CHAPITRE XIII

Da Titane.

SECTION PREMIÈRE

Propriétés.

Gregor découvrit en 1791 un métal nouveau dans le minéral nommé ména^ant/e.Trois ans après, Klaproth trouva de son côté dans lescKorl rouge un métal- particulier auquel il donna le nom de titane ; mais plus tard il a été constaté que les deux métaux étaient identiques.

IIÛ TITAKE.

ARTICLB PRBNIKII. — Métal.

Le titane métallique se présente sous deux aspects ciifférenls, selon la manière dont il s'est produit. — Celui qu*on trouve dans les scories de quelques hauts-fourneaux est en petits grains cubiques souvent groupes en forme de trémies, d*un rouge de cuivre tirant sur te jaune, trés-éclatants , et si durs qu'ils raient le cristal de roche. — Il est cassant , et Ton peut le réduire en poudre impalpable sous le pilon.

— Sa p. 8. est de 5,S. — Il conduit l'électricité. — II est ab* solument infusible. — Lorsqu*on le grille il devient d'un rouge pourpre, mais les grains ne s'oxident qu'à la surface.

— Il ne décompose l'eau dans aucune circonstance. — Il est inattaquable par les acides nitrique, muriatique, sulfurique. et par l'eau régale ; l'acide fluorique l'attaque à peine * mais îl se dissout bien dans l'acide nitro-fluorique. — Le carbon<«te de soude et le borax sont sans action sur lui. Le iiitre l'oxide ; mais il est plus facilement attaqué par un mélange de nitre, de carbonate de soude et de borax, et le résidu est entièrement solubledans Tacide muiintique. — Il ne se combine pas directement avec le soufre ; mais il brûle dans le chlore à une certaine température. — Jusqu'ici l'on n*est parvenu à l'allier avec aucun métal.

Le titane préparé en décomposant le chlorure ammoniacal par le sodium ^ comme l'a fait M. U. Rose, est pulvérulent, noir ou d'un beau bleu d'indigo ; mais par le frottement il devient rouge de cuivre et prend un vif éclat métallique. Quand on chauffe du chlorure de titane amuioin'acal dans un vase de verre jusqu'à sublimation, les parois du vase se trouvent enduites d'une pellicule mince de titane métallique qui, vu par réflexion, est d'un rouge de cuivre; mais qui est transparent , et parait vert par réfraction. — Ce titane s'oxide assez aisément par le grillage, et il est soluble dans l'eau régale et même dans l'acide nitrique.

Selon M. H. Rose, l'atome de titane pèse 80S,663. Tî.

ARTICLE II.— Composés oxigénés»

§!«'.— Oxides.

On connaît deux oxides de titane, le per-oxide ou acide titanique et Voxide noir.

1** Le per-oxide joue à la fois le rèle de base faible et d'acide faible ; c'est pourquoi on l'appelle souvent acide tétanique, A rétat de pureté il est parfaitement blanc ; il parait jaune-citron pendant qu'il est chaud. Il est pulvérulent > lourd. — Il n'a pas de saveur, et il est insoluble dans Teau ; cependant il rougit la teinture de tournesol dont on l'huiiiecte. — il est infu&ible et inaltérable par la chaleur.

coiiposés oxiGÉi«i£8. m

Lorsqu'on le chauffe à une trés-haule température dans lin creuset brasquc il devient noir et se transForme en oxide inférieur , enveloppé d'une iiellicule mélatlique rouge de cuivre excessivement mince , et il perd 0,05 à 0.06 de son poids. Quand on le broie avec environ 0,12 de charbon avant de te soumettre à l'action de la chaleur . la perte est telle, que l'oxide doit abandonner 0,13 doxigène au plus s'il se dégage de l'oxide de carbone , et 0.16 au plus s'il se dégage de l'acide carbonique. La quantité totale d'oxigène contenue dans l'oxide étant de près de 0,40^ on voit que la réduction est loin d*ê(re complète. Cependant le culot a l'aspect du titane métallique : il est grenu , couleur de tabac d'Espagne, et il a un éclat sensiblement métallique. Lorsqu*on double la proportion de charbon la perte en oxî* gène est un peu plus grande ; mais elle atteint rarement 0^20^ et le culot est noir, parce qu'il y reste beaucoup de charbon. Il résulte de ces f.iits, que l'oxide de titane ne se réduit pas par cémentation , et que les grains même les plus petits rois en contact avec le charbon ne se transforment pas totalement en titane métallique.

V oxide de titane esi inaltérable par l'hydrogène sulfuré. — Le sulfure de carbone le transforme eu sulfure^ mais difficilement. — le chlore ne l'attaque pas; mais lorsqu'il y a présence de charbon il le transForme en chlorure, avec dégagement d'acide carbonique. Le sel ammoniac est sans action sur lui.

Il est absolument insoluble dans l'eau ; mais lorsqu'il a été précipité d'une dis!*olution acide par ébuilitiou, il jouit de la propriété de rester en suspension dans l'eau pure , et de traverser les BItres. Le luéme effet n'a pas lieu avec de l'eau aiguisée d'acide uiuriatique ou dans laquelle on a fait dissoudre une petite quantité d'un sel quelconque, par exemple^ du muriate d'ammoniaque.

L'oxide calciné ou même simplement desséché fortement est à peu près insoluble dans les acides ordinaires ; cepen* dant celui qui se précipite par l'ébuilition du muriate est sensiblement soluble dans les acides forts. De quelque mnoière qu'il ait été préparé, il est soluble dansTacidesulfurifique cor.centré et bouillant, et employé eu grande quantité ; Toxide natif est lui-même un peu soluble dans cet acide. Quand on le chauffe au rouge avec un alcali ou un bi-sulfate il devient soluble dans l'acide muriatique. Selon M. Unverdorben , il est inattaquable par l'acide tluorique, mais lorsque après Ta voir mélangé avec de la silice on le traite par le même acide ou par un mélange de spath-fluor ei d'acide sulfurique, il se dégage un gaz qui parait être un fiuurure double do titane et de silicium.

m T1TAI9B.

Vyydrate de titane est bianc et gélatineux comme Talumine : par une dessiccation lente il devient luisant et translucide comme de la calcédoine. — Quand on le chauffe lentement il perd d*abord son eau de combinaison , et si ensuite on élève la température jusqu'au rouge, il entre en ignition , et devient inattaquable par les acides ordinaires.

— L'hydrate humide se dissout à froid dans les acides nitrique , muriatique , fluorique et suifurique , mais non dans Tacide sulfureux ni dans Tacide acétique. — Il se dissout aussi en petite quantité dans les carbonates alcalins sans qu'il y ait dégagement d'acide carbonique ; il faut pour saturer le carbonate alcalin faire tomber dans sa solution , goutte à goutte, une dissolution d'un sel de titane, aveo la précaution d'attendre chaque fois que le sel se soit dissous avant d'en ajouter une nouvelle dose. 11 est précipité de sa dissolution dans le carbonate d'ammoniaque par une ébullition prolongée ; pour le séparer de sa dissolution dans les carbonates de potasse ou de soude , il faut ajouter du sel ammoniac h la dissolution , et les faire bouillir.

Selon M. H. Rose, l'acide titanique est composé de :

Titane. . . 0,6029 — 100 •',

Oxigène . . 0,8971 — 65,85 ^^

On y admet 2 atomes d'oxigène, parce que , d'après Tobservalion de H. Mitscherlich il est isomorphe aveo le deutoxide d'étain ou acide stannique , et que d'ailleurs , par l'ensemble de ses propriétés , le titane a de grandes analogies avec l'étain.

2o Voxide noir de titane est d'un noir luisant. Sa poussière est d'un gris-bleuàtre ou noire. — Il est infusible à la plus haute température. — Par le grillage il se change lentement en per-oxide. — L'acide muriatique bouillant n'en dissout qu'une petite quantité. L'acide suifurique concentré et chuud le dissont, la liqueur est couleur lie de vin foncée. — On peut l'obtenir combiné avec les alcalis par la voie sècKe: il parait donc qu'il fait,comme le per-oxide, fonction de base et d'acide. — Son Rydrate est gélatineux, et d'un bleu trèsbeau et très -intense. — Il absorbe si promptementl'oxigène de l'air, qu'il suflll de le mettre sur un filtre pour qu'il perde sa couleur et devienne blanc en se changeant en per-oxide.

— Il décompose l'eau, même à la température ordinaire; aussi ne peut>on pas le conserver, même dans des flacons bouchés. — C'est un très-grand désoxidant : il ramène le per-oxide de fer a l'état de protoxide. —Il se dissout dans tous les acides forts ; mais il est insoluble dans l'acide acétique. — On ne connaît pas la composition de l'oxide noir, parce qu'on n'est pas assuré de l'avoir encore obtenu abso-

COMPOSÉS OXIGÉ.'^ÉS. 11^

In ment exempt d^un méiangodA per-oxide: comme îl par'ttt ne contenir que 0,05 à 0,06 d*oxigène de moins que le ;»eroiide. il est ▼raisemblable que ce nVst qu'un compogé , analogue aax oxîdes bleus de tungstène et de molybdène , de ce per-oxide et d'an protoxtde encore tnconnn. — Qn^ l'obtient , 1» en chauffant très- fortement au creuset brasquë dn per-oxide pur ; 2^ en chauffant de la même manière un mélange de per-oxide et de moitié de son poids de carbonate de soude ou de potasse ^ lavant avec de Teau , et ensuite avec deTaoïde muriatique ; il est alors sous forme de petites paillettes noires très-èclatantes.

Les réactions que les oxides de titane présentent au cha- Inmeau sont caractéristiques , et propres à les faire distinguer d'antres substances, et particulièrement de la zircône. — L'acide titanique est inaltérable sans addition. — Avec le borai et arec le sel de phosphore il donne é la flamme eitérieure un verre incolore ou jaunâtre transparent qui devient d'un blanc de lait au flamber : ce verre chauffé à la flamme intérieure devient d'un beau violet-améthiste un peu plus bleu que le verre de manganèse ; s'il y a une grande quantité de titane, le verre, d'un jaune sombra tant qu'il est chaud , parait noir et opaque quand il est refroidi ; au flamber il se change en on émail bleu-clair : In coloration en bleu est due au protoxide. — Avec la soude il se dissout en produisant une vive effervescence, et il donne un verre incolore transparent qui cristallise en refroidissant , et qui s'échauffe tellement au moment où il se solidifie, qu'il devient incandescent. Ce verre ne s'introduit dans le charbon que quand il contient un grand excès de •oude, et il ne tourne pas au violet à la flamme extérieure. L'addition de l'étain facilite et accélère sensiblement la pro* dnction des verres bleus. — Lorsque les oxides de titane contiennent dn fer, ou si on leur en ajoute , surtout à Tétat métallique, les verres obtenus à la flamme intérieure , avec le borax et avec le sel de phosphore, sont rouges, comme ceux du tungstène ferrugineux ; et ce phénomène peut faire reconnaître la présence d'une très* petite trace de titan**. Loxide de titane ferrugineux mêlé avec Toxide d'étain se comporte comme de Toxide de titane pur, tandis que le tungstène ferragineux donne avec l'oxide d'étain un verre vert ou bien.

l'es oxides de titane se combinent très-bien avec les ▼erres terreux , et il ne parait pas qu'ils diminuent leur fusibilité. Du per-oxide chauffé dans un creuset non brasqné avec cinq fois son poids de verre blanc le colore en jaune de miel , sans lui faire perdre sa transparence. — L'oxide noir est très-colorant.«- Le per<«xide, chauffé dans un creu-

sel brasqaë avec 6 p. de verre blanc donne un verre noir translucide sur les bords, et qui parait d'un très-beau bleuviolacé par réfraction : il suffit d*un vingtième d*oxide pour produire cette coloration en bleu. — La moindre trace de vapeurs combustibles noircit ou bleuit les verres colorés en jaune par le per-oxide ; les verres bleus , au contraire , perdent leur couleur quand on les chauffe au contact de Tair.

On a*est servi pendant un temps de l'acide titanique naturel pour colorer la porcelaine eu brun d*émail. On l'emploie aujourd'hui pour donner une légère teinte jaune à l'émail dont on fait les dents artificielles, et aussi dans la teinture.

S 2. — Sels.

\** SeUde per-oxide, — Les dissolutions de per-oxide de titane sont incolores ou légèrement jaunâtres , et souvent louches , lorsqu'elles sont étendues. — Elles se troublent à la température de OO*", et elles se décomposent presque totalement lorsqu'on les fait bouillir pendant un temps suffisamment prolongé. Il s'y forme un dépôt d'oxide qui entraîne presque toujours avec lui une petite portion des autres substances qui se trouvent dans la dissolution ; — l'hydrogène sulfuré ne les trouble pas. — Les alcalis et les carbonates alcalins y forment des précipités blancs floconneux d'hydrate, — Les hydro-sulfates y forment aussi des précipités blancs d'hydrate; la plus petite trace de fer colore cet hydrate eu vert-grisâtre. — Le sulfate de potasse ne précipite pas les dissolutions do titane , à moins qu'elles ne contiennent de la zircône, auquel cas il ^e fait un dépôt de titanate de zircène. — Le prussiate jaune y fait des précipités d'un rouge-brun un peu orangé , qui se décomposent et deviennent blancs , en passant par diverses nuances, par l'action des alcalis et des carbonates alcalins ; quand les dissolutions contiennent du fer, les précipités sont d'un vert brun ; quand elles renferment de la zircone , il ne s'y fait pas d'abord de précipité ; mais en faisant bouillir la liqueur il se dégage de l'acide hydro-cyanique, et la zircônese précipite avec Toxide de titane. — La décoction de noix de galle y forme des précipités volumineux d'un beau rouge et qui ont l'aspect du sang caillé. S'il y a de la zircène , elle est entraînée dans le précipité. M. H. Rose dit que dans les liqueurs qui contiennent de l'acide tartri(|ue , le précipité par la noix de galle est orangé quand il y a excès d'acide , et verdâlre quand il y a excès d'ammoniaque. — L'étain métallique les fait devenir d'un beau bleu-violacé : la couleur pnratt proraptemenl quand on chauffe légèrement les

SBLS. 115

liqaenrs avec de Tacîde mnrîatique. — Le zinc les fait devenir d'abord TioleUes , pois d'an beau bleu ; — le fer produit le même effet. Au bout d'un certain temps ces trois métaux précipitent complètement le titane à Tétat d'oxide de couleur pourpre foncé ; mais cet ovide ne tarde pas à se changer en per-oxide, en absorbant Toxif^ène de Tair ou en décomposant Peau. Ces métaux bleuissent même les précî* piles humides. — Les dissolutions de titane dans lesquelles on introduit une quantité suffisante d'ncide tartrique ne sont précipitées ni par les alcalis , ni par les carbonates alcalins, ni par les hydro-sulfates.

2^ Les diêsolutions êalineê d'oxide noir de titane sont d'un rouge de vin Fonce lorsqu'elles sont très-acides ; mais quand on les sature d'ammoniaque , de manière à y faire un léger précipité, elles sont d'un très- beau bleu , comme les dissolutions de dentoxide de cuivre dans Tammontaque , et elles conservent la réaction acide. Elles perdent promptement leur couleur par le contact de l*air ; elles la perdent même an bout d'un certain temps dans des flacons bouchés ; — l'acide nitrique employé en très-petite quantité les décolore instantanément , 'avec dégagement de gaz nitreux. — Les alcalis et les carbonates alcalins forment dans ces dissolutions des précipités gélatineux d'un bleu très-beau et trèsintense, — Le prussiate jaune y forme des précipités coulear de cannelle qui verdissent à l'air pour peu que le titane contienne du fer.

3** TUanaies. — Lorsque l'on fond du per-oxide de titane avec du carbonate de potasse ou du carbonate de soude en excès, il se forme deux couches distinctes : la couche supérieure se compose du carbonate alcalin superflu , et la couche inférieure est un titanate neutre. En traitant ce sel par l'eau, il reste du titanate acide insoluble, et leau dissout un autre titanate qui contient un grand excès d alcali. L'eau de lavage reste limpide tant qu'elle dissout quelque chose, mais elle devient louche dès que le lavage est achevé.

M. H. Rose a trouvé que dans les titanates neutres Tacide titaniqne contient deux fois autant d'oxigène que la base , et que, par conséquent , 100 d'acide saturent des quantités de base qui renferment 19^86 d'oxigène. Il y a pour une même base plusieurs titanates acides.

Les titanates acides humides se dissolvent complètement dans l'acide murialiquc ; mais lorsqu'ils ont été desséchés ils ne se dissolvent qu'en partie dans cet acide, et se changent seulement en titanates très-acides. L'acide acétique ne les attaque pas sensiblement. — Lorsqu'on verse dans les dissolutions muriatiques de titanates de l'acide sulfu-

rique.pbnsphonque^arséiiîque, oxaliqae ou (artriqae,Mns excès , il se fait des précipités biaocs , composés d'oiide de titane et de l'acide précipitant, mais qui ne contiennent pas d'alrali. Ces précipités ont la réaction aride ; ils sont insolubles dans l'eau , mais solubles dans un excès de Tacide employé , et même dans un excès de la dissolution muriatiqiie du litanate alcalin. — Les acides nitrique . acétique et succi nique ne forment pas de précipités comme les acides que nous venons de citer.

ARTICLE iiu — Composée sulfurés.

Sulfure, — MM. Berxëlius et H. Rose ont obtenu te sulfnre de titane en faisant passer de la vapeur de sulfure de carbone sur de Toxide de titane chauflFé au rouge-blanc , dans un (ube de porcelaine ;— il est alors d'un vert-foncé; naais par la moindre pression sous un corps dur il prend un éclat métallique très-vif et la couleur jaune du laiton. — Chauffé au contact de Pair . il brûle avec une fl «rame bleue et se change en per-oxide. — Le chlore gazeux transforme ses deux éléments en chlorures.— L'acide nitrique el feau régale Tattaquent avec production de chaleur ; mais il nVst attaqué ni par l'acide muriatique ni par Tacide sulfuriqiie. — il est insoluble dans les hydro-sulfates. — La potnsse caustique le transforme en titanate de potasse blanc et insoluble , et la liqueur ne contient que du sulfure de potassium sans excès de soufre; ce qui prouve qu*il correspond an per-oxide par sa composition atomique. -^ D'après cela il doit contenir :

Titane. . . 0,430. — 100 „

Soufre. . . 0,570. - 132,56 Ti

On l'obtient sous forme de paillettes cristallines d'un beau jaune de laiton , en f^mdant au creuset brasqué, à une ibrte chaleur blanche, un mélange de I p. d'oxide de titane, 1 p. de carbonate de soude ^ et 1 p. de soufre : on peut ^ pour faciliter la réduction, ajouter au mélange un cinquième de partie de charb<m en poudre. On concasse gr<>s. sièrement la masse fondue , et on la lave d'abord avec de l'eau , qui dissout le sulfure de sodium^ puis avec de l'acide snlfurique concentré à froid , qui dissout beaucoup d'oxide noir de titane, et on lave à grande eau. — Le résidu contenant presque toujours une certaine quantité d'oxide noir et des grains de titane métallique , si l'on a chauffé tmji fortement, il faut le fondre une seconde fois avec du carbonate de soude et du soufre , etc. — Alors le sulfure de titane est ordinairement en larges paillettes que l'on peut séparer de quelques snbstaoces étrangères qu'il peut ron-

GOMPOSéS CULORÉS. U7

Icntr eocore, soil par le triage à la maia, soit par un lavage »ur 1 aiigette.

Sulfata. — Le sulfate de pér-oxide deiitane est très-sol ubie dans l'eau , mais presque iosolubte dans Tacide sulfurique eoncentré; la liqueur ne se trouble pas par Tébullition , à muios qu'elle ne soit très-étendue d'eau ; elle se prend par l'évaptiration en une liqueur visqueuse , puis en une masse gommeuse qui , chauifée a la chaleur sombre , abandonne de l'acide sulfurique, mais est encore soluble dans Teao , presqii'en totalité. Au rouge naissant il s'en décompose une portion assez considérable , et Teau sépare de la masse un sulfate soluble saturé de base : ce sel a la réaction acide. Au blanc naissant le sulfate de tit^uie se décompose totalement, et laisse pour résidu du per-oxide beaucoup plus divisé et plus léger que celui que Ton obtient en calcinant Thydrate.

Lorsque l'on verse de l'acide sulfurique sans excès dans une dissolution muriatique étendue de titanate de potHSse^ il se précipite un sous-sulfate de titane insoluble dans leau, niais soluble dans l'acide muriatique concentré , et qui coQlient^ selon M. H. Rose :

Per-oxide de titane. . 0.765) Acide sulfurique. . . 0,076 ( 1,000 Eau 0,I59\

AiTiGifi IV. — Composés phosphores , arséniés et azotés,

Pkosphure. — M. Chenevix a annoncé qu'en chauffant du phosphate de titane avec du charbon , on obtenait un phosphore fusible, d'un blanc-pàle , métallique , cassant , et à siructnre grenue ; mais l'existence de ce phosphure est peu vraisemblable.

Phosphate. — Le phosphate est insoluble dans l'eau et a Ta^pect de l'alumine ; desséché , il ressembe h la gomme arabique.

Anéniate. — Uarséniate est semblable au phosphate.

Nitrate. — Le nitrate est très-acide et se décompose aisé- DieQtpar la chaleur.

ARTICLE V. — Composés chlorés et fluorés,

Ckhrure. Le chlorure de titane est liquide , incolore , transparent, lourd. Il répand des vapeurs dans l'air, et il bouta une température supérieure à lOO^. >- Il n'attaque pas le mercure. — On peut le distiller sur du potassium sans l'altérer ; mais si on le fait passer en vapeur sur ce métal échauffé dans un tube, il y a réduction avec réaction Tiolente. — L'eau le transforme en acide hydro-chlorîque ("ten per-oxide de titane; ce dernier reste dissous dans IV <^i<ie, si la décomf)osition s'opère lentement sans production

118 TITARB.

de chaleur, par exemple par raotioii de Taîr humide; mais si Ton mêle ie chlorure avec de Teau, le mélange s*ëchauflBe, et la dissolution est louche. — Il absorbe tranquillement et sans chaleur le gaz ammoniac desséché. — 11 se oombine avec le chlorure de soufre et avec les chlorures alcalins» — Il ne dissout pas le chlorure de fer. — Il est composé de :

Titane. . . . 0,2554 - 100 j,. ^., Chlore. . . . 0,7444 - 291,46 ^^^^

On le prépare en faisant passer du chlore gazeux sur un mélange intime d*oxide de titane et de charbon, chauffé au rouge dans un tube. Pour le puriGer et lui enlever l'excès de chlore qu*il peut contenir, on le distille plusieurs fois, d*abord avec du mercure , et enfin avec du potassium.

Vammonio'chloryre est pulvérulent et d'un beau rougebrun. — Exposé à Pair , ce composé en attire Thumidité et devient blanc. — Il se dissout dans Teau sans la troubler.

— Quand il a absorbé de Teau la chaleur le décompose en per-oxide de titane et en sel ammoniac ; mais lorsqu'il est anhydre il se sublime pour la plus grande partie ^ et se condense en une masse cristalline d'un blanc-jaunàtre qui contient de l'acide rauriatique libre , et il laisse les parois du vase enduites d'une légère couche de titane métallique.— Le potassium et le sodium le réduisent complètement h l'aide d'une douce chaleur. -—Lorsqu'on le fait passer en vapeur, avec du gaz ammoniac, à travers un tube rouge^ il se réduit complètement.

Selon M. H. Rose, il est analogue a Tammonio-chlorure d'étain . et il est composé de :

Chlorure de titane. . . . 0,8471 — l*"

Ammoniaque 0,1529 — I

Selon M. Persoz , il contient :

Chlorure de titane. . . . 0,658 — !«'

Ammoniaque 0,842 — 2

Le chlorure de titane et de soufre est liquide, cristallisable à une basse température^ et très- volatil. — Il contient 1 at. de chlorure de titane et 2 atomes de chlorure de soufre.

Fluorure, — Le per-fluorure de titane préparé par voie âumide cristallise; les cristaux sont décomposés par l'eau en oxi-fluorure insoluble ethydro-fluate de fluorure soluble.

— Voxi'fluorure ne se décompose que très-difficilement par In chaleur, et il n'abandonne tout son acide que dans une atmosphère d'ammoniaque.

Le per-fluorure préparé par voie sèche est un liquide incolore fumant comme le chlorure. — On l'obtient en distillant du per-oxide de titane dans un appareil de platine avec du spath-fluor et de l'acide sulfurique fumant.