ET DE
L'ACIDE SULFHYDRIQUE Par a. vivier
PliPABATKaR DU COOUfl DS CHIMIB ET DR PHITSIOLOGIS APPLTQoAbS A I«*AOSICULTUttl
tes appareils continus employés dans les laboratoires pour la préparation de l'acide carbonique, de Thydrogène et de l'hydrogène «Ifiiré dérivent d'un type unique : l'appareil de M. H. Sainle-Glaire- Denlle.
lis permettent d'obtenir rapidement une grande quantité de gaz, * i une pression généralement faible ; mais leur débit diminue contiimellement.
Le gazogène de M. Schûtzenbergerj par exemple ^ donne des quan- Jtés énormes d'acide carbonique dans les premières minutes de sa aise en marche ; mais le dégagement diminue de plus en plus, pour evenir presque nul au bout de deux ou trois heures. Cela tient à ce ue Tacide employé pour dégager le gaz arrive sur le carbonate de laux par la partie inférieure; il se sature promptement en donnant le solution de chlorure de calcium plus dense, de sorte qu'on est \}ligé de relever continuellement le réservoir à acide pour que Fatque puisse continuer.
M- Cloëz a fait connaître, il y a quelque temps (Bull, de la Soc. vint* de Paru, 5 fév. 4885), les modifications qu'il a apportées à un
appareil de M. Tissandier, publié dans le journal la Nature. Les sultats auxquels il est arrivé constituent un notable progrès; n:^ la construction de son appareil est trop délicate, à cause de la p-^sence de deux longs tubes au sein d'une colonne étroite de marbr de sulfure de fer ou de grenaille de zinc. De plus, Télimination di liquides épuisés se pratique au moyen d*un tube de sûreté plongea jusqu'au fond de Tappareil, ce qui nécessite dans celui-ci une prc sion minima relativement considérable pour que cette élimination produise (80''" d'eau environ). Enfin les quantités de gaz obtenu par M. Cloëz n'ont pas dépassé 3^50 à l'heure pour l'hydrogèi d'après les chiffres que l'auteur lui-même donne dans son iiiémoi
J'ai utihsé pour la préparation des gaz, sous pression et à dé constants, les dispositions imaginées autrefois par M. Th. Schlœs dans ses recherches classiques sur la dissolution des carbonates sur la nitrification.
Dans les deux cas, il fallait obtenir pendant très longtemps une rant lent d'acide carbonique pur, à une pression très faible; petites trompes à eau puisaient l'acide carbonique et Tenvoyai dans les appareils où il devait être utilisé.
La forme à laquelle je me suis arrêté permet d'obtenir très 1 lement, avec de petits appareils, de l'acide carbonique, de l'hy gène et de l'acide sulfhydrique dans les conditions suivantes :
V A des pressions variant de 1 centimètre à 1 mètre d'eai plus, suivant les besoins;
2** Sous des débits de 1 à 60 litres à l'heure pour l'hydrogèr 4 a 40 litres pour l'acide carbonique et de 4 à 15 litres pour ! sulfhydrique, tout en épuisant complètement les acides em pour le dégagement. L'appareil présente, en outre, cet avanlaf permet de faire varier le débit et la pression du gaz indépendo l'un de l'autre.
11 se compose d'un flacon de Mariotte F, d'une contenanc 10 litres, rcmpU d'acide chlorhydrique étendu, muni àsaf inférieure d'un long tube capillaire S recourbé comme Tii figure.
Ce tube est destiné à donner un débit très lent d'acide. I le faire tourner autour de sa partie horizontale de manière
PRÉPARATION DE l'aCIDB CARBONIQUE, ETC. 471
erle long du flacon, pour ari'êler l'écoulement de l'acide. On peut iiHibslituer avec avantage un lube â robinet court et terminé par un morceau de tube très capillaire ajusté au moyen d'un bout de tube de caoulcbouc.
La vitesse d'écoulement du bquide est donnée par la formule de Poîseuiile :
qui peut s'appliquer ici d'une façon suOisammcnt approcliée , et dans laquelle Q est la quantité de liquide écoulée dans l'unité de temps, K une constante, D le diamètre du tube capillaire, L sa longueur et II la pression à la surface du liquide.
H est commode de faire varier à la fois L et Û :
on choisit quelques morceaux de tubes capillaires de longueurs et de diamètres convenables pour constituer une sorte d'échelle de débits pour la hqueur acide.
L'appareil ainsi monté est moins fragile et l'on peut en un instant chaula vitesse d'écoulement de ra<ide et par conséquent celle de dé- :Bnient du gaz.
Le réservoir à acide est disposé sur une tablette au-dessus de^^^ deuxième partie de l'appareil qui consiste en une grande éprouvelt--^ à dessécher les gaz, d'une hauteur de 40'" environ, remplie de gre naille de zinc, de marbre ou de sulfure de fer en petits fragments -;ïs5=^ elle est munie d'un bon bouchon de liège paraffiné, ou de caoutchouCji*^ portant un tube à robinet R pour la sortie du gaz, et un tube T servant à l'introduction de l'acide.
La distance verticale AB, entre les deux extrémités de ce tube, doit être un peu supérieure à la pression maxima, évaluée en eau, que l'on se propose d'obtenir dans l'appareil.
Enfin, la tubulure inférieure de Téprouvette porte, au moyen d'un bouchon, un tube de plomb t, de petit diamètre, d'une longueurim peu moindre que la colonne d'eau représentant la pression maximt que l'on désire employer, et qui sert à l'écoulement du liquide épuisé.
On a soin de développer ce tube en hauteur ou de Tenrouler jusqu'à ce que la différence de niveau entre son extrémité supérieure et l'étranglement inférieur de l'éprouvette représente un peu moins que la pression maxima. De cette façon, on est certain que l'appareil ne se noiera pas, et en même temps que le gaz ne sortira jamais par le tube de plomb.
Les liquides épuisés coulent dans un vase V, ou dans un entonnoir muni d'un tube de caoutchouc qui les dirige dans im égout, si on ne veut pas les utiliser.
Pour mettre l'appareil en marche, on remplit d'eau réprouvelle jusqu'au-dessus de l'étranglement inférieur, on la rebouche, puis t)n fait arriver l'acide en abaissant le tube S.
La courbure inférieure du tube T se remplit peu à peu, et le liquide monte jusqu'à ce que la différence de niveau entre la grande et la petite branche représente la somme des pressions que rencontre le gaz au delà du robinet R.
L'acide commence à couler dans l'éprouvette et le dégagement se produit; il en résulte quelques oscillations de la colonne acide qui se fixe rapidement au niveau correspondant à la pression bonvenable.
Le régime permanent est alors établi, et le dégagement continue avec la même vitesse tant qu'on ne change pas la pression.
PRÉPARATION DB l'aGIDE CARBONIQUE, ETC. 473
Si on veut faire varier la pression dans l'appareil, il se présente
deux cas; ou bien on Taugmente, et alors le dégagement s'arrête
pendaiil un instant jusqu'à ce que l'acide ait atteint un niveau assez
élevé dans le tube AB, puis recommence sous la pression existante;
oabien on la diminue, et l'acide s'écoule un peu plus vite du tube T
jmp'i ce que le niveau se soit abaissé en AB au point convenable.
Dans les deux cas, il se produit quelques petites oscillations très
rapides, et l'appareil reprend une marche régulière..
La durée de l'état variable est très courte, à cause du petit diamètre du tube S (l'^" environ).
Il est utile de remarquer qu'ici , contrairement à ce qui se passe
dansl'appareil de M. Cloëz, la pression du gaz dépend uniquement
des pressions qu'il doit vaincre sur son passage (à condition que les
sections des tubes et du robinet soient suffisantes), de même que la
quantité de gaz produite dans un temps donné ne dépend que du
débit de l'acide.
Il en résulte que l'on peut faire varier ces deux éléments indépendamment l'un de l'autre, et obtenir :
i* Un gaz à haute pression sous un faible débit; 2* Un fort courant de gaz à basse pression; 3* Un fort courant à haute pression ; 4* Un faible courant à basse pression ; 5* Tous les intermédiaires entre les quatre cas précédents. On n'a pas à s'occuper de la pression, puisque c'est l'emploi que 'on fait du gaz produit qui la règle ; mais on peut agir sur la quan- Llé, en faisant varier le débit de l'acide, et cela de deux manières. La première consiste, un acide étant donné, à changer la pression lans le flacon F, la longueur de l'ajutage, ou son diamètre. L'emploi l'une série d'ajutages choisis permet d'obtenir toutes les vitesses le débit désirables> sans qu^on ait besoin d'agir sur la pression dans e flacon F.
La deuxième manière consiste à changer la concentration de l'acide
^n employant un appareil donné. J'emploie habituellement de l'acide
;hIorhydrique à 10"* ou 1 1° B' contenant environ 4 équivalents (446 gr.)
Tacîde chlorhydrique IICl par litre.
Si le flacon F est réglé de manière à débiter i litre à l'heure,
l'appareil produira 4 équivalents d'acide carbonique, soit 44 litres environ dans le même temps.
En étendant l'acide de son volume d'eau sans changer l'appareP on n'obtiendra plus que 22 litres à l'heure, etc. J'ai vérifié le £b pour l'acide à i équivalent de HGl : un litre de cet acide dég^j H litres d'acide carbonique.
11 ne faudrait pas diluer outre mesure Tacide; car il n'attaquer* plus suffisamment le marbre. Dans les cas où l'on désire de tr faibles débits, il vaut mieux employer en même temps un tube Ion de très petit diamètre et un acide peu concentré.
En général, il est bon de combiner ces deux manières de régler l'écoulement : on assure ainsi une marche plus réguhère.
L'épuisement de l'acide se fait d'une façon à peu près complète, même avec des colonnes de marbre, de zinc ou de sulfure de fer de peu de longueur.
On en aura la preuve dans le tableau suivant qui résume quelque expériences. Le débit était estimé en recueillant les gaz sur l'ea dans des cloches graduées.
Pour l'acide sulfhydrique, on employait une cuve dont l'eau éla saturée à l'avance de ce gaz.
J'ai fait en outre, comme vérification, une détermination par pesé en absorbant II S desséché au moyen de ponce imprégnée de sulfal de cuivre anliydre. L'acide chlorhydrique employé contenait enviro 144 gr. HCl par htre.
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Acide carbonique . .
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Hydrogène sulfuré. .
Je me suis assuré d'ailleurs que les débits restent constants t^ qu'il y a dans l'éprouvette une quantité suffisante de matière solide
PRÉPARATION DE l'aGIDE CARBONIQUE, ETC. 475
te quelques exemples suffisent pour montrer tout le parti que Ton peut tirer de ces appareils.
Pour terminer, je signalerai une disposition qui permet d'arrêter
le fonctionnement de tout l'appareil par la fermeture du robinet R.
Elle consiste en un système de deux vases communicants contenant
du mercure, et dont l'un est relié par le tube T au tube à robinet R.
L'autre est fermé par un bouchon dans lequel passe à frottement
M petit tube de verre relié par un tube de caoutchouc /' au tube du
âaconF.
£d o' est pratiqué un petit trou dans le tube large pour l'écoule- Qieot du gaz.
Quand on ferme le robinet R, le gaz est refoulé dans le système r et chasse le mercure dans la branche de gauche: celui-ci vient nbturev l'extrémité o de la prise d'air du flacon F et l'écoulement de /'acide s'arrête. L'excès de gaz traverse le mercure et s'échappe par c trou o\ Cette disposition est surtout utile quand le tube AB est très rand et quand le flacon F est hors de portée de la main.
