CS = == 0,401 = riencesci-dessus. } * »k

Analyse du résidu | de carbures con-

L'inspection des pourcentages des carbures condensables autres que l'acétylène montre qu'aux fortes capacités (régime de l’étincelle symétrique), leur proportion est très faible et s'accroît quand l’étincelle prend le régime dissymétrique. Ces carbures sont aussi de plus en plus riches en homologues du

ver

méthane quand la capacité des condensateurs diminue. La proportion de ces carbures « parasites » diminue quand la quantité d'énergie fournie au gaz augmente : ces carbures sont moins stables que l’acétylène, et s’ils apparaissent au début de l’action de l’étincelle sur le méthane, c’est pour disparaître ensuite, car leur décomposition est plus rapide que celle de l’acétylène ().

Il ressort donc des analyses faites qu'on peut considérer la réaction 2CH,= CH, + 3H, comme étant de beaucoup la plus importante, puisque la formation de l’éthylène et des autres carbures condensables par l’air liquide est de l’ordre du vingtième de la quantité d’acétylène fournie par cette réaction, toutes les fois qu'on utilise l’étincelle condensée du type arc pour produire la décomposition du méthane.

J. Expériences faites sur un courant de méthane sous faible pression. — Pour nous rendre compile de la possibilité de préparer des quantités plus importantes

(1) La conséquence la plus importante de l'existence dans les produits de l’action de l’étincelle condensée sur le méthane de carbures condensables autres que l’acétylène est l'erreur des bilans d'hydrogène qui en résulte, Les masses d'hydrogène et de carbone combinées qui constituent le dépôt solide perdu à chaque expérience, s'obtiennent en faisant la différence entre les masses de ces corps introduits sous forme de méthane et celles qu'on extrait du tube laboratoire sous forme de gaz. Or, si nous considérons ces carbures comme étant du méthane, leur quantité étant déduite du volume de gaz carbonique auquel donne naissance leur combustion eudiométrique, nous leur attribuons une quantité d'hydrogène trop élevée. La masse d'hydrogène récupérée sous forme gazeuse est ainsi faussée et le poids d'hydrogène perdu dans le dépôt solide est trop faible, il peut même devenir négatif. C’est ce qui arrive assez fréquemment quand le méthane a subi l’action d’un petit nombre d’étincelles seulement. Si le nombre des étincelles est plus grand, l’erreur tend à disparaître, par suite de la destruction de ces carbures bien moins stables que l’acétylène, et si l'erreur subsiste, elle cesse d’être apparente devant l'importance des pertes en carbone et en hydrogène, pertes qui augmentent toujours en même temps que le nombre d’étincelles.

On peut remarquer facilement sur les courbes (/g. 26, C —0,0403 et 0,0288) et les Tableaux (XVI et X VII) la persistance du méthane dans le gaz qui, enfermé sous 11" de pression, à subi l’action d’un grand nombre d’étincelles de faible capacité. Est-il possible que ces carbures supérieurs, abondants surtout aux faibles capacités, aient pu être pris pour du méthane dans une analyse qui ne les aurait pas séparés des gaz non condensables, méthane et hydrogène ? Sans affirmer que leur rôle doive être tenu pour négligeable, il nous semble qu’il ne faille pas l'exagérer outre mesure, car nos analyses nous ont toujours montré la disparition de ces corps quand on soumet un gaz déjà fortement décomposé à

l’action réitérée des étincelles.

OA

d’acétylène, il nous a fallu produire un courant de méthane sous faible pression. Nous avons utilisé la modification de l’appareil décrite ci-dessus (p. 15, Méthode dynamique). Le tube laboratoire (du type 1} était parcouru par un courant de méthane sous une pression de 1" de mercure environ, et ce gaz se trouvait en même temps soumis à la décharge d’un condensateur de capacité variable. Les gaz étaient ensuite refroïdis et condensés dans un grand serpentin placé dans l'air liquide; la pompe de Tôpler TT'xx placée en dérivation donnait le moyen d’extraire des gaz non condensables, puis, après l'expérience, d'extraire les carbures condensés. Enfin le groupe à vide (pompe de Langmuir et pompe à palettes) maintenait le vide dans l’ensemble des appareils. Le méthane utilisé contenait de petites traces d’air.

Nous avons fait plusieurs expériences en modifiant la cadence des étincelles (par un changement de réglage du transformateur), mais sans qu'il nous ait été possible de mesurer la quantité d'énergie utilisée.

Dans l’une de ces expériences, réalisée avec un condensateur de 2 uf, et à la cadence d’une étincelle par seconde (durée de l'expérience : 2 heures), nous avons obtenu 520% d’acétylène, d’une pureté atteignant 99,2 pour 100, et qui a été séparé des produits condensés par réchauffage à la température de — 80° (neige carbonique). Les gaz non condensés contenaient 12 pour 100 de méthane, ce qui correspond à la décomposition de 71 pour 100 du méthane initial. Nous avons observé, après réchauffage du réfrigérant à la température ambiante (23°), la présence d’un corps facilement condensable, soluble dans l’eau, combustible et que l’odeur et les réactions faites (bleu de Prusse) nous ont permis d’identifier comme de l'acide cyanhydrique anhydre. Son origine est due à la réaction de l’azote présent dans le gaz sur les produits de décomposition du méthane, et vraisemblablement à la combinaison de l’azote actif avec l’acétylène ou plutôt le méthine CH, produit par la décharge condensée. Nous avons en même temps observé la formation d’un dépôt charbonneux dans le serpentin au niveau de l'air liquide, ainsi que dans le tube laboratoire, principalement autour de la cathode. Ce dépôt est tout à fait semblable à celui que nous avons déjà observé dans les tubes laboratoires après les expériences déjà décrites (!)

(*) Nous n'avons pas observé de polymérisation dans l’acétylène pur obtenu; par contre, plusieurs tubes contenant des échantillons recueillis après réchauflage du réfrigérant nous ont montré le dépôt que nous avons observé pour la première fois au sujet de l’acétylène (p- 47). mais avec une très faible intensité, dénotant ainsi la présence de quantités minimes de carbures instables à la température ordinaire.

(note p. 65), les étincelles obtenues dans cette expérience étaient des étincelles du type arc; l’acétylène recueilli était à peu près pur, exempt par conséquent, de proportions notables des carbures dont nos expériences de contrôle nous avaient révélé l'existence.

Une autre expérience (n° 770) faite avec «les étincelles d'apparence dissymétrique (C = 0,253 uf) a donné un acétylène très impur; l'analyse de deux échantillons ayant donné :

Volume de l'échantillon. C, H, °/,. CH): 0 CH, etc 0/0 CL u.- Cf OP nee cut 77,6 0,9 LT Er) 19,8 néant On Li tin à à 70,9 0,7 4,8 23,9 néant

tandis que les gaz non condensés contenaient : H,,63 pour 100 et CH,,, 37 pour 100. Là encore nous avons obtenu de l’acide cyanhydrique.

D'autres expériences faites dans des conditions analogues ont entièrement confirmé la grande pureté de l’acétylène obtenu par l'action d’étincelles condensées du type arc sur un courant de méthane. La présence du carbone et d’un dépôt hydrocarboné dans le tube laboratoire et le réfrigérant risque de gèner des opérations de très longue durée, mais, en raison de la faible densité de ce dépôt, la perte en carbone et hydrogène qui en résulte est relativement peu importante, et doit pouvoir être réduite en opérant dans des appareils tels que le gaz se renouvelle à peu près complètement entre deux étincelles successives.

L'absence de mesures d'énergie nous empêche de conclure sur les avantages économiques possibles du procédé. Nos mesures statiques nous permettent d’escompter un rendement de 20 pour 100 environ, et nous pensons que des expériences en courant gazeux accompagnées de mesures électriques pourraient donner des nombres peu différents, et probablement meilleurs, à condition toutefois d'éviter que le gaz déjà décomposé soit atteint par les étincelles suivantes.

2. Expériences à la température de l'air liquide. — Cette idée d'empêcher la décomposition ultérieure des gaz ayant déjà subi l’action de l’étincelle, nous a conduit à utiliser l’air liquide pour refroidir extérieurement les parois des tubes laboratoires; nous pensions éliminer ainsi du champ de la réaction les produits de la décomposition du méthane et leur éviter toute action ultérieure des étincelles, Deux formes de tube laboratoire propres à cet emploi ont été décrites antérieurement (fig. 4, p. 13). La première (J) permet la produc-

tion de l’étincelle au voisinage immédiat des parois refroidies (deux tubes ont été construits sur ce type, J, A et J, B; ils ont été réparés plusieurs fois, d’où les indices inférieurs). Dans la seconde forme (B), les gaz ne viennent au contact de la paroi froide que par diffusion; le passage des étincelles provoque dans le gaz des perturbations qui le brassent; mais les gaz ne sont pas immédiatement débarrassés de leurs portions condensables : cette seconde forme de tube laboratoire est donc moins intéressante que la première. Un autre avantage de la première forme est que l’une des électrodes est placée au fond de la partie refroidie : on pourra donc séparer les actions de l’anode et de la cathode en connectant l’électrode refroidie aux pôles + ou — des condensateurs.

Les expériences ont été effectuées sous deux pressions : 5800k et 11000" et trois capacités différentes ont été étudiées sous chaque pression. En raison du refroidissement d’une masse notable du gaz introduit, la marche d’une expérience était légèrement différente de ce qu’elle était dans les expériences faites à la température ordinaire. On faisait une première mesure de la pression initiale des gaz, quand le tube laboratoire tout entier était encore à la températuer ordinaire ; le vase de Dewar contenant l’air liquide était ensuite mis en place, le tube laboratoire plongeant dans l’air liquide d’une hauteur à peu près fixe, et la baisse de la pression du gaz était suivie de 5 en 5 minutes jusqu’au minimum. A ce moment-là, on fermait la vanne get le gaz enfermé dans la jauge était évacué (voir fig. 1, p. 6). Après passage des étincelles, la vanne Ce était refermée, la vanne g ouverte et la pression des gaz était mesurée, le vase de Dewar étant encore en place; une autre mesure était faite, après complet réchauffement du tube laboratoire. La quantité de méthane introduit dans le tube laboratoire se déduisait par différence entre la quantité totale de gaz introduit et la quantité évacuée après avoir mis en place le vase de Dewar et fermé la vanne g. Dans la plupart des expériences, nous avons remarqué, au moment où nous enlevions le réfrigérant, la présence d’une légère buée à l’intérieur du tube laboratoire, et qui disparaissait presque immédiatement : elle était due aux carbures condensés qui se volatilisaient par le réchauffement des parois.

Deux séries de trois capacités ont été étudiées :

Sous 58oou (Tableaux XX à XXII, p. 142-3)..... G—v;130 0,345 et! 12/0810 Sous 110004 (Tableaux XXIII à XXV, p. 144-5)... CG—o,342 1,42 ét 293,19

Les courbes ci-après expriment les résultats obtenus (fig. 30).

5 LV: 886em3

D re in

L1-] | 1 40 402 1000 12.000 Enerdis LE, C-:0345,f P:5800, 95 14 z BBC ent LU “L ÉLtuEE 40 400 is 4000 | Rs 10.000 Energie.

- | rl LE ns FE eee Àir Liquide. e es ee Fe

Fig. 30. — Action de l’étincelle condensée sur le méthane maintenu à la température de Pair liquide. Pression initiale 5800 et 110004. Capacité variable. Influence de la quantité d’énergie fournie à la même masse de gaz (suite page 98). Les proportions du carbone introduit transformées en carbure gazeux sont données dans l’ordre (de haut en bas sur les courbes) : propane, éthane, carbures éthyléniques supérieurs, éthylène, acétylène.

FLUJR A