COMBINAISONS DES METAUX ENTRA EUX

produisent des séléniates, des arsëniates, des antimoniates , etc., neutres. Il n*est pas rare que des métaux électropositifs se combinent ensemble , et que la combinaison puisse être séparée par la cristallisation. Dans ce cas, on trouve ordinairement que les deux métaux combinés^ quand ils viennent à s'oxyder, absorbent la même quantité d'oxygène; ou si la distance qui les sépare' dans la série électrique est considérable, Tun d'eux prend deux fois au* tant d'oxygène que Tautre. — Toutes ces combinaisons chimiques sont accompagnées d'élévation de température. Du platine réduit en feuilles minces, que l'on fait fondre avec de l'étain, donne une chaleur extraordinaire , supérieure à celle qu'on observe dans la plupart des oxydations. Lorsqu'on mêle tout d'un coup du cuivre et du zinc fondus chacun à part, dans les proportions qui constituent le laiton , ils s'échauffent à tel point qu'une portion du mélange est projetée. Pour obtenir les combinaisons des métaux en proportions déterminées, dans le plus grand état de pureté, nous nous servons, soit de la facttlté qu'a le composé de cristalliser, soit, dans certains cas, de la plus grande fusibilité ou volatilité d'un des métaux, qu'on ajoute alors en excès. La nature nous offre quelques-unes de ces combinaisons dans le règne minéral : telles sont, par exemple, celles d'argent et de mercure, d'argent et d'or , de tellure et de tellures d'or , d'argent, de plomb , etc.

Quand on fait simplement fondre des métaux ensemble, ils se mêlent à peu près comme l'alcool et l'eau , ou comme la cire et le suif, et se solidifient ensemble par le refroidissement. Rudberg a allié du plomb et de l'étain dans différentes proportions, et il a observé la vitesse du refroidissement au moyen d'un thermomètre introduit dans l'alliage en fusion. Il a trouvé de cette manière que le thermomètre, après s'être abaissé d'une certaine quantité, restait stationnaire pendant quelque temps, quoique l'alliage n'eût pas commencé à se solidifier d'une manière visible. Après quoi le thermomètre commençait à descendre de nouveau pour redevenir une seconde fois stationnaire au moment où toute la masse se solidifiait. Cette expérience prouve qu'il existe des combinaisons définies entre les métaux ; car le premier point stationnaire provenait de ce qu'il s'était séparé une combinaison moins fusible des métaux , laquelle avait abandonné son calorique latent à l'alliage encore liquide. La combinaison qui s'était solidifiée la dernière était une nouvelle combinaison définie. Dans quelque proportion

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qu'on fasse fondre ensemble Tétain et le plomb , la combinaison fasible reste la même, d'après les résultats obtenus par Rudberg; cette combinaison se solidifie toujours à + 187 degrés, et elle contient i atome de plomb et 3 atomes d'étain. Mais la composition de la combinaison qui se sépare la première , ainsi que la température à laquelle le thermomètre devient pour la première fois stationnaire , varient avec les proportions des éléments de lailiage. Rudberg a trouvé un rapport entièrement analogue entre le zinc et letain, le bismuth et Tétain, le plomb et le bismuth; la différence ne portait que sur les points de congélation, et, quelles que fussent les proportions des métaux alliés, la même combinaison la plus fusible s'était constamment séparée la dernière. Il résulte de ces faits que , lorsqu'on fait fondre les métaux ensemble et qu'on laisse refroidir l'alliage, il se forme une ou plusieurs combinaisons en proportions définies, parmi lesquelles se trouvent la moins fusible et la plus fusible de celles que les métaux employés puissent produire. Z. F, et A. F. Sifanberg^ qui ont continué les expériences de Rudberg et les ont étendues à trois métaux, savoir, le zinc, letain et le plomb, sont parvenus à des résultats absolument pareils à ceux que nous venons de rapporter. Quelles que fussent les proportions de ces trois métaux dans l'alliage , le dernier point de congélation était toujours invariable, c'est-à-dire, + 168 degrés; et il appartenait à une combinaison de i atome de zinc, 2 atonies de plomb et 9 atomes d'étain, qu'on peut regarder comme composée d'un atome de zincure stannique (= i atome de zinc + 3 atomes d'étain) et a atomes de plombure stannique (= I atome de plomb + 3 atomes d'étain). En représentant le zinc par Zn , le plomb par Pb et l'étain par Sn , cette combinaison peut être exprimée par la formule ZnSn'+ aPbSn^; et elle ressemble à un sel dont l'étain serait le corps amphigène , le zinc le radical de la base, et l'étain le radical de l'acide. Ce qui précède démontre suffisamment que les métaux se combinent entre eux d'après les mêmes lois et dans les mêmes proportions qu'avec les métalloïdes.

Lorsque les métaux qu'on a fait fondre ensemble reprennent la forme solide à des températures très-différentes , on peut laisser s'écouler le plus fusible après la solidification de celui qui l'est moins. Cette opération est pratiquée quelquefois en grand, pour séparer des métaux mêlés ensemble. On la nomme liquation.

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Dans runion des métaux entre eux, il se manifeste quelquefoisi comme pour la plupart des autres corps , une diminution de volume, de sorte que le poids spécifique du composé est plus grand que celui des éléments métalliques réunis; quelquefois il se manifeste, au contraire, une augmentation de volume | et le peida spécifique du composé est moindre que celui des éléments réunis s mais il n'y a aucune loi à cet égard , et on ne peut pas dire aveo certitude si les molécules se rapprochent d autant plus les unes des autres, que l'affinité entre les corps qui se combinent est plus grande. C'est ce qui explique le grand nombre d'anomalies ap» parentes qu'on a trouvées dans le poids spécifique des alliages ndétslliques. Geliert et Kra/t ont fait une longue série de recherches à ce sujet. Ils ont trouvé que les métaux suivants se condensent lorsqu'on les fait fondre ensemble : Y or avec l'argent, le plomb, le bismuth et le zinc; \ argent avec le cuivre, le plomb ^ l'étain, le bismuth, le zinc et Tantimoine; le plomb avec le zinc, le bismuth et l'antimoine ; le mercure avec 1 etain et le plomb; le bismuth 9iyec l'antimoine. Au contraire, ils ont remarqué qu'en faisant fondre ensemble les métaux suivauts , le volume était aug-^ mente : l'or avec le cuivre, le fer et Tétain; le platine avec le cuivre ; \efer avec l'antimoine , le bismuth et le zinc ; le cufure avec le plomb ; Xétain avec le zinc , le plomb et l'antimoine ; le zinc avec lantimoine; le mercure avec le bismuth. Le cuivre et le bismuth fondus ensemble ne changent point de densité.

Les alliages méialliques acquièrent ordinairement plus de ténacité que n'en ont les divers métaux qui les constituent. Ainsi, par exemple, un alliage de douze parties de plomb avec une partie de zinc a une ténacité double de celle du zinc. Ils sont aussi , presque sans exception , plus fusibles ; ce qui fait qu'on les emploie pour souder. Les alliages métalliques préparés à cet effet portent le nom de soudure. Ainsi , on soude l'or avec un alliage d or et d'un peu d'argent ou de cuivre ; l'argent, avec un alliage d'argent et de cuivre ou de laiton ; le cuivre , avec du laiton , etc.

Les alliages métalliques s'oxydent plus facilement que les métaux purs, et souvent jusqu'au maximum. Ce phénomène doit être attribué à l'augmentation d'affinité pour l'oxygène, qui résulte de la tendance d'un des oxydes à se combiner avec l'autre. Un alliage d'étain et de plomb , chauffé jusqu'au rouge , s'enflamme et continue à brûler de lui-même, à peu près comme de la mauvaise

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tourbe. Un amalgame de potassium et de mercure donne, en certaines circonstances, delà potasse et de l'oxyde mercurique rouge. Les méthodes à Taide desquelles on peut décomposer les aU liages métalliques , pour en retirer les métaux, sont nombreuses. Je les ferai connaître à Toccasion de chaque métal , et de la descri^tion générale de lanalyse chimique.

État des métaux dans la nature; manière de les extraire de leurs minerais , et appréciation de la richesse métallique des minerais*

Les inétaux se rencontrent sous la surface de la terre , dans les montagnes, plus rarement dans des terrains sédimentaires, dans le sable des rivières ou dans le sol des lacs. Lorsqu'ils se préseo« teift sous forme métallique et à Tétat de pureté, on les appelle natifs. Ce cas est rare. Ordinairement ils sont, comme on dit, minéralisés par l'oxygène, le soufre ou larsenic. Quelquefois on les trouve à l'état de sels. Les minéraux métallifères sont nommés minerais. Ils forment des courbes ou filons dans les montagnes , surtout dans les terrains primitifs et de transition, où ils sont séparés de la masse principale de la roche proprement dite, et mêlés avec presque toutes les espèces possibles de minéraux. La partie prédominante du minerai est appelée la gangue (matrix) du minerai. La quantité du minerai n'est pas la même sur tous lès points. Lorsque les minerais sont en filons, leur quantité est plus variable encore que quand ils constituent des couches , et la nature présente sous ce rapport des particularités fort étranges , mais dont l'exposition serait déplacée ici.

Les métaux sont extraits purs des minerais par différents procédés, dont voici le résumé* Si le minerai n'est pas pur, il faut en séparer la gangue, afin de ne pas augmenter inutilement les difficultés de la fusion du métal. On casse d'abord le minerai en morceaux, puis on le pulvérise ou bocarde, ce qui s'exécute au moyen de machines particulières. Ensuite , pour séparer les mi* nerais des métaux rares de la gangue, on a recours au lavage à grande eau; c'est-à-dire qu'on enlève avec l'eau les particules de la roche, qui sont plus légères, tandis que celles du minerai, qui sont plus pesantes, restent. Quelques minerais, qui contiennent des sulfures ou des arseniures, dont le poids n'est pas beaufDOup plus considérable que celui de la gangue , et qu'on ne pour-

/}0 iTÂT DES METAUX DAMS LA NATURE.

rait par conséquent soumettre au lavage sans éprouver une grande perte 9 sont ordinairement mis en fusion à laide de minéraux trèsfusibles; ce qui fait que la roche se réduit en scories et se sépare du sulfure métallique fondu, lequel se rassemble au fond du fourneau y sous les scories. Après qu'on a débarrassé autant que possible le minerai de la gangue , on cherche à en séparer le soufre et Farsenic : pour 7 parvenir, on le grille pendant longtemps, et sur la fin de l'opération on élève considérablement la chaleur; le soufre et l'arsenic s'échappent en grande partie, sous la forme d'acides sulfureux et arsénieux , et le métal reste à l'état d'oxyde. II faut, pendant le grillage , augmenter la chaleur par degrés, afin que le minerai n'entre point en fusion; et quelques minerais exi* gent que l'on répète cette opération. Le grillage a lieu soit dans des fourneaux particuliers , soit en tas que Ion élève, à l'air libre, sur une base de bois à brûler.

Le minerai grillé est réduit dans un fourneau construit exprès pour cet usage. Après l'avoir mêlé avec des substances appelées /lux, on l'y empile par couches avec du charbon. Les flux servent a faciliter la fonte des portions de gangue encore adhérentes, et à dissoudre l'oxyde de fer que tous les minerais contiennent , quelques-uns en grande quantité. Ils produisent un verre particulier, opaque et très-fusible, qu'on appelle scorie, La chaleur est accrue dans ces fourneaux par un fort tirage ou par des soufflets. L'oxyde métallique se trouve réduit par le charbon, et il se dégage du gaz oxyde carbonique et du gaz acide carbonique , dont le premier brûle avec une grande flamme d'un bleu rougeâtre , à l'orifice du fourneau. Le métal réduit qui se rassemble au fond du fourneau, sous les scories, est rarement pur ; il contient un mélange d'autres métaux , même du carbone , que le charbon lui a communiqué au moment de la réduction. La scorie fondue qui couvre sa surface l'empêche de s'oxyder dans le fourneau. Celui-ci est disposé de manière qu'on peut laisser écouler et la scorie et le métal, chacun à part , à mesure qu'ils s'accumulent.

Quant à la purification de la masse métallique ainsi obtenue , elle varie pour chaque métal ; je la décrirai à Thistoire des métaux en particulier. Quelques métaux n'ont pas besoin de toutes les opérations qui viennent d'être décrites, et d'autres exigent qu'on leur fasse subir certaines modifications.

L'art de déterminer en petit la quantité de métal qui se trouve

BTAT DBS UÉTJLVX DAKS LA K ATÜRE. 4^

danft un minerai, ainsi que les phénomènes qui doivent se présenter quand on le traite en grand , porte le nom de docimasie. Cet art se divise en docimasie par la voie sèche, et docimasie par la Yoie humide. Cette dernière, qui est, à proprement parler, une sorte d analyse , sera décrite lorsque je traiterai de l'analyse chimique. Quant à lautre , elle donne des résultats peu exacts, mais qui suffisent pour le but qu'on se propose. Elle consiste à imiter en petit les opérations qu'on exécute en grand sur le minerai. L'échantillon qu'on prend pour cela doit , autant que possible , être choisi, d'après ses caractères extérieurs, dans un minerai de richesse moyenne , ou se composer de morceaux pris sur différents points, et que Ton mêle bien ensemble. On le concasse, on le pèse^ et on enlève la gangue par le lavage dans un vaisseau approprié. Alors on le fait sécher, et on le pèse de nouveau ; la perte qu'il a subie fait connaître la quantité de gangue. Gela fait, on grille le minerai, en le remuant toujours dans un petit tét, opération qu'on exécute ordinairement dans un fourneau à moufle, afin de laisser un libre accès à l'air, sans qu'il puisse tomber ni cendre ni poussière dans la masse. D'abord on recouvre le tét , afin qu'il ne se perde rien par la décrépitation à laquelle donne lieu la première action de la chaleur; ensuite on continue le grillage tant qu'on remarque encore un changement dans le poids du minerai. On note la perte que celui-ci a éprouvée ; puis on le mêle avec de la poudre de charbon et avec un flux, et on l'expose, dans un creuset , à la chaleur nécessaire pour le réduire. La substance dont on se sert de préférence ^ à titre de flux, est la potasse, chargée de charbon , que l'on obtient en faisant détoner un mélange de deux parties de tartre cru et d'une partie de nitre. C'est ce qu'on appelle^iu? notr, auquel on ajoute communément, dans les essais, un peu de sel marin , pouf le rendre plus fusible. L'alcali concourt ici à la réduction principalement en ce qu'une portion du potassium se dégage sous la forme de vapeurs , et réduit les parties de l'oxyde, qui, sans lui, resteraient dans le même état, faute d'être en contact parfait avec le charbon. Lorsque l'essai a été bien fait , le flux présente une surface unie après le refroidissement, et on ne trouve au fond qu'un seul culot métallique, qu'on pèse , a^rès l'avoir débarrassé des scories. Il est presque inutile de dire que l'on doit employer , dans ces opérations , de bonnes balances bien sensibles. Une règle dont on ne doit jamais

4^ vimVX l^LECTROPOSTTirS AtCULtSllliS.

s écarter dan^ ces sortes d'opérations, cest de soumettre toujours le même tnineraî à deux essais successifs : si tous deux donnent le même résultat, ils iont exacts; sans quoi il faut recourir de nou» veau à un troisième, pour savoir quel est celui sur lequel on peut compter*