CHAPITRE V

DES REACTIFS DE LA VOIE «àCBMj OU DES FLUX.

Il y a des cas où Ton expose les substances dont on veut faire Fessai à une chaleur plus ou moins élevde , dans des vases d^une forme convenable , sans y rien ajouter ^ par exemple y lorsque Ton se propose seulement de recoijnaitre leur degrci de friabiliUÎ y Taspect de la matière fondue , la perte qu'elle éprouve dans Topération 9 etc. -, mais le plus souvent il est nécessaire d'ajouter aux substances que Ton soumet à Tessai d'autres substances qui doivent être différentes, selon la nature de ceUes que Ton traite et selon le but '^*on se propose.

Les substances que Ton ajoute dans les essais sont ce que nous appellerons les réactifs de la voie sèche. Comme elles déterminent presque toujours la fusion , on les distingue généralement par la dénomination de Jlux ou fondans ; mais la suite fera voir que cette dénomination ne peut être appliquée avec exactitude qu'à un certain nombre de ces substances.

Nous partagerons les réactifs de la voie sèche en cinq classes : 1°. les réductifs^ 2°. les oxidans ^ 3°. les désulfurans ; 4*- l^s sulfurans ^ 5*. et les fondans. Nous allons examiner successivement les différens réactifs de chacune de ces classes.

SECTION PREMIÈRE

Réductifs»

On appelle ainsi les substances qui sont susceptibles d'enlever l'oxigène à un grand nombre de combinaisons. Les réductife employés dans la voie sèche, sont :

360 mtmHmFs.

i'. Le gaz hydrogène ^

a**. Le cliarbon^

3*. Les huiles grasses , le suif et les résines;

4*. Le sucre ^ Y amidon et les gommes ;

5°. 1a acide tartrique ;

6". \j acide oxalique;

7°. Le yèr et le plomh métalliques.

ARTICLE PREMIER. — Gaz Ivydrogène.

Propriétés. — Le gaz hydrogène est invisible , incolore lorsqu'il est absolument pur *, mais le plus souvent il a une odeur résineuse désagréable qu'il doit à un mélange de vapeurs huileuses. C'est le plus léger de tous les corps : à o^ sa densité est de o,o688. H a une grande afBnitë pour l'oxigène , et en se combinant avec 8,oi3 de ce corps il forme de Teau. Il brûle presque sans flamme, mais en produisant une chaleur très forte. Il forme avec le carbone des gaz permanens qui portent le nom ^hjr^ drogène carboné, et quelques composés liquides. Il constitue avec l'oxigène , le carbone et l'azote , toutes les substances organiques. Il ne se combine pas avec les métaux. Son atome pèse 6,2398.

AetioB «or ict Lc gaz hydrogéuc réduit un grand nombre d'oxides métalliques , à la chaleur rouge ou à la chaleur blanche , savoir : les. oxides de plomb , de cuivre , de bismuth , d'antimoine y de zinc , de fer, de cobalt , de nickel , de tungstène , de molybdène et d'urane -, mais comme on ne peut l'employer qu'à Taide d'appareils compUqués , et à une température trop peu élevée pour que les matières mélangées avec le métal puissent entrer en fusion et s'en séparer, on ne se sert de ce gaz que dans des expériences de recherches. H a le grand avantage de donner le métal à un état de pureté parfaite , tandis que les autres réducti& ne le produisent souvent que combiné avec une certaine proportion de carbone.

Préparation, — Il est facile de se procurer du gaz hydrogène en dissolvant du fer ou du zinc dans de l'acide sul-

oxidcs.

HYDROG£NB« 36 1

furîque étendu de 4 ^ ^ fois son volume d'eau. On met dans une fiole à médecine ou dans un matras une certaine quantité de cet acide *, puis on y introduit du fer ou du zinc , en limaille ou en petits morceaux -, on adapte un bouchon de liège traversé par un tabe de verre , et Ton cliaufie légèrement, si Ton veut que l'opération marche vite : on rejette les premières portions de gaz, qui sont mêlées d'air, et on le reçoit ensuite dans un gazomètre ou dans des récipiens convenables.

M. Gay-Lussac a imaginé une appareil très com- ^^r.P*'^' mode à l'aide duquel on peut à volonté et instantanément obtenir un cornant de gaz hydrogène. Cet appareil a été converti en laioipe, et on l'a modifié de diverses manières. Sa forme la plus ordinaire est celle qu*on a représentée dans la Fig. 5 , PL XII. Le vase infé^ rieur A est muni de deux tubulures , l'une b qui est usée à l'émeri intérieurement, et l'autre c à laquelle on adapte un tube garni d'un robinet, et par lequel le gaz peut s'écouler : le vase supérieur B est ouvert par le haut, et son col , qui est usé à l'émeri extérieurement en a, peut s'adapter exactement dans la tubulure b. On verse de l'acide sulfurique étendu d'eau dans le vase A , de manière à le remplir aux trois quarts environ-, on fixe au col du vase B un anneau de zinc z^ et l'on introduit ce col dans la tubulure. Aussitôt que le zinc plonge dans Tacide, il se produit du gaz hydrogène-, et si le robinet c est ouvert, le gaz s'écoule. Si Ton a placé im peu au-dessus de l'orifice du tube un petit morceau de platine en ^onge , comme on le voit en p j le gaz s'enflamme et continue à brûler. Lorsqu'au contraire le robioet est fermé , le gaz , ne trouvant aucune issue pour sortir du vase A, comprime l'acide sulfurique et le fait remonter dans le vase B , à travers le col , jusqu'à ce que le niveau du liquide s^étant abaissé au-dessous de la partie inférieure de l'anneau de zinc , la production du gaz s'arrête. Si l'on ouvre de nouveau le robinet , le gaz s'écoule aussitôt, l'acide redescend dans le vase A , et la production de l'hydrogène recommence.

de

Lu«.'>ac.

36a RÉDVCTIPS.

Appareilla M. Hare a adopté une difiposition fort simple, et que l'on peut Êicilement mettre à exécution dans un laboratoire. On met au fond d'un Yase ouvert A, Fig. 6, un support sur lequel on fixe un morceau de fer ou de zinc ; on verse dans ce vase une quantité diacide sulfurique étendu^ suflisante pour que le morceau de métal en soit recouvert ; puis on renverse par- dessus le métal une cloche à robine); B, qui plonge jusqu'au fond du vase : quand le robinet est ouvert le gaz se dégage ; quand il est fermé le gaz s'accumule dans le liquide et monte dans l'espace annulaire aa. H faut que la cloche soit chiurgée d'un certain poids p, afin qu'elle ne puisse pas être soulevée par le gaz. On peut substituer à la cloche un flacon ordinaire dont on aurait détaché le fond; alors on adapte au goulot de ce flacon un bouchon traversé par un tube de verre qu'il suffit de boucher pour arrêter la production du gaz (i).

Usage. -— Quand on veut réduire un acide par le gaz hydrogène , on introduit cet oxide dans un tube de verre à boule , que Ton chauffe au moyen d'une lampe (Fig. 9, PL 11)9 ou dans un tube de porcelaine placé au milieu du charbon : on dirige un courant de gaz à travers le tube , et Ton continue l'opération jusqu'à ce qu'il ne se produise plus de vapeiur d'eau, {f^ojr. page 87.)

ARTICLE n. — Charbon.

Propriétés. — Le carbone pur est le diamant. On donne le nom de charbon au carbone que Ton obtient par la décomposition des substances organiques.

Dianant. Lc caibouc puT OÙ diamant est incolore, transpa-

rent-, il cristallise en dodécaèdres, etc.-, il réfi'acte très

(*) Cet appareil peut servir ëgulement pour se ptx)curer à vo* lontë de rhydrogène sulfure, de l'acide carbonique el du deutozide d'azote, II suflSt, pour les deux premiers gaz, de remplacer le métal par un sulfure ou par du marbre. Pour obtenir le deutoxide d'azote, il faut employer du cuivre rouge et de l'acide nitrique.

. CHÀBBOM. 363

fortemeut la lumière : c'est le plus dur de tous les corps -, sa densité est de 3,55.

Le charbon est tantôt d'un noir fooeé et mat, et tan«- charbon rigé* tôt d'un gris noir métalloïde ; il est opa({ue , poreux j fragile y mais très dur.

Le carbone , * à quelque état qu'il soit , se combine avec Tozigène , k l'aide de la chaleur ^ mais la température qui est nécessaire pour que la combinaison ait lieu y est d'autant plus élevée que le carbone est plus dense » ou qu'il se rapproche plus de l'état métaUique. Sa combustion produit une chaleur très forte. Le carbone à l'état naissant se combine avec plusieurs métaux , entre autres avec le fer , le cobalt et le nickel. Son atome pèse 76,437.

Le charbon réduit complètement tous les oxides mé- ^*j^*^j"'*** talliques à l'aide d'une température plus ou moins ëlevée^ Dans les essais y c'est presque toujours par le charbon que s'opère la réduction -, mais on emploie cette substance sous différens états. Nous n'^itendons parler dans cet article que du charbon de bois et du coke.

Le charbon qu'on destine aux usages de la *voie sèche <^^<>''*' doit être choisi avec soin , pulvérisé et passé au tamis de soie.

Le charbon ordinaire n'est pas du carbone pur-, il N«tiire. contient toujours une certaine proportion d'hydrogène et de la vapeur d'eau qu'il condense promptement entre ses pores dès qu'il se trouve en contact avec Pair atmosphérique. Ces substances ne ^nt aucunement nui'^ «ibles -, mais si quelques expériences exigeaient que l'on employât du charbon qui n'en contint pas, il serait &die de s'en procurer en calcinant , à une chaleur blanche soutenue , du chaibon ordinaire dans un creuset bien couvert. Le charbon de bots dur conservé dans un lien sec perd Oyi5 de son poids, terme moyen, par la calcination. On pourrait aussi se servir de la brasque qui aurait déjà été raiployëe à un essai -, mais il faut savoir que le charbon fortement calciné est beaucoup moins combusr

Cendres.

Charbon pur.

364 RÉDUCTIFS.

tîble que le charbon ordinaire , et que , par conséquent , il n* opère pas la réduction aussi facilement et à une température aussi basse.

Le charbon de bois laisse par sa combustion 0,02 à o,o3 de cendres -, ces cendres contiennent près de la -moitié de leur poids d'acide carbonique^ le charbon ne renferme donc tout au plus que 0,01 de substances fixes, dans lesquelles la chaux est le principe dominant : ces substances doivent pour la plus grande partie passer dans les scories, et n'ont pas sur le résultat des essais une influence qui mérite d'être remarquée.

S'il était nécessaire de se servir du charbon absolument pur, on s'en procureriat aisément en calcinant du sucre dans un creuset couvert.

Inconuénîens. — Mais le charbon a par liû-méme deux inconvéniens : premièrement, il a la faculté de se combiner avec plusieurs métaux ; et, en second lieu , il est infusible , et il ne peut pas entrer en combinaison avec les substances vitreuses. La faculté qu'il a de se combiner avec plusieurs métaux , tels que le fer , le cobalt , le nickel et quelques autres , fait qu'en l'employant pour réduire les oxides de ces métaux , on n'obtient pas ceuxci à l'état de pureté \ ce qui empêche d'en avoir la proportion rigoureuse , et de prévoir quelles seraient leurd propriétés s'ils étaient purifiés par l'affinage. H n'y a pas moyen de remédier à ce dernier inconvénient -, mais quant à la proportion du métal, la présence du charbon n a qu'une faible influence , parce que la quantité de ce combustible qui entre en combinaison est très petite , 0,02 à 0)03 tout au plus , et qu'elle compense à peu près la quantité d'oxide dont la présence des scories empêche la réduction. De l'infiisibilité du charbon et de son impuissance à se combiner avec les verres, il résulte qu'après la réduction , la portion qui n'a pas été consumée reste disséminée entre les grenailles du métal et au milieu de la scorie fondue, et qu'elle peut s'opposer à la réunion des matières en im seul culot et à la sé-^ paration des substances hétérogènes, si elle se trouve en