COBALT

Sesquioxyde de cobalt Co,0,.

Le sesquioxyde de cobalt Co,0, est réduit par l'hydrogène à partir de 80°-85° quand il est sec et à une température un peu plus élevée en présence de vapeur d'eau [59]. Remarquons en passant qu'on n'obtient jamais un produit correspondant rigoureusement à la formule Co,0,.

L'oxyde salin est réduit lui aussi par l'hydrogène, à partir de 90°; il se transforme en oxyde cobalteux, puis en cobalt métallique.

Le méthane réduira lui aussi le sesquioxyde de cobalt.

De) Es

jee Se

x La ? LA PREMIÈRE SÉRIE D EXPÉRIENCES.

On opère sur 2 gramnies de sesquioxyde de cobalt Co,0, pur. Le débit gazeux est de 7 litres par heure.

Temps Température Résistance OBSERVATIONS 0 200 7 Mise en marche du four.

r 9 4150 % Il apparait de l'anhydride carbonique dans les gaz dégagés.

aie 4450 43 De la vapeur d'eau se condense dans le tube A.

417 4500 » Il y à toujours production d’anbydride : carbonique.

| b 43 4300 15, Il ne se forme plus que des traces d’an- ; hydride carbonique : la réducïion est pratiquement terminée.

tanA40e 4300 ce Arrêt du four.

Après refroidissement, on constate que la nacelle contient une poudre beige, soluble à chaud dans l’acide chlorhydrique dilué en donnant une solution bleue, rose par dilution; au cours de cette réaction, il n'y a pas eu de dégagement de chlore, comme cela se serait produit si la poudre avait contenu encore du sesquioxyde. La solution bleue présente les caractères de l’ion cobalt divalent; en particulier, elle précipite en bleu avec la soude à froid et avec l’ammoniaque; dans ce dernier cas, le précipité est soluble dans un excès avec formation d’une liqueur rose.

Cette première réduction a donc transformé le sesquioxyde Co:0, en oxyde cobalteux CoO; il n’y a pas eu passage perceptible par le stade oxyde salin Co,0,.

DEUXIÈME SÉRIE D'EXPÉRIENCES

On opère dans les conditions habituelles sur l'oxyde cobalteux obtenu précédemment.

Temps Température - Résistance OBSERVATIONS 114 200 Gao Mise en marche du four.

14 6550 38 Il apparaît de l’amhydride carbonique et de la vapeur d'eau.

42’ 6400 34 L'anhydride carbonique est loujours présent dans les gaz dégagés.

1h 02’ 6400 D On n’observe plus que des traces très fai-

bles d’anhydride carbonique : la réduclion est pratiquement terminée. Arrêt du four.

Après refroidissement, on examine la nacelle : elle contient une poudre gris foncé, soluble en grande partie dans l’acide chlorhydrique au 1/2 avec dégagement d’un gaz sans odeur particulière et formation d’une solution bleue contenant l'ion cobalteux:; il reste un faible dépôt noir de carbone.

Le gaz brûle avec production d’anhydride carbonique; 11 n'est pas absorbé par l’eau de brome et il ne précipite pas avec la solution de chlorure cuivreux ammoniacal. Les der: nières fractions du gaz dégagé brülent en donnant moins d'anhydride carbonique que les premières.

De-tout cela, il résulte que la nacelle contient du cobalt métallique plus ou moins carburé, susceptible d'être attaqué par .l’acide chlorhydrique avec dégagement d'hydrogène et d'hydrocarbures saturés; de plus, elle contient aussi du carbone libre provenant de la décomposition du méthane au contact du cobalt.

Cette forniation d’un carbure de cobalt n’a rien d'étonnant si on se reporte aux travaux de Rudolf Scaexcx et Heinrich KLos [60] : ceux-ci obtiennent en effet du carbure de cobalt en faisant agir sur le métal un mélange de méthane et d'hydrogène à des températures variant entre 680° et 900°; or, dans le cas qui nous intéresse, on opère entre 640° et 655°, températures assez voisines de 680°, et on fait agir le méthane sur du cobalt résultant de la réduction préalable de l’oxyde cobalteux.

TROISIÈME SÉRIE D'EXPÉRIENCES

On fait agir le méthane sur le cobalt métallique plus on moins carburé obtenu au cours de l'essai précédent.

Temps Température Résistance ORSBRVATIONS 0’ 200 7 Mise en marche du four. + 24" 8800 » Il apparaît des traces très faibles d'acétylène dans les gaz dégagés.

30’ 9850 » La quantité d'acétylène formé est très faible.

397 1.0750 x La production d'acétylène est Loujours

très faible. 1 ne se dépose pas de goudron dans le tube A. Arrêt du four.

Au cours de l’action du méthane sur la poudre de cobalt, il y a formation d’une très faible proportion d’acétylène (beaucoup moins de 1 p. 1.000). On n’observe aucun dépôt de goudron dans le tube de quartz. Par contre, la nacelle contient une grosse quantité de carbone recouvrant une pour. dre noire.

Cette poudre est sans action sur l’eau bouillante; elle est attaquée par l’acide sulfurique dilué avec dégagement d’un gaz à odeur piquante très désagréable, mais non alliacée (ce gaz, combustible, n’a aucune action sur le chlorure cuivreux ammoniacal); il y a en même temps formation d’une solution rose de sulfate de cobalt et il reste un abondant dépôt contenant du carbone. Avec l’acide chlorhydrique dilué, l’attaque est identique. Le gaz obtenu brûle en donnant une très petite quantité d'anhydride carbonique; d'autre part, il n’est pas absorbé par l’eau de brome.

La poudre contient donc du cobalt plus ou moins carburé, décomposable par les acidés avec production d'hydrogène et d'hydrocarbures saturés. La quantité de carbure susceptible d’être attaqué par l’acide chlorhydrique est plus faible que dans le cas précédent (2 série d'expériences), mais ce carbure existe : il y a là une différence avec ce que nous avons observé dans le cas analogue relatif au fer (4 série d’expériences, p. 123). :

Conclusion. — Le méthane réduit donc le sesquioxyde de cobalt C0,0,. IL ÿ a d’abord passage par le stade oxyde cobalteux CoO à #15°, puis on aboutit à du cobalt métallique plus ou moins carburé, à 655°. Cette réduction est accompagnée

d’une production de vapeur d’eau et d’anhydride carbonique. À température supérieure à 655°, le méthane se décompose en présence du cobalt carburé, avec formation de carbone el d’une très faible quantité d’acétylène; on peut noter l’absence de goudrons dans les produits de décomposition, tout au moins si le courant de méthane n’est pas trop prolongé. A 4.075°, on met encore en évidence un carbure de cobalt.

NICKEL Oxyde de nickel NiO.

L'oxyde de nickel est facilement réduit par l'hydrogène; la température de réduction commençante est de 120° d’après GALLO [61], de 230° d’après Saïro [62]. Au-dessous de 300”, ia réduction par l'hydrogène n’est pas complète, mais le nickel obtenu est pyrophorique et a une grande activité catatytique (SABATIER et SENDERENS | 63 |). D’après Saïro, la réduction est complète vers 450°.

Le méthane réduira aussi l’oxyde de nickel.

PREMIÈRE SÉRIE D EXPÉRIENCES

On opère sur 4 grammes d'oxyde de nickel Ni0O anhydre pur. Le débit gazeux est de 7 litres par heure.

Temps Température Résistance OBSARVATIONS 0 20° ! Mise en marche-du four. - | 6/ 3600 » Il apparaît des traces d'anhudride cearbonique dans les gaz dégagèés.

54 4459 se La proportion d'anhydride carbonique de-

vient importante et de la vapeur d'au se Condense dans le tube A.

y 4850 42 34’ 4400 41 Il ne se forme plus de vapeur d'eau, mais on observé encore des traces d’anhydride carbonique.

x Il n'y a plus que des lraces très faibles

; d'anhydride carbonique : la réduction est pratiquement terminée. Arrêl: du four. :

Après refroidissement, on constate que la nacelle contient une poudre noire, sans action sur l'eau bouillante, décomposée par l'acide chlorhydrique au 1/2 avec dégagement d'un gaz Sans odeur particulière; on obtient en même temps une solution verte de chlorure de nickel et il reste un abondant dépôt noir contenant du carbone. Le gaz possède toutes les propriétés du gaz obtenu dans des conditions analogues par action de l’acide chlorhydrique sur le cobalt carburé (voir

p. 126) : il brûle avec production d'anhydride carbonique et il est exempt d'hydrocarbures non saturés.

La poudre examinée contient donc du nickel plus ou moins carburé. Si on se reporte à la littérature [64], on apprend qu’il semble exister deux carbures de nickel correspondant à la formule CNi,, l’un se formant à partir des éléments, stable à très haute température (vers 2.000°), impossible à conserver à la température ordinaire, l’autre résultant au contraire de l’action de l’oxyde de carbone sur du nickel réduit à 250°-270° et stable à la température ordinaire. Le carbure que nous avons-obtenu se rapprocherait donc de ce dernier.

L’oxyde de nickel a donc été réduit par le méthane en nickel métallique plus ou moins carburé; la réduction comnience à 360°, mais n’est importante qu'à 445°; elle est complète, car on n’observe plus de formation de vapeur d’eau et d’anhydride carbonique sous l’action du méthane à température supérieure à 445°. Il faut aussi noter la production d'une importante quantité de carbone que l’on retrouve mélangé au nickel carburé; ce fait est inusité à la température relativement basse de 445°; le méthane se décompose donc

-sous l’action du nickel réduit.

DEUXIÈME SÉRIE D EXPÉRIENCES

I] nous reste maintenant à étudier l’action du nickel carburé obtenu précédemment sur le méthane aux températures

supérieures à 445°. Nous opérons comme au cours de l’essai

précédent et nous ne décrirons l'expérience qu'à partir du moment où l’oxyde de nickel a été entièrement réduit.

Temps Température Résistance OBSRRVATIONS

29 6150: 0 La réduction, effectuée à 600, est terminée comme le montre l'absence d’anhydride carbonique dans les gaz dégagés; on augmente alors le chauffage.

377 8400 » Des vapeurs blanches envahissent l'appareil : on y décèle des traces d'acétylène.