Henri Moissan

“ Comme un certain nombre de ces métaux avaient un point de fusion très élevé, nous avons entrepris des expériences au moyen du chalumeau à gaz oxygène et hydrogène.
Dans ces conditions, la fusion du métal, en présence d’un excès de charbon, se produit dans une atmosphère riche en vapeur d’eau, c’est-à-dire oxydante. D’autre part, la combustion du charbon et la vapeur du carbone fournissent un milieu réducteur. De telle sorte que, si l’on n’atteint pas une température constante, il est impossible d’obtenir un équilibre défini entre ces différentes réactions. ”

“ Nous pourrions encore sur ce point citer la méthode de travail d’Humphry Davy ; rappeler que Wöhler était un maître dans l’analyse chimique et résumer les recherches de Berzélius ou de Stas. Si nous nous arrêtons sur ce sujet, c’est que nous le regardons comme très important. Beaucoup de grandes recherches restent encore à poursuivre en chimie minérale ; mais, pour les réaliser, les méthodes doivent s’affiner et atteindre une grande précision. En un mot, la recherche expérimentale, en chimie, doit présenter la rigueur des expériences de physique. ”

“ Même en agissant sur des fluorures secs, dans une atmosphère de chlore, de brome ou d’iode, nous aurons plutôt des composés ternaires que du fluor libre. Ce point a été nettement mis en évidence par M. Fremy. Et le Mémoire de ce savant comportait un si grand nombre d’expériences, qu’il semble avoir découragé les chimistes, arrêté l’essor de nouvelles études. Depuis 1856, date de la publication du Mémoire de M. Fremy, les recherches sur l’acide fluorhydrique et sur l’isolement du fluor sont peu nombreuses. ”

“ Le principe à suivre sera donc, par une série d’opérations successives, de grillages partiels suivis de fusions semi-réductrices, d’enrichir en nickel la matière première, en la débarrassant, le plus complètement possible, de certaines impuretés particulièrement gênantes et à transformer : les minerais arséniés de nickel en speiss, ne contenant plus que du nickel et du cobalt avec de l’arsenic, et de minimes quantités des autres corps ; les minerais sulfurés en mattes qui, elles, ne contiendront plus que du nickel, du cuivre et du soufre. ”

“ Nous verrons plus loin que le gaz actif produit au pôle positif possède la propriété de se combiner à l’hydrogène à froid et à l’obscurité. Par conséquent, dans un semblable mélange, il ne pourra être mis en liberté que l’excès de l’un des deux gaz. Si, du côté négatif, en même temps que de l’hydrogène, il se dégage un peu de fluor, ce dernier prendra aussitôt ce qu’il lui faut d’hydrogène pour régénérer de l’acide fluorhydrique, et il ne sortira par le tube abducteur que l’excès d’hydrogène. Cette action secondaire diminuera alors le rendement, mais permettra encore la décomposition. ”

“ La chimie organique touche à la biologie : de là sa grandeur, et aussi ses difficultés. La chimie biologique ne pouvait se développer qu’après l’étude systématique de la chimie du carbone. Durant un siècle, on a pensé que la chimie biologique n’utilisait dans ses multiples transformations que quatre corps simples : le carbone, l’hydrogène, l’azote et l’oxygène. ”

“ On peut, dans le traitement par voie sèche, ou bien réduire complètement le mélange des oxydes qui se trouvent dans le minerai, mais alors on est obligé de procéder à un affinage pour obtenir le métal ; ou bien, on peut s’arranger de façon à ne réduire que l’oxyde de nickel seul, de manière à n’avoir plus dans la masse que ce dernier à l’état métallique : on l’en sépare en mettant à profit la propriété qu’il possède d’être attirable à l’aimant. ”

“ Il ne nous appartient pas de développer ce côté de la question ; il nous suffit de l’avoir indiqué et de rappeler, pour terminer, la somme d’efforts que ces recherches ont nécessités. Au milieu de ces transformations incessantes, de ces progrès continus, nous voyons que la recherche scientifique n’a jamais eu qu’une méthode : l’expérience. Le mot de Faraday est toujours vrai : « La chimie est une science essentiellement expérimentale. » ”

“ Lorsque, après cette étude générale des fluorures, M. Fremy reprit l’action du chlore sur les fluorures de plomb, d’antimoine, de mercure et d’argent, il montra nettement la presque impossibilité d’obtenir à cette époque ces fluorures absolument secs. Aussi l’on comprend que, dans ses recherches électrolytiques, ce savant se soit adressé surtout au fluorure de calcium.
Ayant vu combien les fluorures retiennent l’eau avec énergie, il revient toujours à cette fluorine qu’on trouve parfois dans la nature dans un grand état de pureté et absolument anhydre. ”

“ Les éléments à oxyder ne représentent, en effet, que 10 % au plus du poids de la fonte, tandis que dans le cas du nickel comme dans celui du cuivre, on a 70 à 80 % de substances étrangères à éliminer. De plus, le silicium et le carbone de la fonte dégagent, en s’oxydant, beaucoup plus de chaleur que le soufre et le fer des malles ; mais aussi l’affinage de la matte demande moins de chaleur que celui de la fonte, les chaleurs spécifiques du cuivre et du nickel, qui forment le reste, étant moindres. ”

“ Propriétés du gaz recueilli au pôle positif. Ainsi que nous venons de le voir précédemment, la décomposition de l’acide fluorhydrique renfermant du fluorhydrate de fluorure de potassium se produit d’une façon continue sous l’action d’un courant électrique. Il se dégage alors : au pôle négatif, un gaz brûlant avec une flamme incolore, et présentant tous les caractères de l’hydrogène ; au pôle positif, un gaz incolore, d’une odeur pénétrante, très désagréable, se rapprochant de celle de l’acide hypochloreux et irritant rapidement la muqueuse de la gorge et les yeux. ”

“ Quant aux applications industrielles des différentes sciences, bien peu ne seront pas justiciables de la chimie. L’ingénieur en aura un besoin constant. Les études poursuivies sur les métaux et les alliages ont donné toute leur valeur aux machines, aux navires et aux armes à feu. Mais deux chapitres des applications des sciences dépendront absolument des progrès de la chimie : nous voulons parler de l’industrie chimique et de l’économie rurale qui transforment la fortune des États, mélangent les peuples et modifient les conditions de leur existence. ”

“ Le nickel est connu en Europe depuis 1751. À cette époque le chimiste suédois Cronstedt découvrit qu’un minéral décrit en 1694 par Hyerne, le kupfernickel, que l’on croyait être un minerai de cuivre, renfermait un élément particulier auquel il donna le nom de nickel (diablotin) . Mais le procédé qu’il employait pour extraire ce métal, et qui consistait à griller le minerai à l’air, puis à mélanger l’oxyde obtenu avec du flux noir et du sel marin, et à soumettre le tout à un feu de forge assez vif pour fondre le mélange, ne lui permettait d’obtenir qu’un régule métallique impur. ”

“ Caractères des sels de nickel. — La potasse, la soude et les carbonates alcalins précipitent en vert les sels de nickel ; le précipité est insoluble dans un excès de réactif, mais soluble dans les sels ammoniacaux.
L’ammoniaque dorme un léger précipité, soluble dans un excès, en donnant une liqueur bleue ; le carbonate d’ammoniaque donnerait, dans les même conditions, une liqueur verdâtre.
L’hydrogène sulfuré ne donne rien en liqueur acide. ”

“ Au pôle positif, on recueille un gaz n’ayant pas d’action sur le verre, n’agissant pas sur le silicium, enflammant une allumette qui ne présente plus qu’un point en ignition, absorbable entièrement par le pyrogallate de potasse, brunissant le papier à l’oxyde de thallium et colorant en bleu la solution d’iodure de potassium amidonné. Ce gaz est de l’oxygène. C’est là une nouvelle réaction qui produit l’oxygène à froid, et, comme dans les décompositions faites à la même température (permanganate de potasse et bioxyde de baryum) , cet oxygène est ozonisé. ”

“ Rappelons seulement que l’astronomie, grâce à l’analyse spectrale, œuvre commune de la physique et de la chimie, a pu étendre et développer certaines de ses théories jusqu’à la dernière étoile visible à notre horizon. ”

“ Quand on réduira l’oxyde par le charbon, ce sulfate sera réduit et introduira ainsi du soufre dans le métal. On peut, il est vrai, enlever ce sulfate de chaux en dissolvant le précipité dans l’acide chlorhydrique, traitant par le chlorure de baryum qui élimine l’acide sulfurique, puis reprécipitant l’oxyde par la chaux, ou simplement traitant l’oxyde desséché par le carbonate de soude en fusion. ”

“ Dans les recherches où il avait été possible de produire une petite quantité de ce radical des fluorures, le platine ou l’or des vases dans lesquels se faisait la réaction était profondément attaqué. Il s’était formé dans ce cas des fluorures d’or et de platine. Le verre avait été attaqué aussi, avec formation de fluorure de silicium et dégagement d’oxygène.
Davy a varié beaucoup les conditions de ses expériences. Il a répété l’action du chlore sur un fluorure métallique dans des vases de soufre, de charbon, d’or, de platine, etc. ; il n’est jamais arrivé à un résultat satisfaisant. ”

“ Déjà différens chercheurs, parmi les savans et les industriels, avaient tenté d’utiliser la température élevée de l’arc électrique, découvert il y a un siècle, par Humphry Davy. Mais ces essais ne pouvaient être poursuivis avec succès, avant la mise au point de la machine dynamo-électrique. La découverte de Gramme et le perfectionnement continu des dynamos mettaient enfin, dans la main des chimistes, une source puissante de courant électrique qu’il était facile de transformer en chaleur. ”

“ Le seul moyen qu’on ait encore trouvé de remédier à ce défaut, est d’opérer le recuit dans une atmosphère réductrice d’hydrogène ou d’oxyde de carbone, de façon à s’opposer à la formation de l’oxyde et à réduire celui qui aurait pu s’être produit par les manipulations préparatoires. ”

“ Cette théorie des quatre élémens régnera, sans conteste, jusqu’au moment où Stahl, professeur à l’Université de Halle, développera son importante conception du phlogistique. Pour Beecher, les corps combustibles et les métaux contenaient les trois terres réunies. Pour Stahl, cette terre inflammable devient le phlogistique. Le charbon, par sa combustion, donne de la chaleur et de la lumière ; il renferme donc du phlogistique. Lorsque l’on chauffe une chaux, c’est-à-dire un oxyde métallique, avec du charbon, il fixe ce phlogistique et donne un métal. ”

“ Nous avons vu précédemment que, lorsque l’acide fluorhydrique n’était pas en assez grande quantité dans l’appareil en platine, les gaz isolés dans chaque branche, hydrogène et gaz actif, se recombinaient aussitôt en produisant une violente détonation. L’expérience étant en marche, il suffit, du reste, d’intervertir le courant pour amener de suite une détonation. Aussitôt que l’hydrogène se trouve au contact du gaz actif, la combinaison s’effectue. ”

“ Dans un ordre d’idées différent, nous rappellerons les beaux travaux de Pasteur sur la dissymétrie moléculaire qui ont été le point de départ des recherches si originales de Lebel et de Van’t’Hoff sur l’isomérie des corps doués de pouvoir rotatoire. A chaque instant la chimie minérale s’appuie sur les données de la physique. La détermination des constantes physiques se poursuit chaque jour dans le laboratoire. ”

“ L’hydrogène ne le décompose pas, même au rouge, la vapeur d’eau non plus. L’air l’oxyde au contraire rapidement, à température peu élevée. Le chlore l’attaque lentement sous l’influence de la chaleur.
Il est soluble dans l’acide nitrique et l’eau régale, insoluble dans les acides sulfurique et chlorhydrique.
Le sulfure de nickel hydraté (NiS, nH2O) est noir, et se prépare par l’action du sulfhydrate d’ammoniaque ou de l’hyposulfite de soude, à l’ébullition, sur les sels de nickel. Les sels neutres de nickel sont lentement précipités par l’hydrogène sulfuré, en donnant le sulfure noir. ”

“ L’arsenic se dépose rapidement sur le creuset, tandis qu’il se dégage bulle à bulle un corps gazeux autour du fil de platine. Malheureusement le fluorure d’arsenic conduit mal l’électricité, la réaction est assez lente ; de plus, l’arsenic qui se dépose sur le platine est un corps mauvais conducteur qui interrompt le courant et, par conséquent, la décomposition. Après quelques minutes, l’expérience s’arrête. La surface du fil de platine formant le pôle positif est attaquée par le gaz qui se dégage. ”

“ La chimie, jeune comme science, voit ses premières applications remonter au berceau même du genre humain. Dès que l’homme, dans sa lutte avec la nature, eut pris possession de son individualité, son esprit d’observation lui permit de reconnaître quelques-uns des phénomènes qui se produisaient autour de lui, puis d’en poursuivre l’étude. ”

“ Le carbone semble être sans action.
Le silicium cristallisé, froid, devient incandescent au contact de ce gaz, brûle avec beaucoup d’éclat, parfois avec étincelles. Le tube bouché avec le doigt et porté sur la cuve à eau indique une absorption assez grande avec dépôt de silice. L’expérience peut être faite différemment. On adapte à l’extrémité du tube abducteur un petit tube de platine deux fois recourbé à angle droit et rempli de cristaux de silicium, puis on recueille le gaz sur le mercure ; il fournit tous les caractères du fluorure de silicium. ”

“ Une tuyère, placée à la partie inférieure, détermine une température suffisante pour la fusion du minerai et pour permettre la séparation de la scorie, qui s’échappe d’une façon continue à la partie supérieure du creuset, pendant que le speiss se rassemble au fond, d’où le fait de sortir par un trou de coulée, et se rendre dans des bassins où il prend la forme de disques.
Le minerai grillé donne ainsi 28 à 30% de speiss premier. En partant d’un minerai contenant 11 % de nickel, on obtient un speiss premier dont la composition moyenne est la suivante :
Deuxième grillage et deuxième fusion. ”

“ Avec un courant de 10 ampères sous 50 volts, la réduction de l’acide titanique par le charbon fournit un oxyde de couleur bleu indigo. Avec 300 ampères et 70 volts, on obtient une masse fondue d’azoture jaune, tandis que la haute température d’un arc de 1 200 ampères sous 70 volts donne un carbure de titane exempt d’azote. Avec un courant aussi intense, l’azoture de titane ne peut plus se former ; sa dissociation, par la chaleur, est complète et le carbure seul peut subsister. ”

“ Or, par l’emploi du Bessemer, on peut se débarrasser du silicium, du manganèse et du carbone ; ne peut-on pas aussi se débarrasser du soufre et du fer, qui sont plus oxydables que le nickel et que le cuivre ? ”

“ Dès lors, l’analyse spectrale est établie par Kirchhoff et Bunsen, et ces savans démontrèrent tout de suite son importance par la découverte de nouveaux élémens : le rubidium et le cœsium. La chimie minérale s’empare de l’analyse spectrale. Sir William Crookes caractérise le thallium, isolé bientôt par Lamy. Reich et Richter découvrent l’indium. Puis vient la découverte du gallium. Enfin, dans les mains de nombreux savans, Bunsen, Thalen, Clève, Nilson, Crookes, Lecoq de Boisbaudran, Demarçay, Becquerel, Benedicks, cette méthode peut être appliquée à l’étude si difficile des terres rares. ”

“ L’acide sulfurique concentré et chaud l’attaque difficilement. L’acide azotique ordinaire attaque facilement à froid le nickel, avec dégagement de vapeurs nitreuses.
Le nickel comme le fer présente, avec l’acide azotique concentré, le phénomène de la passivité, c’est-à-dire que le dégagement de vapeurs nitreuses peut être empêché par l’immersion préalable du métal dans l’acide concentré, qui ne l’attaque pas. Le nickel est oxydé par l’azotate de potassium fondu au rouge. ”

“ Nous rappelons les grandes recherches de Berthelot sur ce sujet : synthèse des principes immédiats des graisses animales, des alcools, des acides, des carbures, et en particulier de l’acétylène, du camphre, de différentes essences, etc., etc. La force vitale admise par Berzélius, par Liebig et par Gerhardt n’existera plus. L’homme, dont le pouvoir est borné en tant de choses, peut faire la synthèse de la matière organique inerte.
Les schémas de Kékulé viendront bientôt donner à la chimie organique une orientation nouvelle ”

“ Le métal ajouté semble avoir pour effet de s’emparer des traces de matières étrangères, oxyde de carbone et silicium, empruntées par le nickel à l’atmosphère qui l’entoure, ou aux parois du creuset qui le renferme.
Voici comment on opère : le nickel étant fondu dans des creusets réfractaires, enduits intérieurement de chaux, on débarrasse sa surface des scories, et quand la fusion est complète, on ajoute environ, de magnésium ou d’aluminium. On brasse avec un ringard en terre réfractaire et on coule. ”

“ La plupart des sciences auront besoin du concours de la chimie et l’historien lui-même viendra lui demander l’âge des fondations superposées des ruines de Babylone, en lui apportant à analyser les objets de bronze ou de cuivre que les dernières fouilles auront mis dans ses mains. ”

“ La fusion s’effectue sur sole, ou au creuset, dans un appareil quelconque, sauf la condition de pouvoir supporter l’action du chlorure à température élevée. On prend de préférence un four à sole, chauffé par un gazogène, avec garniture intérieure basique.
Le four ayant atteint la température convenable, on le garnit du mélange de chaux et de chlorure, sur lequel on place le nickel grenaillé, ou concassé. On ferme la porte du four, et on chauffe lentement et graduellement, jusqu’à fusion du métal, qui perd une partie de son soufre à l’état d’acide sulfureux. ”

“ Dans la métallurgie et la céramique, l’industriel, depuis des milliers d’années, a utilisé de hautes températures pour obtenir des métaux, des verres et des terres cuites. Ces températures élevées étaient produites par la combustion du bois ou du charbon. Plus tard, les savans ont concentré la chaleur solaire au moyen des miroirs et des verres ardens pour réaliser quelques expériences intéressantes. Il y a deux siècles, l’importance de l’action de la chaleur dans les différentes réactions était si bien appréciée qu’elle a servi de base à la théorie du phlogistique de Stahl. ”

“ Il importe d’ailleurs, pour la manifestation de ces diverses propriétés, que le métal soit pur, la présence du carbone et du manganèse diminue sa ductilité, au point que le nickel brut préparé par réduction par le charbon est moins ductile que le zinc, cassant à froid, à peine malléable à chaud. ”