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ACIDE SULFURIQCE. ttS
TABLE pour t évaluation de l'acide sulfiiiique non concentre'.
Par M
.. d'Arcét.
IVgrés de r>réonièire deBeaamé. ]
DibMié,
Par^quint. quantité d*aeîde lulfurique
d'emi p. 100,
i,5oo
Les densités ont él
,é prises
pour la temi]
•érature de 1
L'acide solfurique anhydre n'a pas jusqu'ici été fabriqué ëh grand : on y parviendrait facilement par l'un des procédés suivants, si le besoin s'en faisait sentir.
On dissout trois parties de sulfate de soude fondu dans deux d'acide sulfiirique à 66** ^ on élève peu à peu la température, jusqu'à Cfe tjue la matière, qui monte d'aboi d beaucoup, s'affaisse et rougisse^ on la coule en plaques, que l'on brise et qu'on distille dans une bonne cornue de terre , et l'on condense les vapeurs dans un balon refroidi avec de la glace.
L'acide obtenu est solide , mais en cristaux lamelleux , au lieu d'avoir l'apparence de l'asbeste ^ on le distille à une très douce chaleur , et l'on obtient l'acide anhydre.
On peut, pai' ce procédé, obtenir près de i kilogramme d'acide d'un mélange de 3 kilogrammes de sulfate de soude et '1 d'acide hydraté : le résidu , traité par une nouvelle quantité d'acide sulfurique , peut procurer indéfiniment de l'acide anhydre.
On se procure un peu moins d'acide de la manière suivante : on remplit un creuset de terre d'une bouillie assez claire, faite avec de l'oxyde rouge de fer (colcothar) en poudre fine, et d'acide sulfurique ordinaire , en élevant peu à peu la tempéra*
114 ACIDE SULFUaiQUE/
ture, jusqu'à ce qu*il ne se dégage plus de vapeurs acides, nù] sans Faire rougir^ et on opère ensuite comme nous rayons k\ \q
précédemment.
Dans l'un et l'autre cas^ on ne peut se servir, pour formols jonctions des appareils, de luts ordinaires, que l'acide oom dcrait^ on les garnit de plâtre grossier gâché dur, qui esttrè peu attaqué.
On peut très facilement préparer l'acide glacial en fiiart rendre , (]2^ns de l'dcide ordinaire^ le produit de l'opéntioi précédente , et l'on arriverait même ainsi à produire par it mélanges convenables , des acides de la force voulue , et fi dissoudraient des quantités d'indigo déteiminées.
L'acidQ sulfiirique hydraté se prépare en quantités énons je ne m'attacherai pas à faire connaître les différents procMi que l'on a successivement suivis; ce ne sont que des objets i pure curiosité : je décrirai celui qui est généralement sai?i,(i faisant bien remarquer les modifications les plus importutfi qu'on y a apportées.
Mais il sera nécessaire, avant de donner cette description)'' nous occuper de la théorie de l'opération, qui est in^peivaiik pom* bien comprendre l'emploi des différentes substaiicei f sont mises en usage.
Que l'on fasse arriver, dans un vase en verre rempli d'air^i l'acide sulfureux et du deutoxyde d'azote humide^ le deutoxyà d'azote se convertit, aux dépens de l'oxygène de l'air y en tôfc hyponitrique; celui-ci, sous l'influence de. l'^u, est décpaxfii partiellement par l'acide sulfureux^ qui se change en ao^ sulfurique et passe lui-même à l'état d'acide iiitfçux. Ces dec acides se combinent avec une certaine quantité d'eau JOU former des cristaux blancs, qui se déposent $uv les parois^: tint que l'eau n'est pas en excès, les cristaux subsiçtemt^ lOâîsdi moment où on les met en contact avec une plus grande qaantiû de ce liquide, il se fait une vive efïei*vesceuce : de l'acide solbrique se dissout dans l'eau , et il se dégage dans l'atmosphère «b mélange d'acide hyponiti*ique et de deutoxyde d'aiote. Si celui-ci retrouve de l'oxygène dans l'air, il pxoduit une noft* velle quantité d'acide hyponitrique ; et de nouveaux criatov^ peuvent se former.
ACniB SULFURIQUE. llj(
Quand on opère dans des appareilsqai permettent de recueillir tous les produits y on tronve qa'une certaine partie de l'acide Iqfponitriqoe a été ccHOuplétemem décomposée y et qu'il s*est produit de Taiote; dans tous les cas, après un certaiu temps, l'i^pareil s'en troave complètement rempli , parce que tout Foxygène "ie Faîr a été employé pour ti*ansfbrmer le deutoxyde d'aaole en acide hyponitrique: il est nécessaire alors de renou- ^wHcr Falincwphère.
Dans les opérations en grand , il se forme rarement des cristanx, parce que Ton conserve dans la chambre un excès de iwpeùn dfean; cependant il s'en produit quelquefois dans les diaBdbres à fabrication continue , et eu assez grande quantité pour obctnier les tnyanx de plomb qui donnent issue aux vapears*
Bhrenes redierdies avaient été faites sur la nature de ces cristadci auxquels on avait assigné des compositions différentes. Le dodeor William Henry avait bien vu qu'ils renfermaient de Vadde nitreux , mais ne les avait pas obtenus à l'état de pureté, l'ai prouvé qu'à cet état ils renfermaient 68,800 d'acide snUurique anhydre y 13,078 d'acide nitreux, et 1 8,9^27 d'eau, et qne^ dans leur formation , il se produisait une décomposition complète d'une partie de l'acide hyponitrique.
Cest dans des chambres en plomb que l'on fabrique l'acide snUurique, ce métal étant à peine attaqué par l'acide faible. Deux modes d'opérer très distincts sont adoptés pour cette opération : la fabrication à combustion intemuttenie ^ et la ftArication continue ; dans le premier il faut de vastes apparôls dans lesquels on met en contact de très grandes masses de matières^ dans le second , les chambres sont beaucoup plus petites, mais elles doivent éti*e multipliées. L'expérience n'a pas encore prouvé si le dernier procédé était plus avantageux; il parait probable cependant qu'il doit finir par l'emporter quand il aura été mieux étudié.
On a beaucoup varié la dimension des chambres de plomb: les unes n'ont que 34^ à 385 mètres cubes , quelques-unes portent jusqu'à 3,4^5.
U en a été de même de la disposition de l'appareil propre à brûler le miflange de soufre et de nitre destiné à procm*er le
ii8 ACIDE SULFURIQUE.
Fig. a5. Patère destinée à contenir le mélangé dte nitre et
Fig. 2?.^ ^d'aci^e sulfurique, que roto ptaoe star'
les barres 6 6 de la fig. aa*
Les caisses du ipmqpiet étaht chargéfi de soufre, on y jette on morceau de charn bon allumé ou un peu de soufre brûlant, et on les fait entrei* dans le four; le courant d'air se trouve déter- ' miné par les tuyaux bjb%b^% et la combustion se continue juscpi'à ce qu'il ne reste plus d^ns les caisses qu'une matière pulvérulente ^^ dont la quantité dépend du degi*é de pureté du soufre.
On pourrait craindre que la températm^e élevée, produitepar ' la combustion, ne volatilisât du soufre; mais le courant d'air qui l'enveloppe de toutes parts n'en laisse échapper aucune partie.
Cette chaleur est mise à profit pour décomposer le miélange de nitre et d'acide sulfurique que l'on place dans les patères, et qui est destiné à produire tout l'acide hyponi^que nécesssûre pour la transformation de l'acide sulfureux en acide sulfurique, et produire en même temps la vaporisation d'environ oo Idlog., d'eau à chaque opération.
Soit qofi, la fabrication ait lieu par combustion continue ou intermittente , la disposition générale des chambres de plomb est la même , aux dimensions près.
Ces cham}>res doivent être isolées de toutes parts ^ pour que l'on puisse facilement y faire toutes les réparations nécessaires f elles sont foi^mées de h^nes de plomb soudées avec soin, pom* qu'aucune déperdition n*ait lieu.
Après avoir seiTé l'une contre l'autre, par le moyen des chai'pentes , les bords des deux lames , on peut , en les évasant , former une rainure dans laquelle on coule de la soudure, ou bien placer l'un sur l'autre lesr bords des plaques et couler entre elles une certaine quantité d'étain fin , faire sortir par pression tout ce qui n'adhère pas, et soutenir les lames par le moyen d'agrafos en plomb qui y sont soudées en même temps qu'aux pièces de bois supérieures. La première méthode offte beaucoup de solidité, mais exige une niain d'œuvre considérable et une grande quantité de soudure; la seconde, que l'on appelle soudure anglaise, présente des difficultés malgré atn ççQpomie, parce que si l'on n'a pas exprimé assez d'étain yar
AGII»: SULFURIQUEi il9
nûe forte pression^ l'acide sulfurique pénètre peu à peu entre \0B lames et occasione des fuites.
Le moyen siûrant, qui n'est qu'une modification du premier
pvocédé dont nous avons parlé ^ présente une grande solidité et
- une assez facile exécution : il a étéemployé par M. Grouvclle dans
Rosine de Trois-^Fontaines^ dont nous avons parlé précédemment.
L» Utne^de plomb qui doit former l'un des côtés de la chambre
est recourbé en a, ^g. 24, pour, plonger dans une rainure pratiquée dans une des solives b. On y plonge également l'extrémité c de la lame qui forme le ciel et on y coule de la soudure. La lame qui forme le ciel est juxtà-posée et soudée en d sur Hiie autre lame c. La première, relevée à angle droit en yj on coule silr ce point un coin en soudure g^, et on réunit de la même manière toutes les lames du ciel et des cotés par des soudures extérieures : quant au fond il ne peut être fait de la même manière : les deux extrémités des lames / sont recourbées en forme de gouttières et clouées avec des clous ëtamés k h* dans Fig. a5^ une rainure, ^g. aS, faite sur
les madriers du plancher. La gouttière est remplie de soudure.
Pour que l'on puisse, sans aucune difficulté , réparer les soudures quand elles éprouvent quelques détériorations, la réunion, de deux feuilles doit toujours tomber, entre deux poteaux.
Fig, 26.
Il est nécessaire de ventiler de temps à autre les chambres^ pour en renouveler l'atmosphère : on y pai'vient en ouvrant des soupapes à eau placées à la partie inférieure des cheminées en bois qui surmontent la chambre ; elles doivent être d'une grande dimension, la Jig. 26 représente une de ces soupapes : a est la
190 ACIDE SULFaïUQDE. {
plaqne qui fbi-me l'ovîlice , bb' les rebords qui plongent dam une cavité c'c' remplie d'eau : ea ^ est une charnière sur laquelle i-oule la soupape attachée en e à une corde qui passe sur une poulie /placée extérieurement, et qui sert à ta souleva-. L'échelle est i/3o.
D'autres ouvertures sont indispuisables pour pénétrer dans la Fie- 31 '^^^'"^ ^' ^ mfime temps pour &ciliter la vontilatign; diverses espèces de portes ont été mitei eu usaçe pour les fermer exactement : l'une des plu simple et des plus couimode est la suivante ,fig- 27 : a porte mobile en plomb , poi'tant , haut et bu bb et ce, une feuillure plus profonde enbb' : an ^ moyeu de la poignée d on place tiès aisément cette porte en place, et on hite avec de la terre grasse. Cette fermeture est bien préférable aux portes glissant entre i çoulisseaux qui , bien fiéquçmmeot , ne peuvent se mouvoir comme il serait nécessaire.
Après avoir fait la description des diverses paries de la chambre de plomb, il est nécesssure de, donner une élévation de cet appareil pour en fa,ii-e compreodiie l'ensemble et la marche.
Fig. iS.
Fig. a8. Elévation de la chambre. A chambre, B toiture, C four à brûler le soufre, D chaudière pom* produire la vapeur* E tuyau d'injection de la vapeur.
ACIDE SULFURIQUE. IS t
a a! d* a'" a'* :dé8 soutenant la charpente, h ^'poteaux soutehant la charpente , c d c" potelets soutenant la chamhre j d d galerie sur laquelle les ouvriers peuvent circuler autour de la chambre , pour la visiter et y faire des réparations.
L'échelle de cette figure est de i/i25o.
Les lames de plomb employées à la confection des chambres d'aside sulfnrique étaient autrefois obtenues au laminoir, celles, qae l'on préparait en coulant ce métal , offrant trop d'irrégularités. Depuis quelques années MM. Voisin ont beaucoup perfectionné cette dernière fabrication, et les lames qu'ils obtiennent par ce procédé ne laissent rien à désirer.
Quand on commence une opération , une certaine quantité d'acide faible est versée dans la chambre ; on ferme les ouvertures et on introduit dans le four le'quinquet contenant le soufre et les patëres remplis d'un mélange de nitre et d'acide sulfîiriqae; après onze heures, on injecte , au moyen d'un tuyau qui communique avec une chaudière, de la vapeur qui sort par une ouverture resserrée à son extrémité. L'acide condensé par la va-* peur d'eau se réunit sur le fond de la chambre ^ mais , comme l'air aperdu une grande partie de son oxygène, et qu'il est devenu impropre à continuer l'effet qu'il est appelé à produire , il faut déterminer une ventilation qui entraîne, à la vérité, l'air vicié,, mais avec lui une assez grande proportion de gaz sulfureux et de vapeurs uitreuses qui sont perdues pour la fabrication , et donnent lieu, pour les alentours des chambres, à la destruction des végétaux sur lesquels ils exercent une forte action.
Une nouvelle opération est conduite de la même manière, et ainsi de suite pour tout l'acide de la chambre , à moins que l'on De puisse l'employei* faible.
Bans la fabrication à combustion continue ^ quatre chambres^ placées en échelons , mais d'une dimension beaucoup moindre , communiquent ensemble par le moyen de tuyaux en plomb ) la dernière est munie d'un long tuyau légèrement incliné , dans lequel on injecte de la vapeur. A l'extrémité de ce tuyau , se . trouve la cheminée qui détermine la ventilation ; la vapeur estt également injectée dans chacune des chambi*es.
La hauteur différente du sol des chambres , pennet de faire passer l'adde des dernières jusque dans la première : dans celle-
IM ACIDE SÛLFÛRIQÛE.
ci le degté de l'acide ne peut être porté au-delà de 48 à 5o*; 5 f est seulement de 38 à 4o dans la seconde, et de i5 environ dà^ ^ la troisième : à mesm*e que Ton retire de Tacidé de la ptèmièHichambre, on y &it arriver une partie de celui dé la seèohdè; ^ et ainsi de suite.
Ce procédé présente trois avantages marqués : là quantité d'acide fabriqué dans un temps donné, est beaUcoui> plus gratide que pour une chambre de capacité égale, dans laquelle on travaille par combustion intermittente ; MM. Payen et Cartier, qui l'ont décrit, la portent à plus d'un tiers j la main d'cJBttvré est beaucoup moindre , et la température constante des plolnbs ne les expose pas aux détériorations qu'elles éprouvent par les alternativeà auxquelles elles sont soumises dans l'autre mode d'opérer. Â ces améliorations on peut ajoutei* celle de la température constamment élevée dés patères sur lesquels on jette le mélange de spufre et de nitre , qu'on n'iest pas obligé de procurer par le moyen du feu : en faisant usage du quinquetque nous avons décrit , cette dernière circonstance devient indifférente; mais l'emploi du quinquet se prête on ne peut mieux k et genre de fabrication auquel il semble d'autant mieux adopté, que le courant d'air occasioné par la combustion , favorise là Ventilation nécessaire dans ce procédé.
Dans chaque opération par combustion ihtemiîltente , on charge i3o à i35 kilog. de soufre; ce soufi^e laissé, tenue iàifjttL , 5 Vo ^® résidu terreux, et l'on met dans léspatéres io kîlo^. de salpêtre, et 1 6 kilog. d'acide sulfurique à 64^ La cotàbuition du soufre dure une heure; la quantité de vapeur projetée est égale en poids à celle du soufre brûlé. Après chaque combustion, on ventile pendant demi-heure ou troi^ quarts j'heuré , et aussitôt après oii recommence une opération. Dans^ le procédé par combustion continue , les chargés se succèdent san^ iiktermittences, comme nous l'avons dit précédemment.
L'acide qui sort àes chambres marque ordînairement 5o»; on le concentrait autrefois (et maintenant encore on suit ce procédé dans diverses fabrique^) dans des bacs en plômb dans lesquels on le portait jusqu'à 58** environ, et on achevait là éonèént^tion dans des corntieâ de vèiTe au bain de sable, jnèqu'à cfe quTl cdmmençât à se distiller; mais la fracture des corhùei devenait, ptttt
àCSDE SULrVBMqCE. ilk
k Eabricant on ofcjet de hante importance, quoique quelques-ans fassent parvenus à fidre jusqu'à quarante op^tious avec le même me. On a presque généralement adopté l'emploi de diaudières en platine, donth^. ag représeole les dispositions : a diaudière,
Fig. ag. b cbapiteau , c
tnvan conduisant la vapeur dansnn serpentin on eDe se condense. An moyen de cet ap»
pareil on pousse rapidement la concentration, et les premières eaux qui passent et renferment une quantité d'acide sulfurique qui o'estnullement à négliger, sont reportées daus les chambreson eDes se omcentrent : l'opération dure à peu près trois heures.
Une chaudière en platine coûte environ 35,ooo fir. ; si eUe est conduite avec soin, die peut durer un grand nombre d'années sans avmr éfMtmvé de perte sensible; mais deux causes peuvent donner lien à des accidents graves qui en compromettent l'existence. Le plomb, à une température devée , s'unit très £uilemeat ma platine, et il n'est pas rare de voir des diaudières perforées sur une assex grande toAce par qudques grains de ce métal; il £u4 alors y meltie des pièces soudées à l'or. Le seocmd accident, d'une nature plus grave encore , provient
de la présence de Fadde hydrochloriqoe et de l'adde nitrique dans raâde sulfurî^ie; ce mélange dissout une grande quantité de platine, et je pourra» citer td £d>ncant dont la diaudîêre a dimimié de plus d'un kilogramme dans une année par celle cause, qui peut toujouK être évitée en se servant de nitre purifié. On voit facilement qoefle perte énonne une cause scm- Mable doit oocasîooer après un certain Vamph. Pour obvier à ce grave iaconvénient , il Suit laver le nitrate
194 ACIDE SULFURTQTTE.
employé dans l'opération , comme on le fait pour la préparatiov.
de l'AciDE NITRIQUE.
Lorsque Tacide est arrivé au degré de conœntration Gonye*> nable, on le tire de la chaudière par le moyen d'un syphon^ea platine. Celui à quatre branches qu'a inventé M. Bréant, produit Fécoulement d'une quantité quati*e fois plus grande que l'ancien. Un syphon unique emploie trente minutes environ ponr l'écoulement de i5o kilog. d'acide ; le syphon à quatre branches n'en demande que six à sept au plus ^ ce qui , sur un travail continu, donne, par vingt-quatre heures , une opération en sus.
Ce syphon est représenté y^g, 3o : a branche qui plonge dans la chaudière et se trouve soudée avec les quatre tubes, bb'b"b'" qui se réunissent à l'extrémité en un seul tuyau c, munie d'un robinet. Les quatre tubes sont maintenus à l'écartement convenable par des attache^ d, d*; tout le système est renfermé dans un cylindre en cuivre e, portant en /un tuyau qui amène de l'eau froide , et en g-, un autre de même diamètre servant de déversoir pour l'eau chaude. En h h' se trouvent deux entonnoirs portant chacun un obturateur garni d'une tige, au moyen desquels on amorce le syphon.
Fig. 3o.
Quel que soit le mode de fabrication suivi , une certaine quantité de soufre peut se distilla* sans êti'e brûlé : il se condense dans l'acide sulfurique , soit en flocons volumineux , qu'il
