_Des moyens que la Chimie emploie pour écarter les unes des autres les
molécules des corps sans les décomposer, & réciproquement pour les
réunir._
J'ai déjà fait observer qu'il existoit deux manières de diviser les
corps: la première qu'on nomme division méchanique, consiste à séparer
une masse solide en un grand nombre d'autres masses beaucoup plus
petites. On emploie pour remplir cet objet la force des hommes, celle
des animaux, la pesanteur de l'eau appliquée aux machines hydrauliques,
la force expansive de l'eau réduite en vapeurs, comme dans les machines
à feu, l'impulsion du vent, &c. Mais toutes ces forces employées
à diviser les corps, sont beaucoup plus bornées qu'on ne le croit
communément. Avec un pilon d'un certain poids, qui tombe d'une certaine
hauteur, on ne peut jamais réduire en poudre une matière donnée au-delà
d'un certain degré de finesse, & la même molécule qui paroît si fine
relativement à nos organes est encore une montagne, si on peut se
servir de cette expression, lorsqu'on la compare avec les molécules
constitutives & élémentaires du corps que l'on divise. C'est en cela
que diffèrent les agens méchaniques des agens chimiques; ces derniers
divisent un corps dans ses molécules primitives. Si, par exemple,
c'est un sel neutre, ils portent la division de ses parties aussi loin
qu'elle le peut être sans que la molécule cesse d'être une molécule de
sel. Je vais donner dans ce chapitre des exemples de cette espèce de
division. J'y joindrai quelques détails sur des opérations qui y sont
relatives.
§. I.
_De la Solution des Sels._
On a long-tems confondu en chimie la solution & la dissolution, & l'on
désignoit par le même nom la division des parties d'un sel dans un
fluide tel que l'eau, & la division d'un métal dans un acide. Quelques
réflexions sur les effets de ces deux opérations feront sentir qu'il
n'est pas possible de les confondre.
Dans la solution des sels, les molécules salines sont simplement
écartées les unes des autres, mais ni le sel, ni l'eau n'éprouvent
aucune décomposition, & on peut les retrouver l'un & l'autre en
même quantité qu'avant l'opération. On peut dire la même chose de
la dissolution des résines dans l'alkool & dans les dissolvans
spiritueux. Dans la dissolution des métaux, au contraire, il y a
toujours ou décomposition de l'acide, ou décomposition de l'eau: le
métal s'oxygène, il passe à l'état d'oxide; une substance gazeuse se
dégage; en sorte, qu'à proprement parler, aucune des substances après
la dissolution n'est dans le même état où elle étoit auparavant. C'est
uniquement de la solution dont il sera question dans cet article.
Pour bien saisir ce qui se passe dans la solution des sels, il
faut savoir qu'il se complique deux effets dans la plupart de ces
opérations: solution par l'eau, & solution par le calorique; & comme
cette distinction donne l'explication de la plupart des phénomènes
relatifs à la solution, je vais insister pour la bien faire entendre.
Le nitrate de potasse, vulgairement appelé salpêtre, contient très-peu
d'eau de cristallisation; une foule d'expériences le prouvent;
peut-être même n'en contient-il pas: cependant il se liquéfie à un
degré de chaleur qui surpasse à peine celui de l'eau bouillante. Ce
n'est donc point à l'aide de son eau de cristallisation qu'il se
liquéfie, mais parce qu'il est très-fusible de sa nature; & qu'il passe
de l'état solide à l'état liquide, un peu au-dessus de la chaleur
de l'eau bouillante. Tous les sels sont de même susceptibles d'être
liquéfiés par le calorique; mais à une température plus ou moins
haute. Les uns, comme les acétites de potasse & de soude, se fondent &
se liquéfient à une chaleur très-médiocre; les autres, au contraire,
comme le sulfate de chaux, le sulfate de potasse, &c. exigent une des
plus fortes chaleurs que nous puissions produire. Cette liquéfaction
des sels par le calorique présente exactement les mêmes phénomènes que
la liquéfaction de la glace. Premièrement elle s'opère de même à un
degré de chaleur déterminé pour chaque sel, & ce degré est constant
pendant tout le tems que dure la liquéfaction du sel. Secondement, il y
a emploi de calorique au moment où le sel se fond, dégagement lorsqu'il
se fige; tous phénomènes généraux, & qui ont lieu lors du passage d'un
corps quelconque de l'état concret à l'état fluide & réciproquement.
Ces phénomènes de la solution par le calorique se compliquent toujours
plus ou moins avec ceux de la solution par l'eau. On en sera convaincu
si l'on considère qu'on ne peut verser de l'eau sur un sel pour le
dissoudre, sans employer réellement un dissolvant mixte, l'eau & le
calorique: or on peut distinguer plusieurs cas différens, suivant la
nature & la manière d'être de chaque sel. Si par exemple un sel est
très-peu soluble par l'eau, & qu'il le soit beaucoup par le calorique,
il est clair que ce sel sera très-peu soluble à l'eau froide, & qu'il
le sera beaucoup, au contraire, à l'eau chaude; tel est le nitrate de
potasse, & sur-tout le muriate oxigéné de potasse. Si un autre sel au
contraire est à la fois peu soluble dans l'eau, & peu soluble dans
le calorique, il sera peu soluble dans l'eau froide comme dans l'eau
chaude, & la différence ne sera pas très-considérable; c'est ce qui
arrive au sulfate de chaux.
On voit donc qu'il y a une relation nécessaire entre ces trois choses;
solubilité d'un sel dans l'eau froide, solubilité du même sel dans
l'eau bouillante, degré auquel ce même sel se liquéfie par le calorique
seul & sans le secours de l'eau; que la solubilité d'un sel à chaud & à
froid est d'autant plus grande qu'il est plus soluble par le calorique,
ou, ce qui revient au même, qu'il est susceptible de se liquéfier à un
degré plus inférieur de l'échelle du thermomètre.
Telle est en général la théorie de la solution des sels. Mais je n'ai
pu me former encore que des apperçus généraux, parce que les faits
particuliers manquent, & qu'il n'existe point assez d'expériences
exactes. La marche à suivre pour completter cette partie de la chimie
est simple; elle consiste à rechercher pour chaque sel ce qui
s'en dissout dans une quantité donnée d'eau à différens degrés du
thermomètre: or comme on sait aujourd'hui avec beaucoup de précision,
d'après les expériences que nous avons publiées M. de la Place &
moi, ce qu'une livre d'eau contient de calorique à chaque degré du
thermomètre, il sera toujours facile de déterminer par des expériences
simples la proportion de calorique & d'eau qu'exige chaque sel pour
être tenu en dissolution, ce qui s'en absorbe au moment où le sel se
liquéfie, ce qui s'en dégage au moment où il cristallise.
On ne doit plus être étonné d'après cela de voir que les sels même qui
sont dissolubles à froid se dissolvent beaucoup plus rapidement dans
l'eau chaude que dans l'eau froide. Il y a toujours emploi de calorique
dans la dissolution des sels; & quand il faut que le calorique soit
fourni de proche en proche par les corps environnans, il en résulte
un déplacement qui ne s'opère que lentement. L'opération au contraire
se trouve tout d'un coup facilitée & accélérée quand le calorique
nécessaire à la solution se trouve déja tout combiné avec l'eau.
Les sels, en général, en se dissolvant dans l'eau, en augmentent la
pesanteur spécifique, mais cette règle n'est pas absolument sans
exception.
Un jour à venir on connoîtra la quantité de radical, d'oxigène & de
base qui constituent chaque sel neutre; on connoîtra la quantité
d'eau & de calorique nécessaire pour le dissoudre, l'augmentation de
pesanteur spécifique qu'il communique à l'eau, la figure des molécules
élémentaires de ses cristaux; on expliquera les circonstances & les
accidens de sa cristallisation, & c'est alors seulement que cette
partie de la chimie sera complette. M. Séguin a formé le prospectus
d'un grand travail en ce genre, qu'il est bien capable d'exécuter.
La solution des sels dans l'eau n'exige aucun appareil particulier.
On se sert avec avantage dans les opérations en petit de phioles à
médecine de différentes grandeurs, _planche II, figures 16 & 17_; de
terrines de grès, _même planche_ A, _fig. 1 & 2_; de matras à col
allongé, _figure 14_; de casseroles ou bassines de cuivre & d'argent,
_figures 13 & 15_.
§. II.
_De la Lexiviation._
La lexiviation est une opération des arts & de la chimie, dont l'objet
est de séparer des substances solubles dans l'eau d'avec d'autres
substances qui sont insolubles. On a coutume de se servir pour cette
opération dans les arts & dans les usages de la vie d'un grand cuvier
ABCD, _planche II, figure 12_, percé en D près de son fond d'un trou
rond dans lequel on introduit une champlure de bois DE ou un robinet de
métal. On met d'abord au fond du cuvier une petite couche de paille,
& ensuite par-dessus la matière qu'on se propose de lessiver; on la
recouvre d'une toile, & on verse de l'eau froide ou chaude, suivant
que la substance est d'une solubilité plus ou moins grande. L'eau
s'imbibe dans la matière, & pour qu'elle la pénètre mieux, on tient
pendant quelque tems fermé le robinet DE. Lorsqu'on juge qu'elle a eu
le tems de dissoudre toutes les parties salines, on la laisse couler
par le robinet DE; mais comme il reste toujours à la matière insoluble
une portion d'eau adhérente qui ne coule pas, comme cette eau est
nécessairement aussi chargée de sel que celle qui a coulé, on perdroit
une quantité considérable de parties salines, si on ne repassoit à
plusieurs reprises de nouvelle eau à la suite de la première. Cette eau
sert à étendre celle qui est restée; la substance saline se partage
& se fractionne, & au troisième ou quatrième relavage, l'eau passe
presque pure; on s'en assure par le moyen du pèse-liqueur dont il a été
parlé, page 338.
Le petit lit de paille qu'on met au fond du vase sert à procurer des
interstices pour l'écoulement de l'eau; on peut l'assimiler aux pailles
ou aux tiges de verre dont on se sert pour filtrer dans l'entonnoir, &
qui empêchent l'application trop immédiate du papier contre le verre.
A l'égard du linge qu'on met par-dessus la matière qu'on se propose de
lessiver, il n'est pas non plus inutile; il a pour objet d'empêcher que
l'eau ne fasse un creux dans la matière à l'endroit où on la verse, &
qu'elle ne s'ouvre des issues particulières qui empêcheroient que toute
la masse ne fût lessivée.
On imite plus ou moins cette opération des arts dans les expériences
chimiques; mais attendu qu'on se propose plus d'exactitude, & que
lorsqu'il est question, par exemple, d'une analyse, il faut être sûr
de ne laisser dans le résidu aucune partie saline ou soluble, on est
obligé de prendre quelques précautions particulières. La première est
d'employer plus d'eau que dans les lessives ordinaires, & d'y délayer
les matières avant de tirer la liqueur à clair; autrement toute la
masse ne seroit pas également lessivée, & il pourroit même arriver que
quelques portions ne le fussent aucunement. Il faut aussi avoir soin
de repasser de très-grandes quantités d'eau, & on ne doit en général
regarder l'opération comme terminée, que quand l'eau passe absolument
dépouillée de sel, & que l'aréomètre indique, qu'elle n'augmente plus
de pesanteur spécifique en traversant la matière contenue dans le
cuvier.
Dans les expériences très en petit, on se contente communément de
mettre dans des bocaux ou des matras de verre la matière qu'on se
propose de lessiver; on verse dessus de l'eau bouillante, & on filtre
au papier dans un entonnoir de verre. Voy. _planche II, figure 7_.
On relave ensuite avec de l'eau bouillante. Quand on opère sur des
quantités un peu plus grandes, on délaie les matières dans un chaudron
d'eau bouillante, & on filtre avec le quarré de bois représenté,
_planche II, figures 3 & 4_ qu'on garnit de toile & d'un papier à
filtrer. Enfin dans les opérations très en grand, on emploie le baquet
ou cuvier que j'ai décrit au commencement de cet article, & qui est
représenté, _figure 12_.
§. III.
_De l'Evaporation._
L'évaporation a pour objet de séparer l'une de l'autre deux matières,
dont l'une au moins est liquide, & qui ont un degré de volatilité
très-différent.
C'est ce qui arrive lorsqu'on veut obtenir dans l'état concret un sel
qui a été dissous dans l'eau: on échauffe l'eau & on la combine avec
le calorique qui la volatilise; les molécules de sel se rapprochent en
même tems, & obéissant aux loix de l'attraction, elles se réunissent
pour reparoître sous leur forme solide.
On a pensé que l'action de l'air influoit beaucoup sur la quantité de
fluide qui s'évapore, & on est tombé à cet égard dans des erreurs qu'il
est bon de faire connoître. Il est sans doute une évaporation lente
qui se fait continuellement d'elle-même à l'air libre, & à la surface
des fluides exposés à la simple action de l'atmosphère. Quoique cette
première espèce d'évaporation puisse être jusqu'à un certain point
considérée comme une dissolution par l'air, il n'en est pas moins vrai
que le calorique y concourt, puisqu'elle est toujours accompagnée
de refroidissement: on doit donc la regarder comme une dissolution
mixte, faite en partie par l'air, & en partie par le calorique. Mais
il est un autre genre d'évaporation, c'est celle qui a lieu à l'égard
d'un fluide entretenu toujours bouillant; l'évaporation qui se fait
alors par l'action de l'air n'est plus que d'un objet très-médiocre en
comparaison de celle qui est occasionnée par l'action du calorique: ce
n'est plus, à proprement parler, l'évaporation qui a lieu, mais la
vaporisation; or cette dernière opération ne s'accélère pas en raison
des surfaces évaporantes, mais en raison des quantités de calorique
qui se combinent avec le liquide. Un trop grand courant d'air froid
nuit quelquefois dans ces occasions à la rapidité de l'évaporation,
par la raison qu'il enlève du calorique à l'eau, & qu'il ralentit par
conséquent sa conversion en vapeurs. Il n'y a donc nul inconvénient
à couvrir jusqu'à un certain point le vase où l'on fait évaporer un
liquide entretenu toujours bouillant, pourvû que le corps qui couvre
soit de nature à dérober peu de calorique, qu'il soit, pour me servir
d'une expression du docteur Francklin, mauvais conducteur de chaleur;
les vapeurs s'échappent alors par l'ouverture qui leur est laissée, &
il s'en évapore au moins autant & souvent plus que quand on laisse un
accès libre à l'air extérieur.
Comme dans l'évaporation, le liquide que le calorique enlève est
absolument perdu, comme on le sacrifie pour conserver la substance fixe
avec laquelle il étoit combiné, on n'évapore jamais que des matières
peu précieuses, telles par exemple que l'eau. Lorsqu'elles ont plus de
valeur, on a recours à la distillation: autre opération dans laquelle
on conserve à la fois & le corps fixe & le corps volatil.
Les vaisseaux dont on se sert pour les évaporations, sont des bassines
de cuivre ou d'argent, quelquefois de plomb, telles que celle
représentée _planche II, fig. 13_, des casseroles également de cuivre
ou d'argent, _fig. 15_.
Des capsules de verre, _pl. III, fig. 3 & 4_.
Des jattes de porcelaine.
Des terrines de grès A, _planche II, fig. 1 & 2_.
Mais les meilleures de toutes les capsules à évaporer, sont des fonds
de cornue & des portions de matras de verre. Leur _minceur_ qui est
égale par-tout, les rend plus propres que tout autre vaisseau à se
prêter, sans se casser, à une chaleur brusque & à des alternatives
subites de chaud & de froid. On peut les faire soi-même dans les
laboratoires, & elles reviennent beaucoup moins cher que les capsules
qu'on achète chez les fayanciers. Cet art de couper le verre ne se
trouve décrit nulle part, & je vais en donner une idée.
On se sert d'anneaux de fer AC, _pl. III, fig. 5_, que l'on soude
à une tige de fer AB, garnie d'un manche de bois D. On fait rougir
l'anneau de fer dans un fourneau, puis on pose dessus le matras G,
_fig. 6_, qu'on se propose de couper: lorsqu'on juge que le verre a été
suffisamment échauffé par l'anneau de fer rouge, on jette quelques
gouttes d'eau dessus, & le matras se casse ordinairement juste dans la
ligne circulaire qui étoit en contact avec l'anneau de fer.
D'autres vaisseaux évaporatoires, d'un excellent usage, sont de petites
fioles de verre, qu'on désigne dans le commerce sous le nom de fioles à
médecine. Ces bouteilles qui sont de verre mince & commun, supportent
le feu avec une merveilleuse facilité, & sont à très-bon marché. Il ne
faut pas craindre que leur figure nuise à l'évaporation de la liqueur.
J'ai déjà fait voir que toutes les fois qu'on évaporoit le liquide au
degré de l'ébullition, la figure du vaisseau contribuoit ou nuisoit peu
à la célérité de l'opération, sur-tout quand les parois supérieures
du vaisseau étoient mauvais conducteurs de chaleur, comme le verre.
On place une ou plusieurs de ces fioles sur une seconde grille de fer
FG, _planche III, fig. 2_, qu'on pose sur la partie supérieure d'un
fourneau, & sous laquelle on entretient un feu doux. On peut suivre de
cette manière un grand nombre d'expériences à la fois.
Un autre appareil évaporatoire assez commode & assez expéditif consiste
dans une cornue de verre qu'on met au bain de sable, comme on le voit
_planche III, fig. 1_, & qu'on recouvre avec un dôme de terre cuite:
mais l'opération est toujours beaucoup plus lente, quand on se sert
du bain de sable; elle n'est pas d'ailleurs exempte de dangers, parce
que le sable s'échauffant inégalement, tandis que le verre ne peut pas
se prêter à des degrés de dilatation locale, le vaisseau est souvent
exposé à casser. Il arrive même quelquefois que le sable chaud fait
exactement l'office des anneaux de fer représentés _planche III, fig.
5 & 6_, sur-tout lorsque le vase contient un fluide qui distille. Une
goutte de fluide qui s'éclabousse & qui vient tomber sur les parois du
vaisseau à l'endroit du contact de l'anneau de sable, le fait casser
circulairement en deux parties terminées par une ligne bien tranchée.
Dans les cas où l'évaporation exige une grande intensité de feu,
on se sert de creusets de terre; mais en général on entend le plus
communément par le mot _évaporation_ une opération qui se fait au degré
de l'eau bouillante, ou très-peu au-dessus.
§. IV.
_De la Cristallisation._
La cristallisation est une opération dans laquelle les parties
intégrantes d'un corps séparées les unes des autres par
l'interposition d'un fluide, sont déterminées par la force d'attraction
qu'elles exercent les unes sur les autres, à se rejoindre pour former
des masses solides.
Lorsque les molécules d'un corps sont simplement écartées par le
calorique, & qu'en vertu de cet écartement ce corps est porté à
l'état de liquide, il ne faut, pour le ramener à l'état de solide,
c'est-à-dire pour opérer sa cristallisation, que supprimer une partie
du calorique logé entre ses molécules, autrement dit le refroidir.
Si le refroidissement est lent & si en même tems il y a repos,
les molécules prennent un arrangement régulier, & alors il y a
cristallisation proprement dite: si au contraire le refroidissement est
rapide, ou si en supposant un refroidissement lent on agite le liquide
au moment où il va passer à l'état concret, il y a cristallisation
confuse.
Les mêmes phénomènes ont lieu dans les solutions par l'eau; ou pour
mieux dire, les solutions par l'eau sont toujours mixtes, comme je
l'ai déjà fait voir dans le paragraphe premier de ce chapitre: elles
s'opèrent en partie par l'action de l'eau, en partie par celle du
calorique. Tant qu'il y a suffisamment d'eau & de calorique pour
écarter les molécules du sel, au point qu'elles soient hors de leur
sphère d'attraction, le sel demeure dans l'état fluide. L'eau & le
calorique viennent-ils à manquer, & l'attraction des molécules salines
les unes par rapport aux autres devient-elle victorieuse, le sel
reprend la forme concrète, & la figure des cristaux est d'autant plus
régulière, que l'évaporation a été plus lente & faite dans un lieu plus
tranquille.
Tous les phénomènes qui ont lieu dans la solution des sels se
retrouvent également dans leur cristallisation, mais dans un sens
inverse. Il y a dégagement de calorique au moment où le sel se réunit &
reparoît sous sa forme concrète & solide, & il en résulte une nouvelle
preuve que les sels sont tenus à la fois en dissolution par l'eau & par
le calorique. C'est par cette raison qu'il ne suffit pas pour faire
cristalliser les sels qui se liquéfient aisément par le calorique, de
leur enlever l'eau qui les tenoit en dissolution; il faut encore leur
enlever le calorique, & le sel ne cristallise qu'autant que ces deux
conditions sont remplies. Le salpêtre, le muriate oxygéné de potasse,
l'alun, le sulfate de soude, &c. en fournissent des exemples. Il n'en
est pas de même des sels qui exigent peu de calorique pour être tenus
en dissolution, & qui par cela même sont à peu près également solubles
dans l'eau chaude & dans l'eau froide; il suffit de leur enlever
l'eau qui les tenoit en dissolution pour les faire cristalliser, & ils
reparoissent sous forme concrète dans l'eau bouillante même, comme on
l'observe relativement au sulfate de chaux, aux muriates de soude & de
potasse, & à beaucoup d'autres.
C'est sur ces propriétés des sels & sur leur différence de solubilité
à chaud & à froid, qu'est fondé le raffinage du salpêtre. Ce sel, tel
qu'il est retiré par une première opération, & tel qu'il est livré
par les salpêtriers, est composé de sels déliquescens qui ne sont pas
susceptibles de cristalliser, tels que le nitrate & le muriate de
chaux; de sels qui sont presqu'également solubles à chaud & à froid,
tels que les muriates de potasse & de soude; enfin de salpêtre, qui est
beaucoup plus soluble à chaud qu'à froid.
On commence par verser sur tous ces sels confondus ensemble une
quantité d'eau suffisante pour tenir en dissolution les moins solubles
de tous, & ce sont les muriates de soude & de potasse. Cette quantité
d'eau tient facilement en dissolution tout le salpêtre, tant qu'elle
est chaude; mais il n'en est plus de même lorsqu'elle se refroidit; la
majeure partie du salpêtre cristallise, il n'en reste qu'environ un
sixième tenu en dissolution, & qui se trouve confondu avec le nitrate
calcaire & avec les muriates.
Le salpêtre qu'on obtient ainsi est un peu imprégné de sels étrangers,
parce qu'il a cristallisé dans une eau qui elle-même en étoit chargée;
mais on l'en dépouille complètement par une nouvelle dissolution à
chaud avec très-peu d'eau & par une nouvelle cristallisation.
A l'égard des eaux surnageantes à la cristallisation du salpêtre, &
qui contiennent un mêlange de salpêtre & de différens sels, on les
fait évaporer pour en tirer du salpêtre brut, qu'on purifie ensuite
également par deux nouvelles dissolutions & cristallisations.
Les sels à base terreuse qui sont incristallisables, sont rejettés
s'ils ne contiennent point de nitrates; si au contraire ils en
contiennent, on les étend avec de l'eau, on précipite la terre par le
moyen de la potasse, on laisse déposer, on décante, on fait évaporer &
on met à cristalliser.
Ce qui s'observe dans le raffinage du salpêtre, peut servir de
règle toutes les fois qu'il est question de séparer par voie de
cristallisation plusieurs sels mêlés ensemble. Il faut alors étudier
la nature de chacun, la proportion qui s'en dissout dans des quantités
données d'eau, leur différence de solubilité à chaud & à froid. Si à
ces propriétés principales on joint celle qu'ont quelques sels de se
dissoudre dans l'alkool ou dans un mêlange d'alkool & d'eau, on verra
qu'on a des ressources très multipliées pour opérer la séparation des
sels par voie de cristallisation. Mais il faut convenir en même tems
qu'il est difficile de rendre cette séparation complète & absolue.
Les vaisseaux qu'on emploie pour la cristallisation des sels, sont des
terrines de grès A, _planc. II, figures 1 & 2_, & de grandes capsules
applaties, _planche III, fig. 7_.
Lorsqu'on abandonne une solution saline à une évaporation lente, à
l'air libre & à la chaleur de l'atmosphère, on doit employer des vases
un peu élevés, tels que celui représenté _pl. III, fig. 3_, afin qu'il
y ait une épaisseur un peu considérable de liqueur; on obtient par ce
moyen des cristaux beaucoup plus gros & aussi réguliers qu'on puisse
l'espérer.
Non-seulement tous les sels cristallisent sous différentes formes, mais
encore la cristallisation de chaque sel varie suivant les circonstances
de la cristallisation. Il ne faut pas en conclure que la figure des
molécules salines ait rien d'indéterminé dans chaque espèce: rien n'est
plus constant au contraire que la figure des molécules primitives des
corps, sur-tout à l'égard des sels. Mais les cristaux qui se forment
sous nos yeux, sont des aggrégations de molécules, & ces molécules,
quoique toutes parfaitement égales en figure & en grosseur, peuvent
prendre des arrangemens différens, qui donnent lieu à une grande
variété de figures toutes régulières, & qui paroissent quelquefois
n'avoir aucun rapport, ni entr'elles, ni avec la figure du cristal
originaire. Cet objet a été savamment traité par M. l'Abbé Haüy, dans
plusieurs Mémoires présentés à l'Académie, & dans un Ouvrage sur la
structure des cristaux. Il ne reste plus même qu'à étendre à la classe
des sels ce qu'il a fait plus particulièrement pour quelques pierres
cristallisées.
§. V.
_De la Distillation simple._
La distillation a deux objets bien déterminés: je distinguerai en
conséquence deux espèces de distillation, la distillation simple &
la distillation composée. C'est uniquement de la première dont je
m'occuperai dans cet article.
Lorsqu'on soumet à la distillation deux corps dont l'un est plus
volatil, c'est-à-dire, a plus d'affinité que l'autre avec le calorique,
le but qu'on se propose est de les séparer: le plus volatil prend la
forme de gaz, & on le condense ensuite par refroidissement dans des
appareils propres à remplir cet objet. La distillation n'est alors,
comme l'évaporation, qu'une opération en quelque façon mécanique
qui sépare l'une de l'autre deux substances, sans les décomposer &
sans en altérer la nature. Dans l'évaporation c'étoit le produit
fixe qu'on cherchoit à conserver, sans s'embarrasser de conserver le
produit volatil; dans la distillation au contraire on s'attache le
plus communément à recueillir le produit volatil, à moins qu'on ne se
propose de les conserver tous deux. Ainsi la distillation simple bien
analysée ne doit être considérée que comme une évaporation en vaisseaux
clos.
Le plus simple de tous les appareils distillatoires est une bouteille
A, _planc. III, fig. 8_, dont on courbe, dans la verrerie même, le col
BC en BD. Cette bouteille ou fiole porte alors le nom de cornue; on la
place ou dans un fourneau de réverbère, comme on le voit _planche XIII,
fig. 2_, ou au bain de sable sous une couverture de terre cuite, comme
on le voit _planche III, fig. 1_. Pour recueillir & pour condenser les
produits, on adapte à la cornue un récipient E, _planche III, fig. 9_,
qu'on lute avec elle: quelquefois, sur-tout dans les opérations de
pharmacie, on se sert d'une cucurbite de verre ou de grès A, _planche
III, fig. 12_, surmontée de son chapiteau B, ou bien d'un alambic
de verre auquel tient un chapiteau d'une seule pièce, _figure 13_.
On ménage à ce dernier une tubulure, c'est-à-dire une ouverture T,
qu'on bouche avec un bouchon de cristal usé à l'émeril. On voit que
le chapiteau B de l'alambic a une rigole _rr_, destinée à recevoir la
liqueur qui se condense, & à la conduire au bec _rS_ par lequel elle
s'écoule.
Mais, comme dans presque toutes les distillations il y a une expansion
de vapeurs qui pourroit faire éclater les vaisseaux, on est obligé
de ménager au ballon ou récipient E, _fig. 9_, un petit trou T, par
lequel on donne issue aux vapeurs. D'où l'on voit qu'on perd dans
cette manière de distiller tous les produits qui sont dans un état
constamment aériforme, & ceux même qui, ne perdant pas facilement
cet état, n'ont pas le tems d'être condensés dans l'intérieur du
ballon. Cet appareil ne peut donc être employé que dans les opérations
courantes des laboratoires & dans la pharmacie, mais il est insuffisant
pour toutes les opérations de recherches. Je détaillerai à l'article de
la distillation composée, les moyens qu'on a imaginés pour recueillir
sans perte la totalité des produits.
Les vaisseaux de verre étant très-fragiles & ne résistant pas toujours
aux alternatives brusques du chaud & du froid, on a imaginé de faire
des appareils distillatoires en métal. Ces instrumens sont nécessaires
pour distiller de l'eau, des liqueurs spiritueuses, pour obtenir les
huiles essentielles des végétaux, &c. On ne peut se dispenser dans un
laboratoire bien monté d'avoir un ou deux alambics de cette espèce & de
différente grandeur.
Cet appareil distillatoire consiste dans une cucurbite de cuivre rouge
étamé A, _pl. III, fig. 15 & 16_, dans laquelle s'ajuste, lorsqu'on
le juge à propos, un bain-marie d'étain D, _figure 17_, & sur lequel
on place le chapiteau F. Ce chapiteau peut également s'ajuster sur la
cucurbite de cuivre, sans bain-marie ou avec le bain-marie, suivant la
nature des opérations. Tout l'intérieur du chapiteau doit être en étain.
Il est nécessaire, sur-tout pour la distillation des liqueurs
spiritueuses, que le chapiteau F de l'alambic soit garni d'un
réfrigérent SS, _fig. 16_, dans lequel on entretient toujours de l'eau
fraîche. On la laisse écouler par le moyen du robinet R, quand on
s'apperçoit qu'elle devient trop chaude, & on la renouvelle avec de
la fraîche. Il est aisé de concevoir quel est l'usage de cette eau;
l'objet de la distillation est de convertir en gaz la matière qu'on
veut distiller & qui est contenue dans la cucurbite, & cette conversion
se fait à l'aide du calorique fourni par le feu du fourneau: mais
il n'y auroit pas de distillation, si ce même gaz ne se condensoit
pas dans le chapiteau, s'il n'y perdoit pas la forme de gaz & ne
redevenoit pas liquide. Il est donc nécessaire que la substance que
l'on distille dépose dans le chapiteau tout le calorique qui s'y
étoit combiné dans la cucurbite, & par conséquent que les parois du
chapiteau soient toujours entretenues à une température plus basse
que celle qui peut maintenir la substance à distiller dans l'état de
gaz. L'eau du réfrigérent est destinée à remplir cet office. On sait
que l'eau se convertit en gaz à 80 degrés du thermomètre françois,
l'esprit-de-vin ou alkool à 67, l'éther à 32; on conçoit donc que ces
substances ne distilleroient pas, ou plutôt qu'elles s'échapperoient en
vapeurs aériformes, si la chaleur du réfrigérent n'étoit pas entretenue
au-dessous de ces degrés respectifs.
Dans la distillation des liqueurs spiritueuses & en général des
liqueurs très-expansives, le réfrigérent ne suffit pas pour condenser
toutes les vapeurs qui s'élèvent de la cucurbite: alors au lieu
de recevoir directement la liqueur du bec TU de l'alambic dans un
récipient, on interpose entre deux un serpentin. On donne ce nom à
un instrument représenté _fig. 18_. Il consiste en un tuyau tourné en
spirale, & qui fait un grand nombre de révolutions dans un seau de
cuivre étamé BCDE. On entretient toujours de l'eau dans ce seau, & on
la renouvelle quand elle s'échauffe. Cet instrument est en usage dans
tous les atteliers de fabrication d'eau-de-vie; on n'y emploie pas même
de chapiteau proprement dit ni de réfrigérent, & toute la condensation
s'opère dans le serpentin. Celui représenté dans la _figure 18_, a un
tuyau double dont l'un est spécialement destiné à la distillation des
matières odorantes.
Quelquefois, même dans la distillation simple, on est obligé d'ajouter
une allonge entre la cornue & le récipient, comme on le voit _fig.
11_. Cette disposition peut avoir deux objets; ou de séparer l'un de
l'autre des produits de différens degrés de volatilité, ou d'éloigner
le récipient du fourneau, afin que la matière qui doit y être contenue
éprouve moins de chaleur. Mais ces appareils & plusieurs autres plus
compliqués qui ont été imaginés par les anciens, sont bien éloignés de
répondre aux vues de la Chimie moderne: on en jugera par les détails
dans lesquels j'entrerai à l'article de la distillation composée.
§. VI.
_De la Sublimation._
On donne le nom de sublimation à la distillation des matières qui
se condensent dans un état concret: ainsi on dit la sublimation du
soufre, la sublimation du sel ammoniac ou muriate ammoniacal, &c. Ces
opérations n'exigent pas d'appareils particuliers; cependant on a
coutume d'employer pour la sublimation du soufre, ce qu'on nomme des
aludels. Ce sont des vaisseaux de terre ou de fayance qui s'ajustent
les uns avec les autres, & qui se placent sur une cucurbite qui
contient le soufre.
Un des meilleurs appareils sublimatoires pour les matières qui ne sont
point très-volatiles, est une fiole à médecine qu'on enfonce aux deux
tiers dans un bain de sable; mais alors on perd une partie du produit.
Toutes les fois qu'on veut les conserver tous, il faut se rapprocher
des appareils pneumato-chimiques, dont je vais donner la description
dans le Chapitre suivant.