ACIDE SULFURIQUE

Cet acide est anhydre ou hydraté, cYst-à-dire, combiné avec une

certaine quantité d'eau. Dans les deux cas, ses propriétés électriques

sont différentes. Dans le premier cas, il est solide, l)lanc et opaque.

Au-dessous de 250°, il se fond à cette température même. Voici alors

ses propriétés physiques :

Densité 1,57

Indice de réfraction ?

Pouvoir réfringent ?

Poids atomique. ,, '

Cet acide n'est point conducteur de l'électricité : dès lors nous ne devons pas nous en occuper; mais il n'en est pas de même de l'acide sulfurique hydraté , qui joue un grand rôle en électro-chimie comme agent producteur. Ce dernier, qui est liquide, blanc, inodore et visqueux, possède les propriétés physiques suivantes :

Densité à 20° 1,842

Indice de réfraction (Newton) 1 ,429

— — (Herschel) 1,430

— — (Wollaston) 1,435

— — (Brewster) 1 ,440

Cet acide est d'autant meilleur conducteur qu'il renferme plus d'eau ; quand la quantité en est considérable, l'eau seule est décomposée. Ce n'est pas le seul exemple que l'électro-chimie nous présente de deux substances qui, prises isolément, ne sont pas conductrices de l'électricité, et dont le mélange devient bon conducteur de cet agent. En effet, l'eau n'est pas conductrice, ni l'acide anhydre, et cependant leur mélange produit un liquide excellent conducteur. Comment expliquer ce changement dans les propriétés conductrices? Il ne peut être attribué qu'à un arrangement moléculaire du mélange, arrangement qui résulte de la combinaison de l'eau avec l'acide, combinaison qui est rendue sensible par le dégagement de chaleur dont le mélange est toujours accompagné. Cet acide concentré, soumis à l'action d'un courant énergique au moyen de lames de platine, donne un dépôt de soufre à l'électrode négative, tandis que l'électrode positive se colore en brun, indice de la production de sulfate de platine, résultat de la combinaison de l'oxygène provenant de la désoxygénation du soufre et de l'acide sulfurique ambiant avec le platine.

Chaleur spécifique.

Poids atomique.

Cet acide, dans les décompositions électro-chimiques , jouit de la propriété de chasser tous les autres acides qui se rendent au pôle positif, quand lui-même se trouve transporté ; mais pour cela, il faut que l'intensité du courant ne soit pas assez forte pour vaincre l'affinité de toutes les substances soumises à la décomposition.

OXACIDES D'AZOTE.

PROTOXYDE d'azote.

Ce corps est gazeux, sans couleur et sans odeur.

Densité 1,527

Celle de l'air étant 1.

à volumes égaux. .. . 1,3503

à poids égaux 0,8878

Coefficient de dilatation 0,30763

Indice de réfraction (Dulong) 1,000503

Puissance réfractive 0,001007

Pouvoir réfringent (Dulong) . . , 0,5078

Ce gaz est décomposé par la chaleur en acide hypoazotique et en azote ; il est probable qu'en le faisant traverser par des étincelles électriques, on parviendrait à le décomposer de la même manière.

On détermine la composition du protoxyde en faisant détoner dans l'eudiomètre à mercure, au moyen de l'étincelle électrique, un volume de protoxyde d'azote et deux volumes d'hydrogène. On obtient un résidu gazeux composé d'un volume d'hydrogène et d'un volume d'azote. Il est donc disparu un volume d'hydrogène correspondant à un demi-vo!urae d'oxygène, d'où résulte que le protoxyde d'azote est formé d'un demi-volume d'oxygène et d'un volume d'azote condensés en un seul.

BIOXYDE d'azote OU GAZ NITREUX.

Ce corps est toujours à l'état de gaz et incolore.

Densité '. 1 ,0390

Indice de réfraction (Dulong) 1,000303

Pouvoir réfringent (Dulong) 0,4491 1

Puissance réfractive 0,000G06

Poids atomique. , .,

Ce gaz est décomposé par la chaleur et les étincelles électriques, de même que le protoxyde d'azote. 11 se transforme en azote et en acide nitrique; mêlé à l'hydrogène et exposé à l'action du platine en éponge nouvellement calciné, il se transforme peu à peu en eau et en ammoniaque. Cinq parties mélangées à quatre parties d'ammoniaque gazeuse sont enflammées avec détonation dans l'eudiomètre par l'étincelle électrique. On trouve que ce corps est composé de parties égales en volume d'oxygène et d'azote.

ACIDE AZOTIQUE {(icide nitrique).

Densité (Kirvan) 1 ..'',54

— (Gay-Lussac)à IS'^ l,.'ilo

(Berzélius) 1,513

Indice de réfraction (densité 1,48, d'après

Brewster et Young) 1,410

— (Wollaston) 1,410

Pouvoir réfringent (Bre^Yster) 6,676

Poids atomique. „ '

L'acide azotique est un des corps qui se décomposent le plus aisément sous l'influence des forces électriques; c'est pour ce motif qu'il est fréquemment employé en électro-chimie. La lumière le transforme en gaz oxygène qui se dégage, et en acide hypoazotique qui reste dissous en partie dans l'acide et le colore en brun. L'appareil à gaz oxygène, dont les effets sont si remarquables , ne doit ses propriétés qu'à la facilité de décomposition de l'acide nitrique; car en substituant à ce dernier un acide doué de plus fortes affinités , on n'obtient pas, à beaucoup près, les mêmes résultats; on l'emploie pour faire fonctionner avec plus d'énergie les appareils voUaïques ordinaires, à cause de son grand pouvoir conducteur et de la propriété dont on vient de parler. Cavendish a déterminé les proportions de cet acide par la propriété que possède un mélange d'oxygène et d'azote de se transformer en acide azotique , en faisant traverser le mélange par une série d'étincelles électriques. Effectivement, ayant introduit sept volumes d'oxygène, trois volumes d'azote, dans un tube recourbé, rempli en partie de mercure, et dont les extrémités plongeaient dans un bain de ce métal , au bout d'un certain temps, tout le mélange était disparu. Cavendish en conclut que telle était la composition de l'acide azotique; mais depuis on a reconnu que deux volumes d'azote et cinq d'oxygène formaient l'acide azotique.

ÉLECTBO-CHIMIE. 385

ACIDES MÉTALLOIDIQUES.

Ces acides sont formés chacun de deux métalloïdes, dont Tun, électro-négatif, remplace Toxj'gène, et l'autre, électro-positif, se comporte comme base.

ACIBE SULFHYDRIQUE.

Il est gazeux, sans couleur, et suffisamment caractérisé par l'odeur qu'il répand.

Densité 1,1912

Indice de réfraction (Dulong) 1,000644

(à l'état gazeux)

T « !• 'f I • ( supérieur à celui

Le même , liquéfie par la pression ^ ,

(de 1 eau.

Pouvoir réfringent (Dulong) 0,8419

Poids atomique.. ,^

Un mélange d'acide sulfhydrique et d'oxygène, dans des proportions convenables, donne, dans l'ciuliomètre, de l'eau et de l'acide sulfureux; un volume de gaz explosif et un quart de volume de gaz sulfhydrique détone; ce qui n'a pas lieu avec un demi-volume de ce dernier : il est en partie décomposé par l'action de la chaleur; le soufre est mis à nu ; l'hydrogène se sépare. On arriverait aux mêmes résultats en faisant traverser ce gaz par des étincelles électriques.

BASES SALIFIABLES MÉTALLOIDIQUES.

AMMONIAQUE, OU azotuTe dliijdrogène.

Ce corps s'obtient à l'état de gaz très-âcre, et agit sur l'odorat d'une manière caractéristique.

T ,. j ,, ^. (à l'état gazeux (Dulong). . . 1,000385 Indice de refraction. ,. ,„,* ,^ . ^ ' ...

( liquéfie par la pression .... \ ^T^^,^',^

i les :uilios fia/, li- [ (iiirllés.

Pouvoir réfringent à l'état gazeux 1 ,6851

Puissance réfractive 0,0007 71

H. aS

(0=100 l'oids atomique. \ ,.

Le gaz ammoniac est décomposé eu y faisant passer une série d'étincelles. Si l'on opère sur cent parties, on le décompose entièrement, et l'on obtient cent cinquante parties d'hydrogène et cinquante parties de gaz azote, représentant exactement le poids de cent parties de gaz ammoniac ; d'où il suit que l'hydrogène et l'azote sont condensés de la moitié de leur volume. On opère de la manière suivante (pi. X, fig. 10). Le tube, bien sec, est rempli de mercure soumis à l'ébuUition pour chasser les moindres traces d'eau ; on y fait passer une quantité déterminée de gaz ammoniac , puis on introduit le conducteur c c, de telle sorte qu'il y ait une distance sensible entre la boule qui le termine et le bouton de l'instrument ; le conducteur d'une machine électrique ^i, transmet les étincelles au gaz jusqu'à ce que son volume soit doublé; sur un centilitre, l'expérience dure six ou huit heures. Le gaz augmente d'abord rapidement de volume; l'action se ralentit et devient ensuite presque insensible; cet effet est dû à ce que les molécules des gaz qui se trouvent sur le passage de l'étincelle sont seules décomposées. L'analyse des deux gaz provenant de la décomposition du gaz ammoniac se fait comme il a été dit précédemment. Le gaz ammoniac est décomposé avec détonation, en faisant passer une étincelle électrique dans l'eudiomètre qui contient un mélange d'ammoniaque et d'oxygène, il y a formation d'eau, à l'exception d'une petite quantité d'oxygène et d'azote qui se change en acide azotique. Si l'on opère sur un mélange d'un volume de gaz explosif et un mélange d'ammoniaque, il n'y a pas détonation; celle-ci n'a lieu qu'avec un demi-volume de gaz ammoniac.

On n'emploie ordinairement le gaz ammoniac que dissous dans l'eau. La densité de la dissolution varie suivant la quantité de gaz qu'elle renferme. Ainsi , sa densité est de 0,8750 quand elle est composée de 67,50 d'eau et 32,50 de gaz, et de 0,9692 quand il y a 90,50 d'eau et 9,50 de gaz.

Il est important de bien faire connaître les oxydes métalliques qui sont soiubles dans l'ammoniaque liquide, attendu que les dissolutions qui en résultent sont d'un usage fréquent en électro-chimie , pour la formation de certains composés dont nous aurons l'occasion d'entretenir le lecteur. On compte'treize oxydes soiubles, surtout a l'état d'hydrate , dans l'ammoniaque liquide, savoir : l'oxyde de zinc, l'oxyde de cadmium , le protoxyde et le bioxyde de cuivre, et l'oxyde d'argent qui sont très-solubles, l'oxyde de tellure, les protoxydes de nickel, de cobalt et de fer, le bioxyde d'étain , le bioxyde de mercure, le tritoxyde d'or et le bioxyde de platine.

Formation spontanée de F ammoniaque.

Nous avons à nous occuper de la manière dont les forces physiques interviennent avec les forces chimiques pour élaborer les substances azotées qui doivent servir à la nourriture des plantes. On peut poser en principe qu'il y a formation d'ammoniaque toutes les fois que l'eau est décomposée en présence de l'air, et qu'il se trouve des corps capables de former des couples voltaiques. Examinons ici les diverses circonstances où s'opère la production de l'ammoniaque dans les actions lentes.

Lorsque l'on soumet de l'eau distillée à l'action d'une pile , même de peu d'éléments, l'ammoniaque se forme au côté négatif, par suite de la combinaison de l'hydrogène de l'eau avec i'azote de l'air et des matières organiques qui se trouvent dans l'eau ; du côté positif, il y a production d'acide nitrique , en raison de la réaction de l'oxygène sur l'azote. Dans les appareils électro-chimiques simples, il y a presque toujours formation d'ammoniaque, toutes les fois que l'on opère sur des matières azotées, et dans des circonstances où l'on était loin delà soupçonner. Nous allons rapporter quelques faits que Ton doit prendre en considération en électro-chimie. M. Faraday a montré qu'avec une lame de zinc bien nette mise dans un tube avec un fragment de potasse chauffé au point de fusion de l'alcali, il y a production d'ammoniaque due à la matière organique contenue dans la potasse. On a les mêmes effets avec du sable que l'on a tenu longtemps à la main , ainsi qu'avec les bases terreuses, pourvu qu'on emploie un métal oxydable; car le platine, l'or et l'argent sont sans effet : l'eau a donc été décomposée dans la réaction. Toutefois/il faut que les bases soient exposées à l'air pendant quelques instants ou touchées avec la main, sans quoi les effets sont nuls. Pour concevoir ce qui se passe dans cette circonstance, il faut admettre que la potasse et le zinc forment un couple voltaïque et que l'eau soit décomposée, que l'oxygène se porte sur le zinc, l'hydrogène sur la potasse, et par suite sur l'azote à l'état naissant qui provient de la matière organique décomposée par la potasse, ce qui donne lieu à la formation de l'ammoniaque. Avec le sable, il y également couple voltaïque par suite du contact du fer et de son oxyde.

La rouille qui se forme sur le fer dans les maisons habitées renferme de l'ammoniaque dont la formation est due à une cause semblable. Vauquelin s'est assuré de ce fait en faisant chauffer la pièce d'essai dans un tube de verre avec une bande humide de papier tournesol

rougi par un acide. Rien n'est plus facile que de rendre compte de cette formation. Dès l'instant que le fer commence à s'oxyder, l'oxyde formé et le métal, avec l'humidité qui adhère à l'un et à l'autre, constituent un couple capahie de décomposer l'eau ; l'oxygène se porte sur le métal et l'oxyde ; l'hydrogène se rend sur l'oxyde et réagit sur les matières organiques absorbées, d'où résulte de l'ammoniaque. 11 peut même se former de l'ammoniaque par l'effet de la simple oxydation d'un autre métal.

Les oxydes de fer , à l'instant où on les retire de la terre , et avant même qu'ils aient été touchés ou qu'ils aient si^journé dans les maisons habitées, renferment également de l'ammoniaque, comme M. Boussaingault l'a reconnu par les moyens employés ordinairement. Ce fait tendrait à prouver que les oxydes de fer naturels proviennent du fer qui était primitivement à l'état métallique. Les expériences suivantes prouvent la formation de l'ammoniaque dans l'oxydation des métaux, et par suite dans les actions lentes. Ou prend des lames polies de zinc, de fer, de plomb ou d'étain, et l'on verse dessus une petite quantité d'eau, en y appliquant des bandes de papier de curcuma ; une demiheure après, il se manifeste déjà sur le papier à réactif des taches rouges qui prennent peu à peu de l'accroissement et disparaissent par l'action de la chaleur. Ces caractères sont tellement significatifs, que le fait annoncé est suffisamment prouvé. Nous aurons occasion dans le cours de cet ouvrage de citer plusieurs exemples de formation d'ammoniaque dans les décompositions électro-chimiques lentes.

Des tentatives faites pour isoler le radical de V ammoniaque.

Nous sommes amené naturellement à parler de l'amalgame d'ammoniaque et de l'ammonium, que M. Berzélius considère comme un métal constituant le radical de l'ammoniaque.

Après avoir découvert le potassium et le sodium, dont nous parlerons plus loin , Davy chercha dans l'ammoniaque un radical semblable. Il crut d'abord que le gaz ammoniac décomposé par l'étincelle électrique donnait une certaine quantité d'oxygène, mais cet effet ne provenait que de ce que le gaz n'était pas parfaitement privé d'eau ; car on prouva plus tard qu'on n'obtenait que de l'hydrogène et de l'azote dans les proportions voulues pour la décomposition de cet alcali.

Dans le but de rechercher si réellement il était possible d'isoler le radical de cet alcali , MM. Berzélius et Pontin firent l'expérience suivante. Après avoir mis un peu de mercure au fond d'une capsule

(le verre, ils y plongèrent un fil de platine en relation avec le pôle négatif de la pile; ils versèrent sur ce métal de rammoniaque caustique concentré, dans lequel ils lirent plonger unlil de platine communiquant avec le pôle positif, et dont l'extrémité se trouvait à 2 mill. de distance du mercure. Ils n'observèrent d'abord un dégagement de gaz que du côté positif; mais bientôt il se dégagea des bulles au-dessus du mercure. Peu à peu ce métal se gonfla, épaissit, prit une consistance butyreuse et une couleur blanc d'argent; son volume augmenta de cinq à six fois. En retirant cet amalgame, il se convertit rapidement en ammoniaque avec dégagement d'hydrogène, après quoi le mercure reprit son état naturel ; on se procure ainsi très-facilement ce composé en prenant un morceau de sel ammoniac dans lequel on pratique une petite cavité, où , après avoir mouillé le sel , on introduit une gouttelette de mercure que l'on met en relation , au moyen d'un fil de platine, avec le pôle négatif d'une pile, tandis que le sel lui-même communique avec le pôle positif. On s'aperçoit alors que le globule de mercure augmente peu à peu de volume et linit par remplir toute la cavité. M. Berzélius expliqua l'effet produit en admettant que le mercure s'était combiné, comme dans l'expérience avec la potasse , avec un radical métallique auquel il donna le nom d'ammonium.

Davy adopta la théorie de M. Berzélius relativement à l'existence de l'ammonium; mais il n'en fut pas de môme de MM. Gay-Lussac et Thénard , qui , pour bien connaître la nature de cet amalgame, en firent l'analyse. L'ayant bien fait sécher, ils le mirent dans un flacon de verre, long et étroit, parfaitement sec et rempli d'air, et l'agitèrent pendant quelques minutes. La combinaison fut détruite, et les parties constituantes se séparèrent sans que l'air fût aucunement modifié. Us en conclurent que l'amalgame ammoniacal ne pouvait exister que sous l'influence de la pile , et devait être considéré comme formé de mercure, d'hydrogène, d'ammoniaque, c'est-à-dire comme le résultat de la dissolution de ces deux gaz dans le métal.

M. Berzélius, qui ne partage point cette manière de voir, admet l'existence de l'ammonium, qui, selon lui, est un métal composé d'hydrogène et du radical présumé de l'azote, au([uel il donne le nom de nitricum.. 11 pense que lorscjue, par l'oxydation, ce métal se convertit en ammoniaque, il se combine avec autant d'oxygène qu'il en faut pour convertir le nitricum en azote. 11 résulte de là que lorsque l'alcali est décomposé à une haute température, le nitriciwi s'empare de l'oxygène, et l'hydrogène devient libre. L'ammoniaque serait ainsi

l'oxyde d'un métal hydrogéné qui renfermerait 53,4 de métal et 46,6 d'oxygène; l'ammonium , 32,56 d'bydrogène, et 67,44 de nitricum.

Cette manière de voir repose sur des probabilités que justifie la théorie des proportions chimiques. Néanmoins, l'existence de l'ammonium, c'est-à-dire d'un métal hydrogéné, n'est pas encore démontrée. Nous ne pousserons pas plus loin cette discussion , dont nous n'avons fait mention ici que parce que l'amalgame ammoniacal qui l'a soulevée est un produit électro-chimique.

Pour suivre l'ordre que nous avons adopté , nous devrions maintenant présenter les propriétés électro-chimiques des sels ammoniacaux 5 mais comme nous ne pouvons traiter chaque sel en particulier, nous préférons n'en pas faire mention dans ce moment , et continuer l'exposé des métalloïdes et leurs combinaisons , à Texception cependant des sels, dont nous exposerons les généralités, sous le rapport électrochimique, quand nous aurons vu les métaux.

BIOXYDE d'hYDBOYGÈNE OU EAU OXYGENEE.

Ce corps est intéressant à étudier électro chimiquement, par la facilité avec laquelle on observe les effets électriques produits dans sa décomposition. 11 est incolore et sans odeur ; sa tension est plus faible que celle de l'eau; on le concentre facilement dans le vide à la température ordinaire, au moyen de l'acide sulfurique. On n'a pu jusqu'ici le solidifier, quelque basse qu'ait été la température à laquelle on ait pu le soumettre.

Densité 1,452

Poids atomique. . . , „

Le bioxyde d'hydrogène est décomposé par le contact d'un grand nombre de corps , d'où résultent des effets électriques qui indiquent la nature de sa décomposition. (Voyez Traité (V électricité, \. II, p. 183.)