AMMON

AIR ATMOS.

Lorsque l'eau refuse de dissoudre un corps solide avec lequel on la met en contact à une température donnée, on dit qu'elle en est uUurée ; mais si la solutien est exposée ensuite à une température inférieure à celle de sa saturation, elle abandonne à Tëtat de cristaux ou de dépôt une partie de la substance dissoute, et comme la liqueur retient en dissolution plus de substance qu'elle ne pouvait en dissoudre à cette même tempéra « tare, on dit qu'elle en est sursaturée.

Dans le langage de là chimie hydrologique, on doit donc dis-* tingaer la saturation, de la sursaturation car toute la. théorie de la cristallisation repose précisément sur le pouvoir dissolvant de l'eau dans les conditions que nous venons d'énumérer.

Il est assez digne de remarque que Teau, déjà exactement saturée d'une substance, peut en dissoudre une ou plusieurs autres de nature différente : ainsi, une solution saturée de nitrate de potasse est encore susceptible de dissoudre du sulfate de soude, du chlorure de sodium, ou du phosphate de soude, sans

46 EAUX DOUCBS

qu'il y ait cependant une décomposition, du moins apparente, des sels rais en présence.

Cependant Berzelius considère qu'il se fait, jusqu'à un certain degré, un échange entre les acides et les bases, de manière qu'on a dans la dissolution quatre sels au lieu de deux, et que le phénomène tout entier nest qu'une pure illusion. Berzelius appuie sa théorie sur ce que le chlorure de potassium ne devient pas plus soluble dans l'eau quand on y ajoute du chlorure de sodium, et que la solubilité du nitrate de potasse n'augmente pas par l'addition du nitrate de soude.

n semblerait donc que le pouvoir dissolvant d'une eau déjà saturée d'un sel pour un autre sel dépend de certaines affinités extrêmement faibles mises en jeu, suivant la densité du milieu dans lequel l'action s'exerce.

§ m. ^ Ban de x^aeUom.

Jusqu'ici nous avons étudié l'eau au triple point de vue du rôle qu'elle joue comme agent de dissolution j de contact et de milieu; nous allons maintenant la faire connaître sous le rapport des réactions chimiques qu'elle provoque par sa combinaison avec les corps.

M. V. Regnault ^ a établi comme une règle générale, que lorsque plusieurs corps sont en présence, et que, par l'échange de leurs éléments^ il peut se former de nouveaux composés ayant entre eux une grande affinité, ou jouissant^ dans les circonstances où ils se produisent, d'une grande stabilité, soit à l'état isolé, soit à l'état de combinaison, ces nouveaux composés se forment presque toujours.

L'étude de l'eau est on ne peut plus propre pour légitimier cette règle.

Toutes les fois que l'eau s'unit en nature avec un corps quelconque, elle lui communique le plus ordinairement des propriétés physiques et chimiques particulières : ainsi elle modifie sa forme, sa couleur ou sa consistance^ et la nouvelle substance qui en résuite porte, en chimie, le nom d'hydrate.

À part le chlore et le brome, l'eau ne produit pas d'hydrates

1. Court élémentaire de ehimia^ t. I, p. 95, 5* édition, 1859.

définÎB avec les métalloïdes et les métauxi mais c'est surtout avec les substances composées qu'elle donne naissance^ par sa combinaisoa directe ou indirectOt à un très-grand nombre de matières dans Lesquelles son rôle est loin de se montrer inactify comme nous le verrons par la suite.

Avec les oxydes et les acides nùnéraux ou organiques, Teau se combine de manière qu*ou peut la considérer tantôt comme un acide dans son union avec les oxydes, tantôt oomme un oxyde dans son union avec les acides. Ce mode d'interprété le rôle de Teau dans les combinaisons chimiques a été signalé pour la première fois par Proust, mais ce qui n'était alors qu*une vue théorique est devenue par la suite, dans les mains de Graham, un fait pratique de la plus grande importance.

Ainsi Grabam a montré que lorsque Tacide phosphorique se combinait avec l'eau, il formait trois hydrates définis, correspondant à trois phosphates, dans lesquels chaque équivalent d'eau était déplacé par une même quantité de base, représentés de la manière suivante :

1« Acide phosphorique mono-hydraté PhO* + HO

S» Acide phosphorique bi-hjdraté PhO» + ^ HO

3* Acide phosphorique tri-hjdraté PhO* + S HO

1* Phosphate moiio>ba«iqae. • PhO'^ 4" BO

%• Phosphate bi-basique PhO» + î RO

3» Phosphate tri-basique PhO« + 3 RO

Les réactions chimiques qui sont produites par chacun de ces phosphates d'eau sont les mêmes que celles de chacun de ces phosphates métalliques.

Au contact des sels minéraux ou organiques, l'eau formô également des hydrates aussi nombreux que variés et presque toujours différents, quant aux propriétés physiques et chi«miques, de ces mêmes composés à l'état anhydre.

Hais la force qui unit l'eau à un corps quelconque n'est pas toujours la même pour la totalité de l'eau oombinée, c'est là un fait que la loi sur la tension de la vapeur d'eau permet ais^ ment de constater et qui diiSërencie si nettement l'eau de cristcUlisation ou d*hydratation de l'eau de compoeition ou de constUtUian.

On démontre le degré d'afOnité de l'eau contenue dans un hydrate, un sel métallique par exemple, au moyen de l air et.

de la chaleur sur ce composé. Lorsqu'un sel trës-hydraté est exposé à Pair sec, une partie de Teau qui y est contenue s'en sépare spontanément; c'est la perte de cette eau, dite de crisiallisationj qui constitue Yefflorescence, ainsi qu'on l'observe avec le carbonate de soude et le sulfate de magnésie : vient- on à replacer ces sels en partie déshydratés, ou mieux efïleuris, dans une atmosphère très-humide, ou bien à les arroser d'eau, ils reprennent insensiblement la même quantité de liquide qu'ils avaient perdue.

L'efQorescence forme donc une période particulière de la déshydratation partielle d'une matière très-hydratée, et dans laquelle cette portion d'eau n'était unie que par une très -faible affinité.

On comprend, d'après cela, que plus la vapeur aqueuse existe dans l'atmosphère, plus les matières qui ont de Taffinité pour TeaU l'absorbent avec rapidité ; c'est ce que rexpérience constate au moyen de certaines substances, telles que le chlorure de calcium, la potasse caustique, l'acide sulfurique monohydraté, etc. Les matières qui jouissent au plus haut degré de cette propriété sont désignées sous le nom de déliqiÀescentes,

D'après Pelouze, on reconnaît facilement un sel déliquescent

d'un sel eGflorescent, de la manière suivante : si on broie un sel eSlorescent avec un sel déliquescent sur lequel il n'a aucune action (le sulfate de soude cristallisé, par exemple, avec le nitrate d'ammoniaque fondu), ce dernier enlève l'eau au sel efQorescent, et le mélange devient liquide.

En consultant la table que nous avons donnée page 42, on voit que plus les sels retardent l'ébullition de l'eau, plus ils sont déliquescents, ce qui rend par£aitement compte de leur affinité pour ce liquide.

Nous ne parlerons pas ici de l'eau d'interposition qui n'est, par le fait, que de l'eau non combinée et seulement emprisonnée entre les molécules des corps par un simple effet mécanique. Quoique une température assez élevée soit souvent nécessaire pour expulser les dernières traces de l'eau d'interposition, celle-ci n'est pas moins étrangère à la constitution de la matière elle-même.

Après l'eau de cristallisation, ainsi nommée parce qu'elle est indispensable à la formation régulière des cristaux, se place

Teau de constitution qui fait comme partie intégrante des composés qui la recèlent ; elle y est tellement unie que la chaleur et les réactions chimiques peuvent seules la séparer, mais alors les propriétés physiques et chimiques de ces composés sont plus ou moins profondément modifiées.

La déshydratation fractionnée du sulfate de magnésie va nous servir d'exemple afin de montrer dans quelles limites s*exerce Taffinité pour certaines combinaisons.

On sait que le sulfate de magnésie, qui cristallise à la température ordinaire, renferme sept équivalents d*eau, et qu'il se représente ainsi :

SO», MgO + 7 HO

Mais si on le chauffe progressivement depuis + 40* jusqu'à + 20O>, il forme les hydrates suivants :

Sel chauffé à + 40- 80», MgO + 5 HO

Sel chauffé à + lOO» 80», MgO + 2 HO

Sel chauffé de + 100 à 180* 80», MgO + HO

Sel chauffé à + 300* 80», MgO

La déshydratation fractionnée des matières organiques n*est pas moins évidente que celle des matières minérales. Ainsi, l'amidon dépouillé de son eau d'hydratation, chauffé avec ménagement à la température de + SO», perd 35 pour cent d'eau, ce qui correspond à un hydrate particulier contenant dix équivalents d'eau. Dans le vide sec, à la température ordinaire, cet hydrate abandonne encore 8 équivalents d'eau, ce qui réduit sa proportion à 2 équivalents. Chauffé dans le vide de -{- 120 à 125^, il se déshydrate de manière à avoir la composition suivante :

L'amidon^ dans cet état, ne peut céder son dernier équivalent d*eau, dit de constitution, qu'au moyen d'une base.

n résulte de là que beaucoup de substances appartenant aux trois règnes de la nature renferment, à n'en pas douter, une certaine quantité d'eau inhérente à leur constitution, mais dont l'affinité pour ces matières peut être vaincue par des forces physiques et chimiques très-diverses.

Tous ces faits ont pour l'histoire de la nomenclature chimi-

Lbfort, 2* édition. 4

que une certaine importance, aussi pensons-nous, avec quel* ques auteurs, que les formules servante représenter les hydrates définis devraient toujours exprimer, d'une part la proportion d*eau basique ou de constitution, d'autre part la proportion d'eau d'hydratation ou de cristallisation, en s'attachant seulement aux deux termes extrêmes. En voici quelques exemples :

Hydrate de baryte BaO, fiO.+ 9 HO

Hydrate de sesquioxyde do fer ... . 3 (Fe« O»), HO + 2 HO

Acide métastannique Sn» Qio, 5 HO + 5 HO

Sulfate de soude SO» NaO, HO + 9 HO

Sulfate de cuivre SO» CuO, HO + 4 HO

L'hydratation des corps n'est soumise à aucune loi régulière, et tel sel qui, par exemple, contient 1 équivalent d'eau, lorsqu'on le place dans une certaine condition, peut en renfermer 2, 3 ou un plus grand nombre si ces conditions viennent à changer.

On observe généraleiïient que les hydrates ont souvent une composition qui varie suivant la température et la pression auxquelles l'action s'exerce. Ainsi, une solution de borax marquant 30® B. qui cristallise au-dessus de 65o, laisse déposer des octaèdres qui contiennent 5 équivalents d'eau, tandis qu'une solution marquant 22** 6. qui cristallise à froid, donne des cristaux prismatiques qui en renferment 10 équivalents.

Millon ^ allant encore plus loin, a admis que lorsque les différents hydrates acides ou basiques entraient en combinaison, ils pouvaient rester intacts de part et d'autre, et se combiner ainsi de toutes pièces, de manière à constituer des groupements définis. Nous rappellerons en passant que c'est au moyen de ces groupements hydriques, permanents môme au sein d'une grande masse d'eau, que M. Bourgoin explique le phénomène de la décomposition de l'eau par la pile 2.

Dans les combinaisons inorganiques et organiques, l'analyse dévoile tantôt la séparation, tantôt la formation de Teau avec tous les caractères qui lui sont propres : si l'on mélange ensemble de la potasse caustique et de l'acide sulfurique qui contiennent chacun 1 équivalent d'eau, toute l'eau de constitution

]. Millon. Éléments de chimie org^niquey comprenant les applications -de cette science à la physiologie animale, t. I, p. 45.

3. Bourgoin. Recherches électrolytiques. {Journal de pharmacie et de chimie, 4« série, t. VHI, 1868, p. 81).

se sépare et il se produit du sulfate de potasse anhydre. De même, si on combine au sein d'une grande quantité d'eau de Tacide sulfurique et de la soude caustique qui renferment chacun 1 équivalent d'eau, on obtient du sulfate de soude qui contient 10 équivalents d'eau ; dans cette circonstance^ il y a eu adjonction de 8 équivalents d*eau provenant du milieu où s'est accomplie la réaôtion.

Nous allons signaler maintenant la formation directe de l'eau au moyen de ses éléments.

Ainsi, lorsqu'un hydracide est mélangé avec un oxyde, la formation de l'eau a lieu le plus ordinairement de la manière suivante.

Cl H + KO = Cl K + HO

Cette production artificielle de l'eau ne se manifeste pas seu*^ lement dans le plus grand nombre des réactions chimiques minérales, on la retrouve encore à chaque instant dans les conditions ordinaires des substances organiques et organisées. Nous allons en citer quelques exemples.

On sait que l'alcool exposé à l'action de l'oxygène ou de la fermentation produit de Tacide acétique, mais il y a toujours formation d'eau, comme le prouve l'équation suivante :