PHOSPHORE
Le phosphore est un des cwps qiii ont pour Foxigène k phis grande affinité; il suffit d'une faiMe élévation de température pour le faire brû-. 1er : aussi sa distillation demande-t-elle des soins particuliers.
On ne saurait se servir, pour distiller W phospJiore, d*un appareil ordinaire de distillation, qaî pourrait se briser au moment de Tinflammation du phosphcwre, et exposer Topérateur à des projections de phosphore en combustion.
Cette opération s'exécute sans danger dans une atmosphère d'hydrogène : on maintient un courant de ce gaz dans une petite cornue tubulée, dans laquelle on a placé une vingtaine de grammes de phosphore , fet qui communique avec un récipient également tubulé et portant un tube recoui^bé, dont l'extrémité plonge dans un vase rempli d'eau. Lc^rsque Vair de l'appareil a été chassé et remplacé par de l'hydrogène , on chauffe la cornue avec quelques charbons rouges, et la distillation du phosphore a lieu rapidement.
On emploie aussi l'appareil suivant pour distiller lé pho^hore dans les laboratoires (pi. 5, fig. â).
BCD reiMrésente un tube de verre dont l'extrémité bouchàî B contient du phosphore^, et l'extrémité D , qui est ouverte , plonge dans u» verre rempli d'eau. Cette extrémité D doit seulement affleurer le liquide, afin qu'en cas d'absorption la ^tite quantité d'eau qui monterait dans le tube ne puisse arriver jusqu'à la partie du tube B , qui , une fois chauffée , se briserait au contact de l'eau froida
On chauffe le phosphore placé en B au mioyen d'une lampe à alcool A ; une petite quantité de phosphore se combine avec l'oxigène de l'air contenu dans le tube; bientôt il ne reste plus que de l'aiote dans l'appareiK On continue l'action de la chaleur; le phosphore se distille alors rapidement et se condense dans la partie C du tube .
Le phosphore se combine à la température ordinaire avec l'oxigène. Un bâton de phosphore abandonné àl'air pendant quelque temps répand des fumées blanches dues à la formation d'un acide particuHer, qui a reçu le nom d'acide phogphaiique.
La chaleur qui se dév^oppe pendant la formation de cet acide est assez élevée pour déterminer au bout de quelques instants l'inflanmiation du phosphore. Pour conserver le phosphore, il faut donc te préserver du contact de l'air en le recouvrant d'eau.
Le plus léger frottement suffit pour déterminer la combustion du phosphore; aussi faut-il toujours le manier sous l'eau. Les brûlures produites par le phosphore sont dangereuses et d'une cicatrisation fort longue , parce que le phosphore laisse dans la plaie un acide très corrosif ( Tadde phosphorique), qui est le résultat de sa combustion. Le phosphore s'enflamme, sous la pression ordinaire , à la température de 75°, et brûle avec une flamme très brillante.
^Q PfiOSPgORB.
Le pho^hore prodoU en brûlant dans rair^> et surtout <lans Toxigène pur, uue température irès élevée, et une lumière si vive que les yeux ont peine à la suppcrfter; Use change aloira en acide phofip}K)rique. Cette com-^^ biiâticm se fait curdinaûrement en plongeant dans un flaeon de 4 à 5 Uti^s de capacité rempli d'oxigène, un fil de fer attaché. à un bouchon et supportant une , coupelle dans laquelle on a mis un morceau de phos{^ore qu'on enflamme en le touchant avec un corps chaud ou une alUimette. (\(ÀT.(ksigène.) . , .
Il arrive rarement que le phosphore se convertisse complétaient en acide phosphorique, alors même qu'il brûle dans Toxigène piur et en excès ; il se plroduit presque toujours une petite quanttilé d'oxide rouge de pHo^hore, qui est-p-éservé de FaetioB de Toxigèn^ par. une couche d'a-^ cide phosphorique qui le recouvre.
Le phosphore , malgré son affinité pour l'oxigène , n'agit pas à la tem* pérature ordinaire sur ce gaz lorsqu'il est pur et sec. Si on place un bâton de phosphore dans une cloche contenant de l'oxigène pur et parfaitement sec, le phosphore se conservesans agir sur l'oxigène, pourvu que la tem*pérature ne s'élève p{^ au-delà de 27'' ; mais si en diminué la pressito^ ou qu'œi introduise dans l'oxigène un gaz étranger, la combâiaison se détermine bi^tôt et l'oxig^e est absorbé par le phosphore avec rapidité. *
Le phosphore s'unit en U'ois proportions avec l'hydrogène.
Il se combine directement au chlore, au brome; à l'iode et au soufre. Ces combinaisons s^ont décrites plus loin. ,
Le phosphore, d'après M. Dupasquier, est quelquefois altéré par une petite quantité d'arsenic. Ce cas, d'ailleurs assez rare, "se présente lorsque l'acide sulfurique employé à l'extracticMa du phosphore a été fabriqué avec des pjTÎtes arsenicales. La couleur jaune-verdàtre qi» prend le phosphore peu de temps après la préparation, doit être attribuée à la présence de l'arsenic.
Le phosphore conservé dans une eau qui contient des traces de sels de cuivre en dissolution prend une teinte noirâtre.
Vréparaitoii àin pk^»pk^ipt.
:0n retire généralement le phosphpre du phosphate de chaux contenu dans les os des apimaux ; les os sont formés de carbonate de chaux , d'un phosphate de chaux basique, et d'une substance animale qui sert à la préparation de la gélatine.
Av^nt de décrire la fabrication du phosphore dans les usines, nous dirons comment on peut l'exécuter dans les laboratoires.
On soumet d'ab(H*d les os à la calcination au contact de l'air pour détruire la matière animale qu'ijs contiennent.
Les os, après la calcination, devenus blancs et très friables, contien-
netit environ 17parti66 dé |)h06phàie de chaux, 20 partie$ de carbonate dé chauic et^ne petite quantité d'autres sels.
On les réduit en une poudre très fine , dont on prend environ 6 parties que Ton humecte d'une asset ^nde quantité d'eau pour former tine bouinie trêâ liquide, à laquelle on ajoute peu à peu 4 à 5 parties ti'acide sulfuriqiie.
L'acide sulforique, à l'aide de l'ébuUition, change le caiixmate de chaux en sulfate de chaux en dégageant de l'acide carbonique, s'empare en même twnps d'une partie de la chaux du sous-phosphate, et le transforme en bif^osphate calcmre.
Le sulfate de chaux (pl&tre) est à peine soluble dans l'pau ; le liiphosphate est au contraire très soluble; en traitant àpm la masse p^r l'eau on dissout le phosphate acide, de chaux, et le sulfate de chaux se précipite.
Les eaux qui tiennent le phosphate acide de chaux «n dissolution sont évaporées dans des chaudières de cuivre 6u dans une capsule de porcelaine : pendant cette évaporation , la plus grande partie du sulfate de chaux ténu en dissoluttoi^se dépose ; t)it enlève ce sel avec soin et on obtient un liquide simpeux contenant du phosphate acide de chaux presque pur;
Gé Uquide est mélangé intimement avec le quatVde son poids de charbon de bois en poudre , et desséché jusqu'au rouge naissant dahs une basisine de fonte. Oh n'arrête cette dessiccation qUe lorsque la masse commence à dégager quelques vapeut^ de pUosphorè.
On l'introduit alors dans une cornue de grès enveloppée d'une couche de lut réfractàire (pi. 5, flg. 5).
A est la cornue de grès remplie du mélange jusqu'aux trois quarts de Son volume; eile communique au moyen d'une allonge en cuivre G avec un grand bocal B à moitié rempli d'eau , et qui porte un tube T destiflé à laisser perdre les gai : la cornue est portée à une température d'un rouge vif , et le phosphore se condense dans le flacon B.
On peut encore prépara le phosphore dans les laboratoires ^ en se conformant aux indictffîons suivantes (pi. 5, fig. 5).
On évapore presque à âec 50 à 60 grammes de biphostibaie de chaux, et on te mêle avec 25 grammes de charbon de bois tamisé. On dessèche complètement le mélange, et on TinUroduit dans uhe cornue de ^rèa A, que Ton Chauffe fortement dans un fourneau à réxerbkve: Le tube B, destiné à recevoir le phosphore, doit être continuellement refroidi par un courant d'eau. Le gaz qui vient se rendre dans l'éprouvette G indique la marche de l'appareil; lorsque le dégagranent de ga£ est tout à fait nul, l'opération est terminée : elle dure en général deux ou trois heures.
On trouve dans le tiibe condensateur 5 à€ grammes de phosphore mêlé d'oxide touge.
Pour purifier le pho^hore , on l'introduit dans une dissolution de bi-
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chi*omaie de potasse contenant de l'acide i»)lhirique. L'oxide rouge se trouve transformé en acide phosphorique sduble , et Ton obtient du plio§phore blanc et transparent.
Nous donnerons maintenant la théorie de la préparation da phosphore.
Le phosphate de chaux contenu dans les 03 , a pour fomiule 8CaO, 3PhO*; traité par Tacide sulfurique, ce sel se transforme en phosphate acide de chaux et en sidfate de chaux presque insoluble dans Teau.
8CaO,3Ph05 + 5S03,HO = 3CaO,Ph05 + 5CaO, SO? + 5H0
Phosphate des os. Phosphate acide Sulfate de
de ebaux. ^ chaux.
Le phosphate acide de chaux calciné avec un excès de charbon se change en phosphate de chaux neutre, CaO, PhO\ qui est indécomposable par le charbon , en oxide de carbone et en phosphore qui se volatilise.
2 (CaO, Ph05) + C5 «? G5 05 + 2CaO, PhO« + Ph.
Ptiospbate acide de Ozide de Phosphaté neutre
chaux. carbone. de chaux.
Pour pr^arer le pho^hore en grand, on introduit le mélange de cliarbon et de phosphate acide de chaux préalablement calciné au rouge sombre dans des cornues en terre hitées qui peuvent contenir 18 à 20 kiî. de mélange. .
Les cornues sont placées dans des fours à (Ustitler; chaque four con^ tient 8 à 10 cornues disposées sur deux rangées, dans des nicb^ d'un^ dimension un peu plus grande que celle des cornues (Qu'elles doivent recevoir pour que la flamme puisse circuler librement autour des cornues.
Le feu est allumé à l'une des extrémités du four, et se porte sous la panse des cornues au moyen d'un cameau qui traverse le fourneau dans toute sa longueur. Au sommet de chaque niche est pratiquée une ouverture munie d'un registre qui permet de diriger le tirage sous chaque cornue.
Les cornues commimiquent avec les récipients par des allonges en cuivre semblables àxîelles que nous av(His décrites précédemment. Elles sont d'abord x^haufiees lenta[B^t et portées ensuite à une température d'un rouge vif qui doit être soutenue pendant kS ou 50 heures.
On est souvent obligé de dégager pendant l'opération les allcmges métalliques qui sont obstruées par la condensation du phosphore.
L'opération, conduite avec soi©, doit donner environ 9ù grammes de phospliore par kilogranmie de phosphate.
Au Ueu de décomposer par le charbon le biphosphate de chaux, quelques fabricants préfèrent opérer sur de l'acide phosphorique, ou tout au moins sur un mélange de cet acide et de biphosphate de chaux.
t>fi08IW)ltB. Si
Les os calcinés peutent céder kTacide sulfurique la totalité de la cliaux qu'ils contiennent , quand on les met en contact avec un grand excès de cet acide. On traite donc les os calcinés à blanc par une quantité d'acide sulfurique plus oonsidérabtetpiedans^leproeédé ordinaire; on obtientalors de Tacide phosphorique mêlé de biphosphate de chaux ; et c'est ce jinélange qu'on décotppose par le charbon, comme il a été dit précédemment. LV cide phoq[)horique étant peu volatil , la plus grande partie de cet acide est décomposée par le charbon : il n'^ pâsi^ à là distillation qu'une très faible quantité.
Le phosphore obtenu par les méthodes que nous venons d*indicpier n'est pas encore à Vétat pur, il contient du charbon et d'antres corps qui ont été entralnjéjs pendant la volatilisation.
On le purifie en le faisant fondre d'abord dans l'eau chaude et le mélangeant avec du noir dtoê en ]fK)ûdre, qui le décoloré ; on l'enlève ensuite avec une cuillère, et on le plonge rapidement dans de l'eau froide, afin de le faire ^wrendre en pains. Pour le débarrasser du noir qu'il contient , on le met dans une peau de chamois; on en fait un nouet bien solide qu0 l'on plonge dans une terrine d'eau presque bouillante. En coniprimant le nouet au moyen de pinces , le phosphore fondu passe à travers les pcwes de la peau.
Le phosphore n'est pas livré au commerce sous la forme de pains, mais sous celle de bâtons de quelques millimètres de diamètre. On forme ces bâtons en fondant lé phosphore dans l'eau et en plongeant dans le phosphore fondu un tube de verre légèrement conique , dans lequel on fait monter par aspiration le phosphore en fusion.
On doit laisser dans le tube une couche d'eau destinée à recouvrir le phosphore , et à empêcher que le phosphore fondu ne pénètre dans la bouche de l'opérateur ; on fenne alors avec le doigt le tube que l'on porte dans l'eau froide ; on retire ensuite le phosphore du tube à l'aide d'une légère secousse. Ces bâtons à l'usage du commerce sont conservés dans Teau.
On peut également former des bâtons de phosphore en faisant arriver du phosphore fondu dans des tubes de verre plongée dans l'eau tiède, que l'on refroidit ensuite avec de l'eau froide. UMffes da pliospliore.
La fabrication du phosphore^ a pris une assez grande extension daus ces dernières années, et son prix, jadis si élevée n*eét fim aujourd'hui que de 7 ou 8 francs le kilogranmie.
Le pho^h^e est principalement employé dans la fabrication des allumettes à frottement^ et dans les laboratoires de chimie pour faire l'analyse de l'air et préparer les phosphures , l'acide i^iosphoriqne , etc.
