REDUCTION. OS

d oiidalion ; 2i la chaleur de 1 50* p. , 60 grammes d*o&ide de manganèse se réduisent complètement en deux ou trois heures, tandis que Foxide de chrome, Toxide de titane et Toxide de cërium , se recouvrent à peine d'une pellicule métallique: il parait môme qu*il serait impossible de réduire complètement par cette voie un poids notable de ces trois derniers oxides.

La rédaction par cémentation a lieu soit que le métal se fonde;, soit qu'il oe se fonde pas ; mais l'opération marche beaucoup plus vite dans le premier cas que dans le second, parce qu'à mesure que le métal entre en fusion, il se réunit en grosses grenailles que leur poids entraîne au fond du cfL-oset, et que par là il se trouve toujours une certaine portion de l'oxide immédiatement en contact avec le charbon.

Enfin , fa réduction par cémentation s'effectue lors même q>ie les matières étrangères qui peuvent se trouver nié-* langées avec Toxide métallique forment entre elles une combinaison infusible. Dans ce cas, le métal réduit reste en grenailles ou en particules invisibles disséminées dans la scorie non fondue.

Lorsque l'on n'a pas chauffé un oxide assez longtemps pour que sa réduction par cémentation ait pu être complète, on obtient une masse enveloppée d'une couche mé- Uliiqae grenue et sans éclat , plus ou moins épaisse , et occupée au centre par l'oxide ramené au plus bas degré d oxidation qui puisse avoir lieu , et l'on remarque que le métal ne commence à se produire à la surface que quand Toxide a été ramené en totalité à ce minimum d'oxidation. Ainsi , quand on cémente de l'oxide rouge de fer , toute la masie se change d'abord en oxide desbatlitures, en passant par fétat d'oxide magnétique de la nature, et ensuite elle se recouvre d'une couche de fer métallique dont l'épaisseur s'accroît peu à peu.

Quand on veut réduire une masse considérable d'oside.

(M RÉnUCTIuN.

iiu |)uids de 500 gramme* par ei^eiiiple, on ne peut p.i< opérer par voie de cémentation , p.'irre que cela exigerait un trop long temps. Dans ce cas, on calcule approxîinaiivemeut la quantité de charbon qui serait nécessaire pour former de Tanide carbonique avec Toxigène ; on mélange avec Toiide une quantité de charbon un peu moindre que viiWe qui a été calculée, en ayant soin d'en mettre un peu plus au centre de la masse qu'à la surface , et I on chauffe dans un creuset brasqué; alors le charbon mélangé et le charbon de la brasque agissent simultanément sur Toxide, la réduction est prompte et complète , et Ton évite les inconvénients qu'aurait pu produire remploi d'un excès de charbon (*).

Ce que nous venons de dire doit faire comprendre l'importance des services que rendent les creusets brasqué)» dans les essais par la voie sèche. A raison de cette importance, nous entrerons dans les détails les plus circonstanciés relativement à la préparation de ces creusets, {^oy pages G6 et suiv.)

(*) La combinaison par voie de cémeutation est un phénomène général d'un grand intérêt, et qui mérilerait d'attirer toute Tattention des chimistes philosophes. On ignore comment ce phénomène s*opère. On pourrait croire que Toxigène est enlevé par les vafieurs combustibles qui émanent des foyers, et qui pénètrent à travers toutes les substances poreuses; mais il est facile de s'assurer qu'il ne peut en être ainsi, au moins quant à la réduction des oxhles de fer. En effet, que Ton remplisse d'oxide ronge de fer un creuset au fond duquel on aura mis du charbon, ou, au contraire, que Von place àv Toxide de fer dans un creuset , et qu'on le recouvre de charbon, ou enfin , que Ton introduise du charbon au centre d'une masse d'oxide de fer, et que l'on chauffe pendant une heure ou deux, et Ton trouvera qu'il ne s'est formé de fer métallique que dans la iwrtie de la masse voisine du charbon, et qu'il n'y en a pas la plus petite trace à la surface du culot ni dans les autres parties, quoique ces pnrtîPî» se soient trouvées exposées comme toutes les autres à l'action des gax combustibles qui se dégagent du foyer.

RÉDUCTION. f'*^*

î«a réduction par le gai hydrogène est rarement employée comme moyen d*essaî ; mais dans plusieurs cas il faut nécessairemeni y avoir recours, quand on veut obtenir un métal absolument exempt de carbone. Lorsqii*on opère sur de grandes masses^ on met Toxide dans un tube de porcelaine, que l'on chauffe au blanc dans un feu de charbon , et Ton h\i passer un courant de gaz hydrogène à travers ; mais quand on ne traite que de petites masses d'oxide , et que Ton veut déterminer la perte qu'il éprouve et le poids du métal qu*il produit , on effectue la rédaction dans un appareil en verre fort et le moins fusible possible. Cet apyiareil(Fig. 9) consiste en un tube à boule, que Ton chauffe h Taido d*une lampe à courant d'air, et qui est adapté à un tube cylindrique plein de chlorure de calcium , à travers lequel on fait passer le gaz hydrogène pour le dessécher ; tiiavent même on place avant ce tube un autre tube muni de une ou deux boules , pour que le gaz y dépose d'abord la plus grande partie des vapeurs d'eau qu'il entraine en «ortant du vase qui le produit. On pèse le tube à boule, on introduit de Toxide dans celle-ci^ on nettoie les tubes avec une barbe de plume, puis on pèse de nouveau, et l'on a par différence le poids de Toxide employé. On réunit les diverses parties de l'appareil avec de petits bouchons ou avec des tubes de caoutchouc ; on fait arriver le courant de gaz hydrogène, et quand on juge que tout l'air a été chassé par «'e gaz, on chauffe graduellement la boule jusqu'à une forte chah ur rouge, en continuant à faire arriver du gaz tant qn'il se dégage de Teau. Quand la réduction est complète , «»n retire la lampe, après avoir eu soin de bien sécher les tubes ; on laisse refroidir le métal au milieu du gaz , et Ion pèse le tube une troisième fois, ce qui donne la perte en oiigène , etc. Si Ton ne chauffait pas assez Airtement la boule, ou si l'on en retirait le métal avant qiril fût tout-2hfjiit froid, celui-ci s'enflammerait spontanément comme un pyrupliore , et cela arrive même souvent, malgré ces précau-

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6<5 FUSIOPC.

lions, surtout quand le métal se trouve mêlé avec quelques substances étrangères, qui augmentent son état de division.

▲BTicu IV. — Fusion.

On fait fondre une substance minérale avec ou sans addition , l"" pour déterminer approximativement son degré de fusibilité ( un verre, un laitier, une scorie, un alliage, etc. ); l"" pour savoir quel aspect elle prend , et quelles sont ses propriétés , quand elle a été fondue et refroidie ensuite plus ou moins lentement ( un verre coloré parle cobalt, le chrome^ le manganèse ; etc. , une scorie susceptible ou non de cristalliser, un alliage , pour examiner s'il est ductile ou non, etc.); 3** pour rechercher si elle perd quelque chose de son poids , soit à cause de sa volatilité propre , soit parce qu'il s'en sépare un ou quelques-uns de ses éléments ( les métaui purs volatiles , tels que le plomb et le cuivre , les arséniosulfures, etc. ) : dans ce cas, Topératinn est mixte, c'est en même temps une fusion et une caici nation ; 4** pour la combiner avec une autre substance, la rendre par là plus attaquable par les réactifs, etc. : 5* enfin, et c*esl là le cas le plus fréquent^ on fond une substance hétérogène, soit pour eu extraire un métal ou un alliage, soit pour séparer une en nbinaison niélallique d'une combinaison pierreuse : dans ce dernier cas on dit qu'on fait une fonte crue ; quand, pour obtenir un métal ou un alliage, il faut désoxider, on dit qu'on fait une réduction; enfin, quand on a pour but de séparer les métaux de leur sulfure , Topération prend le nom de déêulfuration,

5 !••. — Detereuêeiê.

On opère la fusion dans des vases auxqnels on donne le nom de ûreusvls , et quelquefois dans des cornues ; on chauffe ces creusets mi Ic^ cornues dans des fourneaux de

dff enel sortes , selon le degré de chaleur auquel on ^eut lesetposer. ( ^oy. le chap. II.)

Les creusets sont le plus son vent en argile pore , mais on en emploie aussi qui »ont faits d'argile mêlée de matières charbonneuses ou de charbon pur ; tantôt ces crensets sont DUS intérieurement^ tantôt on les garnit d'une brasque en charbon; on se sert aussi quelquefois de creusets de fonte de fer, de fer doux et m6me de platine.

La fabrication des creusets d*argile étant d'une grande importance, nous allons nous en occuper avec détail^ et nous commencerons par faire connaître la nature et les propnétés des argiles.

Les argiles sont essentiellement composées de silite^ d'alanrine et d'eau ; elles constituent plusieurs espèces et elles admettent en mélange nn grand nombre de snbstanres. i«es argiles pures sont blanches, opaques ^ grenues à grains très-fins, onctueuses au toucher; leur cassure est terreuse; elles sont tendres et prennent te poli sons Fiingle; elles happent fortement il la langue ; leur pesanteur est d'envirun 2,5 ; elles ont la propriété de se gonfler et de se délayer dans l'ean , et de former avec ce liquide des pâtes liantes et ductiles auxquelles on peot faire prendre toute i^te de formes ; c'est là ce qu'on appelle leur propriété pUnique, Les pâtes pétries entre les mains semblent aussi doocés au toucher que de la pâte de farine ; ce qui proure que les grains dont elles se composent sont dans un état de tpnuité extrême. Soumises au contact de l'air sec , elles abandonnent peti â peo l'eau qu'elles avaient absorbée , et eiles n'en retiennent qu'nne certaine proportion 6xe qui leiir est chimiquement combinée ; en même temps elles prennent un retrait considérable, et se fendillent en tous "ens si la dessiccation n'a pas lieu avec une extrême lenteur. Pftr la calcination à une chaleur graduée , les argiles aban. donnent successivement diverses portions de leur eau de eiiiiibinaison et se contractent de plus en plus sur elles-

<)8 ABGILL'S.

niéoies : quaod elles sont en morceaux , ceux-ci acquièrent iiiie cohésion et une dureté qui s'accroissent avec le temps; mais les argiles en poudre ne s'agglomèrent aucunement , quoique chaque grain devienne extrêmement dur et tenace. Au rouge naissant , les argiles perdent la plus grande partie de leur eau de combinaison ; à la chaleur blanche elles n*en retiennent pli^s une quantité notable et elles deviennent assez dures pour faire Feu avec le briquet; mais elles n*attei. gnent pas par la leur maximum de contraction : le retrait qu'elles peuvent prendre parait pouvoir s'accroître indéfiniment avec la température.

Les argiles pures sont infusibles à la plus haute chaleur de nos fourneaux ; mais elles peuvent éprouver un commencement de ramollissement , puisque l'on remarque que les pots de verrerie et les creusets dressai plient sous lea pinces et se déforment sensiblement sans se briser; d'ailleurs l'aspect lustré qu'elles prennent dans leur cassure « ioraqu'elles ont été chauffées aussi fortement que possible, el que Ton observe dans la poterie dite cuiiê «n grès , est l'indice d'un premier degré de vitrification.

Les argiles humides ou simplement desséchées ne sont pas du tout attaquées par les acides faibles: les acides nitrique et muriatique concentrés et bouillants ne les attaquent que partiellement, et seulement lorsqu'elles renferment une grande proportion d'alumine. L'acide sulfurique concentré les attaque à peu près complètement au degré de son ébullitîon. Les argiles chauffées au rouge naissant seulement, sont aussi facilement attaquables par les acides et même souvent plus facilement attaquables que les argiles crues; mais lorsqu'elles ont été calcinées à la chaleur blanche, les acides les plus forts n'ont plus absolument aucune action sur elles. La potasse caustique liquide n'attaque point les argiles crues ou cuites ; mais elle enlève aux argiles qui ont été préalablement traitées par un acide^ une certaine quantité de silice qui est proportionnelle à la quan-

ABGILES. 09

lîtë d*aliimine diMuule par raciclo ; en sorte quo le résidu esl identique par sa composition avec Targile primitive. Par la voie sèche les alcalis caustiques et même leurs carbonntes forment avec les argiles des silicates doubles, peu fusibles à la chaleur rouge, et d'autant moins fusibles qu'ils contiennent pins d'alumine : ces silicates sont insolubles dans l'eau, mais entièrement solubles dans les acides.

les argiles paraissent avoir la propriété d'absorber d^autres substances que de Tean , par exemple les huiles ; c'est à cause de cela qu'on les emploie pour dégraisser ; celles qui sont les plus propres à cet usage portent les noms d'argiles smectiques ou de terres à foulon.

On a considéré les argiles tantôt comme des détritus de roches préexistantes , tantôt comme de simples mélanges de silice et d'alumine; maïs il est hors de doute aujourd'hui que ce sont de véritables combinaisons chimiques de silice , d'alumine et d*eau,en proportions atomiques: ce qui le prouve , c'est qu'elles ne sont pas attaquables par les dissolutions alcalines , d'où il suit que l'alumine n'y est pas libre , et la silice à l'état gélatineux ; et qu'après qu'elles ont été traitées par les acides, les alcalis dissolvent une partie de la silice, proportionnelle à la quantité d'alumine dissoute: ce qui n'aurait pas lieu si la silice s'y trouvait à l'état de qiiarz mélangé. L'ancienne supposition que les argiles sont des détritus de roches était fondée sur ce qu'elles ne sont qae faiblement agrégées , et sar ce qu'elles sont presque toujours associées à des sables ou à des masses arénacées; mais comme il n'existe dans les formations anciennes aocnne roche dont la composition soit identique avec la iear, cette supposition parait être tout-à-fait gratuite.

Les argiles admettent en mélange mécanique ou en mélange intime un grand nombre de substances , savoir : les bitumes, le graphyte, le quarz , Toxide de fer , l'hydrate de fer, les oxides de manganèse, le carbonate de chaux, les pyrites de fer, l'hydrosilicate de magnésie ou écume de

76 AAâllBâ.

mer , les silicates de fer ^ l'hydrate d'alumine , rhalloysitd 4 etc. 11 est rare que les argiles Soient etemptes de bitmiie , files ont le plus souvent une teinte grise ou brune qu'elles doivent 2i un mélange de ces substances; dans ce cas, quand on les calcine eu morceaux , elles deviennent noires dans leur intérieur ; mais par le grillage elles perdent tnut-à-faii leur couleur. Il y a des argiles qui contiennent une quantité de bitume telle , qu'on les prendrait au premier aspect pour des combustibles. Les argiles mélangées de grapbyte portent le nom de plombagine, on en fait d'excellents creusets: nous ferons connaître leur composition. Le sable quarzenx, en grains ordinairement très-fins, se trouve presque toujours mélangé dans les argiles et souvent en proportion très-considérable ; onpeut reconnaître sa présence et même le doser par des moyens mécaniques ou par des moyens chimiques. On s'aperçoit aisément de la présiMioe du sable par la rudesse des grains en frottant entre les doigts l'argile réduite en pâte, et Ton peut séparer à peu près exactement ces grains de la pâte argileuse pure, au moyen d'une lëvigation faite avec un très-grand soin. On le& dose chimiquement en traitant alternativement l'argile parFacîdesulfiirique et par la potasse caustique liquide , jusqu'à ce qu'il oe se dissolve plus rien, parce qu'ils ne sont attaqués ni par l'un ni par l'autre de ces réactifs. L'oxide rouge de fer , et plus souvent encore son hydrate, sont si fréquemment mélangés dans les argiles , qu'il est extrêmement rare d'en rencontrer qui en soient absoluntent exemptes ; les oxides de manganèse s'y montrent aussi , mais moins souvent. Les argiles fortement oolorées en rmige par l'oxide de fer, on en jaune par son hydrate , sont distinguées sous le nom d'oeres^ d'ar^ gihê figuiines^ de terres bolaires, de glaises^ etc. La présence des oxides de fer et de manganèse dans les argiles est et^ trémement nuisible lorsqu'on veut employer celles-ci pour en fabriquer des creusets, parce qu'ils les rendent fusibles; ce n'est pas que les peroxides de fer et de manganèse soient

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par eiti -mômes des fondants, mais comme ils se trnnsformeot avec la plus grande facilité en protoxides au contact du charbon, et que ces derniers oxides forment des silicates très-fusibles, il ne faut qu*une petite quantité de ces deux métaux pour donner à une argile le défaut de se ramollir à on certain degré de température. Les pyrites se trouvent dans qaelqaes argiles , surtout dans celles qoi sont très-bttumioeuses : on peut les séparer, -pour la plus grande parlie, par lévigation ; leur présence est nuisible en ce qu*e te« se transforment, au feu, en oxide de fer qui corrode toute ia partie de Targile qui Tentoure et peut même former des irousdans les creusets. Rien de plus commun que les argiles mélangées de carbonate de cbaux : on les appelle marnes. Les marnes ne peuvent pas être employées pour fabriquer des creusets, parce que, parla cuisson, elles produisent des silicates doubles d*alumine et de chaux qui sont tous plus ou moins Fusibles : il ne faut même qu'une très-petite proportion de chaux pour rendre une argile ramollissable au fea ; mais les marnes sont très-précieuses pour la fabrication de la faïence, et l'on s*en sert aussi avec grand avantage dans Tagriculture, pour amender les terres froides uu trop sableuses. La tnagnésile ou écume de mer est un hydrosilicate de magnésie qui a la plus grande analogie avec Targile par ses caractères et sa composition chimique; il n'est donc pas étonnant que ces deux substances se mélangent souvent Tune avec Tautre. La magnésile est compacte, tendre, sécbe au toucher, à cassure grenue ou terreuse; elle se délaie facilement dans Teau et forme avec ce liquide une pâte visqueuse, mais peu liante^ et lemblable à de la colle d amidon. Elle abandonne tonte son eau à la chaleur roûge, snns rien perdre de sa cotisistance. A une très-haute température elle se raïuollil con* sidérableraent; au chalumeau^ elle se fund en émail blanc sur les bords; les acides forts Taitaquent aisément et en séparent la silice à l'état gélatineux. Les argiles qui ren-

fermenl de l'ëcuroe de mer donnent des pkies qui sont moins tenaces que les pÂtes d^argiles pures, et en outre elles perdent leur propriété réfractaire, parce qu'à une chnleur élevée il se produit des silicates doubles d'aiuinine et de magnésie qui sont tous plus ou moins fusibles, et qui le sont même toujours plus que les silicates simples de magnésie. Les argiles verdâtres ou d'un vert grisâtre doivent leur couleur à un niélarîge de silicates de protoxide de fer: on conçoit que la présence de celte substance doit les rendre fusibles, et par conséquent tout-à-fait impropres à la fabrication des creusets. L'hydrate d*alumine et les hailoysites, qui sont des hydrosilicates d*alumine riches en alumine , et qui contiennent beaucoup dVau , se trouvent quelquefois et probablement plus souvent qu'on ne le suppose , disséminées en particules invisibles dans les argiles. Leur présence ne donne aucune mauvaise qualité à ces substances ; elle se décèle par la grande quantité d'eau que celles-ci perdent à la calcinatiou, et par la grande proportion de matière qu'elles laissent dissoudre dans les acides ordinaires.

On rencontre les argiles dans tous les terrains, depuis les grès houillers jusqu'aux alluvions les plus modernes ; elles accompagnent tous les dépôts arénacés , et très-souvent elles leur servent de pâte ; elies se mêlent intimement aux pierres calcaires et se trouvent dans une multitude de lieux en bancs puissants et très-étendus au milieu de ces roches; mais alors elles sont souvent mélangées ellesmêmes de carbonate de chaux , et constituent ce qu'on appelle les marnas; enGn, elles abondent dans les terrains tertiaires . principalement dans les premières assises , qui portent à cause de cela le nom de f«>rmation d'argile plastique. Nous allons, daas le tableau suivait ^ donner In coo:pcsition des argiles les plus connues et les plus employées dans les Arts.

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