II.iiipnnôse

Kor 28.0 56 0,11 0,3 7,84 7.2

ColKilt 29,5 59 0,11 6,4 8.51 7.0

ISiekol .... 29,5 59 0,11 6.4 8,82 6.8

rranium ... 60 120 ? ? 8,04 6.5

DEUXIÈUE FAMILLE. — CilRONE, MANGANÈSE, FEPi, NÎCKE!., ETC. 587

couleur csl blauc d'argent ou blanc-grisâtre. Ils sont tous très-

lement fusibles et appartiennent à la classe des métaux rcFrac-

; au point de vue de la fusibilité, on peut les ranger dans Tunlre

: fer, vers 1600*; nickel et cobalt, entre 1600** et 2000^ man-

, Ters 2000' ; chrome, moins fusible que le platine. On n'observe

sensibles de volatilisation qu'aux températures trùs-élevées

donnent le chalumeau oxyhydrique ou Tare volt^ïque.

Vexception du chrome et du manganèse qui sont durs et cassants,

métaux sont remarquables par leur ductilité et leur malléabilité,

à chaud ; de plus, leurs fils offrent une grande résistance à la

: la ténacité du nickel est supérieure à celle du fer, et celle du

I est encore plus grande. Des fils de même diamètre en fer, ou nie-

«t en cobalt se rompent sous Tinfluence des poids suivants, qui

^^Xttnt les rapports de ténacité : for, 60 kilogrammes; nickel, 90 ki-

es; cobalt, 113 kilogrammes.

^^ **« fer, le nickel et le cobalt jouissent de la propriété de se laisser

^/T^der directement par martelage à chaud : ils sont tous les trois ma-

^^^^^^ques et attirables à Taimant à des degi'és différents ; le manganèse

^^ U chrome ne le sont pas.

- Sous le rapport de leur oxydabilité, ces métaux se rapprochent beau- ^^p; il existe cependant des nuances très-appréciables.

Le manganèse est le plus altérable des quatre: il s'oxyde et se ternit 'élément à l'air à la température ordinaire; dans Tenu bouillante, il dégage de l'hydrogène et se délite en une poudre noir-verdàtre qui est ^ mélange d'oxyde et de métal non altéré. Le fier s'oxyde lentement au contact de l'air humide et froid. Le cobalt et le nickel sont inaltérables à l'air, à la température ordi- ^ire; mais ils brûlent comme le fer dans l'oxygène, à une température olerée, et décomposent l'eau au rouge.

Le chrome parait être le moins altérable des métaux de ce groupe, bien qu'il subisse les mêmes influences.

Les métalloïdes suivants, soufre, halogènes, phosphore, arsenic, carlione, silicium, antimoine, se comportent à peu près de la même manière avec l'un ou l'autre de ces métaux et forment directement des combinaisons.

Les acides sulfurique et chlorhydrique étendus les dissolvent aisément avec dégagement d'hydrogène. L'acide nitrique monohydraté n'attaque pas le fer, le cobalt et le nickel à froid, et les rend passifs; a chaud, la la dissolution s'opère rapidement, même avec de l'aride plus étendu. Le chrome n'est pas attaqué par l'acide azotique.

Les analogies se poursuivent dans la forme et les types des combinaisons que ces métaux sont susceptibles de produire, et dans l'ensemble

CHIMIE GfiNÉRALE.

des caractères de ces combinaisons. Ainsi les oxydes sont réductibles par rhydrogène et le carbone, à l'exception du protoxyde de manganèse et du sesquioxyde de chrome, réductibles par le charbon et non par l'hydrogène. Leur état naturel les rapproche également ; ils s'accompagnent fréquemment dans leurs minerais, deux à deux ou trois à trois. Le manganèse et le fer, le chrome et le fer, sont associés dans les minerais oxydés ou carbonates ; les sulfures et arsénio-sulfures de cobalt et <le nickel sont rarement exempts de fer en plus ou moins grande quantité. Le cobalt et le nickel se retrouvent presque toujours ensemble.

On isole parfaitement les métaux de cette section par la réduction des oxydes au moyen de l'hydrogène ou du carbone, des chlorures par Tbydrogène, ou encore par la calcination des oxalates qui se dédoublent en métal et en acide carbonique :

Si nous voulions symboliser rintcnsilé des analogies, nous placerions le chrome et le manganèse à une certaine distance des trois autit^s, et le fer se trouverait un peu plus éloigné du cobalt et du nickel que ceuxci l'un de l'autre. On aurait ainsi :

Chrome.

Ce métal a été découvert en 1797, par Vauquelin, dans le plomb rouge de Silésie (chromale naturel de plomb), et retrouvé par le même chimiste, un peu plus tard, dans le fer chromé. 11 doit son nom aux couleurs variées et remarquables de ses combinaisons (xpûjjLa, couleur).

État naturel. — \jQ fer chromé ou spinelle de chrome [€r'0' . FcaO], Ci^O'FeO, représente le minerai le plus répandu et le seul exploité; il se rencontre en couches et en masses plus ou moins importantes dans la serpentine et les terrains magnésiens (Amérique du Sud, îles Shetland, Norvège, France, province de Banal).

Préparation. —îions verrons plus loin (acide chromique, chromâtes et oxydes de chrome) comment on traite le fer chromé pour le convertir d'abord en chromâtes, puis en sesquioxyde vert. Le dernier corps peut se^ vir directement ou indirectement à la préparation du métal. Cette opé-

DECXIËUE FAMILLE. - CHKOME.

ù$ii

ifion. jusqu'à prdâcnl au moins, est uniquement du domuiui: des laboratoires, 11! chrome libre, presque inlusible au feu de forge, n'ayant encore vécu aucune application in té l'es santé,

M. Deville prépare le chrome pur sous forme d'un culot fondu, par une méthode qui est également applicable à l'obtention des autres mé- Liux de celte section. L'oxyde pur est bien mélangé à une quantité de charbon de sucre pulvérisé, calculée de manière à laisser, après réduction, un petit escés d'oxyde. On chauffi! dans un creuset de cbaux à la température la plus élevée que l'on puisse produire avec un fou de Tor^e. Voici quelques détails à ce sujet (U. Sainte-Claire Deville, Annales de Chimie et de Physique (3) t XI VI p 200)

Dans un morceau de chaux vive bien cuite et lcf,eremtnt hydraulique un taille avec une scie et un couteau un pn<'r'e droit a base Lirrce A, de 8 à 10 centimètres de coté, sur une hauteur de 12 a 15 centimètres; on nrrondit grossièrement les artlts et avec une mèche on y fait un trou de 2 à 5 centimètres de dia mètre au plus; les parois du creu sel restent avec une éptiisseiir de ô â 4 conlimètres à peu prés et a base se trouve à 5 ou 6 cen'imetre" nu-dessous de la partie infLiieuie de la cavité. L'appareil de thauifage (iig. 260) se compose d'un bon souHlet de forge mis en communication par aa buse avec une cavité hémisphérique F sur laquelle repose un cercle on disque en fonte percé de trous de 10 millimètres de diamètre; un cylindre en terre cuite de „ , ... ,

■I PrépariliDD du clirome si du mingiiii'Hi

18 centimètres de diamètre, de même

largeur que le cercle en fonte, complète l'appareil, que l'on peut surmont^'c d'un di^me. Dans le cas particulier du chrome on n'emploie qu'un seul creuset, placé au centre de la plaque en foute, renfermant le mélange d'oxyde et de charbon; il est fermé par un couvercle en chaux. On entoure le creuset de charbons de bois enflammes et l'on ajoute, sur une hauteur de 5 à 6 centiiuctres, des morceaus de coke de la grosseur d'une noix, puis par-dessus on charge des escarbilles. On donne le vent d'abord lentement, eu faisant tomber le charbon de temps en temps avec un ringard pour maintenir la totalité de l'espace annulaire remplie de combustible incandescent pendant tout le temps de rcïpérience.

La Buximinn de température se trouve à 2 centimètres au-dessus de

500 CliiMIE Gf^NËRALE.

la plaque, sur une hauteur de 7 à 8 centimètres; il altaint le blane éblouissant, produisant sur l'œil une impression de bleu.

Le chrome réduit se trouve entouré d'oxyde, d'une petite quantité d'un chromite de chaux cristallisé; il est bien fondu, mais non rassemblé en culot, quoique la chaleur employée ait été telle, qu'elle eât suffi à fondre et à volatiliser le platine.

M. Deville pense, d'après l'ensemble de ses expériences^ que le chrome, lorsqu'il est bien exempt de carbone et de silicium, est moins fusible que le platine. Le métal ainsi préparé est aussi dur que le corindon et très-fragile. 11 est attaqué facilement à la température ordinaire par Taeide chlorhydriquc ; l'acide sulfurique étendu est presque sans action ; Tacidc nitrique faible ou concentré ne l'altère pas du tout. En clectrolysant une solution de protochlorure de chrome et on employant une lame de platine comme électrode, on obtient au pôk négatif un dépôt cohérent de chrome métallique asseï semblable en apparence au fer (Bunsen).

D'autres méthodes {)ermettent de préparer le métal sous la forme de cristaux du système régulier.

On fait passer sur du sesquichlorure anhydre chauffé des vapeurs de sodium cnlrainécs par un courant dliydrogène; il se forme des cristaux éclatants de chrome (Fremy). M.Dcbray a employé cette même méthode pour l'extraction du glucinium.

Wœhler réunit dans un creuset 1 partie de chlorure de chrome et 2 parties d'un mélange à équivalents égaux de chlorure de potassium cl de chlorure de sodium ; on place au-dessus 2 parties de zinc grcnaillô et une nouvelle quantité de chlorure double. Le creuset est couvert et chauffé graduellement au rouge jusqu'à ce que le zinc commence à distiller; on diminue alors le feu et Ton maintient en fusion pendant une dizaine de minutes. Le culot de zinc fondu, que l'on trouve sous une couche de scories vertes, est nettoyé et traité par l'acide azotique étendu, qui dissout le zinc et laisse le chrome cristallisé.

En réduisant du chlorure de plomb dans un creuset brasqué, place dans un fourneau à vent et en dissolvant le culot de plomb dans l'acide nitrique étendu, on obtient aussi du chrome en cristaux (Debray).

Propriétés, — Le métal pur, compact ou cristallisé, est moins altérable que le fer à l'air humide. Chauffé au rouge, au contact de Tair, il se couvre d'une croûte d'oxyde qui le préserve dans une certaine mesure d'une oxydation trop profonde. Sous l'influence du dard oxydant du chalumeau oxyhydrique, il brûle rapidement en projetant des étincelles comme le fer. Chaufi'é avec du chlorate de potasse à la température de fusion de ce sel, il brûle avec éclat et produit du chromatc.Le salpêtre (ondix agit de même, mîv\% mowv^ (s,Tv^vÇj\<\\xcmcnt. Le carbonate de soude

nia'xiKMK FAMiLLK. — m.\\(;\m">i:. :,'.i1

fondu n'attaque pas le métal cristallisé. Au rouge vif, le chrome décompose la vapeur d'eau et se couvre d'une croûte d'oxyde vert.

Le chlore s'unit directement et facilement au chrome en donnant da chlorure violet. Nous avons déjà parlé plus haut de Faction des acides.

Densité, 7,5 (Bunsen); 6,81 (Wœhler).

Avec des étincelles éclatant à la surface des solutions salines on observe les raies : 520,5 (vive); 429,0; 427,5, 425,5 (assez vive).

Analyse. — Les meilleurs caractères du métal et de ses combinaisons sont fondés sur la coloration verte qu'ils communiquent aux fondants vitreux, borax, sel de phosphore, dans les deux flammes et sur la facilité avec laquelle ils sont convertis en chromate alcalin jaune et soluble, par fusion avec la potasse et du salpêtre, ou même seulement par fusion avec la potasse, sur une lame de platine et au contact de Tair. Le chrome se dose généralement sous forme de sesquioxyde.

Équivalent. — L'équivalent du chrome a été déterminé par l'analyse du chromate d'argent.

Manganèse.

Le nom de ce métal dérive probablemcul de celui de pscudo-magnès donné au peroxyde ou pyrolusite pour le distinguer du fer magnétique oxydulé avec lequel on aurait pu le confondre à cause de la couleur.

Les principaux minerais de manganèse sont : la pyrolusite ou bioxydc [Mn,rO*] MnO*, que l'on rencontre en filons et en couches plus ou moins puissantes; la manganite ou sesquioxyde hydraté accompagnant souvent la pyrolusite; la braunite ou sesquioxyde anhydre; le spath manganési- (ère, carbonate de protoxyde de manganèse ; la haussmannite, oxyde mtermédiaire [Mni,*0^] Mn'O^; divers silicates de manganèse; le psilomelane contenant du bioxyde associé ou combiné à de la chaux, à de la potasse et i du protoxyde de manganèse.

Le métal libre n'a aucune application ; ses propriétés physiques défectueuses et son altérabilité à l'air ou sous l'influence de l'humidité ne permettent pas d'en tirer un parti utile.

Préparation. — Voici en résumé les procédés proposés et mis en pratique par divers expérimentateurs pour isoler le manganèse.

Bunsen Ta obtenu en plaques de plus de 100 millimètres carres, friables et brillantes d'un côté, par l'électrolyse du chlorure de manganèse. Le métal ainsi isolé s'oxyde à l'uir humide presque aussi facilement que le potassium ^ Avec un courant qui n'est pas suffisamment

I. Koof Terrons dans It suilû que rélcclrolysc de certains composés de cuivre ou de ^Uu\U

609 CUIUIE GfiNfiRALE.

intense le dépôt élcctrolytique est formé d'oxyde manganosonuinganique. Pour réussir, il convient de suivre la marche prescrite par Taoteur. Un creuset de charbon rempli d'acide chlorhydrique forme le pôle positif de la pile. Ce creuset est posé dans un autre en porcelaine que Ton chauffe au bain-marie. Au centre du creuset de charbon se trouve un petit vase poreux contenant la solution du chlorure de manganèse; on y plonge une lame de platine étroite formant le pôle négatif. De cette façon, le courant rayonne de toute la surface intérieure du creuset de charbon vers la surface peu étendue de la lame, où il acquiert une densité assez grande pour séparer le métal du chlore.

M. Deville prend du peroxyde de manganèse ordinaire, le mélange avec la moitié de son poids de sel ammoniac et chauffe au rouge dans un creuset. Le produit fondu composé de chlorure de manganèse anhydre^ est dissous dans Tcau ; .la solution incolore est mélangée avec un excès d'acide nitrique et évaporée à sec dans une capsule de porcelaine; enRn le résidu est chauffé à 200^ dans un creuset de platine jusqu à ce qu'il ne dégage plus de vapeurs nitreuses. Le nitrate de manganèse se trouve ainsi décomposé et ramené à l'état de bioxyde dont on élimine les métaux étrangers par une digestion prolongée avec de l'acide nitrique chaud, suivie d'un lavage. Le peroxyde purifié est calciné et ramené à Tétai d'oxyde intermédiaire rouge que l'on mélange à une proportion de charbon de sucre un peu inférieure à celle qui serait nécessaire pour une réduction totale. Le tout est introduit dans un petit creuset de chaux enveloppé d'un autre creuset plus grand; on chauffe dans un bon fourneau à vent, au blanc éblouissant aussi intense que possible. Si le feu a été bien conduit, on trouve le métal réuni en un seul culot, entouré d'une matière rouge-violacé, cristalline, constituée peut-éti*e par un spinelle de manganèse à base de chaux [Mn*0' . €aô] Mn*0* . CaO. Le métal isolé ainsi est pur; il ne peut contenir de charbon, puisqu'il a été fondu en présence d'un excès d'oxyde ; il est aussi cassant que le bismuth, bien qu'étant fort dur; sa surface offre un reflet rose, dû pcul-élre à une oxydation superficielle; sa poudre décompose l'eau à une température voisine de la température ordinaire (Deville, Annales de Chimie et de Physique, (3), t. XLVl. p. 199).

Brunncr iPoggendorffs Annalen, t. CI, p. 264) a isolé le manganèse en réduisant le fluorure ou le chlorure anhydres et fondus par le sodium.

Le fluorure s'obtient en traitant le carbonate de manganèse pur par

donne dos dq)6ts mclalliqucs beaucoup plus oxydables que les métaux ordinaires. \\ se pourrail qu'il on fùl de môme pour le manganèse, ce qui expliquerait la grande altérabilité du dépôt obtenu par Bunsen.

1. L'[iydro<;ènc de l'ammoniaque ramène le bioxyde à Tétat de protoxydc, Tazotc se dégage, cl l'acide cblorliydrique du sel ammoniac réagit sur ce protoxydc pour donner de rcau et da cblonirc de manganèse.

Tacide fluorhydrique. Comme il est insoluble, on Tisole facilement par décantation et latage. Le sel bien desséché est introduit dans un creuset de liesse par couches successives entre lesquelles on place des fragments aplatis de sodium ; on emploie 1 partie de sodium pour 2 parties de fluorure. Le creuset étant à moitié plein de cette masse comprimée, on achève de remplir avec du sel marin fondu et pulvérisé mélangé à du fluorure de calcium et l'on chauffe. La réaction se produit subitement, avant qu'on ait atteint la température rouge; on continue ensuite à chauffer jusqu'au rouge blanc intense. Après refroidissement, on trouve le métal réduit réuni à la partie inférieure du creuset, en un seul culot ou en quelques gi*ains isolés.

Le manganèse préparé par la méthode de Brunner diffère assez notablement de celui provenant de la réduction de Toxyde par le charbon.

Il est très-dur, susceptible de prendre un aussi beau poli que Tacicr ; il ne se ternit pas à Tair et n'est que très-peu attaqué par l'eau froide; de plus il fond presque aussi facilement que la fonte de fer.

D'après Wœhler, le manganèse de Brunner contient du silicium emprunté aux parois du creuset, 0,6 à 6,4 pour 100 ; la présence de cette impureté suffit pour expliquer les différences de propriétés.

M. Roussin prépare un amalgame de manganèse par l'action de l'amalgame de sodium sur une solution concentrée de chlorure. Cet amalgame desséché et distillé dans un courant d'hydrogène laisse le métal sous la forme d'une éponge noire.

Les procédés de Deville, Bunsen et Roussin fournissent du métal pur; celui de Brunner donne un produit plus ou moins riche en silicium ; la méthode suivante permet d'obtenir facilement une espèce de fonte de manganèse (carbure).

Un mélange de protoxyde de manganèse et de charbon, ce dernier étant en quantité inféhcure à celle qui est nécessaire pour la réduction, est introduit dans la cavité d'un creuset brasqué ; on tasse légèrement, on ajoute un peu de borax et l'on achève de remplir avec du charbon. Le creuset couvert est entouré d'un second, et le tout est chauffé d'abord avec du charbon de bois et lentement, afm de laisser à la réduction le temps de s'opérer ; on pousse ensuite le feu avec du charbon de cornue aussi vigoureusement que possible, pour atteindre le rouge blanc éblouissant. Au bout d'une demi-heure et après refroidissement, on trouve un culot de manganèse carburé et silicié. On élimine le carbone en fondant dans un creuset de porcelaine avec un peu de carbonate de manganèse. .

Propriétés. — Par son altérabilité à l'air et la facilité avec laquelle il décompose l'eau, le manganèse se rapproche des métaux alcalinoteireuz; aussi, pour le conserver, doit-on le placer sous l'huile de naphte. coiaiB GiiiiftAiB. 1 • — 58

.'îli

La mdifSrtiaiH ^or « 'ioBÎIé

Biai «PS trâMinr. mstxfbbkt et rswat le «enc et elkK «In ntarteflo. il pnsaèk me «ertûne lèncîlê d par b lime.

AmAi^mt. — L'amlffe «pisctrale doone les rries nfaHles aw des étinrelb» «oarta dam b vÀaXiMk da tUaim. : Ml,8 Iviic cl triple): ^£Â.1 : 335.d: 4âi.5 «tréa-nve»; 478^ fviie» ; 47S,3 <^î«e) ; 446.i;

Des #!thii!ell«>ïf toanes 6>aniiseiit,eaoatre, de beiks beades dindes à oaiKhe, dont les ptits Wsibies âonl : m8,7; 336.0.

Od oUitnit les mêmes bandes dans le jEa.

Cne de*) réaetions les pins canctéristiqiies dn manganèse et de ses cMnpoMS tsi fiHidée «or b (aeîle prodnctioQ d*an manganale alcalin ?ert H ffoioble en lert dans Teao. Il sofEt. poor b réaliser, de cbanllief mr nne bme de pbtine an petit fragment de b sobslance à essajer aiec on peo de potasse canstiqne et de chlorate de potasse.

On dose généralement ce métal sons la forme d'oiyde intermédiaire.

Pour les eissais par voie bomide, Tojeai les Compoêés dm manganèse,

Erfuivalent. — Berzelius et M. Damas ont analysé le chlomre en précipitant par un excès de nitrate d'argent et en pesant le chlorure d*argent formé; iU «ont arri?és à des nombres asseï rapprochés: 27,6 et 'Il^iH. Par la réduction du sulfate de manganèse en solfore aa mojen de rbjdrogène, Uauera trouvé 27,49.

Fer.

Il est assez difGcilc de dire au juste à quelle époque le fer, qui est (lovenu le levior de notre civilisation, a commencé à être connu et utilisé. Ce qui parait certain, c'est qu'après l'âge de pierre les armes et les principaux outils étaient en airain et non en fer. De la lecture attentive des poètes et des écrivains grecs, il résulte cependant avec assez de certitude que plus de mille ans avant l'ère chrétienne on employait le fer cori( urremmcnt avec l'airain ou le bronze. Le premier était sans doute enron» rare, tandis que le second était fort commun. Au commencement de rciiipire romain, l'usage du fer était déjà très-répandu et Ton connaissait la tn;mpc de l'acier. Cùme en Italie, Bilbélis et Turiasso en Kspaf^iin étaient renommées pour la trempe de leurs fers. Sous le nom iV antipathie on employait un vernis, mélange de poix liquide, de plâtre et i\i\ i éruMCî, pour préserver le fer de l'altération à l'air (Pline, Histoire naturelle^ XXXIV, p. 4^^. 0\\ «;vnq.vI aussi, bien avant Galien, tirer

DEUXIÈME FAMILLE. — tEli. 59&

parti de la rouille et de l'eau ferrée dans les maladies : anémie, dyssentcrie (Hœfer, Histoire de la Chimie). L'épithète alOtov qui accompagne dans Uomère le mot a(9rjpo<;, fer, signifie à la fois noir et brillant, ce qui semble indiquer que le fer mentionné par le poète était du fer météorique.

Êtai naturel. — Le fer est l'un des éléments les plus répandus et les plus diffusés. On le rencontre partout^ en plus ou moins grandes quantités, dans les matériaux solides qui composent l'écorce terrestre ; les eaux naturelles, les cendres des végétaux et des tissus animaux en fournissent également. Outre cela, certaines combinaisons simples du fer, oxydes, sulfures, se rencontrent en masses souvent puissantes et étendues.

Les principaux minerais de fer sont :

La sidéritc ou fer météorique, qui se rencontre accidentellement et souvent en masses assez considérables pour en permettre l'exploita tion. Ce fer natif contient environ 90 pour 100 de métal libre associé à du nickel et à du cobalt ; on y trouve aussi de l'hydrogène occlus ;

Les oxyes de fer anhydres ou hydratés, tels que : l'oxyde noir ou magnétique [Fe'O^] ; le sesquioxyde anhydre cristallisé (fer oligiste) ou compact et rouge (hématite rouge [Fe'O']); le sesquioxyde hydraté ou hématite brune;

Le spath ferrugineux ou carbonate de protoxyde de fer,[€6'Fe]C0*Fe0, qui est ordinairement associé à des proportions plus ou moins fortes de carbonate de manganèse ;

Les pyrites ou bisulfures de fer [FeS*] FeS*, ainsi que d'autres sulfures.

Préparation et extraction. — La fabrication du fer et son extraction des minerais est une opération de grande industrie dont la description détaillée et sérieuse ne peut trouver place dans un ouvrage de chimie pure ; nous nous contenterons d'en donner les principes et d*expliquer au point de vue chimique les réactions les plus importantes.

Les minerais généralement utilisés sont des composés oxydes que l'on doit réduire par le charbon. Ils subissent cette opération soit directement, soit après avoir été préalablement Invés, bocardés et quelquefois grillés, suivant leur nature. Le grillage a pour but de rendre les fragments moins durs, plus poreux, d'expulser l'eau et l'acide carbonique qu'ils renferment, ou de brûler les parties charbonneuses dont ils sont souvent imprégnés; quelquefois aussi il sert à éliminer le souh^e des sulfures (pyrites) mélangés aux oxydes ; il est, dans certains cas, suivi d'une exposition à l'air humide, en vue de provoquer l'efflorescence, le dêlitage et l'oxydation complète des sulfures partiellement grillés. Le deli tage à l'air est terminé par un lessivage et un lavage qui éliminent les sulfates de fer formés.

U iaé «at k^ faw pierre ^n ^n^ «■ <■ gns Rpasast ^v ■■ lit 4» sEKks pfa$el

par «■ s'ca^ifr h tn^ e cwBpascK. jBdt«o«s de nll^ r. ■^'■: ;>•■'■•« ^p■:'^^^^'l:rT? fli fer. ^«pM«!» de càaof : k pani fj^f"*^ «M rattr-rvT-t «t covsiKc et tiirbSMtt ifKitée vers le <j:'. r!. fnroa*. <*o Iu>it: i*!t« ««t ftnl«a3«it oNKtilu«e par des piêtH <ie Eer. La laf-w?. (>nE^ d'one «çaêee feuille de oÙTre ra^e. est in-

Lt; fi'iT^r i^^snt n«tli'ii«. '>n k ivinpiit pre^pie jusqu'à U toTvrv anc dt^i f luriiO(i« ^iifIaiDin<i^ tt d<!s cluri»ie menus qw l'oa lasde ; oo pwt'^>? alors le crea^el en <i«ax partie» aa iDi>y^ii dîme pelle el panllèle ii<ent aui pori^. Le mioerai e^ cturzê da côté da cootrereat et le ctiarfioii du côté des tolères : le compartimeot résené aa ciurboD est 'l'nitfle di: l'aalre. On él^ve la pelle fuece9iîiTeoieal.à mesure que l'espace inférieur «e remplit de malcHaui tâ5^. et l'on construit ainsi un mur de iiÉiaerai <|ui »'éi«ve à 20 ceatimêlres au-dessus de Torifiee. Le mineni «>t répaiidu de manière à former un dos d'âne et &a Hufaee est rccoaverle d'une rmirhe de bmsque bien tassée. On donne alors le Tent ea l'artÎTant d<- plua en pluâ. Ilnns le voisinage de la tujère le charbon brûle en produi-tanl de l'acide carbonique; un peu plus loin cet acide carltonique est réduit par le charbon incandescent à l'état d'oxjde de carUme :

\c6»+e=2eei.

DEUSIÈÏIE FAMILLE. — FKR.

1 de cari>one traversant les couches de mîneraîtrJM

► Tédiiit en partie â l'état de fer inctalli<:|Ui;. Ce qui cfiinpiie à la réilue-

Bs'e&t comEiiné à l;i ^an>^e du minerai en donnant un silicate tnul-

) Irès-fusilile, à base d'alumine et de protoxyde de for. qui se

] su fond du creuset et que l'on peut fiiiro écouler par une petite

a masses de fer éparscs sont réunies et soudées entre elles au a d'un ringard, de manière à donner une masse unique, spon- ) et impréfrnée de scorie fondue; elle est soumise au marteau [ exprime la scorie et rend le fer compact.

Eine semblable opération dure environ 6 heures et produit 140 à t kîlogr. de fer marchand pour 470 kilogr. lie minorai et 500 kilogr. ! c1inrlK>n.

La t>-inpératurc ne s'élève pas assez pour provoquer la carbui'ation •^» ter et sa conversion en fonte ; le métal est du reste soumis pendant t longtemps à l'inlluencc oxydante du vent de la tuyère pour être « du carbone qu'il aurait pu prendre plus haut. En d'iiutrcs termes, tnélbodo catalane réalise simultanément les condition'^ de réduction Fttn haut fourneau et celtes des four» d'ailinage de la fonte; re résu)- I ne peut être atteint sans amener une perle notable de minerai, la laibîUtéde lagan^çue n'étant obtenue, à cette température, que grâce à flusion des fondants calcaires et à la combinaison d'une partie de ^e de fer avec le silicate d'alumme.

Méthode du haut fourneau. — Les hauts fourneaus fabriquent de k fonte ou carbure de for. Celte fonte subit ensuite les opérations de l'tflinage qui la rami-neiit à l'état de fer métallique. Voici en quelques s les analogies et les différences du travail chimique d'un haut foui-hm comparé à celui du four catalan. La chaleur y est également pro- Bquée par la combustion du charbon sous l'inQuence d'air forcé; (ircs I tuyères la combustion est complète et donne de l'acide carbonique n se n-duit un peu plus haut; l'oxyJc de carbone résultant de là rca iisur le minerai de fer et le convertit en fer métallique; jusqu'ici tû.. t donc semblable. La température des parties inférieures d'un haut nriieaii est plus élevée ; grâce à cette circonstance, on peut provoquer ^fuâiûn de la gangue siliceuse ou argileuse accompagnant 1< r des additions convenubles de calcaire ou castine et éviter ainsi le iage d'une partie de l'oxyde de fer dans la scorie. Les rendements K>t doue meilleurs; il se forme, en ellet, sous l'intluence de la chaux (doses convenables, un silicate de chaux et d'alumine iuaible au dei de chaleur réalisé dans le four et impropre à dissoudre de l'oxyde f ter. D'autre part, le fer réduit se trouvant en contact avec du car- ! dans des couches Liès-cJuiudes et réductrices s'unvV ^v^^^u \u\ «\

doaat Ae la footc qaMHBHBHHb de pluie a la parlit- iiifùiieurc du luur. Avant d'aninr li, b Tniifa! liquide doil tirâcasai renient innrser U ion« oxydante ; maïs la durée de ce passage n'est pus assez longue pour amrncr la dêcarliuralion.

On Toit que dans nn haut foaraeau tout ce qui y pénètre est mmcDê Ëoit à ielal de ^z prodaits par la combuUron du cliail.oa, et s'écbsu-

pnnlpar l'oriHce supérieur, soit à l'état liquide: fonted'une paît. lailier ou Kaiiiy;ue nuidifiée d'autre part. Il suffit donc de faire écouler de temps a autre les parties liquides et de charger le fourneau de nouveaux malénaux. charbon, minerai el fondant, pour rendre l'opération continue el ré-^ulière.

Uii haut fourneau (fig. Sfô) offre l'apparence de deux Ironcsde cône reums par leur base; k- plus long, appelé cuve, forme la partie supérioiue; le siiCund. pW» tx>w\. t\. gattant ^Iu8 évasé, ert renrersé ; il i

DEUUÈMË FAMILLE. — FER. 599

le nom A^étalagej et se tennioe par une partie prismatique ou cylindrique 0, appelée ouvrage, qui aboutit au creuset II, formant le fond du haut fourneau. Entre l'ouvrage 0 et le creuset H débouchent les tuyères sur trois des faces du prisme quadrangulaire, tandis que la quatrième face est incomplète par en bas et laisse un vide fermé en avant par une pierre prismatique A, nommée la dame. C'est par-dessus la dame et sur un plan incliné C qui lui fait suite que s'écoule le laitier, lorsqu'on débouche le canal de sortie qui est maintenu fermé pendant une partie du travail par un enduit en argile réfractaire. La fonte liquide se déverse par un conduit spécial pratiqué dans la dame. On charge par l'orifice supérieur du fourneau ou gueulard, en couches alternantes ou superposées, le charbon, charbon de bois ou coke, le minerai lavé, bocardé et grillé, et le fondant ou castine. La nature de ce fondant varie avec celle de la gangue ; si celle-ci est argileuse, la castine est principalement formée de calcaires ; avec une gangue calcaire, on se servira, au contraire, d'ur tondant siliceux et argileux. On ojoute souvent aussi au minerai de fei oxydé une certaine proportion de carbonate manganésifère lorsque l'ofi veut obtenir des fontes d'une qualité spéciale et propres à la fabrication de l'acier Bessemer. Le dosage de ces diverses substances et les proportions relatives de combustible et de minerai sont déterminés par la pratique, suivant la qualité de la fonte qu'il s'agit de former et en vue de donner au haut fourneau une marche facile et régulière. Le revêtement intérieur est en briques et en substances réiractaires. A mesure que la combustion du charbon fait disparaître les matériaux du tond, les charges superposées descendent et vont subir dans les parties chaudes du fourneau les réactions indiquées plus haut. On a réalisé une économie notable de combustible en insufflant dans le haut fourneau, au lieu d'air froid, de l'air chauffé à une haute température. On utilise à cet effet les gaz qui sortent du gueulard. Ces gaz, très-riches en oxyde de carbone, se perdaient autrefois dans l'atmosphère et formaient au-des»u» des hauts fourneaux une flamme bleue persistante. Ils sont aujourd'hui recueillis et menés dans des fours où on les brûle, pour chauffer l'ait que de puissantes machines soufflantes injectent dans des tubes disposés dans ces fours et qui précèdent les tuyaux aboutissant aux tuyères.

Les diverses variétés de fontes et d'aciei*s, leurs propriétés et leui composition seront étudiées à propos des carbures de fer. Nous n'insisterons ici que sur les procédés qui permettent de convertir la tonte en fer doux.

La fonte diffère du fer doux par la présence d'une certaine proportion de carbone combiné au métal ou disséminé dans sa masse sous forme de paillettes de graphite ; outre le carbone, elle contient encore, d'une manière assez constante, du silicium, du phosphore et quelqueiois du soufre.

600 CHDilE GÉNÉRALB.

sans coiupter les métaux, tels que le mauganèse, le titane, le kingstinei le chrome, qui |)euvent s'y trouver accidentellement.

Les éléments étrangers, carbone, silicium» phosphore et soufre» qu*il importe surtout d*éliminer, sont tous plus combustibles que le fer. En soumettant, par conséquent, la fonte liquéfiée à une oxydation ménagée on bràlera de préférence ces corps et, dans tous les cas» Tozyde de fer qui aura pu se produire au début agira sur eux comme comburant. On peut donc affîner la fonte soit en Toxydant directement dans Tair, soit en la maintenant fondue pendant quelque temps sous une couche de scories riches en oxyde de fer. Ces deux méthodes sont généralement employées concurremment.

Sous r influence de Toxygène libre ou de Toxyde de fer, a une haute température, le carbone se change en oxyde de carbone, qui s'échappe sous fonne de gaz et brûle en passant à Tétat d*acide carbonique dès qu*il rencontre un excès d*oxygène ; le silicium est converti en acide silicique, qui s'unit à du protoxyde de fer et passe dans la scorie fusible. La composition du silicate de fer Tusible qui prend naissance est variable, mais elle tend vers la formule [2FeO.Si6'| 2FeO.SiO^. La silice des scories d'aflinnge provient non-seulement du silicium de la fonte employée et des grains de sable qui y adhèrent, mais aussi delà cendre du combustible. LVlimination du phosphore ne peut être réalisée qu'à cervaines conditions, dépendantes de la nature des scories. Celles-ci ne doivent être char^'ées que de 50 pour 100 au plus d'acide siliciquc ; au delà deci'ttc limite, le phosphate de fer est de nouveau décomposé, soit par le carbone, soit par le fer lui-même, et le phosphore rentre dans le métal. (Grimer, Bulletin de la Société d'encouragetnent pour rindustrie nationale, (5), t. VI, p. 26.)

L'affinage au charbon de bois et au petit foyer, qui est le plus ancien procédé employé, rappelle sous beaucoup de rapports la méthode catalane. Un foyer rempli de charbon allumé et dont la combustion est provoquée par de Tair lancé obliquement de haut en bas au moyen d'un soufflet et d'une tuyère, reçoit de la fonte au lieu de minerai. Le métal se liquéfie et se trouve soumis à l'inDuence oxydante de l'air sortant de

tuyère.

H se forme de l'oxyde de fer qui réagit sur le carbone et le silicium du bain réuni au fond du creuset. A mesure que la fonte se décarbure, elle devient de moins en moins fusible et acquiert assez de consistance pour qu'à un moment donné on puisse ramener le pmduit avec un ringard au-dessus du combustible, que Ton tasse alors au fond. Le vent soulflaut dans ce cas au-dessous et autour de la masse, celle^^i se trouve soumise à une influence oxydante énergique et à une température élevée qui pro- ^'oque une seconde fusion; l'afiiua^e est aloi*s très*avancéet s'achève par

)^l'XlfiHE FAUILLE. — FKR.

■ réciproque du métal et de la scorie basi({ue. Le fer, qui finit par àtuéuiinv ea petites ninsaes, est réuni el aggloméré par le travail ligua en une masse unique que l'un soumet aux clioc» répétés du •u-pilon pour exprimer la scorie et donner de la consistance au :,donl les diverses parties se soudent enti-e elles. Angleten'e. on a du remplacer l'alfinage au cliarLon de bois par «ge à la houille. La nature du combustible, qui rsl toujours sul-

e permet plus son contact direct avec leméUl ; lelour à i-evorbère r à puddler peut seul réaliser le but. La fonte y est liquéfiée siir ) d'un fourneau à réverbère avec (lamme oxydante et soumise

Due combustion partielle qui la décarhure (fig. 266). [u'cn 1830, pendant 45 années, le puddlajfe se faisait sur une

sable argileux, ce qui rendait les scories siliceuses cl empéctiait .tion du pliosphore et même, jusqu'à un certain point, celle du si- . Dans ces conditions il fallait, pour obtenir des fers passables par llogc, soumettre d'abord la lonle à une opération préliminaire,

«m CHOnP. CfiNËRALF:.

appelée finage ou mazéage. dans un bas-foyer, c'esUà-dire à un ff préparatoire dans un appnroil à parois de fonte, non susceptible de réagir sur les scories comme le sable du fer à puddier. On iWile cette oprration et l'on nnive du premier coup à des résultats plus compléta «n remplaçant, dans le four à puddler. les parois en brique et en sable par de» parois inétallitiues convenabletnent refroidies et garnies d'uxjdc île [«r. Dans ces conditions, on parvient à enlever les 8/10 du phosphore ; vu traitant des fontes tenant 0.015 de phosphore, on peut produire desfcri puddiés à 0.003 et 0.01)4 de phosphore.

Les mêmes dinïcultés se retrouvent dans les nouveaux procédés Bcesemer et Martin Siemens qui, depuis dix à quinze ans, tendent à supplanter le puddlagc.

Dansfe procédé Bessemer, l'aflinsge se fait dans une espèce de cornue D en tôle de fer (lig. 207), h col livs-eourt, revêtue iiitéheuremeat d'un lut réfraclaire. Le fond est formé par un^ pièce nio- ■ bile xx' logeant des tujères ou canaux en terre rèrractaîri' imenint le vent d'une bonuE voulUerie sous une pression d uuL atmosphère par V Uijau C L'appareil est mobile tuteur d'un aie t passant par son centre de gr»- Tité

Ln cornue ou convertisseur Lst portée au rouge blanc, on \ itiliiiduit la fonte liquide.

I m on donne le vent, en m [ijc temps que l'on place la gueule a/* sous une hotte. L« bain métallique est traversé Tit 1 -I .1 I I mer 8UP Une épaisscur de 50 â

60 centimètres par de itombreux filets d'air qui brûlent le carbone cl le silicium. La lempérature se maintient assez élevée pour permettre au fer afiînéde rester liquide. 1! eu est de même dans les fours à réverbère Martin Siemens, dont uou! reparlerons, amsi que de l'appareil Bessemer, à l'occasion de l'acier. L'avantage d'obtenir ainsi du premier coup et en très-peu de temps un lingot homogène, privé d'éléments scoriacés, au lieu d'une loupe solide, figée, mélange confus de fer et de scories, est partiellement racheté psr la filrheiise influrace iica Yiaxwï^Uj^^^^mDloïùes jusqu'ici il

^)axo\&^uj^^^^mi>Ii>ïées jusqu'ici pM^^^

JK Jk

des cornues Bessemer et des réverbères Siemens. Les scories t au moins 45 pour 100 de silice et seulement des traces losphorique. Aussi le métal affiné est-il invariablement aussi phosphore que la fonte brute. M. Gruner, en découvrant la et insuccès partiel, a par cela même montré le remède. Les 1 poursuit dans cette direction permettent d'espérer que dans prochain l'emploi de revêtements en briques formées d*un Icaire et magnésien très-basique conduira à une élimination ore aussi complète que dans l'affinage du four à puddler. lens s'est récemment proposé d'obtenir d'un seul coup du fer et une scorie fluide, en opérant sur. des mélanges de minendants et d'agents réducteurs portés ensemble à une tempe- •-élevée. L'ancienne méthode catalane atteint partiellement ce elle ne permet de travailler que des minerais très-riches, avec de 50 pour 100 environ, et elle nécessite l'emploi du chars. M. Siemens s'est demandé s'il ne serait pas possible de les avantages de l'ancienne méthode directe avec ceux des nodemes, en vue de produire des températures mtenses foures gaz purs et d'opérer sur de grandes masses de matières

erais pauvres sont traités dans des fours tournants dont la ile mesure 2",10 de diamètre sur 2",70 de longueur, une disposition spéciale, les gaz combustibles entrent et sorxtrémité postérieure de l'appareil, tandis que Tcxtrcmité anrt de porte de travail. La capacité est garnie aux deux bouts *iques de bauxite (alumine), tandis qu'à la circonférence existe ent composé d'un mélange de crasses de fourneau et de déchets rs ou de minerai calciné.

ge dans l'appareil environ 1523 kilogrammes de minerai à I mélangea 457 kilogrammes de charbon menu. Les gaz étant donne pendant deux heures et demie un mouvement de rota- M réduction s'opère et il se forme une scorie fluide composée \ terreuses renfermant une forte proportion d'oxyde de fer. rs couler la scorie, puis on pousse la température et on augitesse de rotation pour faciliter l'agglomération du métal en i l'on forge et réchauffe en paquets.

srais riches mélangés de fondants sont traités sur la sole d'un ns au gaz, en ayant soin d'y répandre d'abord une couche de e coke ou d'anthracite pour protéger le revêtement en silice lu four. On pousse au rouge soudant avec une flamme aussi ite que possible. Il se pi*oduit alors, surtout à la surface du ne réduction du minerai et une fusion des matières terreuses^

604 CHIMIE GÉ19ÉRALB.

déterminant, au bout de deux heures, la formation d'une sorte de croûte épaisse de fer malléable, que l'on retire avec des ringards. Le four étant refermé, la croûte se reproduit au bout d*nne heure et demie (Siemens, Bulletin de la Société d^ encouragement^ (3), t. V, p. 145).

On voit, d'après ces tentatives, qui sont bien près d'aboutir au 8U€cès complet, que l'ancienne métallurgie sidérurgique est en pleine Toie do transforniniion et de progrès.

[.es chimistes trouvent dans le commerce des fers à peu près purs cpii satisfont aux conditions exigées par la plupart de leurs expériences, sortout s'ils s'adressent à celui qui porte des traces palpables de sa ténacité et de sa ductilité, c'est-à-dire aux fils de clavecin les plus fins, ei que l'on ne pourrait obtenir avec des produits mal affinés, contenant encore des quantités sensibles de carbone, de silicium et de phosphore. Pour des essais plus délicats et réclamant un produit absolument pur, on peut fondre les fils de clavecin découpés en petits fragments dans un creuset de chaux entouré d'un second creuset et en présence d'un peu d'oxyde do for pur (1/5 du poids du fer), dans un fourneau i vent permettant d'atteindre une température supérieure à 1600 degrés. On recouvre le mélange de fer et d'oxyde avec du verre pulvérisé. Le métal se trouve au fond du creuset, réuni en un culot bien fondu.

On obtient encore du for pur en réduisant l'oxyde de fer par l'hydrogène, dans un tube en verre peu fusible. Si la température est maintenue au-dessous du rouge et si Toxyde est finement pulvérisé, le fer reste sous la formo d'une poudre noire divisée qui prend feu au contact de Tair; le fer pyrophorique ou spontanément combustible, projeté dans l'air, y brûle sous la forme de gerbes brillantes d'étincelles. La réduction de l'oxydo est-olle opérée à une température rouge, le fer prendra de la cohésion et cessera d*èlre pyrophore.

Les vapeurs de sesquichlorure de fer (Fe'Cl*J Fe*CP portées au rouge vif, en mohmge avec de Thydrogène, donnent lieu à la production d'acide chlorhydrique, tandis que le fer se dépose en petits cristaux brillants et cubiques contre les parois internes du tube. Pour cette expérience, on dispose à Textrémité d'un tube en porcelaine, dans lequel passe un courant d'hydrogène sec, une nacelle contenant du perchlorure de fer. Le tube est porté au rouge vif au devant de la nacelle, puis a une température sufiisante pour volatiliser le sel dans la partie où il se trouve ; la réaction n*a lieu que dans les parties chaudes. On peut aussi réduire le protoehiorure de for par l'hydrogène au rouge ; il reste également du fer métallique cristallisé en cubes (Peligot).

Propriêit^s. — Les principales propriétés du fer ont été indiquées |»Ius haut (Coi^aclèiTs généraux des mélaux de la troisième section,

DEUXlfiME FAMILLE. — FER. 605

p. 587); nous y ajouterons quelques développements qui intéressent plus particulièrement ce métal.

Le fer cristallise en cubes ou en octaèdres ; sa cassure est grenue, en grains fins et brillants ; sa texture varie suivant sa pureté et les opérations mécaniques qu'il a subies. Il en est de même de sa densité; ainsi le fer fondu a pour densité 7,25, tandis que celle du fer forgé vaiie de 7,4 à 7,9.

Chaleur spécifique, 0,1188.

Chaleur atomique, 6,37.

Conductibilité calorifique, 11,9, celle de l'argent étant 100.

Conductibilité électrique, 12,25 (pour le métal recuit), 12,12 (pour le métal écroui), celle de l'argent étant 100 à 0^

Coefficient de dilatation du fer forgé, 0,001187.

Ténacité : un fil de 1 millimètre de diamètre supporte un effort maximum de 62 kilogr. 500 grammes.

Dureté : rayé par le verre, raye le spath d'Islande.

Fusibilité : fond entre 1500 et 1600 degrés.

Lorsque le fer s'oxyde à une température élevée, on obtient comme produit de la combustion de l'oxyde magnétique [Fe'Ô^J Fe'O^ ; cet oxyde est, en effet, le seul stable dans les conditions de hautes températures. L'air sec est sans action à froid ; mais sous l^influence de l'humidité il se forme de la rouille ou hydrate d'oxyde fcrrique. Dès que le dépôt de rouille a commencé à se produire, l'oxydation à iroid devient plus active. On explique ce résultat de deux manières : Le fer métallique et la rouille formant par leur contact un couple faible dont le fer est l'élément combustible, l'eau est décomposée et cède son oxygène au métal. D'après M. Kuhlmann, le sesquioxyde en contact avec le fer serait ramené à l'état de protoxyde hydraté, qui à son tour absorberait l'oxy gène de l'air. Cette dernière interprétation nous semble très-plausible ; ce sont, en effet, les métaux qui, comme le fer et le cuivre, possèdent deux degrés d'oxydation facilement convertibles l'un dans l'autre qui subissent l'oxydation lente la plus complète.

On préserve le fer de cette altération progressive en en recouvrant la surface, d'un enduit imperméable à l'air, en commençant par une couche de peinture à l'huile et au minium. L'étamage, qui est fréquemment employé dans ce but, ne garantit qu'autant que la couche d'étain adhérente reste intacte; les points où le fer vient à être mis à nu s'altèrent et se percent rapidement par suite de l'influence galvanique du couple fer et étain. Avec le fer galvanisé ou recouvert d'une couche de zinc, un semblable effet ne se produit pas : le fer est préservé, même aux endroits découverts, car il joue le rôle d'élément négatif dans le couple.

Le fer décompose l'eau au rouge sombre en produisant une réaction

606 CHIMIE GfinÉRALE.

ioTcrsc de celle qui sert à préparer le métal par la réduction de l'oijde par rhydrogène. M. Deville (Comptée rendus de rAcadémie, t. LXX, p. 1105 et 1201) a étudié avec soin les lois de ce phénomène en maintenant le fer en contact prolongé avec de la vapeur d*eau à des températures constantes, variant entre 150* et la température de fusion de fer, 1600* environ, et en mesurant les tensions au moyen d'un manomètre. Il a obtenu les rcsullats suivants :

1* Un poids quelconque de fer étant soumis i Faction de la vapeur d*eau. le métal est oxydé jusqu'à ce que la tension de Thydrogène produit attei^me une valeur invariable à une température donnée et qui peut être une fraction très-petite de la pression barométrique. Cette tension est indépendante de la quantité de fer.

2* Lorsque la pression maximum de Thydrogètie correspondante à une température donnée et invariable a été atteinte, ai Ton enlève rapidement une certaine quantité de gaz, la pression, momentanàment diminuée, se rétablit par la décomposition d*une nouvelle quantité d'eau. Si, au contraire, on augmente la pression de Thydrogène, celui-ci est absorbé par Toxyde de fer et donne de l'eau.

5* Lorsque de la vapeur d'eau à une tension déterminée est en contact avec du for à une température invariable, oq peut porter à telle température qu*on voudra tout l'espace où est enfermé Tliydrogcne humide sans que la tension varie. Si, par exemple, on chauffe Tappareil. la tension du <;nz augmentant, l'hydrogène réduit de l'oxyde de fer et sa tension repi*end la valeur maximum qui convient à la température à laquelle le for est porté.

Le fer décompose Tacido carbonique et le change en protoxyde si Tacidc carbonique est mélange à de Toxydc de carbone.

Avec Tacide chlorhydrique gazeux et sec il donne à chaud de l'hydrogone et du protochlorure de fer. La plupart des acides étendus le dissolvent avec dégagement d'hydrogène et formation d'un sel de protoxyde.

L'acide sulfurique concentre et chaud est réduit à l'état d'acide sulfureux. Le for n'est pas attaqué à froid par l'acide azotique monohydnitc et il acquiert même par son contact avec cet agent la faculté de rester intact en présence d'un acide plus étendu qui l'attaquerait sans cela cnorgiquement ; c'est ce que Ton nomme la passivité du fer. La passivité cesse dos (|ue Ton touche le métal plongé dans l'acide azotique étendu avec une lame de cuivre. L'acide nitrique très-étendu dissout le fer sans dogagomont de gaz en donnant, comme avec le zinc, du nitrate d'ammoniaque et du nitrate ferreux.

L'acide acétique cristallisable, la potasse caustique, l'ammoniaque et le sulfure de polassîum tendfinl aussi le fer passif.

bBOXIÈMB FAMILLE. - FEh. 607

Le fer s'unit directement avec tous les métalloïdes, à l'exception de l^azote. L'oxygène, le soufre et le chlore ont une action parfkalierement énergique à chaud.

Usages. — Les usages du fer sont si connus et si importants, qu'il est inutile de les rappeler ici en détail. Nos habitations, nos machines et nos outils, nos armes ofTensives et défensives, nos moyens de transport par terre et par eau, nos appareils scientifiques d'investigation, sont en grande partie fondés sur l'emploi de ce corps précieux par sa masse et ses qualités.

Analyse. — L'étincelle éclatant à la surface d'une solution de chlorure de fer donne les raies suivantes : 537,0 ; 532,6 (très-vive) ; 526«7 (très-vive); 523,1 (très-vive); 519,2; 516,8; 513,9; 495,9 (assez vive) ; 492,3 (assez vive) ; 489,1 ; 440,6 (vive) ; 438,3 (vive).

Les moyens analytiques sont fondés sur l'emploi des réactifs de la voie humide ; il en est de même pour les procédés de dosage.

Le fer se reconnaît facilement lorsque, après l'avoir dissous dans l'acide chlorhydrique, onchautTe la liqueur avec quelques gouttes d'acide nitrique. La solution ainsi préparée donnera avec le cyanure jaune un précipité de bleu de Prusse.

Le fer se dose généralement à l'état de peroxyde anhydre ou par liqueurs titrées (voyez Composés du fer). Nous renvoyons également aux carbures et oxydes de fer pour les essais et l'analyse de la fonte, de l'acier et des fers commerciaux, ainsi que pour ceux des minerais de fer.

Équivalent. — La détermination de l'équivalent du fer a fait l'objet de nombreuses recherches. En oxydant du fer par l'acide nitrique, en évaporant à sec et en calcinant le résidu, on obtient de l'oxyde terrique, dont il convient de déduire l'acide silicique correspondant au silicium ; en même temps l'on retranche du poids du fer employé le carbone déterminé directement sur un autre échantillon. Cette méthode avait conduit Berzélius à un nombre trop faible, 27,1. L'erreur provenait de ce qu'on ignorait alors la solubilité de l'acide silicique dans l'eau chargée d'acide chlorhydrique; il en résultait que les dosages du silicium étaient défectueux. Svanberg, Norlin et Berzélius lui-même ont trouvé depuis, soit par la méthode précédente appliquée à un fer très-pur (fil de clavecin n* 12), soit par la méthode inverse de réduction de l'oxyde de fer au moyen de l'hydrogène et par la pesée du fer obtenu, le nombre 28, qui est adopté aujourd'hui.

Modification allotropique du fer. — H parait exister une modification allotropique du fer. On a, en eflet, observé que le chlorure double de fer et d'ammonium, ou mieux le sulfate double de fer et d'ammoniaque, soumis à l'électrolyse, fournissent un dépôt cohérent de fer i(lu&

008 CniMIE GÉNÉRALE.

tlixv et moins dense que le fer ordinaire. Il s'aimante à la manière de l'acier et possède par lui-même la passivité communiquée au fer ordinaire par l'acide azotique fumant. Il est d'autant plus probable que ces modifications dérivent d'une transformation allotropique, qu'on rencontre des faits analogues pour d'autres métaux» tels que le cuivre et le plomb.

Nickel.

Les principaux minerais de nickel sont : la nickéline ou kupfemickel, arscniure de nickel, [As Ni] As Ni*, que l'on rencontre en filons en Saie, en Bohême, dans la Hesse; la pyrite magnétique nickélifère; Tarséniosulfure de nickel ; la genthite ou silicate hydraté de nickel. Si 0* . Ni 6 . H* 0 ; le nickel oxydé ; le nickel cari)onaté ; le nickel antimonial ; ainsi qu'un produit secondaire du traitement des minerais de cuivre, le speiss.

Le nickel cuire dans la préparation de certains alliages assez importants, le packfung, le maillechort, les alliages monétaires de certains pays.

Depuis quelques années on le dépose par procédés galvaniques à la surface d'autres métaux ; la beauté, la solidité et l'inaltérabilité de ces enduits galvaniques leur ont valu un extension rapide et une vogue durable.

Cronstcdt en 1751 démontra le premier l'existence d'un métal spécial dans le kuprernickel des mineurs.

Pour isoler le nickel, on grille le minerai à une température relativement basse et à une limite suffisante pour provoquer l'oxydation du cobalt, puis on fond avec du sable et un alcali. Le cobalt se réunit dans la gangue, tandis qu'il se sépare une matte principalement formée de nickel et d'arsenic et conservant très-peu de cobalt, de cuivre et de fer. Cette matte est purifiée par un second grillage semblable au précédent, suivi également d'une fusion. La nouvelle matte est alors grillée à mort, c'est-à-dire oxydée à fond ; la masse qui résulte de cette opération est imprégnée d'acide sulfurique pour convertir les oxydes en sulfates. Après quelque temps de contact, on expulse par la chaleur l'excès d'acide et Ton reprend le résidu par l'eau. La liqueur claire est débarrassée du fer et du cuivre par une addition convenable de carbonate de chaux divisé ; enfin l'oxyde de nickel est précipité par un lait de chaux. Le précipité mélangé à du charbon en poudre est moulé en cubes et calciné dans un creuset. 11 reste des cubes de métal aggloméré, un peu spongieux et non fondu, contenant de 73 à 98 pour lUO de nickel. C'est sous cette forme que le nickel est livré au commerce.

Par les traitements par voie sèche on ne peut obtenir qu'un alliage beaucoup plus riche en cuivre.

Pour préparer le nickel pur, on dissout le produit précédent dans Tacide nitrique ; la solution est évaporée en contact avec un excès de métal qui précipite le sesquioxyde de fer et la majeure partie du cuivre. On reprend par Teau et l'on fait passer dans la solution étendue un courant d'hydrogène sulfuré en grand excès, on filtre sans laver et Ton fait bouillir pour concentrer. Le soufre qui se dépose est séparé par filtration. Lorsquie la liqueur est suffisamment concentrée, on y ajoute une solution faite à chaud d'acide oxalique pur. La précipitation de l'oxalate de nickel est complète, si l'on a soin de faire bouillir pendant quelques instants. Le sel est lavé, séché et calciné à l'abri de l'air, il reste un métal spongieux que l'on fond à haute température dans un double creuset de chaux (voyez l'appareil de la figure 263, page 589).

D'une manière générale, tous les procédés qui servent à isoler le fer sont applicables aux composés correspondants du nickel : réduction de Toxyde par l'hydrogène, par le charbon et le gaz carburé, du chlorure par l'hydrogène ; décomposition de l'oxalate par la chaleur, à l'abri de Tair, [C"Niô* . Aq = €'ô*-hîfi-f- Aq). La désoxydalion est si aisée, qu'il suffit de chauiTer l'oxyde au rouge vif, dans des creusets mal fermés et exposés à l'atmosphère réductrice du foyer pour obtenir du nickel métallique.

Par l'électrolyse du sulfate double de nickel et d'ammoniaque pur, on obtient au pôle négatif un dépôt compact, en lames aussi épaisses que Ton veut. Cette réaction n'exige qu'un courant faible ; elle est utilisée dans le nickelage.

Le nickel pur est blanc d'argent, très-ductile et très-malléable. Sa ténacité est supérieure à celle du fer ; un fil de 1 millimètre de diamètre se rompt sous un effort de 90 kilogrammes. Il est attirable à l'aimant presque autant que le fer et peut acquérir un magnétisme persistant, qu'il perd à 350*.

D'après M. le colonel Goulicr, les dépôts galvaniques de nickel ont tantôt une action sensible, tantôt une action nulle sur l'aiguille aimantée ; le roaillechort contenant 20 à 30 pour 100 de nickel peut être obtenu complètement inactif, môme au contact. Ce lait paraît en contradiction avec la puissance magnétique très-voisine de celle du fer que l'on attribue au nickel.

Densité 8,5 (Debray etDeville), 9,1 (Rammclsberg) pour le nickel réduit par l'hydrogène. Pour le nickel réduit de l'oxalate et fondu sous une gangue vitreuse, Brunner a trouvé une densité de 8,637. Le nickel forgé a donné à Richter une densité de 8,066 et à Turte une densité de

Il est plus réfractaire que le fer et un peu moins que le cobalt. L'étincelle éclatant à la surface d'une solution d'un sel de nickc]

CniNlE GÂMKRALE. I. — oO

610 CnOnE GÉNÉRALE.

donne les raies suivantes: 547,6 (trcfrviYe); 508,1 (vive); 503,6; 501,7; 498,4; 486,7; 471,5 (asse« vIyc); 440,1.

Pour les propriétés chimiques, nous renToyons aux GénéralUé» sur les métaux de la troisième section^ page 587.

Analyse. — La recherche du nickel repose sur l'emploi des réactifs par voie humide. Les sels de nickel sont verts et donnent avec Tammoniaque un précipité soluble en bleu dans un excès de réactif. Chauflcs sur le charbon avec du carbonate de soude dans la flamme de réduction, ils laissent une masse spongieuse grise, attirable à l'aimant. On dose le nickel sous forme de protoxyde.

Équivalent. — Voyez Cobalt.

CobalL

Le mot Cobalt dérive probablement de Kobold, le génie des montagnes dans la mythologie germanique. Les minerais de kobold ou cobalt étaient connus depuis longtemps des mineurs ; mais ce n'est qu'au seizième siècle que Ton reconnut leurs propriétés colorantes pour les fondants et que Ton commença à les utiliser. Brandt, en 1753, chercha le premier à isoler le métal; Bergman conlirma et étendit ses observations en 1780.

État naturel. — Le cobalt se rencontre généralement sous forme d'arséniurc [CoAs*]CoAs et [CoAs*]Co'As', appelé speiss kobalt (Saxe, Snecberg et Annaberg); d'arséniosulfure ou glanz kobalt [CoAs* . CoS=| CoAs . CoS* (Suède et Norvège : Tunabcrg et Skutterud) ; de cobalt 1er rcux noir, combinaison d'oxydes de cobalt et de manganèse. Dans tous ces minerais, le nickel, le fer et le manganèse sont associés au cobalt et en tiennent plus ou moins la place.

Préparation. — On obtient le cobalt métallique pur sous la forme de poudre ou d'épongé par la calcination de Toxalate à Tabri de l'air, par la réduction de l'oxyde de cobalt ou du chlorure par l'hydrogène. Avec Thydrogène et l'oxyde, si la température n'est pas trop élevée, le métal se présente sous la forme d'une poudre pyrophorique. 11 est assez difiicile de séparer complètement le cobalt oxydé du nickel : Claudet a proposé, il y a déjà longtemps (An7iales de Chimie et de Physique^ (3), t. XXXill, p. 492), d'utiliser à cet effet l'insolubilité dans l'eau et Tacidc chlorhydrique d'un composé ammoniacal de chlorure de cobalt et de chlorhydrate d'ammoniaque, qui se forme par l'action de l'air sur un mélange de sel ammoniac, d'ammoniaque caustique en solution et de chlorure de cobalt. Le sel complexe, renfermant éoCl'.ClAzIl* . 4AzIP, que l'on sépare facilement des métaux étrangers en lavant à l'eau et à i acide chlorhydriquc, eal vèdull car rh\drogène. Cette méthode a été

•'VIÊSIE FAMILLK. - COBALT.

' Sliurswood (Chemical Gaielte, p. i

V ^V^J*!^ ♦ - appliquée, t. V, p. 475) prépare

-^ -^ ^'ifc^*^j'^ ^ '^'"'' '"p''i"g® '^^ 2 parties d'oxyde

— ^^fe^W^J^^^'^ tre, dans uii creuset brasqué et fermis.

"^ ^X^*»^^ '''^ lieures à la température de fiisinn de

'^ ^ ^>^^*''4«j^ d'une densité égale à 8,43, ayant la cou-

. l'ûur le ptiriTicr et en éliminer le carbone

ient, on le refond avec de l'oxyde de cobalt et

^..oxyde pour 1 partie de borax), La densité s'élève

^|k^^^ ..igienx obtenu par la calcination de l'oxalnle, suivie