V. — MÉTAUX ET PHOSPHORE

PHOSPHUBGS EN «ÉNÉBAL.

StS. Phosphures. ^ Le phosphore peut se combiner directement avec un certain nombre de métaux pour donner des phosphures ; ce sont des corps solides, quelquefois cristallisés, comme les phosphures de zinc et d'élain, par exemple; ils ont été peu étudiés.

PHOSPHUBE D'HTDBO«ËNE — Phfis.

Équivalent en poids = 34. Équivalent en volume = 4.

St4. — Le phosphore et Thydrogène s'unissent en plusieurs proportions, et donnent trois phosphures : un solide, Ph*H ; un liquide, PhH*; et un gaz, PhH' ; le dernier est le plus important de ces composés. ,

St5. Phosphore i^azeax. — Le phosphure gazeux d'hydrogène a été découvert, en 1793, par Gengembre. C'est un composé faiblement exothermique qui ne se forme pas par l'union directe de ses éléments ; on a :

Ph solide H- 3H gaz = PhH' gaz + il ,6 calories.

Le phosphure d'hydrogène est, dans les conditions ordinaires de tem^ péralure et de pression, un gaz incolore, d'une odeur alliacée désà^ gréable et très persistante; quand on le comprime forteinent, il se liquéfie; ilest irrespirable et vénéneux.

St6. Densité. — Ce gaz est formé de 1 équivalent ou 1 volume de phosphore, combiné avec 3 équivalents ou 6 volumes d'hydrogène ; il se forme dans cette combinaison 4 volumes de phosphure d'hydro-* gène, on a donc pour sa densité :

D = 0,0692x17 = 1,18; 1 litre pèse par conséquent

StV. Soluhillcé. — Le phosphure d'hydrogène est très peu soluble dans l'eau, qui n'en dissout que le huitième de son volume ; 1 litre en retient donc environ 125 centimètres cubes.

St8. Action de la chaleur. — Le phosphure d'hydrogène se formant avec un faible dégagement de chaleur est un corps peu stable ; si, en effet, on le dirige dans un tube chauffé au rouge, il se décompose en ses éléments, phosphore et hydrogène. Si l'on fait passer dans ce

PHOSPHtIRE D'HYDROGÈNE. 157

gaz une série d*étmcelles électriques, on voit apparaître immédiatement des vapeurs de phosphore, et au bout de 4 ou 5 minutes sa décomposition est complète.

St9. Aetlon des métaux. — Les métaux chauffés au contact de ce gaz le décomposent, il se dégage de Thydrogène, et il se forme un phosphure métallique quand la production de ce dernier dégage plus de chaleur que celle du phosphure d'hydrogène.

SSO. Action de. Voxjgéme, — L'oxygène ne décompose pas le phosphure d'hydrogène à la température ordinaire, mais pour que l'oxydation ait lieu, il suffit de chauffer à 100* le mélange des deux gaz ; aussi le phosphure d'hydrogène, au contact d'un corps enflammé, prend feu dans l'oxygène ou dans l'air, et brûle avec une flamme très brillante; cela tient à ce que, 1* le phosphore, en s'oxydant, se change en acide phosphorique , corps solide qui devenant incandescent dans la flamme lui donne de l'éclat (tSV, *S8),' 2** on a :

PhH5 + 80 = 3HO + PhO« + (3x29,1 + 181,9 - 11,6) calories

= 87,5+181,9 — 11,6=257,6; cette grande quantité de chaleur dégagée expHqUe la température élevée de la flamme du phosphure d'hydrogène, et par suite de l'acide phosphorique solide qu'elle renferme.

SSi. Action de l'acide chlorhjdriqne. — Le phosphure d'hy. drogène peut se combiner à l'acide chlorhydrique, et donner un corps solide blanc PhH*,HCl analogue au chlorhydrate d'ammoniaque.

SSt. Phosphure liquide. — Il a pour formule PhH^. C'est un liquide jaunâtre, très instable, et qui se décompose par la plus légère élévation de température ; il est très difficile de l'obtenir pur, et il prend feu au contact de l'oxygène ou de l'air ; sa chaleur de formation n'a pas été mesurée.

'888. Préparation.— Le phosphure gazeux d'hydrogène se produit quand on décompose par l'eau certains phosphures métalliques. On se sert, en général, du phosphure de calcium PhCa* * ; celui-ci, au contact de l'eau, se décompose en effet en donnant du phosphure liquide et de la chaux,

PhCaS + 2H0 = 2CaO + PhH* + q calories

mais l'eau et la chaux qui s'est formée détruisent immédiatement le phosphure liquide en donnant du phosphure gazeux et un sel de chaux (hypophosphite CaO,2HO,PhO).

4PhH* -+- CaO -f 3H0 = (CaO,2HO,PhO) + 3PhH» -f q' calories

1. Quand on fait passer des Tapeurs de phosphore sur des fragments de chaux portés au rouge, on obtient un. mélange de phosphate de chaux et de phosphure de calcium PhCa' qu'on emploie dans la préparation du phosphure gazeux d'hydrogène en place de phosphure de calcium pur ; le phosphate de chaux n'intervient eil aucune manière dans la réaclion.

L'opération se fait avec un flacon à deux tubulures (/i^.69),<k)ntrune porte un tube de dégagement qui se rend sous une éprouvette remplie d'eau, et Fautre un large tube droit fermé à la partie supérieure par un bouchon. On remplit le flacon aux trois quarts avec de l'eau, et on y tomber laisse par le tube droit quelques morceaux de piiosphore de calcium ; en arrivant au contact du liquide, cette matière se décompose, et le phosphure gazeux d'hydrogène qui se dégage se rend par le tube abducteur dans l'éprouvette destinée à le recu^ltir.

SS4. — Le phosphure liquide PhH> n'est jamais totalement décomposé dans ces circonstances, et il en reste une très petite quantité dont la vapeur se mêle au phosphure gazeux. Or, comme on l'a dit, ce phosphure hquide, très instable, s'enflamme à la température ordinaire dans l'oxygène ou dans l'air, et il en est de même de sa vapeur ; si donc

Fig. 69.

- Préparation du phosphure gazeux d'hydrogène.

Fjg.70.— Préparation du phosphore gazeux spontanément inflammable.

le phosphure gazeux en contient une petite quantité, celle-ci prend feu au contact de l'oxygène, brûle en dégageant de la chaleur, et la combustion se communique au phosphure gazeux. Il en résulte que lorsque ce dernier contient des traces de vapeur de phosphure liquide, il s'enflamme au contact de l'oxygène ou de l'air, à la température ordinaire, et c'est ce qui arrive quand on décompose le phosphure ée calcium par l'eau ; le gaz qui se produit dans ces conditions est spontanément inflammable.

On s'en assure en laissant tomber dans un verre d'eau quelques fragments de ce phosphure, on voit les bulles de gaz se dégager et, dès qu'elles arrivent à la surface du liquide, elles s'enflamment et donnent de belles couronnes de fumée blanche, formées par de l'acide phosphorique en poussière solide extrêmement divisée {flg. 70)

CARBUBES m FBR. — FONTE; ACIER. 159

555. — On se débarrasse coiii[dètement du phosphure liquide en remplaçant, dans la préparation du phosphure gazeux, Feau par de Facide chlorhydrique ; il se produit du chlorure de calcium au lieu de chaux, et le phospliure liquide est complètement décomposé par la liqueur acide; il en résulte que le phosphure gazeux qui se dégage, ne retenant pas de vapeur de phosphure liquide, ne s'enflamme pas à la température ordinaire quand on le mêle avec de Foxygène ou avec de Fair.

YI. — MÉTAUX BT CARBONE.

556. — Le carbone se combine difficilement avec les métaux ; les seuls carbures bien connus sont ceux de fer et ceux d'hydrogène.

€ARBUBES DE FEB.

Les combinaisons de fer et de carbone portent le nom dé fontes et d'aciers.

SSV. FoBteif. — Les fontes sont des combinaisons de fer et de carbone qui retiennent environ 5 centièmes de ce dernier corps ; la fonte se produit dans les hauts fourneaux où le fer se trouve chauffé à très haute température en contact avec du charbon incandescent. C'est une matière qui fond bien plus facilement que le fer (vers 1200*"), mais elle est plus cassante que lui ; elle se prête très bien au moulage, car, augmentant de volume au moment où elle se soUdifie, tout comme la glace, elle pénètre dans les détails les plus fins du moule qu'il s'agit de reproduire.

La fonte se laisse aisément forer, limer et couper,* on Femploie à une foule d'usages : pièces de machines, ustensiles de cuisine, tuyaux de conduite pour les eaux, etc., etc.

558. Fonte grime. — La fonte, refroidie lentement, a une couleur qui varie du gris noir au gris clair, elle est grenue et se laisse travailler avec facilité; elle fond à 1200*" en devenant très fluide et elle se prête à merveille au moulage; sa densité varie entre 6,8*1 7,0 : elle porte le nom de fonte grise.

559. Fonte blanehe. — Si elle a été brusquement refroidie, ses propriétés se trouvent considérablement modifiées; sa couleur est argentine, d'où le nom de fonte blanche qu'on lui donne; sa cassure est brillante et lamelleuse, la lime ne Fattaque qu'avec difficulté et elle se brise très facilement: elle fond vers IIGO"* en restant toujours pâteuse et ne convient pas pour le moulage; sa densité varie de 7,4 à 7,8.

S40. A«ler. — Vader est un carbure de fer bien moins riche en caii>one que la fonte, car il n'en retient que de 7 à 15 millièmes; on le fabrique avec du fer pur que Fon combine avec du carbone, ou avec de la fonte à laquelle on enlève une partie du sien. L'acier est blanc, brillant, et susceptible de prendre un beau poli; il fond à température

plus haute que la fonte, mais phis basse que le fer; il est plus dur que ce dernier, moins ductile, et malléable à chaud comme à froid.

Si on le trempe^ c'est-à-dire si, après Tavoir chauffé au rouge, on le refroidit très brusquement en le plongeant dans Teau, le mercure, ou Thuile, il devient élastique, très dur et très cassant, propriétés qu'on lui fait perdre en le recuisant, c'est-à-dire en le chauffant progressivement ; Facier trempé est tellement dur qu'il raye le verre, et que la lime est sans action sur lui.

L'acier trempé et poli que Ton recuit, prend, quand on le porte à diverses températures, différentes couleurs dues à une oxydation superficielle ; il devient jaune à 230', pourpre à 250% violet à 260*; bleu à 380"; chauffé au rouge et lentement refroidi, il perd les effets de ia trempe, devient ductile et malléable comme le fer, et facile à limer. En s' appuyant sur ces colorations, on peut chauffer de l'acier à un degré déterminé, et lui laisser la dureté cpii convient à l'usage particulier auquel on le destine; on recuit au jaune les instruments d'acier destinés à travailler le fer, au pourpre les couteaux, au violet et au Weu les ressorts de montre, au bleu noir les scies fines et les forets.

L'acier est attirable à l'aimant comme le fer, mais il conserve les propriétés magnétiques qu'il prend au contact d'un, ainiant, quand oa retire celui-ci, tandis que dans ces conditions le fer perd celles qu'il avait acquises sous son influence.

S41. — L'acier sert à faire des aiguilles, des burins, des scies, des limes, des outils tranchants, des ressorts, etc. Avec des masses d'acier f(mdu on façonne des canons, des organes de machines, etc.; réduit en plaques plus ou moins épaisses, on l'emploie au blindage des navires, à la fabrication de la tôle d'acier, etc.

GARBURES D'hYDROGÈNE .

l. — CABBUBES ll'lITDBOeËlVE EM eËNËBAl.

S4t. 7— Les coinposés formés par l'union du carbone avec l'hydror gène sont des corps tantôt solides, tant.ôt liquides, parfpis gazeux, dont on. rencontre un certain nombre dans la nature ; telles, sont les. huiles de pétrole, de nombreuses essences comme celles de rose, de citrouy de térébenthinci de thym, de girofle, de laurier, d'orange,, de camor mille, de genièvre, etc. ; le caoutchouc, la gutta-percha, etc. . ,;

Les carbures d'hydrogène sont excessivement nombreux, et, poiu* les distinguer les uns des autres, on leur a donné des noms particu-^ liers, qui quelquefois rappellent leur origine, mais qiii n'ont, pasjété formés d'après les règles de la nomenclature. Ils sçnt les uns endor thermiques^ les autres exothermiques, et ils se décomposent, totalement en charbon et en hydrogène quand on les porte à une température suffisamment élevée. Chauffés au contact de l'oxygène, tous brûlent en prc^