des lingotières en laiton laminé de 0"*,08 à O^jOTS de large et à peu près 0'",125 de haut. Ces lingotières étaient inclinées, et, après y avoir versé le métal, on leur donnait une légère secousse. Quand on voulait refroidir le métal lentement, on les plaçait dans du sable chaud ; dans le cas contraire, on les entourait d'un mélange de neige et d'eau, après les avoir recouvertes à l'extérieur de feuilles d'étain et d'une couche de collodion pour Içs rendre imperméables. On ne prenait que la partie inférieure des lingots pour l'expérience , et le poids moyen de chaque pièce était de 1 0 grammes. On obtint les résultats ci-après, en pesant des morceaux de métal de plus en plus petits, jusqu'à n'avoir plus à la fin que des grains de la grosseur d'une lentille et jusqu'à ce que les poids trouvés dans

(1) Zur KenntnU der Moleeulareigen^ichaften des Zinkt, Von P. A Bolley. — An*, der chem, u. phanna. 1855, t. 95, p. S91.

ces deux pesées successives s'accordassent bien l'un avec Tautre. On opérait à la température de 12* G.

Pesanteur spécifique du zinc coulé à une température voisine du point de fusion :

Refroidissement rapide. — Moyenne de sept observations. ... 7 . 178

Extrêmes, 7. SOI et 7.155.

Refroidissement lent. — Moyenne de huit observations 7 . 145

Extrêmes, 7.191 et 7.001.

Pesanteur spécifique du zinc coulé presque au rouge :

Refroidissement rapide. — Moyenne de huit observations 7 . 109

Extrêmes, 7.179 et 7.030. .

Refroidissement lent. — Moyenne de six observations 7 . 120

Extrêmes, 7.171 et 7.030.

Matthiessen trouva que la pesanteur spécifique du zinc dégagé d'arsenic est de 7.148 à IS"" G. Trois expériences furent faites sur du métal distillé , en refondant les pièces après chaque observation. Les résultats furent 7.144 à 15" 5, de 7.150 à 14^*4, et 7.149 à 15^ (1). Selon Karsten, la pesanteur spécifique du zinc du commerce laminé est 7.1908, et après avoir été martelé et laminé, elle peut même s'élever à 7.2 ou 7.3.

Tenadté. — Berthier établit qu'un fil de zinc de 0",o62 se rompt sous un poids d*environ 1 2 kil. (2).

Chaleur spécifique. — 0.09555 entre 0*C. et lOO^C, d'après Regnault.

Dilatation par la chaleur. — Le coefficient de dilatation linéaire entre 0" C. et 100'' C. est égal à 0.000029412 (3), tandis que Kopp trouve que celle de la dilatation cubique est de 0.000089 (4). Suivant la première assertion, le zinc chauffé, de 0*C. à 100*C. augmente de -jjj- en longueur.

Action (le la chaleur. — Selon Person, le point de fusion du

(1) Philoi. Tram. 1859, p, 163.

(2) Tr, des Euau, t. H, p. 563.

(3) Berthier, t. U, p. 563.

(4) Liebig. u. Kopp, Jahteib, 1831, p. 55.

zinc du commerce est de iSi"" C, et celui du zinc distillé de nouveau 433%3G. (1). Daniell établit que le point de fusion du zinc est de 41 S"" G. Les premiers observateurs lui avaient assigné un point de fusion bien inférieur. Au rouge vif, le zinc se distille facilement.

Poids atomique. — 32.53 d'après Erdmann.

Action de F oxygène. — A la température ordinaire, le zinc n'çst pas attaqué par Toxygène sec ; mais exposé à Toxygènë humide ou à l'air atmosphérique, sa surface se couvre d'une pellicule compacte, tenace et grise d'oxyde hydraté qui empêche l'oxydation du métal placé au-dessous de se poursuivre. Sous ce rapport, l'oxyde de zinc diffère beaucoup de la rouille, ou oxyde de fer, qui, loin d'arrêter, semble plutôt accélérer l'oxydation du métal. L'action combinée de l'oxygène humide et de l'acide carbonique convertit le zinc en carbonate hydraté. On a dit que le zinc n'était pas attaqué, quand il est exposé à l'air humide qui ne renferme pas d'acide carbonique, et tant qu'il n'est pas réellement mouillé (2).

Pettenkofer a trouvé que l'oxyde produit par l'action de Tair atmosphérique sur le zinc, est composé de 5ZN0 + 400^ -|- 8H0 ; la toiture dont on avait analysé un échantillon, avait été exposée pendant vingtrsept ans aux intempéries du climat de Munich. Cet observateur assura que^ pendant cette période, 8^,381 de zinc, par pied carré (bavarois), avaient été oxydés et que, presque la moitié de l'oxyde avait été enlevée par la pluie. De là il inféra qu'une feuille de zinc deO",00012S d'épaisseur, doit séjourner dans l'atmosphère de Munich 27 ans pour être rongée. Ainsi, sans tenir compte de l'oxydation de la surface inférieure que l'on peut réellement négliger, il faudrait, pour

()) ^fw. de ehim, etdephyê,, 1848, 3* sér., t. 24, p. 186.

(2) Bonsdorff, Répertoire de clUwUe eeieni. et indust. Paris, 1838, t. 4, p. 165.

qu'une toiture, faite avec des feuilles épaisses de 0'',0024, soit complètement usée, un espace de 1Si3 ans (1).

Quand le zinc est exposé à Tair, à la température de son point de fusion, ou à une température un peu plus élevée, sa surface se couvre promptement d'une petite pellicule grise qui se renouvelle à mesure qu'on Tenlève, de manière qu'en répétant l'agitation de la masse du métal on peut la convertir entièrement en une poudre grise. Berzélius regarde cette poudre comme un sous-oxyde de zinc défini; quelques autres chimistes pensent que c'est simple* ment un mélange d'oxyde de zinc et de métal finement divisé. Exposé à l'air, à une température sensiblement supérieure à son point de fusion , soit à SOS"" C, le zinc, d'après Daniell, prend feu et brûle avec une fiamme vive d'un bleu pâle, en formant de l'oxyde de zinc ; une partie de cet oxyde reste attachée à la surface du métal en combustion , et l'autre partie s'échappe dans l'atmosphère , sous la forme de flocons de neige, extrêmement légers, que l'on appelait autrefois nil album ou lana philosophica. Une fois que le métal est en ignition, il continue, après que le creuset dans lequel on a fait l'expérience est retiré du feu, à brûler avec dégagement de flamme, pourvu que l'oxyde fuligineux qui se forme soit constamment déplacé. Tout le métal peut ainsi être converti en oxyde. L'oxyde de zinc est pratiquement fixe, et les fumées qui s'élèvent dans l'air, proviennent de la combustion du métal vola* tilisé. La vapeur du zinc et son oxyde n'ont pas d'eflets toxiques.

Oxyde de zinc. Formule ZnO. — D'abord connu sous les noms de pompholyx^ tutia^ et fleurs de zinc. On l'obtient d'ordinaire en poudre amorphe, blanche quand elle est froide, et jaune quand elle est chaude; la belle couleur jaune que prend cet oxyde en s'échappant des cheminées, s'observe dans les fourneaux où se fond le laiton. Pendant sa combustion , le zinc exhale une odeur particulière et caractéristique. Quelquefois l'oxyde de zinc forme un produit cristallisé en prisme hexagonal, appartenant au

(1) Chêm. Gaz, 1857, p. 478.

système rhomboédrique. Berzélius assure qu'il est toujours jaune quand il est cristallisé à une haute température (1) ; mais, selon G. Rose, les cristaux d'oxyde pur sont parfaitement blancs (2).

L'opinion de Diesel est que l'oxyde pur de zinc peut être jaune ou blanc selon son mode d'agrégation, et que la variété jaune devient blanche, si elle est suffisamment exposée à une haute température (3) ; il est infusible per se. Berthier pense qu'il est fixe, et, Gmelin, qu'il est volatil à la chaleur blanche. On a fait, avec soin, l'expérience suivante pour déterminer laquelle de ces opinions était exacte (4). 10 grammes d'oxyde de zinc, préparés en brûlant le métal, furent mis dans un creuset de platine très-mince que l'on enferma dans un petit creuset d'argile de Stourbridge, chauffé pendant une heure et demie à la plus haute tempéra^ture blanche qu'il soit possible d'atteindre dans un petit moufle. Le creuset d'argile fut ramolli et s'affaissa ; les particules d'oxyde s'agglomérèrent très-faiblement et la masse se pulvérisa entre les doigts sous la plus faible pression ; la perte s'éleva à environ 31/2 pour \ 00. La couche extérieure d'oxyde en contact avec le platine était jaune, mais il resta blanc à l'intérieur. Il fut préparé ainsi, afin de démontrer qu'il était impossible qu'un corps étranger pût s'y trouver. Pour arriver à un résultat satisfaisant, il est nécessaire de chauffer l'oxyde dans une atmosphère qui ne soit absolument pas réductrice^ ce qui ne peut se faire que dans un fourneau à moufle. L'expérience fut répétée exactement dans les mêmes conditions, sur 1 0 grammes de l'oxyde qui avait servi à la flernière expérience : la perte s'éleva à 0,608 pour 100. A la partie inférieure, 'oxyde avait une couleur jaune verdâtre et était beaucoup plus erré que partout ailleurs. La surface de la masse d'oxyde était jaune comme auparavant, et le platine en contact avec elle, paraissait

(1) Tts de Chimie 1846, t. II, p. 611.

(2) Dos Krystallochemitehe MineraUystem. 1852^ p. 65.

(3) Liebig u. Kopp Jahresb. 1851, p. 355.

(4) Nous désirons faire connaître de la manière la plus précise le concours que nous a prêté notre collègue M. R. Smith : et pour ne pas répéter aussi fréquemment son nom, nous nous bornerons simplement , pour abréger, in placer la lettre S à côté de Texpérience.

avoir été légèrement attaqué, car il était plus terne que la surface extérieure, qui avait gardé son brillant primitif.

Uoxyde de zinc insoluble dans Teau^ est soluble dans des solutions aqueuses de potasse, de soude, d'ammoniaque et de carbonate d'ammoniaque. Berthier prétend qu'il est insoluble, après calcination, dans de l'ammoniaque ou du carbonate d'ammoniaque, mais c'est une erreur. L'oxyde de zinc est une base puissante, il forme des combinaisons avec les terres alcalines et d'autres bases, et il a une grande affinité pour l'alumine. Quand, à une dissolution d'oxyde de zinc dans l'ammoniaque, on mêle une dissolution d'alumine dans la potasse, il se précipite un composé d'alumine et d'oxyde de zinc (1). Cet oxyde se combine avec l'eau, et la formule de l'hydrate est ZnO, HO: à la chaleur rouge, l'eau est entièrement expulsée. Humecté avec de Tazotate de cobalt et chauffé au chalumeau dans une flamme non réductrice, l'oxyde de zinc devient vert. Il est très-employé dans la peinture blanche et les couleurs de poterie. Le professeur Cooke, du collège Harvard (États-Unis), dit qu'en Amérique, l'oxyde de zinc est préparé, en réduisant le minerai dans des fours à réverbère d'une construction spéciale où brûle le zinc qui se vaporise dans un courant d'air forcé ; les produits de la combustion sont dirigés à l'intérieur de grandes chambres fermées avec des toiles à voiles mouillées; les matières gazeuses, non condensables s'échappent à travers le tissu de la toile, et l'oxyde de zinc reste à l'intérieur (2).

Zinc chauffé avec des réactifs solides j très-oxydants.'— Une violente déflagration se manifeste quand le zinc finement divisé est chauffé avec du nitre, du chlorate de potasse ou de l'acide arseni-^ que ; il passe à l'état d'oxyde de zinc et dans ce dernier cas , il se dégage de l'arsenic métallique.

Action de Veau sur le zinc. — A la température ordinaire, pourvu que l'air en soit exclu, l'eau n'a pas d'action sur le zinc ;

(1) Berïélius.

(2) L*emploi d*un tissu poreux ou fibreux, ou d^un vase perméable à l*air est a condition exigée d'un brevet accordé en 1850, N* 13,192.

mais si on mouille avec de Teau de la limaille de sdnc, et qu'on la laisse à l'air, la masse acquiert en peu de temps une couleur foncée, en augmentant de volume; le gaz hydrogène s'échappe avec une effervescence visible et le métal finit par se convertir en oxyde gris (1). A la chaleur rouge, le zinc décompose promptement la vapeur d'eau. Si l'expérience se fait dans un tube de porcelaine fortement chauffé, le zinc, au fur et à mesure qu'il se volatilise, se convertit en oxyde qui se dépose sur les parois du tube en petits cristaux brillants d'un éclat vitreux ; mais si le tube n'est pas trhfortement chauffé, les gouttes de métal se couvrent de très-jolis petits cristaux d^oxyde(2). Quand on fait bouillir une feuille de zinc dans l'eau purgée d'air par l'ébullition, l'hydrogène se développe très-lentement, juste au-dessous de 100'' C; et, en continuant l'expérience pendant une ou deux heures, l'action diminue. Ce fait a été étudié dans notre laboratoire par M. A. Dick. Le zinc avait été bien nettoyé avec du papier à l'émeri, et l'hydrogène fut recueilli dans une éprouvette.

Zinc chauffé avec duprotoxyde de plomb. — On a fait l'expérience suivante (S.) :

Qaantitè employée en graraineft.

^ Rapport du mélange. Zinc en poudre fine. Litharge.

Zn,2PbO = i0,3« 71,65

• Le mélange fut chauffé dans un creuset d'argile bien couvert, à une forte chaleur rouge, pendant trois quarts d'heure ; on recueillit un bouton de plomb malléable pesant 1 5^%87, et une scorie brun foncé d'une apparence résineuse, imparfaitement fondue dans le centre et contenant des grenailles de métal. La proportion de plomb réduit fut à peu près la même que celle obtenue par Berthier dans une expérience semblable (3). Zinc chauffé avec les carbonates alcalins fixes. — L'acide car-

Ci) Bepzelius, Tr. de Ch, t. II, p. 607.

(2) Regnault, Ann. des Mines, 3, 8. t. XI, p. 16.

(3) Tr. Ch.i. I, p. 384.

PROPRIETES CHIMIQUES 427

bonique est décomposé, il se forme de Toxyde de carbone et de l'oxyde de zinc.

Zinc chauffé avec les sulfates alcalins neutres^ fixes. — L'acide suifurique passe pour être décomposé, et il se forme de Toxyde et du sulfure de zinc.

Zinc chauffé avec F adde carbonique. (S.) — On fit passer de l'acide carbonique sec sur du zinc renfermé dans un tube de verre peu fusible, chauffé au rouge : l'oxyde carbonique produit abondamment, brûlait à l'extrémité du tube dont il s'échappait. On trouva déposés sur la surface supérieure du tube de petits cristaux de zinc, paraissant consister en une agglomération de cristaux semblables à ceux que M. Nickiès a décrits et qu'il a cru, à tort, être des dodécaèdres pentagonaux.

Réduction de t oxyde de [zinc par le charbon et ï oxyde de carbone. — L'oxyde est réduit à une forte chaleur rouge, par l'un ou l'autre de ces agents et, réciproquement, le zinc métallique à la chaleur rouge réduit l'acide carbonique en oxyde de carbone ; mais, autant qu'on le sache, jusqu'à ce jour du moins, il n'exerce aucune action sur l'oxyde de carbone à quelque température que ce soit, même la plus haute. Pour opérer une réduction parfaite par le charbon, il n'est pas nécessaire que l'oxyde de zinc et les matières charbonneuses soient intimement mélangées.

Dans l'industrie, l'oxyde de zinc est toujours, à un degré plus ou moins grand de pureté, le composé duquel on extrait directement le zinc, et la matière charbonneuse, charbon de bois, houille ou coke, est constamment employée comme l'agent de réduction. Fréquemment, l'oxyde et le réducteur sont en fragments grossiers, et très-imparfaitement mélangés ; le contact de ces deux matières est donc très-imparfait, et cependant la réduction est complète ; il est donc certain que l'oxyde de carbone joue un rôle actif dans l'opération. On opère dans de grands vases d'argile ; les vides formés entre les matières sont remplis d'air atmosphérique, dont Toxygène se convertit rapidement en oxyde de carbone, par suite du grand excès de matière carbonacée. L'oxyde, qui n'est pas en contact

direct avec Tagent réducteur solide, est réduit par Toxyde de carbone ; ii se produit de Tacide carbonique, qui se convertit instantanément en oxyde de carbone au contact de la matière charbonneuse incandescente qui Tenvironne ; sMI en était autrement, la réduction de l'oxyde de zinc cesserait rapidement, car le zinc métallique à la température à laquelle il se produit, réduit Tacide carbonique en oxyde de carbone, en se transformant en oxyde de zinc. La quantité d*oxyde de carbone existant tout d*abord dans le vaisseau réducteur, agit comme véhicule et met le charbon en contact avec l'oxyde de zinc ; il passe continuellement de Tétat d'acide carbonique à celui d'oxyde de carbone. Un courant d'oxyde de carbone et de vapeur de zinc continueront donc h s'échapper durant tout le cours de la réduction. S'il arrivait que^ du zinc réduit se trouvât oxydé de nouveau par l'acide carbonique, l'oxyde de zinc formé, très-léger et finement divisé, serait nécessairement rais en contact direct avec la matière charbonneuse incandescente qui le réduirait immédiatement.

Réduction de T oxyde de zinc par V hydrogène. — Expérience de Â. Dick, dans notre laboratoire. On fit passer un courant d'hydrogène qui avait été soumis successivement à l'action de l'acide sulfurique, du chlorure de calcium et de Thydrate de potasse en fragments, sur l'oxyde de zinc chauffé au rouge, dans un tube de verre peu fusible. L'oxyde sembla d'abord se volatiliser, on ne voyait qu'une petite quantité de zinc métallique ; mais en activant le courant de gaz à travers le tube, la réduction se fit rapidement. Cependant une petite quantité du zinc réduit s'oxyda évidemment de nouveau dans la vapeur d'eau formée, et fut entraînée à l'état de sublimé blanc. Le zinc métallique se condensa en petites gouttes dans la partie la plus froide du tube, et quoique ces gouttelettes dussent consister en zinc comparativement pur, elles furent dissoutes avec une vive effervescence par l'acide sulfurique dilué. M. H. Sainte-Claire Deville assure, que quand on expose 10 ou 15 grammes d'oxyde de zinc pur dans un tube de porcelaine, à l'action d'un faible courant d'hydrogène éga-

lement pur, à une très-haute température, il n'y a aucune réduction ; l'oxyde de zinc se déplace seulement et se dépose dans d'autres parties du tube, en cristaux bien déterminés, quelquefois assez grands. Toutefois, en répétant l'opération dans les mêmes conditions et en recourant àun courant rapide d'hydrogène, la réduction a lieu et le zinc métallique apparaît dans le tube. En expliquant ces résultats, M. Sainte- Claire Deville ne tient aucun compte de ce qu'on appelle Y action des masses ; il écrit : « Au moment où la va- » peur d'eau et de zinc réagissent l'une sur l'autre pour reproduire

> l'oxyde de zinc et de l'hydrogène, ce gaz étant prédominant

> dans le mélange doit, en raison de sa masse, garantir une partie » du métal de l'oxydation (i ) ; ceci n'arrive jamais quand l'opération

> est conduite avec une lenteur suffisante. Mais tout est expliqué, » en admettant que la variation dans la température change les » affinités : ainsi, dans la partie du tube de porcelaine chauffée • directement, le zinc en vapeur et l'eau peuvent exister en même

> temps; mais dans les parties moins chauffées^ où le dépôt du

> zinc s'opère, les affinités changent, l'eau est décomposée et toute

> trace de zinc métallique disparaît. Ceci a lieu dans mes expé- » riences ; mais quand l'hydrogène passe avec rapidité, la zônc f du tube dans lequel s'opère l'action contraire, est traversée par le

> mélange des vapeurs avec une telle rapidité que le ralentisse- » ment des matières empêche la réaction ultérieure. » En résumé il ressort de l'explication de M. H. Sainte-Claire Deville; qu'à une température donnée, l'hydrogène réduit l'oxyde de zinc, et qu'à une température inférieure, le zinc décompose l'eau. Désignons la plushaute température par a et la plus basse par b. Maintenant, si la masse n'exerce aucune action, comme M. H. Sainte-Claire Deville le suppose, il s'ensuivrait que à a^ l'oxyde de zinc exposé à l'action d'une petite quantité d'hydrogène, mélangé avec une grande quantité de vapeur d'eau , sera réduit, et que à 6, le zinc métallique décomposera la vapeur d'eau mélangée à une grande quantité

(1) Annales de Ch. et Phys, 1855, 3* sér. t. 43, p. 479.

d'hydrogène. Mais M. H. Sainte-GiaîreDevillen'aprodait aucan fait expérimental pour démontrer que ces résultats sont amenés par les conditions supposées {*). Que Faction des masses ait été négligée dans ces phénomènes de réduction, cela nous parait évident, ainsi qu'il résulte des expériences citées antérieurement, comme aussi du raisonnement si concluant de Gay Lussac sur l'action réductrice de l'oxyde de carbone. Quoiqu'il soit bien avéré que la température modifie les affinités, cependant il nous semble que les phénomènes de réduction, que ce savant croit provenir d'un changement d'affinité résultant d'un changement de température, s'expliquent parfaitement aussi par la différence dans les proportions relatives de l'hydrogène, de vapeur de zinc et de vapeur d'eau, résultant elles-mêmes daqs les deux cas cités, de la différence.dans la rapidité du courant d'hydrogène.

Soufre chauffé avec îoxyde de zinc. — Il est reconnu qu'il se forme du sulfure de zinc avec dégagement d'acide sulfureux.

(') L*auteur ne nous parait^pas 8*étre bien rendu compte de.rezpérienoe de M. H. Sainte-Glaire Deville ; Taction des masses n*a rien à faire ici, comme nous allons tâcher de le faire comprendre :

1. M. H. Sainte-Glaire Deville, en faisant passer un courant d*liydrogèna parfaitement pur et suffisamment lent sur de Toxyde de zinc fortement chauffé, a obtenu une volatilisation apparente et complète de cet oxyde, sans produire trace de zinc métallique. Gette opération réussit toujours, pourvu que le courant d^hydrogène soit conve^ nablement conduit. Gela vient de ce que le mélange gazeux de zinc métallique et de vapeur d'eau plus ou moins mêlé d*hydrogône, se change à une certaine température en oxyde de zinc et en hydrogène par une réaction inverse. De ce que Ton ne trouve paa trace de zinc dans cet oxyde, quand Topération a été conduite convenablement, il résulte, selon M. H. Sainte-Glaire Deville, que les masses n'influent pas sur le phénomène inverse. Gar on peut toujours supposer que sur un point choisi dans Tappareil, au moment où presque tout Toxyde de zinc s'est reformé, il y a une quantité considérable d'hydrogène par rapport à cet oxyde, proportion indéfiniment grande qui ne suffît pas pour donner lieu à la conservation de la moindre trace de zinc métallique. Donc la masse de l'hydrogène^ très-grande par rapport à la masse de l*oxyde, ne suffit pas à la réduction de la plus petite quantité de celui-ci. — G'est ainsi que M. Sainte-Glaire Deville entend que l'on ne peut faire intervenir dans Texplication de ce phénomène bizarre que la variation des températures et non la variation des masses.

t. Quand, maintenanti on fait passer un courant rapide d'hydrogène, il faut tenir compte, selon Mi Sainte-Glaire Deville, non pas de la masse gazeuse introduite daas l'appareil, mais de la vitesse avec laquelle il s'y meu^. Gette vitesse détermine le passage rapide du mélange gazeux d'une partie de l'appareil qui est très-chaude, À une partie très-froide où une condensation subite met obstacle au développement d'une réaction inverse. —G'est ce qui arrive dans la production en grand, soit du zinc métallique, soit du sodium, auquel on peut appliquer les mêmes raisonnements, après avoir observé les mêmes phénomènes. (La TraàAktivwn).

PROPRIETES CHIMIQUES 431

Fer chauffé avec r oxyde de zinc. — A une haute température, le^fer réduit Toxyde et tout le zinc se volatilise.

Oxyde de zinc chauffé avec la silice. — On a cherché dans les expériences suivantes à produire directement des silicates de zinc ; oh a en conséquence chauffé fortement des mélanges intimes d'oxyde de zinc et de sable fin d'Australie, d'une grande pureté.

Quantité eu poids employée dans chaque essai. Rapport de mélange. Oxyde de zinc. Sable.