ESSAI -D’UN MINERAI DE ZINC
de 11e pas agglomérer la masse; on doit, vers la fin, donner un coup de feu pour décomposer le sulfate qui a pu se former.
Nous venons défaire connaître les procédés que l’on emploie ordinairement pour faire l’essai d’un minerai de zinc par la voie sèche; mais nous devons a jouter que ces méthodes ne comportent pas une grande précision, et que, lorsqu’on veut déterminer exactement la quantité de zinc contenue dans un minerai, on doit doser ce métal par la voie humide.
CADMIUM.
Équivalent : Cd = 696,77.'
Historique.
Le cadmium a été signalé en 1817 par Stromeyer dans plusieurs minerais de zinc, et décrit comme un métal nouveau par Hermann, qui le trouva en 1818 dans un échantillon d’oxyde de zinc de Silésie.
Propriétés.
Le cadmium est d’un blanc légèrement bleuâtre; il ressemble beaucoup à l’étain; il est brillant et peut prendre un très beau poli ; il est mou, très flexible, se laisse limer et couper facilement. Quand on le frotte sur du papier, il laisse des traces grises, comme le plomb. Il paraît plus tenace que l’étain, et fait entendre, comme ce métal, un cri particulier quand on le ploie ; il est malléable et ductile : on peut le réduire en feuilles minces et en fils très déliés. Si les minerais de cadmium étaient plus abondants, ils donneraient un métal dont l’industrie tirerait un parti fort avantageux.
Le cadmium est très fusible; il fond bien au-dessous du rouge, et distille à une température moins élevée que le zinc. Ses vapeurs n’ont pas d’odeur. Il cristallise facilement en octaèdres réguliers ; lorsqu’on le fond et qu’on le laisse refroidir lentement, il présente à sa surface l’apparence de feuilles de fougère. Sa densité est représentée par 8,60â : quand le cadmium a été écroui, sa densité s’élève à 8,69.
Ce métal est aussi oxydable que l’étain : quand on le chauffe à l’air, il brûle et se transforme en un oxyde qui est d’un jaune brun. L’oxydabilité du cadmium étant beaucoup plus grande que celle du zinc, on comprend que l’oxyde de cadmium doive se concentrer dans les premiers produits qu’on obtient en calcinant à l’air du zinc contenant du cadmium.
Les acides sulfurique, chlorhydrique, azotique, acétique, dissolvent le cadmium, dégagent de l’hydrogène et produisent des sels incolores qui ne sont pas décomposés par l’eau.
L’acide sulfureux en dissolution dans l’eau attaque rapidement le cadmium, sans produire de dégagement de gaz; il se forme dans cette réaction un mélange de sulfate et de sulfure de cadmium. (MM. Fordos et Gélis.)
Les alcalis oxydent facilement le cadmium sous l’influence de la chaleur.
CARACTÈRES DISTINCTIFS DES SELS DE CADMIUM. 61
On ne connaît qu’un seul minerai de cadmium, c’est le sulfure, qui accompagne ordinairement les minerais de zinc.
Le cadmium existe dans les poussières blanches [cadmies) qui s’attachent à la partie supérieure de certains hauts fourneaux où l’on traite des minerais zincifères, et qui sont un mélange d’oxyde de zinc et d’oxyde de cadmium.
OXYDE DE CADMIUM. CdO.
Cd . 696,77 87,45
Quelques chimistes pensent que la pellicule grise qui se forme à la Surface du cadmium exposé à l’air humide est un sous-oxyde qui aurait pour formule : Cd20; mais le seul oxyde de cadmium qui puisse se combiner avec les acides est le protoxyde CdO. On l’obtient à l’état d’hydrate blanc et gélatineux en décomposant un sel de cadmium par un excès de potasse ou de soude. Cet hydrate perd facilement son eau lorsqu’on le chauffe et devient brun. Le monohydrate d’oxyde de cadmium, CdO, HO, peut être préparé par une méthode semblable h celle qui a été décrite pour la préparation de l’hydrate de zinc cristallisé. (M. Nicklès.)
On obtient l’oxyde de cadmium anhydre en chauffant le cadmium dans l’air ou dans l’oxygène. Cet oxyde est jaune, brun ou noir, selon qu’il a été plus ou moins calciné. Il est quelquefois cristallisé en aiguilles purpurines, opaques et groupées en forme de rayons. Sa densité est 8,13. Il est infusible et fixe ; il est réduit par le charbon à une température peu élevée; on peut préparer facilement le cadmium par la distillation d’un mélange de cet oxyde et de charbon.
CARACTÈRES DISTINCTIFS DES SELS BE CADMIUM
La plupart des sels de cadmium sont solubles dans l’eau ; ils sont incolores. Leur saveur est métallique et désagréable. Une lame de zinc plongée dans leur dissolution en précipite le cadmium. Ces sels se reconnaissent aux caractères suivants :
Potasse et soude, — Précipité blanc d’oxyde hydraté, insoluble dans un excès de réactif.
Ammoniaque . — Précipité blanc d’oxyde hydraté, très soluble dans un excès de réactif.
Carbonate de potasse , de soude , ou d' ammoniaque . — Précipité blanc insoluble dans un excès de réactif, se formant même dans une liqueur qui contient beaucoup de chlorhydrate d’ammoniaque.
CADMIUM.
Bicarbonate de potasse. — -Précipité blanc accompagné d'un dégagement d’acide carbonique.
Phosphate de soude. — Précipité blanc de phosphate rie cadmium.
Acide oxalique. — Précipité blanc qui se forme immédiatement : ce précipité est soluble dans l’ammoniaque.
Cyanoferrure de potassium. — Précipité blanc faiblement jaunâtre de eyanoferrure de cadmium, soluble dans l’acide chlorhydrique.
Cyanoferride de potassium. — Précipité jaune soluble dans l’acide chlorhydrique.
Infusion de noix de galle. — Pas de précipité.
Sulfhydrate d’ammoniaque . — Précipité jaune de sulfure de cadmium, insoluble dans un excès de réactif et inaltérable à l’air.
Acide sul [hydrique. — Précipité jaune de sulfure de cadmium, quel que soit l’état de la dissolution. Ce caractère est l’un des plus importants.
Les sels de cadmium sont très faciles à reconnaître au chalumeau. Lorsqu’on les chauffe à la flamme intérieure, avec du carbonate de soude, l’oxyde se réduit, le métal se vaporise et s’oxyde de nouveau à l’air en déposant sur le charbon un anneau rougeâtre.
Dans les analyses, le cadmium est dosé à l’état de sulfure.
CHLORURE DE CADMIUM. CdCl.
Cd 696,77 ........ 61,12
Cl. ........ . ZiZi3,20 ........ 38,88
Le chlorure de cadmium, préparé en dissolvant le cadmium dans l’acide chlorhydrique, cristallise en petits prismes rectangulaires à quatre pans qui sont hydratés, solubles dans l’eau, et efflorescents dans un air sec. Ce sel perd son eau de cristallisation par l’action de la chaleur, entre en fusion un peu au-dessous du rouge, et se sublime, à une température élevée, sous la forme de paillettes brillantes.
Le chlorure de cadmium forme des sels doubles avec les chlorures des métaux alcalins et le chlorhydrate d’ammoniaque. Il absorbe directement 3 équivalents de gaz ammoniac; sa dissolution dans l’ammoniaque liquide laisse déposer des cristaux qui ont pour formule :
CdCÇAzlP.
Le bromure et Viodure de cadmium , GdBr, Cdl, ressemblent au chlo-
SULFURE DE CADMIUM.
rare et sont sans aucune application. Ils se combinent avec l’ammoniaque.
Le fluorure de cadmium , CdFl, est peu soluble dans l’eau; il se dissout dans l’acide fluorhydrique étendu.
CYANURE DE CADMIUM. CdC}'.
Le cyanure de cadmium est soluble dans l’eau ; ses cristaux sont anhydres; on l’obtient en dissolvant l’oxyde de cadmium hydraté dans l’acide cyanhydrique.
Le cyanure de cadmium forme avec le cyanure de potassium un composé cristallisé en octaèdres incolores, KCy.CdCy, qu’on produit facilement en évaporant un mélange d’acétate de cadmium et de cyanure de potassium.
On connaît des combinaisons formées par le cyanure de cadmium avec les cyanures de fer, de nickel, de plomb, de cuivre, d’argent.
SULFURE DE CADMIUM. CdS.
Cd 696,77 77,69
On obtient le sulfure de cadmium en précipitant un sel de cadmium par l’acide sulfhydrique ou par un sulfure soluble. Il présente une belle couleur jaune qui le fait employer dans la peinture à l’huile. Il est pulvérulent, insoluble, insipide, fusible au rouge vif, et cristallise par le refroidissement en lames micacées d’une couleur citrine. Lorsqu’on le chauffe, il prend une couleur rouge cramoisi et redevient jaune à mesure qu’il se refroidit.
Les acides faibles n’attaquent pas sensiblement le sulfure de cadmium; l’acide chlorhydrique concentré le dissout avec dégagement d’hydrogène sulfuré.
Le sulfure de cadmium natif se présente en prismes à base hexagonale terminés par des pyramides. Sa couleur est d’un jaune clair; sa densité est égale à /i, 8. Il n’est pas volatil. On peut préparer un sulfure de cadmium semblable au sulfure natif, en fondant un mélange de soufre et d’oxyde de cadmium : 2GdO -{- 3S = SQ2 + 2CdS.
CADMIUM,
AZOTATE DE CADMIUM CdO.AzO5.
GdO 796,77 54,13
AzO' 675,00 45,87
Ce sel est blanc, très soluble dans l’eau et même déliquescent ; il cristallise en petits prismes qui contiennent 4 équivalents d’eau. On le prépare en traitant le cadmium par l’acide azotique, qui attaque ce métal avec une grande énergie.
SULFATE DE CADMIUM. Cd0,S03,4ïI0.
CdO . 796,77 61,44
Ce sel est incolore, très soluble dans l’eau ; il cristallise en gros prismes droits rectangulaires, contenant 25,5 pour 100 d’eau ou 4 équivalents. Soumis à l’action de la chaleur, il perd toute son eau de cristallisation sans entrer en fusion, dégage une partie de son acide, et se transforme en un sous-sulfate qu’une température rouge décompose complètement en acide sulfureux, en oxygène et en oxyde de cadmium.
Le sulfate de cadmium anhydre absorbe directement 3 équivalents de gaz ammoniac.
On prépare le sulfate de cadmium en dissolvant le cadmium métal** tique, l’oxyde ou le carbonate de cadmium dans l’acide sulfurique,
CARBONATE DE CADMIUM.
Ce corps est blanc, pulvérulent, anhydre , facilement décomposable par la chaleur; on l’obtient par double décomposition en traitant par un carbonate soluble un sel de cadmium en dissolution dans l’eau.
L’oxyde de cadmium attire l’acide carbonique de l’air et se change peu à peu en carbonate.
PHOSPHATE ET BORATE DE CADMIUM.
Ces sels sont presque insolubles dans l’eau. On peut les préparer par double décomposition.
EXTRACTION DU CADMIUM.
CHROMATE DE CADMIUM.
Le chroma te neutre de cadmium n’est pas connu. Quand on précipite une dissolution bouillante de chromate de potasse par une dissolution de sulfate de cadmium, on obtient une poudre cristalline, d’un jaune orangé, qui est un chromate basique (Cd0)5,Cr03,8H0. Ce sel. traité par l’ammoniaque, se change en un composé représenté par :
CdO,Cr03,2AzH3. (MM. Malaguti et Sarzeaad.)
EXTÜACTIOM BUT SABMÎÏÏM,
Lorsqu’on soumet à la distillation un minerai de zinc cadmifère mélangé de charbon, le cadmium, étant plus volatil que le zinc, distille le premier et se rend dans les appareils condensateurs. En fractionnant les produits de cette distillation, on peut obtenir un alliage très riche en cadmium. Pour retirer ensuite ce dernier métal, on dissout l’alliage de zinc et de cadmium, qui contient presque toujours du cuivre, dans l’acide sulfurique ou dans l’acide chlorhydrique, et l’on en précipite le cadmium par un excès d’acide sulfhydrique. Le sulfure de cadmium est lavé et repris par l’acide chlorhydrique concentré qui le dissout. Après avoir chassé l’excès de cet acide par l’évaporation, on verse dans la dissolution du carbonate d’ammoniaque en excès; ce réactif forme du carbonate de cadmium insoluble, et redissout, à l’état de carbonates, le cuivre et même le zinc qui ont été précipités par l’hydrogène sulfuré. Le carbonate de cadmium est calciné, puis mêlé à du noir de fumée ; on porte le mélange au rouge dans une cornue de grès ou de porcelaine, et il se dégage des vapeurs de cadmium qui se condensent dans le col de la cornue.
Les dissolutions de cadmium précipitées par le zinc donnent un dépôt cristallin de cadmium métallique ; mais le métal ainsi préparé retient toujours du zinc.
La plus grande partie du cadmium qu’on trouve dans le commerce des produits chimiques vient des usines de zinc de la Silésie. On le retire des poussières brunes qui se condensent pendant les quatre premières heures dans les allonges adaptées aux appareils de distillation ; ces poussières sont très riches en oxyde de cadmium; on les mélange avec du charbon en poudre, et on les soumet à une distillation ménagée dans une cornue de fonte.
rm
ETAIN
Équivalent : Sn == 735,29.
L’étain est un des métaux les plus anciennement connus ; il est presque aussi blanc que l’argent; cependant son reflet est un peu jaunâtre; il exhale une odeur fort désagréable lorsqu’on le frotte entre les doigts. Il est très malléable ; on peut le réduire, par le battage, en feuilles minces. L’étain est peu tenace, un fil de 2 millimètres se brise sous un poids d’environ 24 kilogrammes. Il fait entendre, quand on le ploie, un bruit particulier que l’on appelle cri de V étain. L’étain est un des métaux les plus mous et les moins élastiques, aussi n’a-t-il point de sonorité. Sa densité est représentée par 7,285, et n’augmente pas sensiblement par le martelage.
L’étain entre en fusion à la température de 228°. On peut le fondre sur une feuille de papier, lorsqu’il est en lames minces.
L’étain ne se volatilise pas aux températures les plus élevées. Il a une grande tendance à cristalliser. Ses cristaux appartiennent tantôt au système régulier, tantôt au système pyramidal. L’étain fondu, qu’on abandonne à un refroidissement lent, cristallise en prismes à huit faces. Quand on décape l’étain par un acide, on reconnaît que sa texture est cristalline.
Pour réduire l’étain en poudre, on le fait fondre à une température aussi basse que possible, on l’agite vivement avec un gros pinceau jusqu’à ce qu’il soit refroidi. On obtient ainsi une poudre métallique que l’on met en suspension dans l’eau, et dont on sépare les parties les plus lourdes par décantation. Cette poudre d’étain, mêlée avec de la glu fondue, sert dans l’Inde à préparer une espèce de peinture métallique qui prend l’aspect de l’argent lorsqu’on la brunit avec une agate.
L’étain n’agit pas sensiblement, à la température ordinaire, sur l’air sec ou humide ; aussi peut-on le conserver pendant longtemps à l’air sans altération ; mais lorsqu’on élève la température, l’étain s’oxyde rapidement, se transforme d’abord en protoxyde d’étain, et ensuite en acide stannique anhydre. Si l’on chauffe une petite quantité d’étain au rouge blanc, au moyen du chalumeau, et qu’on le projette sur le sol, on voit le métal se diviser en petits globules qui brûlent avec un vif éclat.
L’étain décompose l’eau au rouge, en passant à l’état d’acide stannique.
L’acide sulfurique étendu d’eau réattaque pas l’étain d’une manière bien sensible, mais lorsqu’il est concentré et bouillant, il l’oxyde rapidement, et dégage de l’acide sulfureux en laissant un résidu de sulfate de protoxyde d’étain, ou une combinaison d’acide sulfurique et d’acide stannique.
ETAIN
L’acide chlorhydrique concentré dissout l’étain et le fait passer à l’état de protochlorure, en dégageant de l’hydrogène dont l’odeur est ordinairement alliacée : Sn -j- HCl = SnCl -f- H. Le même acide, étendu d’eau et froid, ne dissout l’étain qu’avec beaucoup de lenteur. L’étain est attaqué par l’acide azotique qui le transforme en acide métastannique hydraté, Sn5O10,10HO, insoluble dans un excès d’acide azotique. L’eau concourt à cette oxydation, et son hydrogène, en s’unissant à une partie de l’azote de l’acide azotique, produit de l’ammoniaque qu’on retrouve dans la liqueur à l’état d’azotate. Lorsque l’acide azotique est monohydraté, il peut rester en contact avec l’étain sans l’altérer; mais si l’on fait intervenir une petite quantité d’eau, l’action se détermine tout à coup, le métal est attaqué avec une extrême vivacité, il y a production de chaleur et quelquefois même de lumière : le mélange entre en ébullition, et dégage une grande quantité de vapeurs nitreuses.
L’acide azotique très faible attaque aussi l’étain, mais avec lenteur.
L’eau régale dissout rapidement l'étain, et produit du bichlorure d’étain, ou de l’acide métastannique, si l’acide azotique est en excès relativement à l’acide chlorhydrique.
Les alcalis hydratés agissent sur l’étain en dégageant de l’hydrogène et en produisant des métastannates qui restent en dissolution.
Les corps comburants, comme le nitre , attaquent aussi l’étain sous l’influence de la chaleur, et le font passer à l’état d’acide métastannique.
L’étain s’unit directement au soufre, au phosphore, à l’arsenic, au chlore et à un grand nombre de métaux.
Préparation de l’étain pur.
L’étain du commerce contient ordinairement de petites quantités de plomb, de fer, de cuivre et d’arsenic. L’étain le plus estimé est celui de Malacca.
Celui de Banca est pour ainsi dire absolument pur ; il ne renferme que 0,000ù de métaux étrangers. Voici la composition de l’étain de Banca :
Élain 99,961
Plomb 0,01/t
Fer 0,019
Cuivre 0,006
100,000 (M. Müldeïi.)
Les marchands d’étain jugent de la purete de ce métal en le fondant à une douce chaleur, et en examinant l’aspect de sa surface au moment où il se solidifie : l’étain le plus pur est le plus blanc, le plus brillant, et celui qui présente le moins d’indices de cristallisation à sa surface. Lorsque l’étain se recouvre de ramifications cristallines, après le refroidisse-
ETAIN
ment ou par l’action des acides, lorsque surtout il présente une surface d’un blanc mat, on peut être à peu près assuré qu’il contient des corps étrangers.
Pour reconnaître le degré d’impureté de l’étain, on le soumet aux épreuves suivantes :
On le réduit en grenailles ou en lames, et l’on en pèse 50 grammes qu’on traite dans un matras par h 00 ou 500 grammes d’acide chlorhydrique ; on ajoute de temps en temps à cet acide quelques gouttes d’acide azotique faible qui accélèrent beaucoup la dissolution de l’étain. Si ce métal est arsénifère, il laisse un résidu insoluble dans l’acide chlorhydrique, qui consiste en arsenic presque pur; ce résidu répand une odeur fortement alliacée lorsqu’on le projette sur un charbon rouge.
On peut reconnaître si l’étain contient du plomb, du fer et du cuivre, en le faisant bouillir avec de l’acide azotique qui dissout ces trois derniers métaux et transforme l’étain en acide métastannique insoluble. La dissolution, évaporée et reprise par l’eau, forme un précipité blanc avec l’acide sulfurique, quand elle renferme du plomb. Après avoir éliminé le sulfate de plomb par filtration, on divise la liqueur en deux parties. L’une, traitée par le cyanoferrure de potassium, produit un précipité bleu, quand elle contient du fer ; une lame de fer plongée dans l’autre partie se recouvre d’une couche métallique rouge quand elle contient du cuivre.
L’étain peut être obtenu à l’état de pureté par le procédé suivant : On fait une dissolution chlorhydrique concentrée d’étain du commerce, on la laisse refroidir, et on la recouvre d’une couche d’eau en l’agitant le moins possible. On plonge une lame d’étain jusque flans la partie inférieure du vase, et, au bout de quelques heures, cette laine se recouvre de beaux cristaux d’étain de la plus grande netteté. Le faible courant électrique produit par l’immersion de l’étain, dans les deux couches de chlorure et d’eau, suffit pour déterminer la précipitation de l’étain métallique.
Lorsque l’étain ne renferme pas d’antimoine, on le traite par l’acide azotique qui le transforme en acide métastannique insoluble et dissout les métaux étrangers ; le précipité lavé avec de l’acide chlorhydrique faible et calciné dans un creuset brasqué donne de l’étain pur.
On pensait, à une certaine époque, que l’étain du commerce contenait assez d’arsenic pour être d’un usage dangereux dans la confection des vases culinaires ; en 1781, Bayen et Charlard démontrèrent que les étains deMalacca et de Banca ne renferment pas de quantité appréciable d’arsenic, et que les autres espèces d’étains en contiennent au plus 1/600, proportion tout à fait insuffisante pour donner à l’étain des propriétés vénéneuses.
