Leçons élémentaires de chimie/3
CHAPITRE III
OXYGÈNE
11. Caractère de l’oxygène.
Nous savons qu’on reconnaît l’oxygène à ce qu’il rallume une allumette présentant quelques points rouges.
12. Propriétés de l’oxygène.
COMBUSTIONS
Les corps brûlent dans l’oxygène mieux que dans l’air ; nous l’avons déjà vu lorsque nous avons caractérisé ce gaz.
1° Combustion du charbon. — Le charbon allumé, plongé dans un flacon d’oxygène (fig. 18), y brûle avec éclat. La combustion terminée, on constate que l’oxygène a disparu ; une allumette, ayant encore quelques points rouges, ne se rallume plus dans le flacon ; si l’on y verse de l’eau de chaux (eau tenant en dissolution une petite quantité de chaux), elle se trouble, c’est le caractère auquel on reconnaît le gaz carbonique*. Il y a eu combinaison du charbon et de l’oxygène. Prenons un autre flacon plein d’oxygène, recommençons l’expérience, et cette fois versons un liquide bleu, la teinture de tournesol, obtenue en dissolvant dans l’eau une matière colorante extraite de certains lichens. Le liquide bleu devient rouge, et ce changement est dû à une combinaison de gaz carbonique et d’eau appelée acide carbonique*. Disons tout de suite que c’est le caractère commun et distinctif des acides de faire virer au rouge avec des teintes diverses la couleur bleue de tournesol. Ici le rouge est analogue à la couleur du vin.
2° Combustion du soufre. — Le soufre, enflammé dans une petite coupelle en terre, brûle avec une flamme bleuâtre (fig. 19). Il donne un gaz, reconnaissante à son odeur suffocante, le gaz sulfureux*, celui qui se produit quand on enflamme une allumette. Si le flacon contient un peu d’eau, bouchons-le avec la main, agitons, puis retournons le flacon sur la cuve à eau, et retirons la main sous l’eau, le liquide pénètre dans le flacon, le gaz sulfureux a donc été absorbé par l’eau. Ajoutons de la teinture bleue de tournesol, elle se colore en rouge cuivre ou pelure d’oignon, sous l’action de l’acide sulfureux, résultat de la combinaison du gaz sulfureux et de l’eau.
3° Combustion du phosphore. — Le phosphore, légèrement chauffé dans une coupelle, brûle avec une flamme très brillante. Le flacon se remplit de fumées blanches, et un corps solide se dépose sur les parois ; c’est l’anhydride phosphorique*, produit de la combinaison du phosphore et de l’oxygène. Versons dans le flacon de la teinture de tournesol, elle devient d’un rouge cuivre, action due à l’acide phosphorique* formé par combinaison de l’anhydride phosphorique et de l’eau.
4° Combustion du fer. — À l’extrémité d’un fil de fer enroulé en spirale, on attache un morceau d’amadou, qu’on enflamme, et l’on introduit le tout dans un flacon d’oxygène (fig. 20). L’amadou brûle ; il échauffe suffisamment le fer pour que celui-ci brûle à son tour. Des étincelles se détachent du fer et des gouttelettes rouges tombent au fond du flacon, qu’on préserve de la rupture au moyen d’une couche d’eau. On retrouve ces gouttelettes solidifiées sous forme d’un corps brun qu’on appelle oxyde de fer* magnétique, ce corps ayant la même composition que la pierre d’aimant.
5° Combustion du magnésium. — On plonge dans un flacon d’oxygène un ruban de magnésium légèrement chauffé. Il s’enflamme très facilement, et brûle avec une flamme éblouissante, en donnant un corps solide blanc, l’oxyde de magnésium*, ou magnésie. Si on verse de la teinture de tournesol rougie par un acide, elle redevient bleue. Cette propriété, inverse de celle des acides, caractérise les bases. Dans ce cas, la base est la magnésie hydratée, formée par combinaison de la magnésie et de l’eau.
Remarque I. — Insistons sur le dégagement de chaleur que produit la combustion. Nous avons dû échauffer le charbon, le soufre, etc, avant de les plonger dans l’oxygène, c’est-à-dire que nous avons dû les porter à une température telle qu’ils puissent se combiner à l’oxygène. Un charbon noir, placé dans un flacon d’oxygène, ne brûle pas ; mais, avec un charbon rouge, une fois la combinaison commencée, elle dégage une chaleur suffisante pour permettre la combustion du charbon non transformé. Le dégagement de chaleur augmente, le flacon s’échauffe.
C’est la chaleur résultant de la combinaison du charbon et de l’oxygène de l’air que nous utilisons dans les foyers.
Remarque II. — Le charbon et le fer brûlent sans flamme ; le soufre, avec une flamme pâle. Au contraire, le phosphore et le magnésium brûlent avec une flamme très éclairante ; ce sont les deux corps qui ont donné des produits solides, restant en suspension dans la flamme, et portés à l’incandescence.
Combustions vives. Combustions lentes. — Tous ces phénomènes d’oxydation se produisent avec dégagement de chaleur sensible. On les appelle combustions vives. Mais des oxydations analogues peuvent se produire sans incandescence, ce sont les combustions lentes. Ainsi le fer, exposé à l’air humide, se rouille ; la rouille est une combinaison de fer et d’oxygène, mais dont les propriétés sont différentes de celles de l’oxyde de fer magnétique. La respiration est aussi un phénomène de combustion lente, produit grâce à l’oxygène de l’air.
13. Préparation de l’oxygène.
On pourrait retirer l’oxygène de l’eau par le voltamètre ; ce procédé n’est pas plus employé que pour l’hydrogène.
On décompose par la chaleur un corps blanc, cristallisé, le chlorate de potassium*. Ce corps contient beaucoup d’oxygène et il le perd facilement. On peut s’en assurer en projetant quelques cristaux sur des charbons rouges, la combustion est activée. On chauffe le chlorate de potassium dans une cornue et on recueille le gaz sur la cuve à eau (fig. 21). Pour que la décomposition se fasse régulièrement, on ajoute un corps noir, en poudre, le bioxyde de manganèse*.