IPO ACTION DES ACIDES SUR LES SUCRES

complexes. Il est clair, d'ailleurs, que le sucre de fiuiils et la glucose doivent donner les mêmes produits.

Si Ton dissout 100 parties de sucre de canne dans 300 parties d'eau, auxquelles on ajoute 30 parties d'acide sulfurique, etqoe l'on chauffe la liqueur, on ne tarde pas à la voir se colorer en.bran. Les nouveaux produits qui se forment sont dififérents suivant la température à laqjiielle on maintient la liqueur. Si ron fait l'expérience dans une cornue communiquant avec un récipient dans lequel oir fait le vide , la liqueur entre en ébullition à une température pea élevée; si l'on arrête l'expérience après qu'une partie de l'eau a distillé, on trouve dans le résidu de l'acide glucique, en quantité d'autant plus grande qu'on a prolongé l'action davantage, et une petite quantité d'acide apoglucique. Si, au contraire, on fait bouillir la liqueur, sous la pression de l'atmosphère, après avoir préalablement rempli l'appareil d'acide carbonique ou de gaz hydrogène," afin que l'oxygène de l'air ne puisse pas intervenir dans la réaction, la liqueur devient brune et dépose bientôt des flocons noirs, formés par le mélange de deux nouvelles substances , Vultnine et Vacide ulmique. On sépare ces substances au moyen de la potasse qui forme avec l'acide ulmique un sel soluble , tandis que l'ulmine reste à l'étal isolé. L'ulmine, séchée à 1 40«-, a pourformule C*®H'«0'*. La dissolution d'ulmate de potasse, qui est d'un rouge foncé, laisse déposer, quand on la sature par un acide, de l'acide ulmique sous forme d'un précipité noir gélatineux. Cet acide se dissout an peu dans l'eau pure , mais il ne se dissout pas dans l'eau acidulée ou chargée de sels. L'acide ulmique , desséché à 4 40®, présente la mémo composition que l'ulmine, mais à 195° il perd 2 éq. d'eau sans s'altérer, et il a alors pour formule C^^H'^O**. L'acide desséché à 440° est donc un hydrate C*"H'^0'*+2H0.En dissolvant l'acide ulmique dans l'ammoniaque , bn obtient un sel soluble qui a pour formule {AzHM10).G^°ir^0'*. En versant dans une dissolution d'ulmate d'ammoniaque des sels métalliques solubles , on obtient des précipités, mais ce sont des ulmates doubles ammoniacaux. Ainsi, le précipité que donne l'azotate d'argent a pour formule

(AzH».HO).C^«H«*0'«+AgO.C*°H«*0'«.

L'eau qui a passé à la distillation pendant Tébullition du sucre avec l'acide sulfurique renferme une certaine quantité d'acide formique C*HO*.HO ; la production de cet acide riche en oxygène explique comment le sucre, dans lequel l'oxygène et l'hydrogène se trouvent en proportions convenables pour former de l'eau, donne, dans cette réaction , des substances où l'hydrogène domine. Si l'on

ACTION DE L'ACiDE SULFORIQUE SUH LA CELLL'LÛSK.

n'évite pas te contacl de l'air dans cello expérience , ou mieux , Von fait l'ébullition dans des vases de verre, l'ulmine ëL l'ucide Qlmique subissent de nauveilea traDsrarmatioDS, qui, pour éire complètes, exigent une action prolongéede l'aciHe tulfurique qu'on laisse concentrer davantage par l'évaporation ; il se forme deux substances noires, Vhumine et Vacide humiqtie, que l'on sépare par la poiasae qui dissout la dernière. L'humine a pour foriiialeC"H"'0"', et l'acide huniiqueC"'H"0". Ces substances dérivent donc de l'ulmine et de l'acide ulmique par voie d'oxydation. L'acide humique hydraté a pour formule C^H^O'"; il est donc nomère avec l'humine, mais il perd 3 éq. d'eau p^ir la chaleur, ' de sorte que sa formule doit èire écrite C"'H"0"+3H0. ' l'huaiate d'argent, desséché à 100°, a, en effet, pour formule I AgO.C'"H"0".

I Lorsqu'on prolonge longtemps l'action des acides, et surtout

[ hn^u'on fait bouillir l'humine et l'acida bumique avec de l'acide

[ d)lorhydrique concentré, il se dégage encore de l'acide formique,

I et l'on obtient une substance noire qui , desséchée ù 145", a une

r composition correspondant à C"H'*0°. La mfime substance se

^ terme lorsqu'on fait bouillir l'humine et l'acide bumique avec

une dissolution concentrée de potasse caustique, et que l'on chauffe

le résidu de l'évaporation jusque vers 300°. Lorsqu'on prolonge

l'action de la potasse caustique, tout en élevant la température de

plus en plus, il se forme, successivement, deux nauvelles subsian-

ceainsolublesdansla potasse; la premièreapour formule C"H'°0',

, et la seconde C^'H'O". En comparant les formules de ces composés

I successifs, on reconnaît que la pulasse détermine, incessamment,

la séparation de nouvelles quantités d'eau.

Action de l'acide anirurlqne aur lu cellnlaav.

§ 1391 . La cellulose se dissout facilement à froid dans de l'acide

pilfurique concentré ; elle se change d'ahord en dextrine, puis en

soae. L'expérience se fait en arrosant 3 parties de vieux linge ou

fieux papieravec 3 parties d'acide sulfurique concentré ; on laisse

is une capsule digérer le mélange pendant plusieurs heures, puis

n reprend par l'eau la matière gommeuse, qui est restée parfaite-

Hmeot incolore. On sature alors l'acide sulfurique par le carbonate

de baryte, et l'on lïltrei la liqueur renferme de la dextrine et une

très-petite quantité d'un sel de baryte soluble , formé par un acide

I particulier renfermant de l'acide sulfurique. Si l'on fait, au con~

k mire, bouillir avec de l'eau, pendant plusieurs heures, la matière

e la capsule, la denirine se change complètement en glucose, et

mule C*<'H««0'*4-2HO, c'est-à-dire qu'il renfermait 2 éq. d'eau de plus que l'acide ulmique du sucre. Son sel ammoniacal a présenté la composition (AzH\HO).C^«H'«0«*.

Une tourbe noire de Harlem a donné un humate d'ammoniaque (AzH».H0).C*"H«*0**-t-3H0, qui conservait son eau à la température de 140^; ce qui n'arrive pas pour le sel analogue préparé avec l'acide humique du sucre.

CombusUblefi minéraux.

§ 4 357. On trouve dans Finlérieur de la terre des masses énormes de matières combustibles, d'une importance immense pour les arts métallurgiques et les diverses branches de Tindustrie. Ces matières proviennent évidemment de. la décomposition des végétaux qui croissaient dans la localité, ou des débris de végétaux amenés par les eaux. Nos tourbières présentent , quoique sur des proportions bien minimes, un exemple de cette formation ; d'innombrables végétaux herbacés y subissent une décomposition spontanée sous l'influence de l'eau et de l'oxygène atmosphérique, et l'on peut suivre les divers degrés d'altération, depuis les tourbes encore complètement herbacées, jusqu'à la tourbe terreuse qui ne présente plus que de rares débris reconnaissables.

Dans les combustibles minéraux des terrains tertiaires la structure végétale est souvent parfaitement conservée ; des morceaux de bois présentent encore leur forme primitive; mais la matière estde- .venue friable; elle se pulvérise facilement et donne une poudre brune. On nomme ces combustibles lignites.

Dans les combustibles minéraux des terrains plus anciens , on ne reconnaît plus , en général , la structure végétale. Ces combustibles forment des masses noires, brillantes, compactes, ou à texture schisteuse, donnant des poussières d'un noir plus ou moins brun ; on les nomme houilles. Ils sont rares dans les terrains secondaires, mais très-abondants dans les terrains de transition; leur présence est même tellement ordinaire dans l'étage supérieur de ces derniers terrains qu'on en a fait un caractère distinctif, et que l'on appelle, généralement cet étage, formcUion carbonifère.

Dans l'étage inférieur des terrains de transition , le combustible minéral est ordinairement très-compacte, riche en carbone, diflBcile à brûler, et perdant très-peu de matières volatiles par la calci- >ation ; on lui donne le nom d'anthracite. L'anthracite se rencontre

issi, quoique rarement, dans l'étage supérieur et même dans les

rains secondaires.

iCS houilles de la formation carbonifère dégagent par la caici-

COMBUSTIBLES MINËRAUX. IGO

nation beaucoup plus de matières volatiles et de gaz inflammables; elles subissent souvent, avant de se décomposer, un commencement de fusion, et le charbon restant, le coke^ présente alors Taspect d'une masse boursouflée. Bien que l'on ne reconnaisse plus, dans certains combustibles minéraux, la structure des plantes, leur origine végétale n'est pas douteuse, car on trouve fréquemment dans les couches de schiste ou de grès qui limitent les couches de houille, et dans les filets schisteux qui s'y trouvent intercalés, des empreintes de plantes tellement nettes qu'il a été facile aux botanistes d'indiquer les familles auxquelles elles appartiennent, et de rétablir, en partie, la flore de ces époques anté-diluviennes. On trouve encore dans les terrains tertiaires des combustibles minéraux, de consistance molle ou facilement fusibles, formant des amas irr^uliers ou des espèces de couches, et présentant un gisement analogue à celui des lignites; d'autres fois, ils imprègnent des couches de schiste ou de grès appartenant aux divers étages géologiques; ils semblent alors provenir de la décomposition que la chaleur a fait éprouver à d'autres combustibles minéraux contenus dans le sein de la terre. On donne à ces matières le nom de bitumes. Quelques-unes renferment beaucoup d'azote; elles sont fétides et donnent par la distillation des quantités considérables de carbonate d'ammoniaque. Ces substances semblent avoir été produites surtout par la putréfaction de substances animales, principalement par celle des poissons, dont on trouve souvent beaucoup d'empreintes dans les roches voisines.

§ 1358. D'après leur application dans les arts, on peut diviser les houilles en cinq classes.:

4** Les anthracites;

2° Les houilles grasses et fortes^ ou dures, 3° Les houilles grasses maréchales ; 4*» Les houilles grasses à longue flamme; 5° Les houilles sèches à longue flamme.

4" Les anthracites changent à peine d'aspect par la calcination, leurs fragments conservent leurs arêtes vives et ne se collent pas les uns aux autres. Ils ont un éclat vitreux , et sont quelquefois irisés à leur surface; leur poussière est d'un noir pur ou d'un noir grisâtre. Ils brûlent difiBcilement, mais ils sont susceptibles do dévelof)per une chaleur énorme quand leur combustion est opérée dans des circonstances convenables. Ils se réduisent souvent en menu sous l'influence de lachaleur, ce qui est un des plus grands obstacles à leur emploi. Dans les hauts fourneaux, les anthracites exigent un vent considérable ; et l'on ne peut y employer que ceux qui ne

so réduisent pas trop facilemeat en poudre par la chaleur, caria cuve serait bientôt bouchée. Nous avons vu (tome III, § 1072] qia l'anthracite était employé dans le pays de Galles pourlechauffa|l: des fourneaux à réverbère. La flamme que le combustible prodiât dans cette circonstance n'est pas due à la combustion demaliètei volatiles que l'anthracite abandonne sous l'influence de lackleor, car celles-ci ne sont jamais qu'en proportion très-minime; maisàk ■: combustion de l'oxyde de carbone qui se forme par le passage de l'air à travers une couche épaisse de combustible.

2" Les houilles grasses et fortes, ou dures, donnent un cokeiûétalloïde boursouflé, mais moins gonflé et plus dense que celui de» houilles maréchales. Elles sont les plus estimées pour les opérations métallurgiques qui demandent un feu vif et soutenu, et donnent le meilleur coke pour les hauts fourneaux. Leur poussière est d'un noir brun.

3"* Les houilles grasses maréchales donnent un coke métalloïde très-boursouflé. Ce sont les plus estimées pour la forge, parce qu'elles produisent une grande élévation de température, et qu'on peut facilement en former, au milieu du feu, de petites voûtes sous lesquelles l'ouvrier échauff'e les pièces à forger. Les houilles maréchales sont d'un beau noir, et présentent un éclat gris caractéristique; leur poussière est brune. Elles sont ordinairement fragiles, se divisent en petits fragments cubiques, qui se recollent facilement au feu.

4" Les houilles grasses à longue flamme donnent, eu général, un coke métalloïde boursouflé , mais il Test moins que celui des houilles maréchales ; on y reconnaît souvent les différents fragments de houille employés à la carbonisation, mais ces fragments se sont toujours très-bien collés les uns aux autres. Ces houilles sont très-recherchées pour le foui'neau à réverbère, quand il faut donner un coup de feu vif, comme dans le puddlage. Elles conviennent aussi très-bien pour le chauffage domestique, etsontpréférées pour la fabrication du gaz d'éclairage. Elles donnent souvent un bon coke pour le haut fourneau, mais en petite quantité. Leur l)Oussière est brune comme celle des houilles maréchales. Le type de cette classe de houille est le flênu de Mons.

5° Les houilles sèches à longue flamme donnent un coke métalloïde non boursouflé, et à peine fritlé; les divers fragments n'acquièrent ordinairement par la carbonisation qu'une faible adhérence. C ^s houilles sont encore bonnes pour la chaudière; elles i)rùlont avec une flamme longue mais qui passe rapidement, et ne sont pas susceptibles de donner une chaleur aussi intense que les houilles de la classe précédente.

COMBUSTIBLES MINÉRAUX. ili

)59. L'analyse élémentaire des combustibles minéraux rend Dent compte de leurs diverses propriétés , et peut indiquer âges auxquels chacun d'eux se prête le mieux. Cette analyse 1 comme celle des substances organiques {% 4251 et suiv.); la combustion des houilles étant généralement difficile, il ^ssaire, à la fin de l'expérience où l'on déterihine la quanlau et d'acide carbonique qu'elles produisent, de faire passer ) tube un courant de gaz oxygène ($ 4 252] qui brûle les derparcelles de charbon. L'analyse organique des combustibles ux donne l'hydrogène, le carbone et l'azote qu'ils renfermais il faut encore déterminer la proportion des matières es qui s'y trouvent en quantités très-variables, et qui resns les cendres après la combustion, déterminer ces cendres, on brûle 2 grammes de combusms une capsule mince en platine, chauffée par une lampe à et l'on pèse les cendres qui restent. Ce mode d'incinération >ente de difficulté que pour les anthracites qui brûlent très- ;ment; il faut alors beaucoup de temps; l'incinération est, traire, très-rapide si l'on place l'anthracite, grossièrement se, dans une petite nacelle de platine, chauffée au milieu ►uraiît d'oxygène dans un tube de porcelaine. ;t essentiel d'examiner avec soin la nature des cendres ; les s de la formation carbonifère laissent souvent des cendres ses, il y a alors une petite erreur dans la composition je au combustible, parce que l'on regarde comme existant i d'hydrogène, la petite quantité d'eau que renferment tou- 3S argiles et qu'elles n'abandonnent qu'à la chaleur rouge ; rreur est négligeable si la proportion de cendres est petite, lie. peut être notable quand celle-ci est considérable. Les s renferment souvent aussi du peroxyde de fer; cô métal ordinairement dans la houille à l'état de pyrite; l'analyse rs inexacte par deux motifs : la proportion de cendres est e trop bas parce que l'on pèse, au lieu de la pyrite de fer, juioxyde de fer dont le poids, pour la môme quantité de fer, indre; ensuite, dans la combustion par l'oxyde de cuivre, ière peut donner de l'acide sulfureux, qui fausse les dosages 'drogène et du carbone. On remédie à cette seconde cause ir en mettant dans le tube à combustion, en avant de l'oxyde vre, une colonne de 4 à 2 décimètres d'oxyde de plomb ient complètement l'acide sulfureux (§ 1257). On peutévaquantité de pyrite qui existe dans le combustible en ô^ t, d'un côté, la quantité de sesquioxyde de fer qai

172 COMHUSTIBLKS MINÉRAUX.

dans les cen^lros, et, de l'autre, la quantité d'acide sulfurique donne un poids connu de combustible, pulvérisé très-fin, qi on Tattaque })ar de Tacide azotique fumant, ou par de l'acide azft-^ tique ordinaire dans lequel on projette , de temps en temps, petites quantités de chlorate de potasse. Il est clair que cesdéte^ mi nations ne sont nécessaires que lorsque le combustible ùcmbeaucoup de cendres, et que celles-ci sont très-ocreuses.

Les combustibles des terrains secondaires et tertiaires donnai sou vjent des cendres calcaires ; il est nécessaire alors, avant de la peser, de les arroser avec une dissolution de carbonate d'ammo* niaque que l'on évapore ensuite à une douce température. Mais 11 détermination du carbone est ordinairement inexacte, parce que le carbonate de chaux de la cendre abandonne, au contact de l'oxjde de cuivre dans le tube à combustion, une portion de son acide ca^ bonique ; il devient alors nécessaire de remplacer l'oxyde de cuivre par du chrômate de plomb que l'on mélange très-intimement, et en grande proportion, avec le combustible réduit en poussière impalpable (§ 1257) ; puis l'on retranche, de l'acide carbonique produit par la combustion, celui qui a été donné par les carbonates des cendres et que l'on a déterminé par un dosage direct de ces carbonates.

Les combustibles minéraux retiennent aussi de 4 à 2 pour 400 d'eau hygrométrique, il faut avoir soin de l'en chasser préalablement par une dessiccation dans l'étuve à 430 ou 440^.

§ 4360. Un élément essentiel, pour la connaissance complète de la V nature d'un combustible, est la détermination du poids du coke qu'il j donne par la cuisson . Il est indispensable, pour que les résultats soient ( comparables, de faire cette cuisson toujours dans les mêmes circon- ; stances, car la quantité et la nature du coke dépendent de la noanière \ dont la calcination a été faite. Le meilleur mode consiste à placer i 5 gr. de combustible en fragments dans un creuset mince de platine, ' exactement recouvert de son couvercle, et à le porter brusquement à la chaleur rouge sur une lampe à alcool à double courant d'air. On maintient le creuset au rouge pendant 8 minutes, puis on le refroidit rapidement sans le découvrir. On pèse le coke, et l'on en examine avec soin la nature.

§ 4 361 . On calcule souvent le pouvoir calorifique des combustibles d'après leur composition chimique ; on admet alors que ce pouvoir est égal à la somme de celui du carbone qu'ils contiennent et de celui de l'hydrogène que l'on obtient en retranchant de la quantité d'hydrogène totale celle qui formerait de l'eau avec l'oxygène contenu dans le combustible. Cette hypothèse n'est pas conforme à la vérité, mais on peut l'admettre quand on ne se propose que de coni-

COMBUSTIBLES MINËBAI^. f73

pproximaiivement j les divers comboslîbles pour la <)uanlalear qn*ils sont susceptibles de donner par combustion, irement , on fait cette comparaison d'une antre manière : qne les pouvoirs calorifiques des combustibles sont pro- Is à leurs pouvoirs réducteurs, c'est-à-dire aux poids d'un rde qu'ils sont susceptibles de réduire à l'état métallique. dans un creuset de terre un mélange intime de I gramme islible réduit en poudre fine et de 10 gr. de lithaige: on dessus 20 gr. de lithai^, et, après avoir convenablement atière, on recouvre le creuset de son couvercle. Ce creuset ^ rapidement jusqu'à une forte chaleur rouge ; on le laisse froidir, et, après l'avoir brisé, on pèse le culot de plomb are facilement de la scorie de litharge. On admet que les calorifiques des combustibles sont proportionnels aux plomb qu'ils donnent dans cette expérience. Cette soppot pas absolument exacte parce que les combustibles abanivant d'atteindre la température à laquelle ils réagissent ai^e, une petite quantité de substances volatiles douées r réducteur; et ces substances sont plus abondantes pour stibles de formation récente, c'est-à-dire pour ceux qui t de plus grandes proportions d'oxygène. Le tableau suivant renferme la composition d'an grand combustibles minéraux, pris dans les divers étages géolohoisïs parmi les espèces les plus caractérisées et les mieux ir feurs applications dans les arts. On a choisi également les renfermant le moins de cendres, afin que celles-ci ne- jetincertitude sur la composition du comlMistible lui-même. ve dans ce tableau : 4 *" la composition réelle du combusqu'elle est donnée par l'analyse directe ; 2* la composite en faisant abstraction des cendres contenues.