DE L'APPLICATION DU CALORIQUE AUX OPÉRATIONS

Comme les corps ne se combineraient point, si leurs molécules n'étaient pas divisées , et si la force de cohésion n'était pas rompue, le calorique est un des moyens les plus indispensable pour opérer ces combinaisons. Il faut connaître les moyens d'appliquer le calorique, ou immédiatement, ou médiatement par des corps plus ou moins chauds , aux matières sur lesquelles on veut agir. Ainsi , tantôt il sert lui-même de réactif dans l'analyse des substances, tantôt il aide seulement l'action des réactifs, ou prédispose les substances à être attaquées.

Les actions que cet agent exerce, sont : la fusion, X évaporalion, là volatilisation, la sublimation, la distillation, la plupart des solutions et des autres opérations, dont nous avons parlé dans le premier volume.

Elles s'opèrent au moyen des fourneaux, lampes ou foyers propres à concentrer la chaleur et à l'appliquer. La nature des combustibles qui fournissent cette chaleur, la construction, la disposition des fourneaux, influent trop sur les opérations, pour qu'il ne soit pas instant de s'en occuper ici avec quelques détails.

3SESS COMBPSTSEE.ES.

Parmi les substances qui dégagent beaucoup de chaleur en brûlant, et servent aux opérations, on compte les cmrerens bois, le charbon, la houille ou charbon de terre et ses diverses qualités, et la tourbe.

COMBUSTIBLES. iSt

Les bois blancs et tendres donnent beaucoup de flamme, mais peu de charbon , et ils brûlent vite : on les emploie surtout pour les hauts fourneau k de verrerie et de porcelaine, ou de poterie, qui ont besoin d'une chaleur disséminée également, et qui ne sont point animés par un courant d'air forcé, ou par des soufflets. Les bois résineux produisent également une grande flamme, mais ils répandent beaucoup de fuliginosité, et de noir de fumée qui salirait les porcelaines et poteries. Les bois durs, comme le chêne, chauffent plus fortement, et donnent moins de flamme, mais ils brûlent avec difficulté et pétillent quelquefois en lançant de petits charbons. Dans tous les fourneaux qui emploient du bois, il faut diviser celui-ci et l'avoir sec, afin qu'il n'élève point de vapeurs humides, surtout pour les verreries et poteries : aussi les bois choisis dans les lieux secs, à l'exposition du midi, coupés hors le temps de la sève ou en hiver, senties meilleurs, Ou préfère le hêtre, l'orme, le bouleau, le chêne, etc., aux autres. L'usage du bois est aussi préférable pour échauffer les vastes chaudières placées dans des fourneaux où l'on fait circuler la flamme, afin qu'elle enveloppe bien le vase; mais les charbons de bois , ou même de terre, donnant peu de flamme, n'échauffent pas aussi bien dans ce cas.

Le charbon de bois donne pourtant une très-vive chaleur dans les fourneaux à courans d'air libre, ou forcé, c'est par son mô'jèn qu'on exéeuîe les grandes fusions des métaux. Ainsi dans les forges, les fourneaux à manches, animés par des torrens d'air que d immenses soufflets versent avec impétuosité , le charbon s'embrase avec un éciat éblouissant, et produit une chaleur si intense, que les plus épaisses parois du fourneau deviennent rouges, et que le fer mêmes'y fond; des scories vitreuses surnagent la matière en fusion. Les charbons de bois légers procurent peu de chaleur, se consument vite comme la braise; ils servent plutôt (comme celui de bourdaine, de bouleau) pour former la poudre à canon. Il convient alors qu'ils soient tenus en lieu sec, car le charbon absorbe jusqu'à a5 centièmes d'eau, et la plus forte chaleur, en vaisseau clos, ne lui enlève pas même tout ce qu'il en retient, non plus que l'hydrogène et les autres gaz qu'il absorbe en grande quantité. L'on dit que la poudre a canon est éventée , lorsqu'elle s'est humectée à l'aîr.

Les charbons de bois durs produisent une chaleur forte es durable ; mais ils sont sujets à pétiller. La manière de carboniser le bois ajoute encore ou ôte à la qualité dit charbon. Four le faire, on élève des morceaux de bois en cône, destinés.

à être carbonisés ; on y laisse des intervalles pour le passage de l'air et de la fumée; on recouvre ces monceaux coniques d'une couche de terre, en y formant quelques soupiraux ; le bois brûle à l'étouffée et se chai bonne plus ou moins parfaitement. I! serait mieux de charbonner le bois dans des cylindres de fer bien clos; mais ce moyen dispendieux ne peut avoir lieu que pour la poudre fine de chasse, ou pour du charbon de fusain et autres buis à l'usage des dessinateurs. Ce moyen donne le vinaigre de bois ptr distillation , comme on sait.

Le chauffage par la houille ne fournit pas une moindre chaleur que le charbon de bois : il amêmeles avantages d'un plus bas prix; et si l'on rencontre une bonne qualité de houille, elle est préférable à plusieurs égards. Telles sont les houilles pures, bitumineuses, qui donnent de la flamme et peu d'odeur: on les préfère aussi pour plusieurs opérations. Elles exhalent cependant quelque odeur bitumineuse et un peu sulfureuse dans les appartemens; et c'est à leur emploi que plusieurs médecins attribuentla fréquence des phthisies et autres maladies de poitrine, en Angleterre : elles rendent encore une vapeur fuligineuse qui noircit les appartemens. Mais ces inconvénient sont plus grands , lorsque la houille contient du soufre assez abondamment , ce qui est fréquent : aussi ne peut-on pas s'en servir pour la fusion des mines, car elle rend souvent le métal cassant, et forme avec lui un sulfure. C'est parla même cause que la houille minéralisé les parois des vases en cuivre ou en fer qu'elle échauffe; il se détache des plaques pyriteuses de ceux-ci, et ils durent moins de temps qu'avec le charbon de bois. Pour éviter cet inconvénient , on a imaginé de carboniser la houille comme le bois; c'est ce qu'on nomme improprement la désoiifier : on peut aussi la distiller, et on en. tire une sorte de goudron bitumineux. Le résidu, qui est le vrai charbon de la houille, est nommé par les Anglais coàk : il ne fume plus et brûle sans flamme, avec une forte chaleur, vlhaptal établissait les proportions suivantes pour évaporer une même quantité donnée d'eau :

Il fatit 403 parties de coak.

GOQ de houille.

<;<)() de çîiarbbii de chêne.

1029 de bois de chêne.

Quant aux cires, graisses , huiles , etc., elles ne servent Ejuère que pour l'éclairage, ou, comme l'alcool, l'éther, l'hydrogène, pour quelque opération. Ainsi l'ont ait quelquefois chauffer légèrement des liquides sur une lampe à esprit-devin, ou Ton distille sur un quinquet. Un autre usage des

lampes est celui qu'en l'ont le souffleur et lemailleur : ainsi avec ime lampe à huile, à large mèche, un soufflet dirige la flamme du lumignon sur le verre qu'on veut fondre, ou sur les émaux qu'on veut faire.

Le chalumeau de l'essayeur opère, en petit, des fusions assez difficiles. André Swab , ensuite Cronstedt, Reinmann, Quist, Gahn, et surtout Bergmann, Mongez, de Saussure et Berzélius, en ont fait les plus heureuses applications à l'examen des minéraux. Il ne faut pour cela qu'un chalumeau recourbé vers son extrémité, qui se termine un peu en pointe, un morceau de charbon, et du flux réductif. Il convient, selon Saussure, de souder sur un morceau de cjanite deWerner, ou sappare (pierre très-réfractaire ou apyre, silicéo-alumineuse cristallisée), le fragment qu'on veut fondre, et de l'exposer avec le flux, à la vivacité du feu qu'on allume dans le charbon (i).

(1) Phénomènes développés dans les trailemens des calculs urinaires par le chalumeau, d'après Berzélius.

1° On reconnaîtra les calcul; urinaires formés d' acide urique , en ce que, chauffés à part sur le charbon ou la feuille de platine, ils se charbonnent, fument avec une odeur animale. A la flamme , ils perdent de leur masse- Vers la fin du grillage, on les voit brûler avec accroissement de lumière; le résidu est une petite quantité de cendres blanchts, très-alcalines. ; Pour distinguer c^s calculs d'autres substances qui se comportent de même, t\ faut essayer une partie du calcul par la voie humide- Ainsi un dixième de grain de ce calcul , mis sur une feuille mince de Verre ou de platine avec une goutte .d'acide nitrique, on chauffe à la flamme de la lampe. L'acide urique se dissout avec effervescence. La matière desséchée avec précaution-; pour qu'elle ne brûle pas , on obtient une belle couleur rouge Si le calcul ne tient que peu d'acide urique, la matière noircit quelquefois par ce procédé. Alors on reprend une nouvelle partie du calcul , et après l'avoir dissous dans l'acide nitrique, on la retire du feu; la dissolution étant à peu près sèche, on la laisse refroidir jusqu'à dessiccation. Alors on l'expose, adhérente à son support, à la vapeur d'ammoniaque caustique chauffée. Cette vapeur ammoniacale y développe une belle couleur rouge; on peut aussi mouiller la matière desséchée avec i.n peu d'ammoniaque faible.

Si les calculs sont un mélange d'acide urique et de phosphates terreux, ils se charbonnent et se consument comme les premiers ; mais leur résidu plus volumineux n'est ni alcalin, ni soluble à l'eau. Ils présentent avec l'acide nitrique et l'ammoniaque aussi la belle couleur rouge de l'acide urique. Les cendres contiennent des phosphates de chaux ou de magnésie.

2° Les calculs d'urate de soude ne se rencontrent guère que dans les concrétions des goutteux autour des articulations. Chauffés sur le charbon , ils noircissent, en donnant une odeur animale empyreumafique; difficilement réductibles en cendres, celles-ci sont fortement alcalines et peuvent vitrifier delà silice-: quand il y a des sels terreus (phosphates) dans ces calculs, ils donnent un verre blanchâtre ou gris opaque.

3° Les calculs d'urate d'ammoniaque se comportent comme ceux d'acide urique, au chalumeau. Une goutte de potasse caustique, leur fait exhaler à une chaleur douce beaucoup d'ammoniaque. Il faut distinguer l'odeur légère ammoniaco-lixivielle que la potasse développe dans la plupart des matières animales. On trouve aussi de l'urate de soude en ces calculs.

4° Calculs de phosphate de chaux. Ils noircissent, en exhalant l'odeur em ;

1S4 ACCES DE L'AIR, etc.

de l'accès de l'air pour la production du calorique.

Il ne s'agit point ici d'expliquer comment les corps com? bustibles enlèvent l'oxygène à son dissolvant qui est le calorique, et le libèrent; mais il convient de chercher quelle est la meilleure manière d'en dégager le calorique.

Dans les fourneaux à courant d'air libre, l'aspiration se fait aisément quand il y a une cheminée qui renferme une colonne d'air échauffé ou raréfié, et ainsi moins pesant. que l'air ambiant; de là vient que celui-ci, plus dense, se précipite dans le foyer. L'aspiration est donc d'autant plus forte que la cheminée est plus longue, et contient une plus grande colonne d'air léger; alors l'air, passant rapidement dans le foyer, anime de plus en plus la combustion, à moins qu'on ne ferme l'entrée. Si la cheminée est en tôle et refroidit trop aisément, alors sa colonne d'air, devenant plus dense, contrebalance l'effort de l'air entrant au foyer, et la combustion languit. Pour prévenir cet inconvénient dans de grands fourneaux, on peut porter un corps embrasé dans la cheminée; il raréfie l'air et l'aspiration s'accroissant, le; courant devient plus lapide.

Ces fourneaux ont besoin d'en cendrier sous le foyer, afin de séparer les cendres qui empêcheraient la combustion.

pyreumaiique animale, sans se foudre seuls au feu de charbon, mais blanchissent , comme fait le phosphate calcaire.

Avec la soude, ils se gonflent sans se vitrifier. Dissous dans de l'acide borique et fondus avec un peu de fer, on obtient un culot de phosphure de fer. 5° Les calculs de phosphate ammoiriaco-maqntsicn , chauffés seuls sur la plaque de platine, ils exhalent l'odeur empyreumalique animale, en noircissant, se gonflant , puis devenant blancs-gris. On obtient une sorte d'émail blanc-giisâtie. Le borax les fait fondre en un verre transparent, ou qui tourne au blanc laiteux en se îefroidissant. La soude les fait fondre en une scorie blanche boursouflée; une plus grande quantité de soude les rend infusibles.. Ils donnent avec le fer et l'acide borique; du phosphure de fer; avec le nitrate de cobalt un verre d'un rouge foncé ou brun. S'il y a des sels de chaux dans ces calculs, le mélange en est moins fusible.

G0 I es calculs d'oxalale de chaux d'abord exhalent l'odeur urineuse; ils deviennent d'une couleur mate au feu, et leur couleur s'éclaircit. Après avoir été rougis au feu modérément, le résidu fait effervescence avec 'acide nitrique ; un coup de feu donné, il reste de la chaux sur le charbon. Celle-ci réagit ç mine un alcali ,sur les couleurs de tournesol, et s'éteint avec l'eau. Mais ceci n'a pas lieu quand le résidu lient du phosphate calcaire. Les personnes qui mangent beaucoup d'oseille sont sujettes à ces calculs, selon Laugier. ~>° Les calculs siliceux , éhauffés à part, laissent nue cendre ou scoriacée ou infusible. Traitée avec un peu de soude , elle se dissout avec effervescence, lentement, en laissant une bulle de verre gris ou peu transparent.

8° Enfui les calculs d'oxyde, cystique donnent à peu près les résultats de ceux «l'acide nrique, au chalumeau. Ils prennent aisément l'inflammation d'une couleur verte bleuâtre, sans se fondie, mais en répandant une odeur acide vive très-particulière et qui a quelque rapport à celle du cyanogène. Leur cinlie, non alcaline se résout; par un coup de feu en une masse blanche-grisâtre. Ils ne produisent pas une couleur louge dans le traitement avçe l'acide nitrique, comme les calculs d'acide inique.

CONSTRUCTION EES FOURNEAUX. 185

Mais dans ceux à courant forcé par des trompes ou des soufflets, il n'est besoin ni de cendrier ni de cheminées ; aussi, ne peuvent-ils brûler que du charbon et non du bois : ils produisent une chaleur très-intense. Tel est le fourneau de forge à un ou plusieurs tupux qui versent .l'air de grands soufflets.

Lorsque les effets du gaz oxygène furent connus, Achard, de Berlin, en appliqua le premier l'usage à se procurer une chaleur extraordinairement vive. Il remplissait de ce gaz des vessies auxquelles il adaptait des tuyaux, et, parla compression, il versait ce gaz sur le corps en ignition , de manière à fondre le fer et même le platine. Lavoisier trouva un instrument pour verser plus commodément et en abondance le gaz oxygène ; c'est le gazomètre, soufflet hydrostatique perfectionné par Meunier. Ensuite Ehrmann , de Strasbourg, ainsi que Guyton-de-Morveau , ont multiplié les expériences sur ce genre de fusion de^ corps les plus réfractaires. En effet, ceux qui résisient même au foyer de la grande lentille deTrudaine (i), ne résistent point au feu alimenté par le gaz oxygène.

La silice, terre la plus apyre, éprouve une sorte de fusion ou de volatilisation dans les hauts fournaux desmines, puisque Vauquelin y a trouvé des concrétions de silice formées dans les cheminées, par îa violence de leur feu.