‹ Contribution à l'étude des propriétés réductrices du méthaneChapitre 20 sur 53 · HORS TES · texte numérisé non relu

HORS TES

6} 14 8900 » Il y à un très faible dépôt blanc dans de tube A.

40 5800 ® | Arrêt du four.

Après refroidissement, on observe la nacelle: elle contient une substance parlagée en deux couches : la couche supérieure est noire, l’autre est grise. Le tout a une odeur alliacée désagréable. Si on traite la partie noire par l’eau bouillante, on obtient un gaz présentant cette même odeur alliacée; ce gaz brûle avec explosion en donnant de l'anhy-

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dride carbonique (la flamme est éclairante, jaune); d'autre part, il est en partie absorbable par l’eau de brome, et il précipite en brun rouge par le chlorure cuivreux ammoniacal (remarquons que le précipité a une couleur différente de celle obtenue, dans les mêmes conditions avec l’acétylène). La couche inférieure grise réagit sur l’eau de la même facon, mais le dégagement gazeux est plus faible.

Ces diverses réactions nous indiquent que la nacelle contient un carbure de magnésium décomposable par l'eau avec production d'hydrocarbures non saturés, acétyléniques. Il semble bien que le magnésium ne s’est qu'en partie combiné au carbone. Nous essaierons donc de faire passer le méthane pendant un temps plus considérablé sur le métal; de plus, nous pèserons la nacelle avant et après l'essai et nous en déduirons la quantité de carbone fixé.

Dans ces conditions, on constate que, pour une durée de passage de 2 heures vers 600°, le magnésium fixe une quan- Hité de carbone égale à 10 p. 100 de son poids; de plus, il réagit violemment sur l’eau froide, avec dégagement de chaleur; néanmoins, on obtient alors peu de gaz, et il faut chauffer pour en obtenir quelques centimètres cubes.

Ce gaz, recueilli sur l’eau salée pour éviter une trop grande

solubihité dans l’eau pure, est en grande partie absorbable par l’eau de brome à froid: il est aussi absorbé, et, fait remarquable, dans la même proportion, par une solution potassique d’iodomercurate de potassium, réactif des hydrocarbures acétyléniques (voir. p. 27); après l’une quelconque de ces deux absorptions, il reste un gaz brûlant avec explosion sans formation d'anhydride carbonique : c’est de l'hydrogène résultant de l’action de l’eau bouillante sur le magnésium inattaqué par le méthane.

Ce gaz absorbé par l’eau de brome, par l'iodomercurate de potassium, avec lequel il donne un précipité jaune, a les propriétés des hydrocarbures acétyléniques, mais ce n'est pas de l’acétylène, car ce dernier n’est pas absorbable par l’eau de brome à froid.

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De ces divers essais, on peut conclure que la nacelle contient, en faible proportion, un carbure de magnésium décomposable par l’eau en hydrocarbure acétylénique. L'existence d'un carbure de magnésium a été entrevue par divers auteurs [18]; il a été en particulier obtenu par union directe des deux constituants, celle-ci n'étant d'ailleurs que superficielle; ce carbure décompose l’eau en donnant de l'acétylène; de ce fait, il diffère légèrement de celui que nous avons préparé.

Si maintenant on fait passer le méthane sur le magnésium

pendant 4 heures, vers 600°, le rendement en carbure n'est

pas amélioré. Si on élève la température à 750°, on constate que les gaz sortant du tube de quartz contiennent du magnésium : en effet, ils brûlent en laissant déposer sur un verre de montre refroidi une substance blanche qui est de Ia magnésie (ellé est soluble dans l’acide chlorhydrique dilué

et Ta solution obtenue précipite sous l’action du phosphate

de soude en milieu ammoniacal, réaction caractéristique de l’ion Mg++). Ainsi une partie du magésium est volatilisé: on retrouve néanmoins dans la nacelle du carbure de magnésium, d’ailleurs mélangé à du carbone; le rendement en carbure n’est pas accru pratiquement. Si on opère vers 950°, le tube de quartz et le tube À contiennent un dépôt de carbone. De plus, au cours de la réaction, il apparaît vers 760° des traces d’un hydrocarbure acétylénique (le précipité obtenu avec le chlorure cuivreux ammoniacal rappelle celui observé plus haut avec le gaz provenant de l'attaque par l’eau du carbure de magnésium).

Conclusion. — Le méthane réagit vers 600° sur le magnésium en poudre en donnant une petite quantité d'un carbure de magnésium décomposable par l'eau avec formation d'hydrocarbure acétylénique. Il est nécessaire de faire agir le méthane pendant un temps assez long, environ 2 heures.

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| CALCIUM = Chaux vive Ca0.

Comme la magnésie, la chaux est irréductible par l'hydrogène. Etudions ce qui se passe avec le méthane.

On opère sur 5 grammes de chaux vive en petits grains; le débit gazeux est de 11 litres par heure environ. On utilise un tube en porcelaine. |

Temps Température Résistance OBSBRVATIONS.

© 200 0 Mise en marche du four.

ASE , 8200 » Des traces. d'acétylène apparaissent.

20° A OUS9E » L'appareil se remplit de vapeurs jau-

nes; la quantité d’acétylène formé eslplus importante,

23/ 1.1000 » | Les vapeurs sont devenues grises, comme si elles contenaient de la poussière de carbone. Il y a un dépôt noir au début du tube A. Celui-ci et le tube lui faisant suite sont remplis de paillettes blanches de naphtaline, qui noircissent petit à petit. :

21” 1.1000 œ Arrêt du four.

| Après refroidissement, on constate que les grains de chaux vive sont devenus noirs et se trouvent mélangés à une poudre noire qui présente les caractères du carbone. [ls ne donnent aucune réaction avec l’eau bouillante ou l'eau acidulée par l'acide chlorhydrique. Lorsqu'on les coupe, ils montrent une tranche noire, ce qui exclut l'idée d’un simple dépôt de carbone; nous arrivons aux mêmes conclusions que lors de l’action du méthane sur la magnésie; il semble qu'il se soit formé une combinaison.

D'autres essais nous ont montré la formation de cette combinaison hypothétique dès la température de 850° environ. À ce moment, la nacelle ne ‘contient presque pas de carbone libre.

Comme réactions secondaires, nous voyons la production d’acétylène à partir de 820°, de carbone, de goudrons et de naphtaline à des températures plus élevées.

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Conclusion. — Le méthane semble donc agir sur la chaux comme sur la magnésie en donnant une combinaison noire. Les réactions secondaires sont aussi identiques.

BARYUM Bioxyde de baryum BaO..

Le bioxyde de baryum BaO, est réduit par l'hydrogène avec formation d'hydroxyde Ba(OH), [19]. Si on remplace l'hydrogène par le méthane, on constate qu'il y à encore réduction. HE.

Au cours de nos divers essais, nous faisons agir le méthane, à la vitesse de 7 litres par heure, sur quelques grammes de bioxyde de baryum pur. | :

Une première expérience nous a montré la production de vapeur d'eau vers 600°, non accompagnée d'anhydride carbonique; la poudre blanche de bioxyde s'était transformée en une masse grise, très dure : cette substance contient encore du-bioxyde. En effet, si on la traite par l'acide chlorhydrique concentré et chaud, on obtient une solution contenant de l’eau oxygénée :

Ba0, + 2 HCI + Ball, + H,0,.

Cette eau oxygénée est niise en évidence à l'aide de la réaction de l'acide perchromique bleu.

Ainsi le bioxyde de baryum s’est simplement déshydraté; effectivement, le produit utilisé n’est pas anhydre : chauffé dans une capsule recouverte d’un verre de montre, il laisse partir de l’eau qui se condense sur le verre de montre. (Nous utiliserons encore cette méthode pour reconnaître la présence d’eau dans les oxydes dont nous étudions la réduction, car ils contiennent assez souvent une petite quantité d'eau. )

On obtient des résultats différents en opérant à température plus élevée, comme le montre l'essai suivant :

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