APPLICATIONS CHIMIQUES

Importance de Tacétylène dans la chimie organique. — Fabrication du diiodoforrae. — Préparation- des corps de la série aromatique. — Préparation des corps de la série grasse. — Préparation de Tacide prussique et dos cyanures. — Fabrication de Talcool par synthèse ! procédé de M. Berthelot; autres procédés. — Fabrication du sucre. — Application à la métallurgie.

Importance de l'acétylène dans la chimie organique. — L'acétylène peut rendre de grands services à la chimie. Au point de vue théorique, son rôle est des plus importants : c'est le seul corps organique qui ait été reproduit par synthèse directe, à partir de ses éléments ; mais, à cause de la facilité avec laquelle il peut se transformer et s'unir aux autres corps, simples ou composés, il a permis d'obtenir par voie synthétique un grand nombre d'autres composés organiques. Il peut en particulier, par deux réactions successives, engendrer tous les corps à deux atomes de carbone. Ces réactions n'ont pas seulement un intérêt théorique ; beaucoup d'entre elles pourraient être appliquées dans l'industrie, si le prix de revient de l'acétylène s'abaissait suffisamment.

Fabrication du diiodofornie. — Une application,

indiquée par M. Maqueune et réalisée par M. Adrian, fonctionne déjà depuis deux ans; c'est la fabrication du diiodoforme C* I*, qui s'obtient par Faction de l'acétylène sur l'iode, en solution alcaline ; ce corps remplace l'iodoforme CUV, dont il partage les propriétés antiseptiques, sans en avoir l'odeur désagréable et persistante.

Préparation des corps de la série aromatique. — En passant dans un tube chauffe au rouge, l'acétylène pourrait facilement se polymériser et se transformer en benzine C^ H*, puis en styrolène C* H*, en naphtaline C"ff et en anthracène C'*H'^

La benzine est le point de départ de la série aromatique et l'un des corps les plus importants de ce groupe. Outre ses propres applications, elle sert à préparer diverses substances intéressantes. L'action de l'acide nitrique fumant donne la iiitrobenzine C*H^(AzO^), qui est employée en parfumerie, sous le nom d'essence de mirbane, et qui sert aussi à fabriquer r^neVme C*H^ ( AzH*), base de nombreuses matières colorantes utilisées dans l'industrie.

Traitée par l'acide sulfurique fumant, la benzine se transforme en acide phénylsulfureux C®H^(SO^H), et le sel de potassium de cet acide, fondu au creuset d'argent avec un excès de base, donne le phénol C^ H^ OH, sous la forme de phénate de potassium :

GfiH»(SO^K) + 2K0H = G«H->.OK+ S03K2 -|- H^O

Le phénol à son tour, traité par l'acide nitrique,

peut fournir le phénol trinitré ou acide picriqiie C* H* ( Az Oy. OH, employé pour la teinture en jaune et pour la fabrication des matières explosives.

L'anthracène sert actuellement à fabriquer ValizarinCy matière colorante qu'on extrayait autrefois de la racine de garance. Pour cela, Tanthracène est transformée par oxydation (acide acétique et bichromate de potassium) en anthrnquinone C*^ H^ 0^ ; celle-ci est convertie en anthraquinone bibromée C'*H^Br*0^ qui, fondue avec la potasse, donne l'alizarine (sous forme de combinaison avec cette base)

La naphtaline présente peu d'applications.

Préparation des corps de la série grasse. — Nous

avons vu que l'acétylène, chauffé au rouge avec de rhydrogène, ou mieux traité par l'hydrogène naissant, donne l'éthylène C'H* et l'éthane C*H^ L'éthylène pourrait servir, comme nous le verrons plus loin, à la fabrication de l'alcool.

Par oxydation, il pourrait fournir les acides acétique, formiqiie y oxalique ; il peut aussi se transformer en aldéhyde, employée pour l'argenture des miroirs et la fabrication des essences.

L'alcool pourrait à son tour servir à préparer une foule de composés, notamment Tétheréthylique, appelé communément éther sulfurique, et un certain nombre d'éthers sels.

Préparation de l'acide prussique et des cyanures.

zf^

— Combiné avec Tazote, Tacétylène pourrait donner Tacide cyanhydrique, qu'on emploierait ensuite à la fabrication des cyanures.

Fabrication de Talcool par synthèse. — De toutes les réactions que nous venons d'énumérer, la production artificielle de l'alcool par voie de synthèse serait incontestablement la plus importante.

L'alcool, en effet, était primitivement extrait par distillation du vin et des autres liquides alcooliques; mais, par suite de l'accroissement de la consommation et de l'abaissement de la production du vin, on a dû transformer en alcool des liquides sucrés et même recourir à l'emploi des matières amylacées, préalablement soumises à la saccharification. C'est ainsi qu'on extrait des betteraves, des mélasses, des pommes de terre, des topinambours, des graines, etc., des alcools, improprement désignés sous le nom d'alcools d'industrie, et qui ont besoin d'être soigneusement rectifiés avant d'être livrés à la consommation, car ils sont chargés de produits nuisibles. Or, en rectifiant 100 litres de ces alcools, on n'obtient que 37 litres d'alcool de cœw, exempt de produits vénéneux. 17,3 0/0 environ d'alcool mauvais et moyen goût rentrent dans la fabrication pour être distillés de nouveau ; le reste, qui est encore fortement chargé de produits nuisibles et moins volatils (aldéhydes et alcools de queue), est malheureusement livré à la consommation sous les noms d'alcool an cours et d'alcool extra-fin et baptisé des noms de cognac, absinthe, bitter, curaçao, etc.,

après avoir été additionné de caramel, de fenouil, de menthe, de coriandre, etc.

C'est à Tingestion de ces produits de mauvaise qualité, chargés à! alcools de queue fortement toxiques, qu'il faut attribuer les ravages de Talcoolisme. Il serait donc à désirer, à tous les points de vue, que la chimie put fournir aux industriels, pour suppléer à la rareté de l'alcool extrait du vin, un produit non vénéneux. Ce résultat pourrait être atteint au moyen de l'acétylène.

Procédé de M, Berthelot. — M. Berthelot a fait le premier la synthèse de l'alcool, à un point de vue purement théorique. L'acétylène est transformé en éthylène, comme nous l'avons vu plus haut; ce gaz est mis en contact, sur le mercure, avec l'acide sulfurique concentré ; on agite violemment pendant trois quarts d'heure (3 000 secousses environ) : il se forme de l'acide éthylsulfurique ou sulfovinique.

Cet acide est étendu de 8 à 10 fois son volume d'eau, puis soumis à la distillation : l'acide sulfurique se reforme et il passe un mélange d'eau et d'alcool.

On isole l'alcool par une seconde distillation et par l'emploi du carbonate de potassium.

On voit que l'acide sulfurique est régénéré, mais étendu d'eau ; il ne peut donc rentrer dans la fabrica-

^ATP?r?>'^,«

tion qu'après avoir été ramené à la concentration primitive.

Le Moniteur de f Industrie du gaz donne le calcul théorique du prix de revient de Talcool par ce procédé.

Pour obtenir 100 litres d*alcool, il faudrait employer :

Garbure de calcium . 139 kg 13

Hydrogène 4 35

Acide sulfurique concentré. 213 05

Dans ce calcul, le carbure de calcium est compté à fr. 10 le kilogramme; c'est, d'après ce que nous avons vu, un prix beaucoup trop faible. Nous pouvons l'évaluer à fr. 20, ce qui est à peu près le prix de revient, en supposant que le carbure et Talcool se fabriquent dans la même usine ; dans le cas contraire, il faudrait prendre fr. 40.

140kg de carbure de calcium, à 0,20 fr. . . 28 ^ »

4 M35 d hydrogène, à 3^50 15 25

Sel absorbant pour régénérer l'acide sulfurique. 1 50

Main-d'œuvre et combustible 2 »

Entretien et réparations du matériel. ... 1 50

Amortissement, intérêt, frais généraux. . , 5 »

Comme Talcool d'industrie vaut actuellement environ 29 à 30 francs l'hectolitre, on voit que ce prix de revient est beaucoup trop élevé ; il le serait encore si le prix du carbure venait à diminuer de moitié.

En outre, l'application de cette méthode n'est pas sans présenter quelques difficultés au point de vue pratique. On a proposé le dispositif suivant.

On se sert de l'appareil imaginé par Sainte-Claire-

Deville pour la préparation intermittente de l'hydrogène (fig, 95), et qui se compose de deux flacons, tubulés à la partie inférieure et réunis par un tuyau de caoutchouc. Dans l'un de ces flacons B, qui est hermétiquement fermé par un bon bouchon muni d'un robinet R, on met, non du zinc, comme pour la préparation de l'hydrogène, mais un mélange de zinc et de carbure de calcium, dans la proportion de 2,5 kilogrammes du premier corps pour

Fie. Si, — A[^reU poni In producUon de l'éth^l^no.

2 kilogrammes du second. L'autre flacon A, qui estou- Tert, reçoit de l'eau acidulée, contenant3,2kilogram, d'acide sulfurique pour 5 litres d'eau. Si l'on élève ce dernier flacon, l'eau acidulée attaque à la fois le zinc et le carbure de calcium : l'hydrogène et l'acétylène naissants se combinent pour former de l'èthylène, qui s'échappe par le robinet R. Si l'on ferme ce robinet et

qu*on abaisse le flacon ouvert, le liquide est refoulé par les gaz qui se produisent et cesse bientôt d'attaquer le zinc et le carbure.

Sur la figure 96, qui représente l'appareil complet, C est le flacon renfermant le zinc et le carbure, D le flacon rempli d'eau acidulée.

En sortant de l'appareil producteur, Téthylène passe dans un appareil à boules B contenant de l'acide sulfurique chaud, qui le transforme en acide éthylsulfurique; celui-ci, une fois formé, coule dans un ballon A où il est soumis à la distillation. L'alcool passe ensuite dans un tube G, contenant des copeaux de cuivre ou toute autre substance pour le dessécher et le purifier, et se condense dans le récipient F.

11 nous parait diflScile d'obtenir ainsi une transformation complète de l'acétylène en éthylène, puis de ce dernier en acide éthylsulfurique.

Antres procédés. — Au lieu de faire agir directement l'acétylène sur l'hydrogène, on peut employer une des méthodes indirectes que nous avons signalées plus haut, par exemple faire absorber ce gaz par une dissolution de protoxyde de chrome dans l'ammoniaque, additionnée de chlorhydrate d'ammoniaque. Le peroxyde de chrome formé serait ensuite réduit en protoxyde par le fer ou le zinc agissant sur l'acide sulfurique.

M. Caro propose de transformer l'acétylène en biiodure d'éthylène C^H*P ou diiodhydrate d'acétylène, par l'action d'une solution aqueuse d'acide iodhydrique.

Ce liquide, qui bout à 175°, peut être transformé directement en alcool par l'action de l'eau, du zinc et de l'oxyde de zinc. On emploie 10 à 15 poids d'eau et l'on chauffe, sous pression, à 140 ou 150°,

Cmn^ -|- Zn + H^O = C^H» - OH + Znia

Le liquide refroidi, soumis à la distillation, donne de l'alcool pur. L'iodure de zinc serait transformé de nouveau en acide todhydrique.

Fia. 96. — Appardl pour la ijothèu de l'tiloaol.

On pourrait encore transformer l'acétjlène en élhylène, puis celui-ci en éther iodhydrique C H' 1, eu le chauffant à 100" avec l'acide iodhydrique concentré.

J. Lirtr». L'Ac^tjlèiu. 19

326 APPLUIATIONS

Cet éther, chauffé légèrement avec l'acétate d'argent sec, donnerait Téther acétique

cnr>i + c2H3Ag02 = cm^ (g^h») 02 + Agi

Enfin Téther acétique, saponifié par la potasse aqueuse, fournirait de l'alcool et de l'acétate de potassium

CiH3(G2H5)02 -h K - OH = Cm^ - OH + C^H^KOa

L'iodure d'argent et l'acétate de potassium obtenus comme sous-produits pourraient sans doute trouver un emploi.

Parmi ces diverses méthodes, il y en a qui sont excellentes pour effectuer, dans les laboratoires, la synthèse théorique de l'alcool, mais aucune ne peut, actuellement, se prêter à une fabrication industrielle et fournir un prix de revient rémunérateur. Mais il est incontestable que, si Tune de ces méthodes devenait pratiquement applicable, elle produirait une véritable révolution dans l'industrie de l'alcool.

Fabrication du sucre. — Nous signalerons, seulement pour mémoire, qu'on a proposé de fabriquer le sucre C"H*^0^' en combinant successivement l'acétylène avec de l'acide carbonique et avec de l'eau. La formule du sucre peut en effet se décomposer ainsi :

Reste à trouver une méthode pour produire pratiquement ces combinaisons.

CHIMIQUJIS. 327

Applications à la métallurgie. — Quelques tentatives ont été faites pour utiliser le carbure de calcium et l'acétylène dans la métallurgie.

L'acétylène peut servir à carburer le fer et le transformer en acier. Une plaque de fer, chauffée dans un courant de ce gaz, se cémente rapidement et fournit un acier dur et exempt de soufflures.

On a essayé aussi en Allemagne de carburer Tacier par le carbure de calcium, au convertisseur basique. Les résultats ont été insignifiants au point de vue de la carburation, et le calcium exerce plutôt une influence nuisible.

r-^i^fc. — ^«ttnir as Jasscv-î:^ — AdioB de

îll^l^v*allSIfi^ rqrw^fs à TiKt^fTlèBe. — Noas r.- lir r ^.r-. aaii? jt> :îLi^.-r-i< jc^r^^-is, que IV ■- ' -ir î- ---«-^-t af X» •iLiiTf'n iTiiii^es et peat con- --:.r • ui ^t-llLli» iiL:c^£i:c-:-A7Î:i.s.«>:: lui reproche, • I *• .^. :!•*. Lit !• siîifôer 5f £riTr« i-:Vjis : on Tac- •i^* / £- .!ir n»f *»jejrr irt-si^^irri:!^, rina^uer les mé- -...ui V '\r Lm*^ Lis r .ji.:»:îîe> îl" cireux, enân d'être

«•à^sr àf rJKie'irrl<«e, — Li jrejiiîère critique : :-^- :.ii. >-r'jf'LSf. C-tric'Sw ri:>r:7lê:ie p-3ssède une L.:.i':^st :ct:r: : ts: ^i-? jcrrrléîê qu"U partage . .•- - j^^^< rLî -i.t' Tf^ i révrlairaî^e, comme le Ci-' :•: i* i— jf t* l'f riT à~i-ile, mais c'est une pro- ::--•: Vf TCf.-.tiiic t; :-\"- i:iî î>;ea se garder de faire i ^TOTi rv. rxr rllr itorle les fuites et empêche bien •^:-^ jL.v. iicis. C«é q ;: re:ii î'oxjde de carbone si dani'tc\ «^x. ^-\*^î eue nuLe c-ieur ne révèle sa présence ei ^^ .^ j>:^::î è:rv a^phrué sans être aTerti du danger;

INCONVÉNIENTS DE L'AGÉTYLÈNE. 329

le gaz de Teau possède la même propriété. On pourrait, il est vrai, enlever la mauvaise odeur de l'acétylène par une purification complète ou la masquer par l'addition d'un produit d'odeur agréable : le premier procédé serait coûteux et enlèverait toute sécurité ; quant au second, il provoquerait certainement bien des imprudences, qui pourraient avoir des suites extrêmement graves.

Action de Facétylène sur le cuivre et les autres métaux. — On reproche . encore à l'acétylène d'attaquer les métaux et de former en particulier avec le cuivre un acétylure explosif et très dangereux. M. Torrey recueillit en effet, en 1839, cet acétylure, sous la forme d'un dépôt brunâtre, dans les conduites de gaz de New- York, qui étaient alors en cuivre, et M. Crova fit de son côté une observation analogue. D'un autre côté, M. Berthelot a montré que l'acétylène n'a pas d'action directe sur les métaux, cuivre, platine, aluminium, etc. Ainsi l'acétylure de cuivre ne se produit pas directement : sa formation exige, comme nous l'avons vu plus haut, la présence de l'acétylène, de l'ammoniaque et d'un sel de cuivre au minimum.

« Ce sont là, dit M. Bullier, des conditions bien difficiles à réaliser- involontairement. Dans la pratique, les sels de cuivre que l'on rencontre étant toujours au maximum d'oxydation, nous n'avons donc rien à craindre de ce côté...

« Depuis bientôt deux années, j'ai en service, dans mon laboratoire de la rue de Buffon, des appareils en

330 INCONVÉNIENTS DK L*ACfrrYLÈNE.

cuivre qui se trouvent en contact direct avec le gaz venant du générateur, ainsi que toute la robinetterie de cotte petite usine, et je n'ai jamais eu à observer la moindre production d'acétylénure de cuivre. Le cuivre se recouvre parfois d'une légère couche brunâtre, surtout quand le milieu ambiant est humide ; ce produit n'est autre qu'un dépôt charbonneux résultant de l'action de l'acétylène sur des sels de cuivre au maximum d'oxydation, et non de l'acétylénure de cuivre. »

M. Bullier a constaté également qu'une lame de cuivre parfaitement décapée peut rester exposée, pendant plusieurs jours, à l'action de l'acétylène, sans cesser d'être aussi brillante qu'au commencement de l'expérience.

D'ailleurs, il nous semble qu'on a fortement exagéré les dangers que peut offrir l'acétylure de cuivre : introduit dans la ilamme d'un bec Bunsen, ce produit décrépite légèrement, mais ne fait pas explosion.