‹ Contribution à l'étude des carbures des terres rares du groupe cériqueChapitre 33 sur 35 · DE MOISSAN · texte numérisé non relu

DE MOISSAN

Nous .wons obtenu un tel produit, en chauffant juste à fu~ j sion, 2 minutes, sous 460 .mpères et 120 volts le mélangé préparé pour le carbure normal:

Charbon..24

Oxyde de cérium.... 96

La masse obtenue présente des caractères extrêmement intéressants que nous allons étudier.

L’étude met ailographique de la surface polie montre un produit non homogène: on y remarque une cristallisation en feuilles de fougère de carbure CEC 2 brillant dans une masse noirâtre et tachetée comparable à celle que nous avons obtenue dans les op| ; rations précédentes. Cette surface est très altérable, les parties brillantes se décomposant très rapidement à l’air.

Le produit est très graphitique : nous y avons dosé 2,95 $ de graphite. Et cependant il n’est pas complètement attaquable par l’eau. Lorsque l’on réalise cette action, on observe la for mat ion d’une poudre rouge qui se décompose rapidement, melée d’oxyde et de graphite. Nous l’avons séparée de ces impuretés p par lévigation- et nous avons tenté d’étudier les propriétés du produit ainsi obtenu.

Nous avons dû constater qu’il est extrêmement altérable à l’air. Le temps nécessaire pour le séparer et le sécher, suffit pour qu’il se soit à la fin de l’opération beaucoup transformé. Nous avons ainsi obtenu, par dessication dans le vide sulfurique une poudre Jaune rougeâtre, dont l’aspect rappelait plutôt celui de l’oxyde cérique que du produit brun rouge dont nous étions parti. Nous en avons fait la combustion, et nous avons trouvé seulement 3,56 % de carbone, chiffre certainement très

inférieur à celui de ce même produit rouge.

Nous pouvions tirer des idées très intéressantes de l’étude du gaz dégagé par l’eau et les acides sur le produit brut et le Produit séparé, quoique altéré. Sur le produit brut nous avons fait agir successivement l’eau et 1’acide sulfurique dilué, dans ie même appareil. Voici les résultats obtenus:

Poids du produit traité: 1,7428 I.» ACTION DE L’EAU:

I)°~ Partie non condensable dans l’air liquide.6,20

2°.- Partie condensable danq l’air liquide

*/i ta- S . • • • •

FRACTI0HNEMÏ2ÎT DES CARBURES SATURES: *

s.ji/

2° Partie: 0,26

La contraction théorique par de l’isobutane pur serait. 0,98,

1*,acide carbonique 1,12

La composition du gaz total est donc: Volume total.87,72

Hydrogène .

CARBURESacétÿléniques. . . .

Propylène et homologues. .

Ethylène. . .

Ethane .

Propane. . •

Butane. . .

IL.- Partie. Action de l’acide sulfurique sur le produit restant non attaqué, dans le même appareil.

L°.- Partie non condensable dans l’air liquide.

La combustion concorde avec celle de l’hydrogène pur.

2°.~ Partie condensable dans l’air liquide:

C,.O^é^CAJLy!f OUCJLsâiÿ ■ . . . 6 â~- ^

ex~<do&Yls ah- ftcLcuJU. $7

LE résultat d’ensemble est ^e suivant:

Gaz total: 71,84

Hydrogène.

Carbures acétyléniques. .

" éthyléniques..•■

saturés.

DANS ce cas encore, nous pouvons observer une augmentation "très nette de la proportion de carbures acétyléniques.

Nous avons fait agir l’acid© sulfurique au dixième sur le produit altéré à 3,56 $ de carbone dont nous avons donné 1’analyse. Opérant sur 0,7366 de ce produit, nous «avons obtenu 18,92 d’un gaz complètement absorbable par la solution d’iodomercurate de potassèum.

Le produit est incomplètement attaqué par l’acide. Il reste Une notable quantité d’oxyde cérique sur lequel l’acide sulfmri que dilué est sens action.

Comme nous l’avons constaté dans le cas précédent, le produit rouge donne par l’action de l’acide sulfurique uniquement des carbures acétyléniques. Les analyses de gaz faites sur le Produit brut montrent que dans la. seconde partie, il resta.it du ce.rbure CEC 2 non décomposé par l’eau, pa.rce que l’oxyde précédemment formé empêchait son attaque.

Si l’on pousse la carburation de l’oxyde plus loin, on atteint le carbure CEC 2 décrit par Moissan, que nous avons précédemment étudié et qui est complètement attaqué par l’eau sans formation de produit rouge. L’oxyde que nous avons analysé dans le chapitre précédent, obtenu avec des carbures très graphitiques, était toujours parfaitement blanc.

Pour résumer tous les faits acqmis, avant d’en chercher explication, nous «avons constaté que,au cours de la réduction de l’oxyde çérique par le charbon, il se forme des produits cristallisés, de couleurs rouge plus ou moins foncée. Sur les surfaces polies, tous ces produits, quoique, de composition diffé- ' rente, se pré sentent comme des masses grisâtres tachetées de parties plus foncées, tout à fait semblables les unes aux autres.

A partir d’une certaine teneur en carbone, on voit apparaitre wn eutectique formé par ce produit et du carbure, CEC 2 . A mesure que la proportion de carbone augmente, la quantité de ce carbure

augmente aussi; on le voit alors cristalliser dan-s la masse brun

et indépendamment d’elle.

Tous ces produits rouges donnent sous l’action des acides uniquement des carbures acétÿléniques. Le sel formé simultanément dans cette attaque est un sel céreux; l’oxyde correspondant est donc C e2 O 3 .

Enfin, la combustion de ces produits se fait avec augmentâtig de poids, ce qui ne peut s’expliqua© que par fixation d’oxygène Avant d’interpréter ces faits très nets, il convient de bien remarquer qu’aucun des produits obtenus n’est un produit défini; Il y a évidemment tout le long de la carburation une graduation qui se retrouve dans toutes les propriétés étudiées.

La fixation d’oxygène à la combustion est corrélative de l’o- Xydation d’un oxyde inférieur qui est évidemment ici de l’oxyde céreux CE 2 O 3 . La. carburation de l’oxyde cérique oomporte le pre mier stade suivant:

3 CeO 2 4* C « de 2 O 3 4-: CO

Nous verrons plus tard que les chiffres- obtenus dans nos combustions concordent bien avec l’oxydation de cet oxyde céreux CE 2 ° 3 4-: 0 - 2CEO 2

D’autre part le fait que tous ces produits donnent par les acides uniquement des carbures aoétyléniques nous a amené à supposer qu’il pourrait exister un carbure CEC 3 formé aux dépens de l’oxyde céreux précédemment obtenu:

CE 2 O 3 4-! 6C « 3CEC 3 4-: SCO,.

Ils contiennent encore des traces X!oxyde cérique non réduit, qui expliquerait lès réactions faiWj par STEKBA, qui\en a toujours caractérisé quaîb^têvement, en lXtilisant à réduir<è\de l'acide^iodhydrique pour dégs^er de l’iode, wqus avons refait cette réadWon qui a toujours Xé positive.

Cette hypothèse permet de rendre très bien compte du dégagement d’acétylène. Dans la formule CEC 3 , le cérium est trivalent comme dans l’oxyde céreux; de plus, le rapport du carbone au cérium y est le même que celui de l’oxygène au cérium dans ce dernier, en tenant compte des valences du carbone et de l’oxygène; on voit de suite que par l’eau un tel composé donnerait:

2 CEC 3 4- 3 H 2 0 - 3C 2 H 2 + CE 2 O 5 .

Tous' les produits rouges obtenus seraient des solutions solides de ce carbure dans l’oxyde céreux fondu.

Ils contiennent encore des traces d’oxyde cérique non réduit, ce qui expliquerait les réactions faites par STERBA, qui en a toujours caractérisé qualitativement, en l’utilisant àréduire de l’acide iodhydrique pour dégager de l’iode. Nous -vons fait cette réaction qui a toujours été positive.

Voici résumés les chiffres obtenus, en prenant la moyenne de nos déterminations:

Oxyde très incomplètement réduit Produit de Sterba(d’après cet auteur) Produit voisin de celui de Sterba Produit intermédiaire Carbure homogène graphitique

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