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des conclusions, car ce nombre très petit est entaché d’une grande erreur relative, étant donné la méthode de dosage utilisée. |
Il résulte de ces divers essais que la quantité d’acétylène formé n’est pas négligeable et atteint presque 1 p. 100 lorsque la température s'élève jusqu'à 750-775°. Le reste est constitué en grande partie par du méthane.
* Avant de conclure cette étude de l’action du méthane sur le sodium, nous montrerons l'influence que peut avoir sur la marche de l’expériencé la façon dont on nettoie les tubes à réactions.
Influence catalytique du lavage des tubes à réaction.
Lorsqu'on fait un essai avec un tube à réaction neuf, on voit, à partir de 460°, le verre noircir dans la région où se trouve la nacelle; il se forme sans doute du carbone; d’ailleurs on retrouve parfois un dépôt de carbone dans la
nacelle. Si après refroidissement on lave à l’eau et même aux acides chlorhydrique ou nitrique le tube à réaction, on constate qu'il reste brun dans sa partie la plus chauffée : le sodium qui se volatilise en plus ou moins grande quantité a attaqué le verre.
La température à laquelle apparaît l'hydrure de sodium varie selon que le tube à réaction est neuf ou usagé; dans ce cas, il n’est pas indifférent que le lavage soit effectué à l’eau ou à l’acide. En ce qui concerne la formation du carbure de sodium, nous n'avons pas observé d’influences de ce genre. Il en est tout autrement pour l’acétylène.
Nous avons constaté que ce dernier est produit en quantité maxima, lorsque nous utilisons un tube à réaction ayant servi plusieurs fois et lavé seulement, à l’eau entre chaque essai (les tubes sont naturellement séchés avant l'emploi).
Lorsque le tube est neuf, l’acétylène n'apparaît qu'à 680° (le verre est'alors devenu complètement noir dans la partie: la plus chauffée); au cours d'un essai à une température os--
DE: Lace
cillant entre 620° et 650° pendant 34 minutes, il ne s’en est pas formé du tout.
Lorsque le tube est lavé à l'acide nitrique dilué, qu'il y séjourne même quelques heures avant d'être rincé à l’eau, la niarche de l'opération de réduction est un. peu modifiée, comme nous allons le voir. .
On met 1 à 2 grammes de sodium dans la nacelle et on fait passer le méthane à la vitesse de #4 litres par heure environ.
Temps Tempéraiture Résistance ; OBSERVATIONS 0’ 990 0 Mise en marche du four.
10’ 5150 > |» Des fumées blanches apparaissent et un
dépôt blanc se forme à da sortie du tube à réaction dans le tube A et le
ballon B.
152 7059 » Le dépôt blanc devient gris, ce qui est : normal, étant donné la lempérature, mais remarquons que les gaz ne Con- Sprs ; tiennent. mas encore d’acétylène, bien qu'on ait. dépassé 6200.
47 755° 10 Le dépôt devient presque noir, ce. qui est un fait nouveau.
19° 7160 42 On voit apparaître des poussières noires
de carbone vraisemblablement, dans tout l'appareil, jusque dans le tube à chlorure cuivreux ammoniacal où bar-
botent Îles gaz.
24° 7750 » A ce moment, l’acétylène fait son appurilion.
35 7100 ». La quantité d'acétylène produite est
: assez importante (du même ordre de
grandeur qu’au cours des autres essais), De plus, le Gépôt redevient gris :
c'est le carbure de sodium qui se dépose; les poussières noires ont disparu.
49 780° O0 Il se forme toujours de l’acétylène, mais moins, Arrêt du four.
Ce qui est remarquable dans cet essai, c’est la production de poussières de carbone, avant la formation de l’acétylène; à ce moment, elles disparaissent.
Ainsi l'influence catalytique de la surface intérieure du tube à réaction n’est pas négligeable.
Conclusion. — Le méthane CH, réagit sur le sodium Na avec production d'hydrure de sodium NaH à une température
Le MN
au moins égale à 430°; lorsque celle-ci dépasse 650°, il se forme du carbure de sodium C.Na, où C,HNa. Ce carbure est volatil au-dessus de 675°.
I ya en outre, à partir de 620°, production d'acétylène dont le pourcentage par rapport aux gaz Sortant de l'appareil peut atteindre près de 4 p. 100 à 775°. Cette réaction est d’ailleurs influencée par la nature de la surface intérieure du tube à réduction; on obtient les meilleurs rendements en prenant un tube de verre ayant déjà été utilisé plusieurs fois, lavé simplement à l’eau après chaque expérience.
é CUIVRE Oxyde cuivrique CuO.
L’oxyde cuivrique est facilement réductible par l'hydrogène, et la réaction commence à température d'autant plus basse que l’oxyde à été calciné mioins fortement [13]. W. Joucna [14] indique 180° comme température à laquelle commence la réduction. De plus, on aboutit directement au cuivre, Sans passage intermédiaire par le stade oxyde cuivreux Cu,0,
Etudions ce qui se passe lorsqu'on remplace l'hydrogène
par le méthane.
PREMIÈRE SÉRIE D EXPÉRIENCES
On met dans une nacelle en porcelaine { gramme d'oxyde cuivrique pur en poudre, préalablement séché pendant quelques minutes à 160° au four électrique, puis refroidi au dessiecateur à acide sulfurique. On utilise un tube de quartz dans lequel le méthane passe à la vitesse d'environ 7 litres par heure.
Temps
Température
La oe
Résistance
ee
OBSER VATIONS
Mise en marche du four.
On voit apparaître un louche faible dans l’eau de baryte où barbotent les gaz sortant de l'appareil : ceux-ci contienment des traces d'anhydride carbonique.
Il se forme davantage d'anhydride carbonique.
On chauffe davantage.
De la vapeur d’eau se condense dans le tube À (il y en a très peu). Toujours des traces d’anhydride carbonique.
Le dégagement de vapeur d’eau et d’anhydride carbonique devient important.
Traces d’anhydride carbonique. La réduclion est à peu près terminée.
Arrêt du four.
Après refroidissement dans le courant de méthane, on examine la nacelle
: elle contient une masse rouge très friable,
sorte de poudre agglomérée. Cette substance est inattaquée par l’eau bouillante. Elle se dissout dans l’acide chlorhydrique concentré et chaud, en donnant une solution incolore. Traitée par l'acide nitrique dilué à froid, elle se dissout avec dégagement de vapeurs nitreuses : cette réaction nous montre que la nacelle contient du cuivre métallique.
Cet essai et d’autres non relatés ici semblent nous indiquer que l’oxyde cuivrique CuO est réduit par le méthane avec formation de cuivre, d’anhydride carbonique et de vapeur
d’eau. Cette réaction est d’ailleurs bien connue : l'oxyde cuivrique est utilisé pour le dosage du carbone et de l'hydrogène dans les matières organiques dont le méthane fait naturellement partie. |
En réalité, la réduction n’a pas lieu d’une façon aussi sim-
ple. Si on examine de plus près la substance obtenue à la suite de l’expérience précédente, on constate qu’elle a une couleur rouge brique qui n’est pas tout à fait celle du cuivre obtenu par réduction de l’oxyde cuivrique par l'hydrogène. Cette particularité nous a fait penser à la présence possible
d'oxyde cuivreux Cu,0. Il est assez difficile de caractériser
