CHAPITRE Vin.
ANALYSES DES VERBES.
Nous avons dit,- dans Ie chapitre précédent, que les analyses des verres prouvaient que rarement les éléments qui les com- posaient se trouvaient en proportions définies; sous ce rapport la déja, il y. a lieu de les examiner avec intérêt, mais il est un autre point de vue qui touche de plus pres a la question in- dustrielle : c’esl celui de la relation enlre 1’analyse d’un verre et la composition qui a produit ce verre. C’est ce point de vue qui fixera surtout notre attention, paree que le fabricant peut avoir souvent un très-grand intérêt è connaltre de quelle manière cer-tain verre qu’on lui présente a été fait. La quantité de verres variés, dontje connaissais exactement la composition et dont une analyse exacte a élé faite, a donné un certain degré de certitude aux déductions que je puis tirer de ces comparaisons. Cette habi¬tude a du, en outre, me rendre très-sceptique au sujet de certaines communications que Pon a considérées comme véridiques. II n’est
que trop vrai qu’un fabricant, consulté sur certains résultats de son travail, ne donne, le plus souvent, ou que des indications vagues, ou même tout a fait inexactes. Ainsi, M. Dumas, page 538, dit: « M. Perdonnet, qui a eu l’occasion de visiter une verrerie en verre de Bohème a Neuvett, a bien voulu me faire connaltre le dosage qu’on y emploie; c’est le suivant:
Quartz 100
Chaux caustique 50
Carbonate de potasse.... 75
« Salpêtre, acide arsénieux, peroxyde de manganese en quan- tités convenables. »
Je déclare qu’on a abuse de la bonne foi de M. Perdonnet, qu'il n’est aucune verrerie de Bohème qui emploie une semblablö com¬position, oh il y a environ deux fois plus de chaux et de carbonate de potasse qu’il n’est nécessaire. Je ne crains pas d’être démenti
a eet égard par aucun verrier. 11 en est de cette composition
comme d’une par tie de celles qu’a citées M. Bastenaire d’Aude- ;
nard, dans un traité de la vitrification qui a paru en 1825, et qui étaient tout & fait inexactes, paree qu’elles lui avaient été aussi ■■
eommuniquées. M. Dumas ajoute : « Le verre pris dans cette ver- Ï
rerie par M. Perdonnet a été analysé par M. Gras, dans le labo- l
ratoire de 1’Ecole des mines; cette analyse a donné : J
1
Silice 71,6 = 37,10 d’oxygène. !
Chaux. 10 = 2,81 j
Alumine 2,2 = 1,021 . i
Magnésie 2,3 = 0,89 ƒ — 7,8° * p
Oxyde de fer 5,9= 1,201
Oxyde de manganese... 0,2 = 0,03 J
La silice contient a peu prés cinq fois 1’oxygène des bases: 7,83 x 5 = 39,15.
Je vois dans cette analyse le résultat d'un verre compose dans des conditions de dureté très-grande; et, en raison de mes études de comparaison, je dirai, d’après cette analyse, que ce verre a dü être composé a très-peu prés dans les proportions suivantes;
Quartz 100
Ghaux caustique... 17 ou craie 31
Carbonate de potasse.... 30 a 33
avec de petites proportions de salpêtre, acide arsénieux et man¬ganese, ce qui diffère immensément du dosage indiqué a M. Per¬donnet. Quant a 1’aluinine, a la magnésie, a 1’oxyde de fer de l’a- nalysc, ils ont dü provenir du quartz, de la chaux et du creuset.
Les diverses analyses de verres è vitres, a glacés, de cristal, que cite M. Dumas, rentrent parfaitement dans les conditions normales de leur composition; il en est üne toutefois dont je révoquerais en doute 1’exactilude; c’est celle du cristal de Vonêche, faite par M. Bert hi er : ■ .
Silice 61 = 51,7 oxygène.
Oxyde de plomb 55 = 2,5
Potasse 6=1
208
Cette analyse indiquerait une composition faito a très-peu prés dans les proportions suivantes: .
Silice 100
Minium 60
Carbonate de potasse... J5
Une telle composition fondrait bien difficilement et surtout en pots couverts, ainsi qu’ii est dit que ce cristal a été produit; et les nombreuses analyses que j’ai fait faire de cristal compose dans les conditions ordinaires de celui de Vonêche, qui étail com-
ne me laissent pas le moindre doute sur Terreur do 1’analyse de M. Berthier, a moins que cette analyse n’ait élé faile sur un verre
d’essai, fait dans un petit creuset d’un demi-kilogramme environ.
. ■>
L’autre analyse de cristal que cite M. Dumas rentre bien dans leg conditions ordinaires de la composition du cristal:
Silice . 56 = 29 oxygene. .
Chaux 2,6 = 0,72 \ .
Oxyde de plomb:. 32,5 = 2,25 > 4,47 x 6 = 26,82 Potasse. . . . . 8,9= 1,50 J X 7 = 31,29
La presence de la chaux peut être attribute a ce qu’on a pu em¬ployer un grès ou un sable qui contenait du carbonate de chaux, car il est bien rare qu’on ajoute de la chaux it la composition du cristal.
P$rnii les analyses de verre a vitres que cite Dumas, je pren- drai les siiiyantes, n° 1 et nu 4 :
N° 1. Silice. 69,65 = 56,21 oxygene.
Alumine 4,82 = 0,851
Chaux. .. 13,51 = 5,72 \ 8,45
Sopde. 15,22 = 5,88 (
L’oxygène des bases: 8,45 x 4 = 33,80.
L’oxygène de Tacide est done en exces de 2,41.
68,65 = 55,6 oxygene, 4 = 1,86
9,
17.
Oxygène de la silice en moins 0,64
Le numéro 1 a dü être compose è très-pou prés dans les pro - portions sui va rites.
Silice 100
Chaux 20 ou l’équivalent en craie.
Sulfate de sonde. .. 48 ou 1’équi valent en carbonate.
Ainsi que le fait remarquer M. Dumas, 1’alumine a dü. provenir en partie du creuset, en partie du sable.
Le numéro 4 a dü être composé de :
Silicé 100
Chaux 14 ou 1’équivalent en craie.
Sulfate de sonde 55 ou 1’équivalent en carbonate.
Je ferai remarquer ici que 1’analyse présente le numéro 4 cotnme étant dans des conditions très-rapprochées des proportions déli- nies, tandis que, dans Ie numéro 1, il y a un grand excédant de 1’oxygène del’acide; et, toutefois, le verre du numéro 1 doit être d'une qualité supérieure a célui du numéro 4, moins attaquable par l’humidité, ineilleur d couper (au diamant), tous les verriersde reconnaitront; mais ils reconnaltront en même temps que le meilleur de ces verres est d’une bien médiocre qualité.
Je vais a présent donner plusieurs analyses, et je mettrai en regard les compositions faites par moi des verres qui ont donné lieu a ces analyses, auxquelles on peut So fier. Elles ont été toutes faites par un jeune ingénieur, élève distingue de 1’Ecole des mines, M. Claudet (Fréd.), dont le nom est une garantie d’éxactitude.
Un verre composé de ;
* « I-
Sable 100
Sulfate de soude.... 40
Craie 40
Manganfese 0,50
Arsenic 0,35
a donné a Panalyse :
Silice .,, 72,50 == 58,42 oxygene.. 38,42
Soude 15,00 = 3,35 \
Chaux, ... 13,10 = 5,7il ;
Alumine....,. 1 = 0,46 (—38,20
Oxyde de fer et manganese 0,40 = 0,09 /
Excédanl de Poxyg'ene de la Silice 0,22
Un verre compose de :
Sable 100
Carbonate de potasse.,.. 45
Chaux 20
Salpelré. 2
Aeide arsénieux, 0,66
a donné a 1’analyse :
r
Silice
Polasse-
Soade
Chaux. ............. J.
Alumine et oxyde de fer
'Traces d’arsenic.
72,11 = 58,20 oxygène 58,20
16,26 = 2,771 1,15 = 0,291
10,10 = 2,89 f 6>12 X 6 = 36,72 0,39 = 0,17,
Excédant d’oxygène......... 1,48
Un verre compose de :
Sïlble 100
Carbonate de potasse... . 40
Almium* ■ , * •
r ■ J ■ » ' , 9,05
* ****r«*«»v r • 1
t “■ ’ ■ 9,05
■ L ■ r , ,
Salpêtre 2
Arsenic. ’ .... 0,4
a donné a 1’analyse :
Silice... 70,87 = 37,50 oxygène 37,50
Potasse. 15,56 — 2,64 i
Sonde 1,68 = 0,43 ƒ
Chaux.. 4,78 = 1,57 ƒ 5,24 X 7 = 56,68
Oxyde de plomb 6,56 = 0,46
Alumine et oxyde de fer 0,75 = 0,34
Excédant de l’oxygene de la silice ......... 0,82
On voil, dans les deux échantillons précédents, que 1’analyse a monlré de la soudo, oujen’avaiscruemployerque de la polasse; mais ayant fait analyser séparément cette potasse, qui étail un reconnu qu’eile contenait en effet de la soude, ce qui a lieu fré- quemment, sans qu’il y ait pour eela fraude.
2H
Up verre, <?ooaposé de :
Sable................. lpO
Minium 66,66
Carbonate de' potasse.... 35,55
a donné a 1’analyse.:
Silice.. 55.20 = 29,25 cxygeue..... 29; 25
Oxyde de plomb....... 53,50 = 2,40 y •
Potasse;, .... 10,2.6 = 1,75^; 4,30 X< 7 = 30J<0.!
0,32 == 15
Excêdant d’oxygene des bases..... 0,85
Un vérre composé de :
Sable, ,* tOO
Minium 105
- * - T _L ' 'l . '
Carbonate de potasse.... Salpelre......
a donué a Fanalvse : ,
*7
Silice 45j40 = 24,05 öxygene..... 24,65,
Oxyde dfc plomb. 45,80 = 5,28;
4191 X 5 =5 24,5S
Excêdant de 1’öxygene des bases,.... 0,50.
A ces analyses* nous joindrons cell©’ d3un verre silico-börale de zinc, de potasse et de plomb :
Silice,
' , 1 1
Acide borique..,.. Oxyde de zinc. ... Oxyde de plomb. . Chaux,. ......... .
4
Potasse.. . ..
57,17 = 6,76 =
14,5(1 =
3,90 = 1,67 =
17 =
oxygpne 30,30)
— 4,644
■ i : ■ X*r .
2,86,
0,28/?
0,48 ê x 5 = 3M?h 2,89.)
34,94
Excêdant d’oxygene de Vacide
«1
Ce verre a dü être composé A peu prés comtne suit:
Sable. .. .
Acide borique......
Oxyds de zinc......
Minium...... .... ■
Chaux. .. « • •. • •... Carbonate de potasse
Nous avons donné suffisamment d’exemples pour qu’on puisse voir la relation qui existe entre une analyse et Ia composition d’un verre; 1’alumine, 1’oxyde de fer doivent être éliminés, en ce sens qu’ils proviennent en partie de la substance du creuset, en partie du défaut de pureté des malières employees. La potasse doit être recomposée a 1’état de carbonate, la soude a 1'état do sulfate ou de carbonate, mais plutêt de sulfate, quand il s’agit d’un verre è vitre; en outre, on doit compter que le sulfate ou carbonate de soude, ou potasse, ne sont jamais employés privés d’eau d’une manière absolue : ils en contiennent bien 1 a 2 pour 100, De plus, il y a dans la fonte du verre un peu d’é- vaporation de soude ou de potasse, qu'on peut toujours évaluer è 2 a 3 pour 100, ce qui dépend de 1’intensité de la cbaleur, de la durée de la fonte, etc. Etablissant, d’après ces bases, la com-position d’un verre dont on connaitra 1’analyse, on sera certain de ne commettre que de faibles erreurs et d'obtenir un verre pos- sédant les qualités, ou è très-peu prés, du verre dont on aura fait 1’analyse.
II m’est arrivé plusieurs fois de recevoir des éehantillons dont on demandait la reproduction exacte poür des usages d’optique oü il était important d’obtenir les mêmes pouvoirs dispersifs et réfringents, et j’ai complétement réussi a les fournir en agissant d’après les bases que je viens d’exposer.
C’est surtout en ce sens que des analyses peuvent être, dans beaucoup de cas, très-utiles aux verriers; et, en raison de cela, il me semble a propos de donner un résumé des operations re¬latives a 1’analyse du verre, qui peut être de quelque inlérêt pour le verrier qui voudrait lui-même faire cetle analyse. C’est par cctte description que nous terminerons ce chapitre; mais nous ferons d’abord quelques remarques sur les rapports entre 1’oxygène de la silice et 1’oxygène des bases qui résultent de ces analyses.
L’oxygène de 1’acide, c’est-a-dire de la silice, est, dans ces analyses, égal è quatre, ou cinq, ou six, ou sept fois 1’oxygène des bases; mais rarement ces nombres sont. exacts; il y a des excédants, tantêt du cöté de la silice, tantêt du cöté des bases, et ces excédants sont parfois assez considérables.
Je remarquerai, en outre, d’après la connaissance que j’avais des verres analysés que, dans certains cas, des verres approchanl
heaucoup de proportions exactes, étaient, tantót de très-bons verres, tan tót de verres assez peu recommandables, tandis quo des verres, doués d’une perfection relative très-éminente, se sont trouvés assez éloignés des proportions exactes. On peut done dire que la silice d’une part, les soude, potasse, chaux, oxydes mé- talliques d’autre part, peuvent se vitrifier et dèvitrifier en toutes proportions non définies. Cette question, comme une foule de celles qui tiennent a la verrerie, demande sans doute a être en¬
: core soigneusement approfondie.
; Description de Fanalyse du verre. — On commence par CO11- casser Féchantillon en petits fragments que 1’on broie dans un
■ petit mortier d’acier; on tamise, on enlève toutes les parcélles
« d’acier qui se seraieut détachées du mortier, au moyen d’un .1 aimant que Pon promène dans la matière tamisée, et Pon finit : la pulverisation dans un mortier d’agate.
; On en pèse 2 grammes dans une capsule de platine ét on 1’at-
■ taque par 1’acide fïuorhydrique. A eet effet, on a un vase de
i plomb d’environ 25 centimètres de diamètre, 6 de profondeur,
? avec un couvercle du même métal; on étend sur Ie fond du vase
s du fluorure de calcium pulvérisé, et on ajoute assez d’acide sulfu-
,= rique concentré pour en former une bouillie épaisse qui ne doit
J +
i pas s’élever a plus de 2 centimetres du fond. Sur ce fond se place
1 un anneau de plomb de 5 centimètres et 0m,025 de hauteur; et
sur eet anneau on met la capsule de platine contenant le verre en j poudre et un peu d’eau; et par-dessus on met le couvercle du
! vase. On chauffe le tout légèrement sur un bain de sable; les
vapeurs d’acide fïuorhydrique ne tardent pas & se produire, se condensent dans 1’eau de la capsule et attaquent la matière vi- treuse avec production de fluorure de silicium, qui se volatilise. On remue de temps en temps la matière avec une spatule; et lorsque la matière a été complétement attaquée (au bout dé doüze heures), on verse dans la capsule de Pacide sulfurique poür trans¬former les fluorures des bases en sulfates.
On évapore a siccité, et on chasseTexcès d’acide sulfurique par la chaleur; puis on traite la masse sèche par de 1’eau, de l’ammo- niaque et du carbonate d’ammoniaque; on fait bouillir, on filtre et on lave a 1’eau chaude. Le residu peut coiitenir du sulfate de baryte, des carbonates de plomb, de bismuth, de chaux, de 1’alu- mine, de 1’oxyde de fer. La liqueur filtrée contient les alcalis a
1’ótat de sulfates, des traces de magnésie, el un exces de carbonate d’ammoniaque mêló de sulfate.
Pour séparer lés substances contenues dans le residu, on le traite par l’acide chlorhydrique étendu d’eau; ce qui dissout tout, a l’exception du sulfate de baryte, que 1’on recueille sur un fïltre; et, après Favoir lavé, on brülele fillredans un creüset de platina. Le poids de la baryte se déduit du poids de sulfate de baryte, sachaut que 116,6 de sulfate correspond a 76,6 de baryte.
On fait main tenant passer, dans la liqueur filtrée acide, de 1’hy- drogène sulfuré, qui precipite les.sulfures de plomb et de bis-muth, efc on filtre pour les séparer de la liqueur. On brule le fdtre dans un creuset de porcelaine; on arrose Ia matière avec de 1’acide nitrique mêló d’un peu d’acide sulfuriqüe pour transfor¬mer le plomb en sulfate de plomb insoluble; ou chasse alors la plus grande partie de 1’acide sulfUrique libre. On reprend par 1’eau et on filtre. On sépare ainsi le sulfate de bismuth du sulfate de plomb. D’après le poids du sulfate de iplomb, On calcule la quantité d'oxyde, 151,5 de sulfate de plomb élant équivalent a 111,5 d’oxyde de plomb. On traite le sulfate acide de bismuth par le carbonate d’ammoniaque ; le carbonate de bismuth ainsi ob- tenu et calciné dorine de 1’oxyde de bismuth, dont on détermine le poids. On fait bouillir la liqueur nontenant 1’excès d’bydrogène sulfuré, afin de chasser ce dernier; on y ajoute quelques gouttes d’acide nitrique pour peroxyder lé fer, si; par hasard, il s’en trou- vait, puis ofl ajoute de Faaunoniaque eaustitjüe en léger excès, ce qui donne ensemble Falunaine et le peroxyde de fér; on détermine le poids de ce précipité après Favoir calciné, et On le dissout dans 1’acide hydrochlorique concèntré, püis on y ajoute un exces de
potasse caustique. Le fer se précipité, tdndis que 1’alumine se re- dissout. On filtre, on lave a Feau bouillante et on prend le poids de 1’oxyde de fer; en le retranchant du poids de Falurnine et öxyde de fer plus haul, on a par difïérence le poids de Palumine. La liqueur ne contient plus que la chaux avéc des traces de magnésie, que Ton peut liégliger. On y ajoute de Foxalate d’ammoniaque, ce qui prod uit Foxalate de chaux insoluble; On filtre, on lave et on cal¬cine a une haute température, capable de transformer Foxalate en carbonate, puis en chaux caustique, dont on détermine le poids.
S’il est entré du zinc dans la composition du verre, il
dans la liqueur contenahl les alcalis, et, avant de procéder au do-sage de ces alcalis, ón le précipite par le sulfhydrate d’ammor- niaque; le sulfure de zinc est recueilli sur un filtre, lave a 1’eau contenant quelques goutles de sulfhydrate d’ammoniaque, et après avoir séchë et brüló le filtre dans une capsule de platine, on ob- lient, par un grillage soigné, de 1’oxyde de zinc que Ton pèse.
Pour le dosage des alcalis. on repreiid la liqueur filtrée qui les eontient, on évapore a siccilé et Pon chauffe le résidu afin de se débarrasser des seis ammoniacaux qui se volalilisent, puis on traite par Peau et par de Phydraie de baryte, qu’on ajoute en assez grande quanlité pour précipiler tout 1’acide sulfürique des sulfates et un peu de magnésie, s’il s’en trouve. Oh filtre pour séparer la polasse causlique et la soude qui sont en solution avec 1’ëxcèS de baryte; on y ajoute du carbonate d’ammoniaque; ilse produit du carbo¬nate dé potasse et de'soude et du carbonate de baryte ; ön filtre pour séparer ce dernier. On évapore a siceité et Pon calcine pour chasser Pexcès de carbonate d’ammoniaque ; enfin, on shture lo résidu avec quelques goutles d’acide chlorhydrique; on évapore a sec de nouveau; on calcine et on pèse le chlorure de potassium el de sodium. Ï1 s’agit maintenant de séparer le chlorure de po¬tassium du chlorure de sodium.
On dissoiit les deux chlorures dans une petite quantité d’eau et
t I
on y verse une dissolution conccntrée de perchlorure de platine jusqu’a ce que la liqueur ait pris une couleur jaune très-pro- noucée; ori évapore la liqueur a sec, et, reprenant par 1’alcool, on dissout le chlorure double de platine et de sodium, et il restele chlorure double de platine et de potassium, que 1’on recueille sur un filtre. On le lave a Palcool; on le pèse après dessiccalion, 244 de sel double équivalent a 74,5 de chlorure de potassium. Gonnaissant le pöids du chlorure de potassium et celui du chlo-rure de sodium et de potassium réunis, on en déduj.t lc poids <ie chlorure de sodium. On peut maintenant calculer le poids de la soude et de la potasse contenues dans le verre, sachant que 74,5 de chlorure de potassium équivalent a 47 de potasse, et que 58,5 de chlorure de södium équivalent a 31 de soude.
On connait maintenant tousles elements du verre, a 1’exception de la silice, que 1’on peut déduire par différence; mds il vaut loujours inieux faire un dosage direct. A eet effel, on mélange 2 grammes de vérre avec 6 grammes environ de carbonate de
soude piir et sec, et on fait fondre le mélange dans un creuset do platine è un feu de moufle; on met alors le creuset contenant la matière bien fondue dans une grande capsule de porcelaine avec del’eauet de 1’acide chlorhydrique (on emploie deracidenitrique quand le verre contient du plomb); la matière se dissout avec effervescence. Quand la solution est terminée, on enlève le creuset de platine, et après l’avoir lavé a plusieurs reprises, on évapore le tout è sec dansun bainde sable. A la fin, on chauffe assez forte- ment; on versé sur la matière desséchée de 1’eau chaude acidulée avec un des deux acides; on laisse digérer, puis on étend d’eau. Tous les oxydes métalliques se dissolvent, la silice seule reste comme résidu insoluble; on la recueille sur un filtre ; on la cal¬cine après Favoir bien lavée et on Ia pèse.
M. Pelouze ayant dit, dans un mémoire que nous avons cité
(p. 104), que presque tous les verres du éommerce contenaienl des quantités notables de sulfate de soude, il convient d’indiquer de quelle manière on doit le rechercher. A eet effet, on prend la liqueur dont on a séparé la silice et qui doit contenir tout le sul¬fate de soude qui se trouve dans le verre, on y ajoute du eblorure de barium en exces, on fait bouillir assez longtemps et on laisse reposer pendant douze heures. On recueille sur un filtre le sulfate de baryte qui s’est produit, et d’après son poids on déduit Ia quan- tité d’acide sulfurique et, par conséquent, la quantité équivalente
'de sulfate de soude.
La determination quantitative de l’aeide borique présente de très-grandes difficultés quand il est mélangé avec le verre; et en analysant de pareilles combinaisons on ne peut jamais arriver qua des résultats approximatifs. On fait rougir la matière pulvé- risée avec du carbonate de soude; on fait bouillir la masse rougie avec de 1’eau. On filtre et on précipite dans la liqueur filtrée, par le carbonate d’ammoniaque, Ia petite quantité d’alumine et d’acide silicique que la liqueur alcaline a dissoute. On évapore a sec; on traite par Pacide sulfurique et on fait digérer sur le residu del’alcool, qui dissout l’acide borique. Onsature ensuite Ia solu¬tion avec de 1’ammoniaque; on fait rougir le résidu qui consiste en acide borique et on en determine le poids. .
Quand le verre contient de la magnésie, on attaque.par le car¬bonate de soudö. La magnésie se trouve encore en solution après avoir précipite la chaux parl’oxalate d’ammoniaque, puisqu’elle
u’cst précipitée par aucun des réactifs employés jusqu’alors. On concentre alors par 1’évaporation la liqueur filtrée. et on y ajoute du phosphate de soude. Au bout de vingt-quatre heures toute la magnésie se précipite a 1’état d’ammonio-phosphate de magnésie, que 1’on recueille sur un filtre et qu’on lave avec de 1’eau ara- moniacale; 112 parties de ce précipité calcine correspondent a 40 de magnésie.
Les analyses de verre étant très-délicates, il convient de s’as- surer par plusieurs operations de 1’exactitude de chaque dosage.
La marche que nous avons décrite a pour but de determiner A peu pres toutes les substances que l’on peut avoir a rechercher; jnais il est bien entendu que Von procédera d’une manière plus spéciale, quand on aura a analyser un verre dont on connaitra a peu pres les éléments.