ANALYSE QUALITATIVE AU CHALUMEAU

1108. — Notre but, en consacrant un chapitre à l'analyse au chalumeau, n'est pas de développer dans ses détails l'exposé des appareils ni des réactifs que l'on y emploie.

Nous ne voulons que résumer la portée des opérations que l'on exécute, et faire comprendre au commençant les raisons qui rengagent à suivre méthodiquement un ordre déterminé dans ces opérations.

Les déductions qui découlent alors des expériences exécutées et convenablement classées, portent avec elles des témoignages qu'on peut invoquer avec sécurité pour établir la composition de la substance soumise à l'analyse.. Elles n'ont" peut-être pas toutes, la valeur de celles que fournit l'analyse par voie humide, mais elles n'en sont pas moins très utiles et souvent même très importantes. ^

Les réactions faites au moyen du chalumeau résultent de l'action qu'exerce sur la matière analysée, une température que l'opérateur peut varier à sa fantaisie et qu'il peut pousser jusqu'au rouge blanc.

1109. — Or, on peut chaufibr une substance de deux manières différentes.

— 1** On peut l'introduire dans un appareil où elle soit soumise à l'action de la chaleur, à l'abri de tout contact de l'air, en sorte que les constituants de l'air atmosphérique n'interviennent en rien dans les transformations que subira la substance.

— i^ On peut au contraire la chauffer en présence de Fair, et faire intervenir les constituants de ce dernier, et particulièrement l'oxygène pour favoriser des modifications susceptibles d'éclairer l'opérateur. La matière est alors soumise à un véritable grillage qui peut faire reconnaître des éléments très importants. (Voir no 867.)

1110. -* Par la première méthode, qui s'exécute en cbaufiant la substance dans un petit tube fermé à un bout, la substance chauffée d'abord légèrement, peut donner de la vapeur d'eau, laisser échapper un constituant solide qui se dépose en sublimé sur les parois du tube ; elle peut, par une chaleur plus intense, laisser dégager un gaz sensible ou à l'odeur, ou aux papiers réactifs ; elle peut enfin donner lieu à un dégagement de vapeurs colorées dont le caractère doit être reconnu.

Par suite de ces éliminations, la matière chauffée a pu changer de couleur et d'aspect, et l'on en fait la constatation, en se rappelant que l'intensité des colorations augmente généralement avec l'état d'oxydation de la matière.

1111. — Par la seconde méthode qui s'exécute en chauffant la substance dans un petit tube ouvert aux deux bouts, on peut oxyder une certaine quantité de composés, dont l'élément négatif se dégage à Tétat gazeux en répandant une odeur qui peut être caractéristique ; tels sont les sulfures et les arséniures. On peut aussi réussir à dégager un principe qui en s'oxydant forme un sublimé et tapisse les parois du tube : tels seraient les arséniures, les antimoniures.

1112: — Ces deux méthodes, on le voit, fourniront des indications précieuses el particulièrement pour la recherche de l'é* lé'ment négatif ou acide de la matière analysée. Elles pourront d'ailleurs se compléter par le recours à certains réactifs dont nous parlerons. /

1113. — Mais ces réactions obtenues par Tapplication de la chaleur, peuvent aussi, au lieu d'être faites dans des tubes, emprunter le concours d'utiles auxiliaires simples mais énergiques, dont l'action bien connue facilite la décomposition de la matière et dévoile ainsi l'un ou l'autre de ses constituants.

1114. — Ainsi on sait que le carbone est un corps désoxydant dont le pouvoir de réduction peut parfois suflSre à enlever le corps simple, le métal, à sa combinaison saline.

L'intervention du carbone dans l'analyse au chalumeau, aura donc pour première conséquence d'entraîner la réduction de la substance sur laquelle on opère ; et si nous ajoutons que l'opérateur peut à son gré fournir aVec le chalumeau une flamme désoxydante ou une flamme oxydante selon les cas, nous cons-

taterons que la matière à analyser soumise sur le charbon, à la flamme désoxydante» ne pourra que se réduire (si elle est sus-^ ceptible de réduction) et donnera par conséquent comme résultat ou le corps simple, c'est-à-dire le métal, ou Toxyde le moins oxygéné de ce métal .

L'examen du résidu obtenu, de sa couleur, de son éclat, de sa dureté, de sa fusibilité ; l'examen des caractères physiques et chimiques qui ont marqué l'acte de la réduction elle-même,* sont autant de notions qui serviront à fixer la nature exacte de la substance examinée. Les métaux auront l'éclat métallique, les oxydes, même les moins oxydés, auront l'aspect terreux.

Les métaux qui se réduiront en. grains métalliques sont l'étain , Targent, l'or, le plomb, le bismuth, le cuivre. 1115. — Mais il y a plus.

Si, par l'emploi de la flamme désoxydante et du charbon, j'ai obtenu pour dernière expression de la réduction, un résidu métallique, il se pourra que ce métal qui est réductible puisse aussi facilement s'oxyder, ^uand on le chauffe au contact de l'oxygène. L'opérateur, en dirigeant sur le grain métallique une flamme oxydante, pourra donc en provoquer l'oxydation ; l'oxyde formé pourra à son tour appartenir à un métal fixe, ou à un métal volatil. S'il appartient à un métal fixe, l'oxyde s'observera à la surface du grain métallique qu'il recouvrera. S'il appartient à un métal volatil, cet oxyde se sera déposé sur les parois froides du charbon qui entoure la matière incandescente et y restera apparentavec tous ses caractères decouleur, de volatilité, de fixité, etc.

Il aura, comme on dit, formé une aréole dont la couleur sera dûment constatée.

Ainsi se conduiront les métaux suivants : plomb, bismuth, antimoine, cadmium et zinc.

1116. — Cependant un nombre assez considérable de métaux, ne se réduirait pas avec les moyens que nous venons d'exposer si l'on n'avait recours à l'intervention d'un réactif spécial, possédant un pouvoir réducteur considérable.

Ce réactifest le carbonate sodique, qu'on désigne simplement par le mot soude dans les essais au chalumeau.

Le carbonate de soude, sous l'influence delà chaleur àlaquelle

on opère, se transforme en soude caustique qui agit à !a fois par son extrême fusibilité et son énergie alcaline.

Par sa fusibilité, elle entraîne la fusibilité de certains acides infusibles tels quel'acide silicique.

Par son énergie alcaline, elle déplace la plupart des bases de leurs combinaisons salines, et leur enlève leurs acides, en met* tant à nu les oxydes.

Enfin, elle emprunte au charbon sur lequel on l'emploie, et à Tair que Ton insufle, te carbone et Tazote nécessaires pour former du cyanure sodique qui est le corps réducteur le plus paissant dont dispose la voie sèche.

D'ailleurs au carbonate de soude on peut mélanger directement un peu de cyanure sodique, pour favoriser la réduction et la provoquer à une température moins élevée.

Par ce nioyen, non seulement toutes les réductions qui pouvaient s'effectuer sur le charbon seul, sont promptement réalisées, mais on arrive en outre à réduire les oxydes plus réfractaires et entr'autres ceux d'antimoîtie, d*étain, de cuivre etc.. — Quelques uns résistent pourtant encore à ce traitement, ce sont les oxydes de fer, de nickel et de cobalt.

La réduction sur le carbone seul, puis la réduction sur le carbone avecla soude, a donc pour but final de faireconnaître le ou les métaux qui entrent dans la composition de la matière, et cela en les ramenant d'abord à l'état de corps simples, puis en les fesant passer à l'état d'oxydes sous l'action de la flamme oxydante, et en produisant ainsi les apparitions d'aréoles qui aident à renforcer les premières présomptions.

1117. — Cependant les déductions auxquellesonestdéjà arrivé peuvent encore se compléter d'une façon plus certaine.

En effet, les propriétés physiques des métaux et oxydes que l'on a pu saisir dans les opérations précédentes, peuvent, vu la variété des éléments de la substance analysée, n'être pas suffisantes. Les bases non réductibles particulièrement ont pu échapper à une détermination caractéristique.

Mais nous savons que parmi les caractères physiques des composés chimiques, les phénomènes de couleur s'accentuent en vigueur, au fur et à mesure que Tordre de combinaison de la matière s'élève davantage. Nous pourrons donc faire passer

celle-ci, qui jusqu'à présent n*est considérée que comme oxyde, à l'état de sel, en la forçant à se combiner à un acide déterminé indécomposable par la chaleur et donnant lieu à une combinaison saline fixe dont la couleur servira de nouveau caractère pour éclairer les recherches.

1118. — Les acides employés sont Tacide borique et Tacide phosphorique. Combinés eux-mêmes avec la soude, ils forment deux sels acides, le borax et le sel de phosphore qu'on globulise au feu sur un fil de platine dont l'extrémité est contournée en œillet.

Quand le globule de borax ou de sel de phosphore est fondu en une perle bi^n limpide et parfaitement incolore, on lui ajoute un peu de substance à analyser, et on chauffe au dard du chalumeau. Les bases de la substance en présence de l'acide borique ou de l'acide phosphorique dont la faculté de saturation devient d'autant plus énergique que l'on opère à une plus forte chaleur, se dégagent de leurs combinaisons primitives, et s'unissent aux équivalents libres de ces acides, pour, donner avec ces bases et la soude des borates doubles ou des phosphates doubles.

Or le borax est un biborate sodique, c'est-à-dire un sel contenant un équivalent libre d'acide borique qu'on peutsaturer avec la base de la substance; le nouveau borate formé se dissoudra, ou plutdt se liquéfiera par fusion, dans le borate sodiqueetcommuniquera à ce dernier la coloration de sa base; et il résultede là que la perle acquérant une couleur déterminée servira à préciser la nature de la base dont le sel affecte la couleur observée.

Le sel de phosphore est ksoniour un phosphate hydrico-ammonîaco-sodique, c'est-à-dire un phosphate contenant trois équivalents de bases, savoir un équivalent d'eau, un équivalent d'ammoniaque tst enfin un équivalent de soude. Un globule dj» sel de phosphore fondu ne renferme naturellement phis ni eau, ni ammoniaque; ces bases n'ont pu se maintenir à la température de fusion du sel, et il n'est resté en détinitive qu'un phosphate sodique acide contenant deux équivalents d'acide phosphorique libre.

Chauffé avec la substance à analyser, ce phosphate sodique pourra donc se charger de saturer deux fois plus de bases que le borax, et les phénomènes de coloration que produiront les

globules de sel de phosphore, deviendront d'autant plus perceptibles et d'autant plus convaincanls.

1119. — Remarquons en outre que la faculté que possède l'opérateur de produire tantôt une flamme oxydante, tantôt une flamme réduisante,permet encore de tirer parti de nouvelles inductions.

En effet, certains corps donnent deux catégories de sels, les uns sont au maximum, les autres sont auminimum d'oxydation. Ainsi les matières ferrugineuses peuvent fournir des sels ferriques si on opère dans un milieu oxydant, ou bien des sels ferreux si on opère dans un milieu réduisant.

Lé borate ferrique obtenu en chauffant la perle dans la flamme oxydante, n'aura pas la même coloration que le borate ferreux obtenu en chauffant dans la flamme de réduction; brune dans le premier cas, la perle deviendrait en effet verdâtre dans le second. Ces couleurs qui deviennent complémentaires l'une de l'autre, coitstituent donc des caractères plus définis encore et parconséquent complètent les'données générales recueillies jusqu'à présent sur la nature des constituants de la matière analysée.

1120. — En résumé donc, l'exécution de la série des opérations que nous venons de rappeler succinctepient, a pour but d'arriver aux constatations suivantes .:

1121. — !• Dans le tube fermé. — Quels sont les éléments volatils que renferme la substance à l'état

de gaz^ de liquide, ou de solide.

(Compléter par des réactions spéciales voir n® 1131.)

1122* — 3^ Dans le tube ouvert. — Quels sont, dans la substance, les éléments qui n'étant pas directement volatilisables, le deviennent par l'oxydation en dégageant : un gaz, un liquide ou un solide, * (Voir réations spéciales n» 1134.) 1128. — 3i^ Sur lecharbon seul. — Quelles sont, dans la substance, les bases aj qui se fondent plus ou moins vite sans se volatiliser,

(Voir réactions spéciales n® 1135-1®);

bj qui restent infusibles sans se modifier,

(Voir réactions spéciales n« 1135-2*);

c) ({ui se réduisent en donnant simplement un culot métallique;

dj qui se réduisent en donnant un culot métallique et une aérole.

1124. — 4® Sur le charbon avec la soude. — Quelles sont dans la substance, les éléments

a) qui deviennent fusibles et transparentes par leur alliance avec la soude; bj qui communiquent à la soude une coloration spéciale; cj qui se réduisent en donnant un grain métallique;

d) qui se réduisent en donnant un grain métallique avec une aréole;

d^qui se réduisent en ne donnant qu*un oxyde au minimum devenant attirable à Faimant; fj qui ne sont pas attaquées par la soude.

1125. — S* Avecle borax. — Quelles sont les bases qui en se salifiant peuvent caractériser:

aj des sels au maximum à la flamme oxydante; bJ des sels au minimum à la flamme réduisante.

1126. — 6** Avec le sel de phosphore. — Quelles sont les bases qui en se salifiant peuvent caractériser :

aJ des sels au maximum à la flamme oxydante ; bJ des sels au minimum à la flamme réduisante.

Ces constatations doivent se faire toutes sur la substance analysée,et, au fur et à mesure que l'opérateur les exécute, il doit tenir note des résultats qu*il obtient.

Il se peut qu'après cette série d'expériences, l'opérateur ne soit pas suflisamment éclairé, surtout s'il s'agit d'un commençant.

Quelques réactions spéciales peuvent alors venir compléter les indications précédentes.

1127. — Ainsi dans le tube fermé (n^' 1131), on peut favoriser le dégagement de certains éléments peu volatils, par l'emploi d'un réactif spécial : le bisulfate de potasse qui agit par son équivalent libre d'acide sulfurique. Ce dernier en effet, par son aflSnité énergique pour les bases, déplace facilement les acides

moins fixeaque lui, et ces derniers désormais libres, peuvent se dégager sous Finfluence de la chaleur.

Tel âerait le cas des sulfures, des chlorures, des fluorures, etc.

Dans le même tube fermé, on peut, en mélangeant la substance analysée à du carbonate de soude et un peu de charbon en poudre, favoriser certaines réactions' particulières : telles que la formation de Tanneau noir et miroitant des composés arsenicaux, le dégagement des sels ammoniacaux etc.

1128. — L*essai fait sur le charbon seul (n*^ 1123-a) et qui indique que la matière fond plus ou moins vite sans se volatiliser, peut comporter des réactions complémentaires pour aider ropération.

Ce sont en général les alcalis, ou certains acides fusibles par eux-mêmes, qui agissent de cette façon.

Or ces corps jouissent de la propriété de colorer la flamme d*une façon toute particulière mais plus ou moins intense. Comme ces phénomènes sont assez fugaces et qu*ils demandent à être saisis rapideinent, voici comment il est bon d'opérer.

Avec un peu d*eau on l^umecte la matière soumise à Tanalyse, on fait une pâte et Ton en prend une partie à l'extrémité d'un fil de platine tourné en œillet un peu rétréci, puis on introduit cette prise d'essai dans l'extrémité delà flamme d'oxydation. Nous donnons plus loin un tableau des colorations que l'on peut remarquer, avec indication des corps qui les produisent. (Voirn« H35.)

1129. — Dans l'essai fait sur le charbon seul (n* 1123-6), alors que la substance reste infusible sans se modifier, on peut la soumettre à l'expérience suivante pour découvrir sa nature.

Une petite portion de la matière préalablement grillée dans le tube ouvert, est humectée d'un peu d'azotate cobaltique, puis chauffée fortement sur la feuille de platine sous (l'action du chalumeau. On obtient une masse de couleur spéciale qui indique particulièrement les terres, ou les terres alcalines. (Voir tableau n» 1135-2^a.

1130. — Nous allons maintenant, en suivant le cours des opérations renseignées au n^ 1121 et suivants, donner le résumé des réactions qui peuvent se présenter dans chaque expérience.