CHAPITRE III

DES DOUBLES DECOMPOSITIONS, OV DÉCOMPOSITIOKS SUCCESSIVES.

§ I"". De la formation des sous-sels.

o43. Le principe des doubles décompositions est CODuu depuis longtemps en cliiiiiie; mais on n'a pas encore cherché à s'en servir pour expliquer les altérations qu'éprouvent certaines rocties, par l'action d'eaux minérales chargées de sels alcahns, métalliques ou terreux, qui les traversent.

Les eaux minérales, en pai'courant l'inténeiir des montagnes, s'infiltrent à travers les roches, réagissent sur leurs éléments et nous apportent en dissolution les parties soluhles, tandis que celles qui ne le sont pas, restent adhérentes à leur surface. Nous avons eu l'occasion de nous convaincre de l'effet de ces eaux dans plusieurs anciennes galeries de mine et dans les crevasses de plusieurs roches, notamment à Puntgrbaud et à Vienne en Dauphiné. I^es parois de ces galeries sont tapissées de cristaux assez gros de sélénite et de carbonate de chaux, bien que la nature des roches de ces contrées ne soit nullement calcaire; c'est en examinant avec soin ces formations modernesque nous avons eu l'idée de nous occuper de l'action des eaux minérales sur les roches,

!o44- ïl est nécessaire de présenter d'abord quelques développemenis sur les transformations successives que "it subiràdivers l'OiniiDsés par le moyen des doublcg

aa DE LA. FORMATION UliS SOUS-SELS.

décompositions, pour arriver à former dos composés semblables à ceux que l'on trouve dans la nature. Les doubles décompositions qui opèrent ces transformations, ont une puissance d'action dont on ne connaît pas encore toute Iclenduc. Poui' en donner une idée, prenons une dissolution saturée, on non, de nitrate ou de sulfate de cuivre, peu importe, et plongeons dedans lin morceau de craie, de dalcâire grossier, ou du calcaire poreux; voici ce qui se passe avec la dissolution de nitrate de cuivre, par exemple : le sel métallique réagit peu à peu sur le calcaire, il lui cède une portion de son acide, en chasse l'acide carbonique, rt de là résultent du nitrate de chaux, qui se dissout, et du sous-nitrate de cuivre insoluble, qui se diiîpose en petits cristaux verts aciculaires sur le caîcaii'c; l'action continue dans l'intérieur. Il faut donc que par l'effet de deux courants, dirigés eh sens ctontraire, le nitrate de cuivre pénètre dans les interstices, et que le nitrate de chaux et l'acide carbonique en soient expulsés.

Des morceaux qui sont restés un mois en expérience, ont été recouverts d'une couche de petits crislaux de Rous-nitrale, d'un millinièlre d'épaisseur. En opérantavec des cristaux de .spath d'Islande, ou des morceaux de spath calcaire compacte, l'action n'est que superficielle^ et il est probable qu'il faudrait un 'temps considérable pour que la masse fût entamée. Eu substituant au nitrate decuivre le sulfate, on obtient un sous-sulfate cristallisé ■vert insoluble. Le chlorure de cuivre donne également le sous-chlorure cristallisé.

Si l'on veut accélérer la formation de ces sous-sels, on peut employer l'action de la chaleur; mais alors les eristatix sont moins nets.

1045. En soumettant au m^me mode d'expérience des seU à base de fer, particulièrement le proto-sulfate, On obtient un -sous-snlfale concrétîonné rubigineux, qui a de l'analogie avec celui que Ton trouve dans la nature; il se dépose en même temps une grande quantité de cristaux de sélénile.

CHAJ>iti(E in:

* i(J46. Êîi ekaifilnant tous ces produits, on serait lente dé les rêgàWer cbititne deà minéraux, tant ils en oi^t ràsjjeçt. Les sels â bake de fer, et en général tous les sels méiâlliqdeâ qlii iie sont pas capables de former les soussêls, rie abnneiit aiicuh e|îet de cç genre. Nous examinerons plus loin leur action sur les roches calcaires ou

Âifivoniâ aux transformations successives.

$ II. De faction des bi-carbonates alcalins sur les

sous^els.

io47. Lorsqu'on laisse séjourner un morceau de calcaire, aoht là surface est recouverte de cristaux de sous* niti'atë rfe ciiivre, dans ùpe solution de bi-carbonate de potasse étendue d'une ou de deux fois son volume d'eau, oii ne tai:de pas à s'apercevoir que ces cristaux prennent une teinté plus foncée et qu'ils se changent peu à peu en un double carbonate de cuivre et de potasse, qui cristallise eii aiguilles. Dans la réaction lente du sous-nitrate sur le i)i-éarbôna<e, celui-ci cède une portion de son acide à Toxide de cuivre; il en résulte un carbonate de potasse qui se combiné avec le carbonate de cuivre.

Quant à l'acide nitrique, qui devient libre, il réagit imniéciiatement sur le carbonate de chaux en contact avec le sous-nîtrate, il le décompose et forme un nitrate de chaux, qui est expulsé en même temps que l'acide carbonique. Aussitôt que ce nitrate est en contact avec le bî-caiDÔnale alcalin, il s'opère encore une nouvelle décomposition, d'où résulte un carbonate de chaux, qui cristallise en très-petits rhomboïdes. La manière dont le cari)onate de chaux est produit, indique son origine; car il forme des traînées tuberculeuses, dont le bout correspond toujours à un interstice du calcaire. La forme tuberculeuse est due au dégagement du gaz venu de Tiutériéur avec la dissolution de nitrate de chaux, qui esl décom|)osée immédiatement par le bi-carbonate«

24 ACT. WKS lîI-C*RBON. ALCAL. SUR LES SOUSSKLS.

Nous voyons donc qu'avec du calcaire poreux, tel que le calcaire grossier parisien, et des dissolutions de nitrate de citivre et de bi-carbonate de potasse, on obtient successivement des cristaux de soiis-nitrale de cuivre, de double carbonale de cuivre et de potasse, et des cristaux riiomboïdaux de carbonate de cliaus.

lO^S. Poursuivons les transformations, pour arriver au carbonate liydraté de cuivre. Si, après avoir retire de la dissolution du bi-carbonate et lave le morceau en expérience, on le plonge dans une solution de sulfate de cuivre, de nouvelles réactions se manifestent inseasiblement. D'une part, il y a formation d'un double sulfate de potasse et de cuivre, qui reste dissous, et de soussulfate de cuivre, qui cristallise en aiguilles ; de l'autre, le carbonate vert, qui provient du double carbonate, se dépose en cristaux verts aciculaires; mais on conçoit qu'il est nécessaire d'arrêter l'expérience à temps, pour ne pas décomposer ensuite le carbonate de cuivi-e. Il nous est arrivé quelquefois de trouvei' sur un des échantillons de petits cristaux bleus de carbonate de cuivre. Yoilà donc des composés insolubles qui cristallisent en se formant, par cela même que les forces qui les produisent agissent lentement et sans interruption, par l'intermédiaire de corps étrangers, avec lesquels les corps agissants sont en contact.

En soumettant au même mode d'expérimentation que le soua-nitrate de cuivre, le sous-sulfate, on obtient des résultats semblables; la première transformation donne naissance à un double carbonate de cuivre et de potasse, que l'on traite de nouveau par le sulfate de cuivre. Nous ne parlons pas du double sulfate de potasse et de cuivre qui se produit en même temps. L'art consiste donc, dans les transformations successives, à choisir des dissolutions qui réagissent très-lentement sur des doubles combinaisons insolubles, pour en retirer un des deux éléments et laisser l'anti'e, dont les parties se groupent régulièrement. Cette méthode revient à celle que nous avons fait ConsBitrc (54a, etc.) pour préparer les sulfu)'e^, J-'îUSi

. dures et les bromures inélalliques, en faisant intervenir J'action des ibrces électriques.

Nous avons employé une dissolution de bi-carbonate de potasse; mais si on lui en substitue une de souscarbonate, on obtient encore le double carbonate de cuivre et de potasse, lequel, au lieu de déposer en aiguilles, forme de jolis petits cristaux prismatiques hexaèdres droits.

1049. Il était utile de constater si le carbonate de "cuivre obtenu (1048) ne renfermait pas encore de la potasse; voici les essais que l'on a faits pour cela. Soumis à une ébuUition prolongée dans de l'eau distillée que l'on a renouvelée à plusieurs reprises, le carbonate ji'a pas changé de couleur et les cristaux ont conservé ]eur insolubilité. Il a fait effervescence avec les acides, et la couleur de la dissolution était celle qui est propre aux sels de cuivre.

Quelques fragments ayant été traité» sur un fil de platine parfaitement décapé, on n'a obtenu aucune scorie ■vitreuse; le fil s'est recouvert d'une croûte d'alliage. En le plougeant dans l'acide nitrique, il n'y a pas eu la moindre elîervescence, preuve que le morceau d'essai ne renfermait pas de carbonate (fe potasse. La dissolution de platine a donné la même indication, même en ajoutant de l'alcool, qui favorise la pi'écipitation du double chlorure de potassium et de platine.

Ces essais prouvent évideniinentque-Ies petits cristaux appartenaient bien au carbonate de cuivre.

io5o. La théorie atomique rend parfaitenientcompte lie toutes les décompositions et recompositions que noua venons de faire connaître.

OPE DATION.

Nitrate de cuivre. .. ,Cu K Carbonate de chaux.. Ca C

Nitrate quinti'basiquc

de cuivre Cu* Pi

Nitrate de chaux.. . .Ca K

a6 ACT. DF.S BI-CARBON. ÀLCAL. SUR LES SOUS-SELS. En supposant exact l'énoricé des produits observes, il faut cinq atomes de nitrate de culvi-e pour former un atotUR de nitrate quînti-basique ; dés lors il y a cinq atomes d'acîde niliique qui réagissent suf le carbonate de chaux, pour former cmq atomes de tiltrate de la ni^me baSé. Jusqu'ici point de difficulté. Passoiis à la seconde opération.

XuS pi

Nitrate quinli-basiqui

de cuivre

Bi-carbonate de

potasse K. C^

Carbonate de chaux.. Ca C

Double carbonate de cuivre et de potasse,

Cu C + k C + Aq.

Nitrate de potasse., . .(t N

Nitrate de chaux.. . ,Ca N

Un atonie de nitrate quinti-basique de cuivre, pour que les réactions Indiquées s'effectuent, doit décomposer cinq atomes de bi-çarhonale de potasse; cinq atomps d'acide carbonique deviennent libres et se combinent avec les cinq atomes d'oxide de cuivre; puis

les cinq atomes

de carbonate de cuivre formés, se combinent avec lej cinq atomes de carbonate de potasse. T^'atonie de nitrate quinti-basique de cuivre abandonne un atome d'acide nitrique, qui réagit sur un atome de carbonate de chaux, d'où résultent un atome de nitrate de cbaux et un dégagement de gaz acide carbonique, dont le passage dans la

liqueur est indi([ué, comme noui

« dit.

par

des

tubercules allongés de carbonate de cbaux.

io5i. Il reste à examiner la décomposition du double carbonate de potasse et de ciiivre par le sulfate de cuivre.

Itouble carbonate de cùivreçtde ...

potasse CuC+KG-t-Aq.

Sulfate Je cuivre. . . ,Cu S

Carbonate de cuivre. Cu C

Sous-sulfate de cuivre.Cu^ S Sulfate de potasse,, . .K S

cHAPrTRE in. 27

A l'inspection seule ele ces forinillps , on voit qtie lorsque le sulfate de cuivre réagit sur le douille carbonate, il en résulte du carbonate de cuivre, du siilfale de polasse, un dégagement de gaz acide carbonique et de l'iiydrHto de cuiïrf".

On voit donc que les décompositions et recomposit(6R3 s'opèrent conformément aux lois de la ihëorie atomique.

5 'l'- ^^ Vacliôn de quelques solutions salines U- sur les sous-sels.

F* loSa. En faisant réagir les sôus-sels sur des solutions cle phosphate, d'arséniate, de chroinate, d'oxalate, de tungsiate , de succinatft alcalin , on obtient des résultats analogues.

Si l'on met, par exemple, le sous-nlNale de cuivre dans une solution saturée de phospliate d'ammoniaque, on ne larde pas à s'apercevoir que le sous-sel se décompose peu à peu , et qu'il se dépose sur la surface , çà et là, une multitude de cristaux limpides incolores, formant des houppes radiées, tandis que la coiileurverle du soussel prend une teinte bleuâtre. En examinant la nature de ces produits, on trouveque les cristaux limpides sÔiit formés de pbospliale de chaux pur, et la partie verte d'un double pliospliate de cuivre et d'ammoniaque,

Ce phosphate de chaux n'est pas pho-sphorescent. Par la chaleur il perd son eau de cristallisation, et à l'aide de la chaleur il devient opaque. Il est insoluble dans }'cau, uiéme à l'aide de t'ébullilion , et s'y dissout faci- Icmejit au contraire quand elle est légèrement acidulée, même par l'acide le plus làible. Quoique l'analyse n'ait pas été faite de ce sel , il est probable que c'est le phos^ phate de chaux neutre, dont il possède lesS principale^ propriétés : il est à noter que c'est précisément ce phosphate qui se trouve en dissolution dans plusieurs eaux Hiinérates. La théorie de la formation des phosphates à basedechaux;, de cuivre et d'ammoniaque, est la même

aO ACT. UE QUELQ. SULUT. SAL. SDK LES SOUS-SELS.

que pour les produits c]écrits dans le § II; réaction du phosphate d'ammoniaque sur le sous-iiitrate de cuivre, d'où résulte un double phosphate; puis séparation de l'acide nitrique, qui se porte sur le carbonale de chaux, et réaction lente du nitrate de chaux sur le phosphate d'ammoniaque, laquelle produit du phosphate de chaux et du nitrate d'ammoniaque. Dans ces décompositions il se forme aussi du phospliate de cuivre.

io53. Avec l'arséuiatc d'ammoniaque, le mode d'action est le même, si ce n'est qu'il y a formation d'un double arséniate de chaux et de cuivre qui cristallise en jolis cristaux limpides de plusieurs millimètres de longueur qui sont des piismes obliques à bases trièdres, lesquels deviennent opaques peu à peu en perdant leur eau de cristallisation, et leur surface se recouvre de hlaments soyeux, qui annoncent une nouvelle fomialion. On obtient aussi directement un double arséniate, en faisant réagir une dissolution d'arséniate d'ammoniaque sur du carbonate de chaux; mais sa formation est beaucoup plus lente.

!o54- L'oxalale d'ammoniaque et le tungstate d'ammoniaque se comportent comme les sels précédents à l'égard du sous-nitrate de cuivre, et donnent des produits analogues; nous ne nous y arrêterons pas, attendu que notre but est de faire coiinaîtie ici les circonstances qui sont nécessaires pour déterminer les formations successives qui donnent nais.sance à des composés que l'art n'a pu produire jusqu'ici. Nous dirons seulement deux mois de la réaction lente du sous-nitrate de plomb, obtenu avec le nitrate de plomb et le carbonate de chaïuc, sur lu cbromatc de potasse. Quand on laisse séjourner pendant quelques mois un sous-nitrate ainsi préparé, dans une dissolution de chromate de potasse, étendue d'une ou deux fois son volume d'eau, In suiface prend dans quelques parties une teinte rongeât re, et il se foi'me insensiblement de petits cristaux très-nets de chromate de plomb rouge, en prismes rhoniboïdaux, terminés par dos sommets dièdres, comme ceux que l'on trouve è péi^ezofF, en Sibérie,