IV. — ACIDE AZOTIQUE — AzO^ Équivalent en poids
416. Acide anhydre. — L*acide azotique est un composé endotherraique :
Az + 50 = AzO' gazeux — 0,6 calories Az + 50 = AzO? solide -f- 5,9 calories. ♦
C'est un corps solide, cristallisé, qui se décompose avec explosion quand on élève très légèrement sa température ; il n'a que peu d'intérêt, mais il donne avec Teau des combinaisons importantes.
41 W. Acide monohtdraté. — Quand on laisse tomber des cristaux d'acide azotique dans de l'eau, ces deux corps se combinent en donnant de l'acide azotique monohydraté.
kiQr^ solide + HO = AzO«,HO liquide + (41,6 — 5,9 — 34,5) calories.
L'union des éléments simples, oxygène, hydrogène et azote, pour former de Tacide azotique monohydraté, s'effectue avec un notable dégagement de chaleur :
Az -j- 0« + H = kiO^ MO liquide + 41,6 calories.
Aussi cet hydrate est-il beaucoup plus stable que l'acide azotique anhydre lui-même.
L'acide azotique monohydraté est un liquide incolore quand il est pur, ordinairement coloré en jaune par de l'acide hypoazotique : sa densité est 1,52; il bout à 86% et se solidifie à 47®. Il répand à l'air des fumées blanches très irritantes, d'où son nom d'acide azotique fumani.
Ces vapeurs sont vénéneuses, et Ton doit éviter de les respirer, car elles corrodent les poumons, et sont la cause de graves affections de ces organes.
418. Action de l'eau. — Il se combine avec l'eau en dégageant de la chaleur et formant un nouvel hydrate AzO»,4HO, Vacide quadrihydraté, qui constitue l'acide couramment employé dans le commerce; cet hydrate bout à 125", et sa densité est 1,42. On a :
AzO«,HO liquide -J- 3H0 = AzO*,4HO liquide -f 4,13 calories.
Quand l'acide monohydraté se dissout dans une grande quantité d'eau, il le fait aussi avec dégagement de chaleur. On a :
AzOMl07tgm*rf<î + Eau = AzO^HO rfw«oî«+ (48,8— 41 ,6) calories.
On en conclut qu'en se dissolvant vers 15» dans un excès d'eau, l'acide quadrihydraté dégage :
7,2 — 4,13 = + 3,07 calories.
41 •. Action de la chaleur. — La chaleur décompose Tacide azotique monohydraté. Ce corps, faiblement exothermique,
AzO« solide + HO = AzO«,HO liquide + 1,2 calories,
se dédouble aisément en eau et acide azotique anhydre ; mais celui-ci, qui est endothermique,
Az -f 50 = AzO^ gaz — 0,6 calories,
se sépare 4rès facilement en oxygène et acide hypoazotique ; aussi, quand on chauffe de l'acide monohydraté, il bout d'abord à 86", mais peu à peu la température s'élève, une partie de Facide se dédouble en oxygène, acide hypoazotique et eau, et cette dernière, se combinant à une autre portion, la transforme en acide quadrihydraté qui distille, si bien que la température monte peu à peu à 125% Ton n'a plus alors que de l'acide quadrihydraté.
Les vapeurs d'acide azotique chauffées au rouge sombre dans un tube de porcelaine se décomposent en eau, acide hypoazotique et oxygène :
AzO«,HO gazeux = AzO* gaz-^-O-^ ROgaz + (—2,6 -f 29,2 — 34,4) calories «.
C'est là une réaction endothermique qui ne s'accomplit que par une application continue de la chaleur.
Au rouge blanc, l'acide hypoazotique est lui-même décomposé; on n'a plus que de l'eau, de l'oxygène et de l'azote.
AzO»,HO gazeux = Az + 50 + HO gaz + (29,2 — 34, i) calories.
4tO. Action de la Inmlère. — La lumière donne lieu à une décomposition analogue à celle que produit la chaleur, et l'acide hypoazotique formé se dissolvant dans l'acide azotique monohydraté, lui donne la couleur jaune qu'il présente ordinairement. Quant à l'acide azotique quadrihydraté, dont la formation s'est accomphe avec un dégagement de chaleur plus considérable que celle de l'acide monohydraté, il n'est pas altéré par la lumière.
4tl. Rôle oxjdant de Facide azotique. — L'acide azotique étant un corps facile à décomposer, cédera de l'oxygène dans un grand nombre de circonstances, et par suite se comportera comme un oxydant énergique:
4tt. Action des métaux. — Hydrogène. — Un mélange d'hydrogène et de vapeur d'acide azotique passant dans un tube chauffé, donne de l'eau et de l'azote.
AzO^HO gazeux 4- 5H = 6H0 gazeux + Az + (6 X 29,2 — 34,4) calories.
1. La formation de l'acide gazeux à partir de ses éléments dégage 34,4 calories : Az -+- 0« -h H = AzO*,nO gazeux + 5i,4 calories.
Cette réaction est très fortement exothermique, par suite, elle se produit sous Finfluence d'une très faible éléTation de température.
En élevant la pression, par exemple en faisant Intervenir un corps poreux tel que la mousse de platine, Tazote lui-même se combinera à rhydrogène et deviendra de Fammoniaque, ce que nous avons déjà vu se faire avec le protoxyde et le bioxyde d*azote.
AzO«,HO gazeux + 9H = 6H0 + AzH' + Az + (6 X 29,2 + 12,2 — 41 ,6) calories.
Pour réaliser cette expérience,' on prépare de l'hydrogène dans un flacon à deux tubulures, et on le fait passer dans une éprouvelte remplie de pierre ponce imbibée d'acide azotique monohydraté, où il se
Fig. 85. — Formation d'ammoniaque en dirigeant un mélange d'hydrogène et de vapeur d'acide azotique, sur de la mousse de platine.
charge de vapeurs de cet acide ; le mélange d'hydrogène et de vapeurs acides qui sort de l'éprouvette passe de là dans un tube de verre horizontal, renfermant de la mousse de platine légèrement chauffée; il se dégage de l'ammoniaque (fig, 83).
4t8. Action des métaux sur Taclde coDcentré. — 1® Quand on attaque Vacide azotique concentré par un métal facilement oxydable (c'est-à-dire qui se combine à l'oxygène avec un notable dégagement de chaleur), il se forme de l'acide hypoazotique et un oxyde; ainsi avec l'étain :
Sn + 2AzO«,HO = SnO«+2AzO*+2HO+(67,9— 2x2,6 + 2x34,5— 2x41,6) calories.
Ici 9 = -h 88,4 calories; aussi la réaction commence-t-elle à froid,
et en même temps il y a une éléyation considérable de température. De même :
Cu H- AzO»,HO = CuO 4- AzO^ + HO + (19.2 — 2,6 + 34,5 — 41 ,6) calories.
Ici ^ = -f 13,9 calories, et, en effet, il suffit de laisser tomber un morceau de cuiyre dans de l'acide azotique monohydraté pour avoir un dégagement abondant de vapeurs d'acide hypoazotique, accompagné d'un échauffement notable ; de plus, l'oxyde de cuivre, à mesure qu'il se forme, se combine avec de l'acide azotique pour former un azotate avec dégagement de chaleur, ce qui contribue encore à faciliter la réaction.
Avec le potassium ou le sodium, l'action s'effectue avec une telle élévation de température qu'il y a explosion.
2* Au contraire, le platine n'attaquera pas l'acide azotique concentré,
Pt H- AzO*.HO = PtO + AzO* H- HO H- (7,5 — 2,6 + 34,5 — 41 ,6) calories.
g = — 2,2 calories. L'or se comportera de même pour une raison analogue.
4t4. Action des métaux sar l'acide étenda. — 1"* Si l'acide azotique que l'on emploie est étendu d'eau, comme il a dégagé de la chaleur en se dissolvant, il se décompose avec moins de facilité, et les réactions qu'il donne avec les métaux sont moins énergiques; comme de plus l'acide faypoazotique, au contact de l'eau, se dédouble en acide azotique et bioxyde d'azote (414), c'est ce dernier corps que l'on obtiendra. Avec le cuivre, par exemple :
3Cu + AzO«,HO dissous = 3CuO + AzO« + HO + (3 X 19,2 — 21 ,6 + 34,5 -48,8 calories (*).
g = -f 21,7 calories; la réaction sera donc facile; de plus, l'oxyde de cuivre, à mesure qu'il se forme, se transforme en azotate avec dégagement de chaleur, et cela rend la réaction encore plus exothermique; on a en réalité :
3Cu +4(AzO«,HO) — 3(CuO, AzO») + AzO» + 4nO + q.
q étant, grâce à la formation de l'azotate de cuivre, plus grand que nous ne l'avons calculé au moyen de l'équation précédente. La réaction a lieu, en effet, à la température ordinaire, et c'est elle qui sert à préparer le bioxyde d'azote.
4t5. Préparation du bioxyde d'azote. — On introduit de la tournure de cuivre dans un flacon à deux tubulures (fig. 84), dont l'une porte un tube droit à entonnoir, et l'autre un tube de dégagement se ren-
(1) Car Az -f- 0« -H H = Az0»,H0 dissous ■+- 48,8 calories ; l'acide monohydraté en se dissolvant dans une grande quantité d'eau dégage 7,2 calories par équivalent.
dant sous une éprouvette pleine d'eau ; le flacon étant à moitié rempli d*eau, on y yerse de l'acide azotique ordinaire , il se forme de Toxyde de cuiTre qui se combine ayec de Tacide azotique pour faire de l'azotate de cuivre, et il se dégage du bioxyde d'azote.
Fig. 84. — Préparation du bioxyde d'azote.
Au'' commencement de l'opération, le bioxyde d'azote qui se dégage forme, avec l'oxygène de l'air qui remplit le flacon, de l'acide hypoazotique, mais celui-ci, au contact de l'eau, se dédouble en acide azotique et bioxyde d'azote, et peu à peu tout l'oxygène disparaît. L'azote restant dans le flacon est entraîné par les premières portions de bioxyde d'azote qu'on laisse perdre, et on reçoit ensuite le gaz dans les éprouYcttes destinées à le recueillir.
41K6. — 2' Les métaux qui dégagent en s'oxydant une quantité notable de chaleur, décomposeront l'acide azotique à froid comme le fait le cuivre. Il n'en sera pas de même de ceux dont l'oxyde est faiblement exothermique ; avec l'argent, par exemple : 3Ag -f AzO*,HO dissous =5AgO + AzO* + HO + (3 X 3,5 — 21 ,6 + 34,5 — 48,8) calories, g = — 25,4, la réaction est endothermique . De même qu'avec le cuivre, l'oxyde d'argent formé se transforme à mesure en azotate, mais cette réaction ne dégage que peu de chaleur, et on aura : 3Ag H- 4(AzO»,HO) dissous = 3(AgO,AzO») dissous + AzO* + 4H0 -f + (5 X 1 ,3 — 21 ,6 + 4 X 34,5 — 4 X 48,8) calories *.
1. La chaleur de formation de l'azotate d'argent dissous est 1,3. Az 4- 0® -+- Ag = AzO*,AgO dissous -¥■ 1,3 calories.
^=;— 66,9 calories ; la réaction est fortement endothermique ; aussi elle n'a lieu qu*à chaud, mais elle sera d'autant plus facile que l'on emploiera de l'acide moins étendu.
Avec l'or, dont l'oxyde se forme avec absorption de chaleur, l'attaque n'a jamais lieu.
4LtV. ActIoD de l'acide chlorhydriqae. — Eau régale. — Lorsqu'on mélange de l'acide chlorhydrique et de l'acide azotique, la liqueur se colore en rouge ; il se forme du chlore, de l'acide hypoazotique et de l'eau.
XzO\\iO-\-m\ dissous = AzO* + Cl H- 2H0 -h (— 2,6 + 2 X 34,5 — 41 ,6 — 39,3) calories.
çz= — 14,5; la réaction est endotliermique, mais elle a lieu à la faveur de la formation d'autres corps (AzO*Cl et AzCCl*) qui se produisent dans la liqueur.
Le mélange d'acides azotique et chlorhydrique pouvant donner du chlore, attaque l'or et le platine que les deux acides pris séparément n'altèrent pas, mais avec lequel le chlore forme un chlorure exothermique :
2Au + 3Cl = Au*C15 + 22,8 calories ;
En effet, si, prenant deux ballons contenant chacun une feuille d'or battu, on verse dans l'un de l'acide chlorhydrique, et dans l'autre de l'acide azotique, l'or demeure inaltéré même quand on chauffe les ballons ; mais si l'on vient à mélanger leur contenu, la dissolution du métal a lieu avec une grande rapidité. Cette propriété de dissoudre l'or (le roi des métaux) a fait donner à ce mélange d'acides le nom d'eau régale.
On la prépare en mélangeant les deux acides en proportions variables ; l'eau régale la plus employée se fait avec une partie d'acide azotique à 35" Baume, et 4 d'acide chlorhydrique à 22'.
4t8* Usages de Faelde azotique. — L'acide azotique . est très employé dans l'industrie; non seulement il sert à faire des azotates en se combinant avec les oxydes métalliques, mais il est utiUsé dans la fabrication de l'acide sulfurique (4WS) et dans d'autres opérations industrielles.
C'est lui qui, grâce à la facilité avec laquelle il est attaqué par certains métaux, est employé dans la gravure sur cuivre, sous le' nom d'cfltt forte, A cet effet, on recouvre une plaque de cuivre avec un vernis mince et résistant, sur lequel on reporte le dessin à reproduire, puis on suit les traits de celui-ci avec une pointe fine et dure, de manière à enlever le vernis et à mettre à nu le métal. On entoure alors la plaque d'un bourrelet de cire, et on la recouvre d'acide azotique étendu, qui dissout le cuivre partout où il le trouve à nu ; au bout d'un certain
ACIDE PHOSPHORIQUE
temps» on lave la plaque avec de Peau et on la sèche, on enlève le ver-nis avec de Pessence de térébenthine, et on trouve le dessin tracé sur le cuivre en traits plus ou moins profonds.
4t9. Préparation. — L'acide azotique s'obtient comme on Pexpliquera plus loin (555) en décomposant un azotate par de Pacide sulfurique.
