Solubilité

Fig. 64.— Solubilité du gaz ammoniac dans l'eau

Le gaz ammoniac est excessivement soluble dans l'eau qui, à 0*, en dissout 1147 fois son volume.

On montre cette solubilité en plaçant dans une terrine une éprouvette remplie de ce gaz et reposant sur du mercure contenu dans'une soucoupe, puis on verse de l'eau dans la terrine de manière à recouvrir le mercure et on soulève l'éprouvette; au moment où l'eau y pénètre elle dissout instantanément le gaz ammoniac et s'élance avec une telle vitesse que le choc produit contre les parois les brise le plus souvent.

On peut aussi remplir de gaz ammoniac un flacon A de 2 ou 3 litres, et le fermer avec un bon bouchon de liège portant un tube effilé à son extrémité supérieure et bouché par en bas {/î</. 64). Si l'on plonge cette extrémité 6 dans l'eau, puis qu'on la brise, le liquide dissolvant le gaz

AMMONIAQUE. i2f

ammoniac monte peu à peu dans le tube, arrive à Textrémité supérieure effilée, dissofut tout à coup une partie du gaz du flacon, et alors la pression diminuant à l'intérieur de celui-ci, Teau s'y précipite en formant une gerbe qui le^emplit en quelques instants. Si au lieu d*eau pure on se sert d'une liqueur colorée par de la teinture de tournesol rougie, elle devient bleue dès qu'elle pénètre dans le flacon rempli de gaz alcalin.

509. — Le gaz ammoniac en se dissolvant dans Teau dégage de la chaleur

Az -|- 3H = AzH' dissous -|- 21 calories, la transformation de AzH' gaz en AzH' dissous dégage donc : 21— 12,2 =8,8 calories;

Aussi, quand dans une éprouvette pleine d'ammoniaque et placée sur le mercure, on introduit un morceau de glace, celui-ci fond rapidement en dissolvant le gaz, et le métal remplit Téprouvette.

La dissolution aqueuse d'ammoniac, ou ammonictque liquide, est constamment employée à la place du gaz, car elle est d'un maniement bien plus facile. Elle se prépare à l'aide d'un appareil de Woulf (tS"*) ; mais comme la solution ammoniacale est plus légère que l'eau, on fait arriver les tubes qui amènent le -gaz dans les flacons, jusqu'au fond du liquide ; l'ammoniac se dissout, la solution plus légère monte à la surface et elle est remplacée au fond par de l'eau qui se sature ainsi peu à peu.

510. Appareil Carré, — La solution d'ammoniaque laisse dégager son gaz dans le vide, ou quand on la chauffe ; c'est sur cette propriété qu'est fondé l'appareil Carré, usité pour fabriquer artificiellement de la glace.

Cet instrument se compose d'un cylindre métallique ka (/î^. 65, 66) aux trois quarts rempli d'une solution saturée de gaz ammoniac, et communiquant par un tube hY avec un récipient FB dont la forme est celle d'un tronc de cône à double paroi présentant une cavité à son intérieur.

On commence par chauffer ka dans un fourneau (fig. 65), la solution aqueuse perd son gaz, qui va dans l'espace annulaire du récipient FB, où bientôt sa j)ression est suffisante pour qu'il s'y liquéfie; le dégagement gazeux est terminé quand un thermomètre a, plongé dans le cylindre A. marque d30 degrés. On met alors dans la partie creuse du récipient FB, un vase de fer-blanc DE contenant l'eau qu'on veut solidifier, puis on plonge A dans un baquet d'eau froide [fig. 66); l'ammoniaque liquéfiée en BF se vaporise peu à peu et va se redissoudre «n A, mais comme pour se vaporiser elle absorbe une notable quantité de chaleur qu'elle ne peut emprunter qu'à l'eau placée au milieu de FB, ce liquide se refroidit peu à peu, «tlîientôl il se solidîticEn

entourant le yase BF de flaneile, il garde pendant une heure une température de — 30«, et quand Topération est terminée, tout le gaz ann moniac s'est redissous en A, de telle sorte que Tappareil est prêt à servir de nouveau.

En brûlant 1 kilogr. de charbon, on obtient de cette manière 5kilog. de glace environ.

Sii. Comblnalflons avee Venm, — Le gaz ammoniac s*unit

à l'eau pour former un composé AzH',HO ou AzHO qui se comporte dans toutes les circonstances comme Toxyde d'un métal composé AzH* auquel on donne le nom d'Ammonium, Le corps AzH*0 présente une

grande importance, en toute occasion il se conduit comme la potasse, et les combinaisons qu'il forme en s'unissant à d'autres substances sont entièrement analogues aux produits que donne la potasse, mise en présence des mêmes réactifs.

DES COMPOSÉS BraAIRES.

L'oxyde AzH*0 n*a pas été isolé, mais si, après avoir saturé de Peau avec du gaz ammoniac, à basse température, on plonge cette solution dans un mélange réfrigérant, elle se prend en une masse d'aiguilles brillantes qui contiennent AzH',2H0 ou AzH*0,HO, composé qui correspond à l'hydrate de potasse KO,HO.

SI t. Action des métaux. — Us décomposent le gaz ammoniac avec l'aide de la chaleur; si dans un tube de porcelaine BB plein de fils de cuivre par exemple, et chauffé au rouge dans un fourneau à réverbère ifig. 67), on fait passer un courant de gaz ammoniac, il se forme

Fig. 67. — Décomposition de l'aramoniaque par le cuivre.

de l'hydrogène et de l'azoture de cuivre; mais à la température du fourneau cet azoture est détruit en azote et en métal, et en effet celuici change de structure et devient cassant, tandis qu'il se dégage un mélange de 2 volumes d'azote pour 6 d'hydrogène.

Avec le fer au lieu de cuivre, on obtient un résultat analogue.

Si S. Action de Toxy^ène. — Un mélange d'oxygène et de gaz ammoniac ne donne lieu à aucune réaction à la température ordinaire, mais si l'on fait intervenir une flamme ou une étincelle électrique, il y a détonation avec formation d'eau et d'azote :

AzHs + 30 = 3H0 + Az + (3 X 29,1 — 12,2) calories

(]f = 87,5 — 12,2 = 75,1 calories; la réaction est donc fortement exothermique. Lors même que l'oxygène est en grand excès, il ne se combine pas à l'azote dans ces conditions ; nous verrons en effet plus loin (sus) que tous les composés de T azote et de l'oxygène sont endothermiques et par suite facilement décomposables par la chaleur; ils seraient donc détruits par l'élévation de température dû au dégagement de 75,1 calories.

Si Ton fait arriver le gaz ammoniac par un tube effilé dans un flacon plein d'oxygène et si, au moment où on rapproche de Torifice de ce flacon, on le met en contact avec une allumette enflammée, le jet d'ammoniac prend feu et brûle avec une flamme jaune en donnant de Tazote et de Teau.

S 14. ileti<Hi du eharbon. — Le charbon poreux absorbe très facilement le gaz ammoniac ; ainsi le charbon de bois à O"" en retient environ 90 fois son volume. Pour le démontrer, on prend un morceau de charbon de bois, on le porte au rouge pour chasser Thumidité et Tair qu'il a pu condenser, et ou l'éteint sous le mercure pour le refroidir sans qu'il réabsorbe de l'air, puis on l'introduit dans une éprouvette remplie d'ammoniac et renversée sur le mercure; le charbon absorbe très rapidement le gaz, et le liquide monte jusqu'au haut de i'éprouvette. Il suffit d'ailleurs de chauffer le charbon ainsi saturé d'ammoniac, ou de le mettre dans le vide, pour lui faire abandonner le gaz qu'il avait condensé.

Si S. Aetion du ehlore. — Le chlore décompose l'ammoniac en donnant de l'azote et de l'acide chlorhydrique :

AzïP -h 5C1 = 3HC1 ^fls + Az + {3 X 22 — 12,2) calories

la réaction est fortement exothermique, aussi lorsqu'on mélange les deux gaz elle a heu avec dégagement de lumière. En présence de l'eau cette décomposition a encore lieu, car on a :

AzH5 disêotuf + 3C1 = 3HC1 dissous -h Az + (3 X 39,3 — 21) calories

il suffit en effet de verser un peu d'eau de chlore dans une solution d'ammoniaque pour qu'immédiatement des bulles d'azote se dégagent de tous les points de la liqueur.

S 16. Action de l'aelde chlorhydrique. — Ces deux gaz s'unissent à volumes égaux, et par suite à équivalents égaux, puisqu*ils ont même équivalent (tous deux 4) en volume ; comme l'ammoniaque sature l'acide et se conduit ici comme une base, on donne, au corps qui se forme le nom de chlorhydrate d'ammoniaque ou de chlorure d^ ammonium:

hiVI?gaz -f HCl gaz = AzH'^HCl solide + (76,7 — 12,2 — 22) calories

q = 76,7 — 12,2 — 22 — 42,5 calories , nombre considérable; aussi , quand on mélange une quantité un peu notable des deux gaz, la réaction a lieu avec dégagement de lumière, et il se forme une poudre blanche, constituée par des petits cristaux microscopiques de chlorhydrate d'ammoniaque.

La formation de cette poudre blanche comme produit de l'union des deux gaz fait de chacun d'eux un réactif sensible de l'autre. Si, en effet, on approche d'un vase contenant de l'ammoniaque une baguette

154 DES COffFOSÉS BINAIRES.

de verre préalablement trempée dans Tacide chlorhydrique, en Toit immédiatement apparaître une fumée blanche épaisse de chlorhydrate d*ammoniaque. La même chose a lieu quand d'un vase contenant de Tacide chlorhydrique on approche une baguette impr^ée d'ammoniaque. Si V. — La combinaison a lieu aussi en présence de l'eaRi :

AzH' distous + HO dissous = AzBP,HCl dissous -f (72,7 — 21 — 39,3) calories

g=72,7 — 21 — 59,3 = 12,4 calories ; aussi, quand on mélange deux dissolutions contenant, Tune 17 grammes d'ammoniaque, l'autre 56^,5 d'acide chlorhydrique, la tenipérature s'élève beaucoup, et, en évaporant la liqueur, on obtient un résidu de chlorhydrate d^antmoniaque cristallisé.

Si 8. — Cette facile combinaison de l'ammoniaque avec l'acide chlorhydrique complique un peu les réactions précédemment étudiées (Sli) entre le chlore et l'ammoniaque ; nous avons dit, en effet, qu'il se forme de l'acide chlorhydrique, mais cet acide se combine immédiatement à l'ammoniaque non décomposée, de sorte qu'en réalité il se forme non pas de l'acide chlorhydrique, mais du chlorhydrate d'ammoniaque. On a donc en mélangeant les gaz secs, l'ammoniaque étant en excès :

4AzH5 -f 3C1 = Az + 3(AzH5,HCl) + P X 76,7 — 4 X 1 2,2) calories

= 3 X 76, 7 — 4 X 1 2,2 = 181 ,3 calories ; la formation du chlorhydrate d'ammoniaque a donc pour effet de rendre la réaction bien plus exothermique ; aussi, quand dans un flacon plein de chlore on fait arriver par un tube effilé un jet de gaz ammoniac, il s'enflamme de luimême, et le flacon se remplit de fumées blanches de chbrhydrate d'ammoniaque.

S 19. — De même en présence de l'eau :

4AzlP dissous -|- 3C1 = Az -h 3(AzH',HCl) dissous 4- (3 x 72,7 — 4x 21) calories

Q=3x72,7 — 4x 21 =r 154,1 calories ; on voit que la formation du chlorhydrate d'ammoniaque rend, ici encore, la réaction très fortement exothermique et, par suite, très facile à effectuer à la température ordinaire. Il suffit, en effet, de verser de l'eau de chlore dans une solution d'ammoniaque en excès pour que l'azote se dégage immédiatement, et c'est là un des moyens empUyés pour préparer ce gaz.

StU. Préparation de Vazote. — Un ballon, à moitié rempli d'une solution d'ammoniaque, est fermé par un bouchon muni de 2 trous; l'un d'eux porte un tube abducteur qui se rend sous une éprouvette pleine d'eau, l'autre laisse passer un tube de verre qui descend jusqu'au fond du ballon et par lequel on y fait arriver lentement un courant de chlore. A mesure que ce gaz arrive, la réaction ci-dessus indi-

AMMONUQUE.

quée a lieu, et il se f<H*me de Fazote qui se dégage par le tube abduc^ leur, et qu'on recueille dans TéprouTette.

SSi. Aetioa de l'adde Bnlfliydrlque. — Il se comporte comme l'acide chlorhydrique ; un équivalent de gaz ammoniac se combine avec un d'acide sulfhydrique pour donner un corps solide, blanc, le sulfhydrate d'ammoniaque.

11 se forme également une seconde combinaison renfermant 2 équivalents d'hydrogène sulfuré, pour un de gaz ammoniac :

2HS gaz + AzH' gaz = AzEP,2HS solide + (42,4—2x2,3 — 12,2) calories,

Q=42,4 — 2x 2,3 — 12,2 = 25,6 calories; aussi suffît-il de mélanger les deux gaz à la température ordinaire pour que la combinaison s'effectue, en donnant des cristaux de bisulfhydrate d'ammoniaque.

Stt. PrépArati«Mi. — L'ammoniaque se retire précisément du chlorhydrate d'ammoniaque, que l'on rencontre en abondance dans rindustrie ; il suffit de le chauffer avec un oxyde métallique, pour que, par une double décomposition, il se forme de Feau, un chlorure et de l'ammoniaque. Habituellement on se sert de la chaux, qui est l'oxyde le plus commun et le plus facile à se procurer; on a :

CaO + AzH',HCl=CaCl-4-HO + AzH5 4-(85,l +34,5 + 12 2-66— 76,7) calories Ici, Q== — 10,9 calories est négatif; mais l'eau et le chlorure de calcium qui se forment se combinent à la chaux en excès en dégageant de la chaleur, qui vient s'ajouter à celle qui accompagne la formation de système du second membre, et grâce à laquelle Q devient positif; en tenant compte de ces actions secondaires, la réaction du chlorhydrate d'ammoniaque sur la chaux est exothermique et peut s'effectuer même à la température ordinaire.

Pour faire cette opération, on introduit dans un ballon (fig. 68) un

Fig. 68. — Préparation du ga« aramoniac.

mélange de chaux et de chlorhydrate d'ammoniaque préalablement pulvérisés, pour bien mettre les deux corps en contact, on rempht le ballon

136 * DES COMPOSÉS BmAIRES.

de chaux vive, afin d'absorber Teau qui se dégage, et on le ferme avec un bouchon muni d'un tube abducteur. On chaufîe doucement et le gaz ammoniac se dégage ; %on le recueille dans des éprouvettés placées sur le mercure.