COMPOSÉS HYDROGÉNÉS DU CARBONE
Le carbone forme avec l’hydrogène un grand nombre de composés, mais leur élude appartient plutôt à la chimie organique qu’à la chimie minérale ; nous étudierons seulement ici le protocarbure et le bicarbure d’hydrogène, dont la composition est représentée par les formules G^H^ et G^HL
Prolocarbure d'hytlrogèiie (gaz des marais),
On l’extrayait autrefois de la vase des marais. Il suffit d agiter cette vase, avec un bâton, pour qu’il s’en dégage de nombreuses bulles gazeuses qui viennent crever à la surface de l’eau et que l’on peut recueillir dans un flacon renversé, dont le col est muni d’un large entonnoir {fig. 109).
Ce gaz est loin d’être pur ; c’est un mélange de carbure d’hydrogène, d’oxygène, d’acide carbonique et d’azote. On peut enlever l’oxygène par le phosphore, et l’acide carbonique par la potasse ; mais l’azote reste Fig. loy.
toujours en proportion qui varie de 2 à
8 pour 100. On l’obtient aujourd’hui dans un état de pureté absolue par
le procédé suivant :
CHIMIE INORGANIQUE
417. i*répar<‘itioit. — L’acide acctiqiie (vinaigre), aussi concentre que possible, a une composition que l’on peut représenter par la formule :
Si l’on fait passer ce corps en vapeur sur de la mousse de platine légèrement chauffée, on le décompose, d’une manière très-nette, en acide carbonique et en protocarbure d’hydrogène, que l’on sépare en faisant passer le mélange gazeux à travers un flacon contenant une dissolution de potasse :
Ce dédoublement s’opère plus facilement, et dans un appareil plus simple, sous l’intluence des alcalis, qui s’emparent de l’acide carbonique et laissent dégager l’hydrogène carboné parfaitement pur ; aussi emploiet-on de préférence ce dernier mode de préparation.
On introduit dans un petit ballon un mélange intime composé de 1 partie d’acétate de soude fondu et de 4 parties de chaux sodée on chauffe assez fortement le mélange sur un petit fourneau à main; il se produit du carbonate de soude et de l’hydrogène carboné que l’on recueille sur l’eau. Pour comprendre la théorie de la réaction, remarquons que la chaux, mélangée à la soude, n’a d’autre rôle que de rendre cet alcali moins fusible et de l’empêcher ainsi d’attaquer trop fortement le verre ; on peut par conséquent négliger sa présence dans la formule qui représentera la réaction. On a donc en présence de l’acétate de soude, NaO,C^H^O^, et de la soude, NaO,HO, qui contient toujours un équivalent d’eau, c’est-à-dire tous les éléments nécessaires pour produire du proto-carbure d’hydrogène et du carbonate de soude:
NaO, 0^303 NaO.ltO = C^H'* 4- 2(Na0,G02).
418. Propriétés. — Gaz incolore, peu soluble dans l’eau; sa densité est 0,559; 1 litre de ce gaz pèse donc 0,559 X 1 ,3 = 0,727. Il est combustible, comme on devait s’y attendre, puisqu’il est formé de deux éléments combustibles; sa flamme est pâle; les produits de sa combustion sont de l’eau et de l’acide carbonique.
Un mélange de 1 volume de ce gaz et de 7 à 8 volumes d’air produit, lorsqu’on l’enflamme, une vive détonation. Avec 1 volume de carbure d’hydrogeue et 2 volqmes d’oxygène, on obtient un mélange tellement détonant, que les vases qui le contiennent sont toujours brisés pendant l’inflammation :
1 La chaux soldée s’obtient eu calcinant un mélange de 2 parties de chaux vive et de 1 partie de soude caustique.
[.IV. 1. ClIAP. XV. BICARBLRb: D’HYDROGÈNE.
iU). Analyse. — On peut cependant l’analyser dans l’eiidiomèlre à increnreen employant un excès d’oxygène. On y introduit 1 volume de protocarbure d’hydrogène et 3 volumes d’oxygène. Après le passage de l’étincelle, il ne reste plus que 2 volumes de gaz; l’eau s’est condensée sur les parois de l’éprouvelte. Le résidu gazeux, agité avec de la potasse, se réduit à 1 volume qui est de l’oxygène pur; deux volumes d’oxygène ont donc été employés dans la combustion. Un volume d’oxygène a produit un volume d’iicide carbonique, l’autre a disparu en formant de l’eau avec 2 volumes d’hydrogène. On voit donc que i volume de protocarbure d’hydrogène est formé de 2 volumes d’hydrogène et de 1/2 volume de vapeur de carbone (correspondant à 1 volume d acide caibonique).
Comme dans nos formi'iles H représente toujours 2 volumes, et que G représente 1 volume, on pourra écrire la formule de ce carbure G^H ou CH‘^, ou enfin C-H'’; nous verrons plus tard les raisons qui ont fait adopter la dernière formule, qui correspond nécessairement k A volumes de gaz, puisque C>H correspondrait k 1 volume.
420. Feu grisou. — Le protocarburc d’hydrogène ne se produit pas seulement dans la vase des marais, mais il se dégage constamment du sol dans certaines localités où l’on peut l’enflammer, et comme il biûle parfois d’une manière continue, sa chaleur est utilisée pour les usages domestiques. En Italie, il existe sur la pente septentrionale des Apennins des dégagements de gaz qui soulèvent une houe impregnee de sel marin, et forment ainsi ces volcans de houe connus sous le nom de salzes. Il existe de semblables sources de ce gaz dans le département de l’Isère, en Angleterre, en Crimée, sur les bords de la mer Caspienne, en Perse, k Java et au Mexique. Ce gaz se dégage constamment des mines de houille, quelquefois en abondance, surtout quand les abaissements barométriques sont subits, et, se mélangeant à l’air, il constitue des mélanges détonants que les lampes des mineurs enflamment. 11 se produit alors des explosions terribles, qui lancent et broient les ouvriers contre les parois de la mine. Nous indiquons plus loin comment ces accidents peuvent être prévenus, par une ventilation active, et surtout par 1 emploi de la lampe de Davy (43G).
Bicarburc d’ hydrogène, CMP.
421. Préparation. — H existe en petite quantité dans le gaz de l’éclairage, mais on l’obtient en décomposant l’alcool par l’acide sulfui ique con centré. L’alcool peut être envisagé comme une combinaison de bicarbure d’hydrogène et d’eau, qui se détruit sous l’influence de matières avides
d’eau :
C^H602 ==CHl^H-2HO.
On introduit dans un ballon 50 grammes d’alcool a 80®, et 250 à 300
CHIMIE INORGANIQUE
grammes d’acide sulfurique, que l’on verse peu à peu dans l’alcool afin de ne pas élever trop brusquemenl la température du mélange {fig. 110).
Fig. 110.
On y ajoute ensuite du sable, ce qui a pour effet de rendre la décomposition très-régulière, et l’on chauffe le ballon. Le gaz qui en sort doit traverser deux flacons laveurs ; le premier contient de la potasse destinée à arrêter l’acide carbonique et l’acide sulfureux, le second contient de l’acide sulfurique concentré, dans lequel se dissolvent les vapeurs d’éther qui peuvent se produire dans la réaction. Le gaz est recueilli sur une cuve à eau. On peut obtenir avec ces quantités environ 22 litres de gaz bien pur.
Si la température du mélange est inférieure à i60°, il ne se produit que de l’éther G^H^O, qui ne diffère de l’alcool que par un équivalent d’eau en moins :
