II. — Unx carbonique C
L’existence du gaz carbonique comme principe particulier n’est établie que depuis le xvu“ siècle. C’e.st Van Helmont qui le premier le distingua sous le nom de gaz sylvestre, et reconnut qu’il se produit par la combustion du charbon ainsi que par l’action des acides sur les calcaires ; il en admit également la présence dans l’air des cuves en fermentation. Plus tard Black (2), Cavendish, Bergmann, Priestley, précisèrent nos connaissances sur le gaz carbonique ; et Lavoisier, en 1775, reconnut que ce corps renfermait du carbone et d(! l’oxygène, 28 de carbone et 72 d’oxygène.
Le gaz carbonique est un des corps les plus répandus dans la nature; il existe en petite proportion dans l’atmosphère (3j :
(1) Vauklin, Philosoph. Magazine, t. XXXI, p. 505.
(2) Black, Medical and Philosoph. comm. Soc. Edinburgh. — Bergmann, Opusc., t. I, p. 1. —Priestley, Experim, and Ubserv. on di/f. kindsof air, t. 1, p. 03.— Lavoisier, Mém, Acad, sciences pour 1781.
(3) Th. Saussure, Ann. dechim. et phys., 2® série, t. 11, p. 199; t. XXXVlll, p. 011 ; t. XLIV, p. 05. — Trucliot, Comptes rendus, 1873, 2' semoslre.
il se produit par la combustion de toutes les matières organiques ou carbonées, ainsi que par la fermentation ou la putréfaction; les volcans en dégagent continuellement des torrents dans l’atmosphère. On le trouve en dissolution dans toutes les eaux potables et surtout dans certaines eaux minérales (1). Les animaux l’exbalent en grande abondance, et cet acide carbonique s’accumulant dans des espaces restreints rend l’air de ces enceintes peu propre à entretenir la respiration (2),
Le gaz carbonique se prépare en versant de l’acide chlorhydrique ou de l’acide sulfurique étendu d’eau, sur du marbre ou de la craie ; en grand on l’obtient par la combustion complète du carbone ou des gaz carbonés qui s’en dégagent.
Le gaz carbonique est incolore, à peu près inodore, il possède une saveur aigrelette, il éteint les corps en ignition, il est impropre à la respiration ; une atmosphère est irrespirable quand l’échange ne peut plus se faire entre l’acide carbonique retenu par le sang et celui des gaz contenus dans les poumons. Sa densité est plus grande que celle de l’air ; elle est de 1,524 d’après le plus grand nombre des observateurs. Son pouvoir réfringent est, selon Dulong, de 1,526. Le gaz carbonique est soluble dans l’eau ; son coefficient d’absorption à la pression normale est exprimé par la relation (3)
11 se dissout également dans l’alcool ; son coefficient d’absorption est (4)
ces quantités varient avec la pression (5).
(1) Berzelius, Ànn. chim. et phys., 2“ série, t. XXVIII, p. 366.
(2) Leblanc, Ann. chim. et phys., 3* série, t. V, p. 223.
(3) Bunsen, Annalen der Chem, und Pharm., t. XClll, p. 503.
(4) Carius, Annalen der Chem, und Pharm., t. XOIV, p. 129.
(5) De Kamkoffet Longuinine, Ann. chim. et phys., 4“ série, t. XI, p. 412.
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La densité de l’acide carbonique n’est pas rigoureuseraent proportionnelle à la pression, si ce n’est entre des limites très-rapprochées. Le coefficient de dilatation entre 0“ et 100 degrés est de 0,3719, d’après M. Régnault.
Le gaz carbonique peut être obtenu à l’état liquide ou solide (1).
11 se liquéfie sous une pression de 36 atmosphères à 0° ; à — 10 degrés une pression de 27 atmosphères et à — 30 une pression de 18 atmosphères opèrent sa liquéfaction. Les pressions nécessaires pour liquéfier le gaz carbonique peuvent être obtenues soit en faisant dégager dans des espaces clos l(î gaz de l’une de ses combinaisons salines, soit en déterminant la compression dans un espace limité par la dilatation du mercure : ce procédé n’offre aucun danger d’explosion.
11 se liquéfie facilement, surtout à l’aide d’une fiiible pression, quand on lui fait traverser une enceinte refroidie par l’évaporation dans le vide de l’ammoniaque liquide; la température atteint dans ce cas — 81 degrés et même — 89 degrés. Au-dessns de 0“ la liquéfaction ne s’opère plus qu’à l’aide de ])ressions énormes, 60 atmosphères environ à + 20 degrés ; et l’opération n’est pas sans danger.
Le gaz carbonique liquéfié est incolore, très-mobile, soluble en toutes proportions dans l’alcool, l’éther, les pétroles, l’essénce de térébenthine, le sulfure de carbone; il ne se dissout pas dans l’eau.
Les mélanges d’acide carbonique liquide et d’éther produisent par leur évaporation les plus grands froids que l’on ait obtenus.
Le gaz liquéfié a une densité très-variable avec la tenipé-
(1) Faraday, PhUosoph. Trnnsact,, 1823, p. 100. — Niemann, Arch. de Brandes, t. XXXVI, p. 175. — Thilorier, Ann. chim, et phys., 2“ série, t. LX, p. 427. — Mitchell, Ann. der Chim. und, Pharm., t. XXXVII, p. 354. — Bertlielot, Ann. chim. et phys. (O), t. LXXX, p. 237. — Mareska et Donny, Mém. sav. étrangers Bruxelles, t. XVIII, p. 1. — Natterer,/oeovj. für prakt. Chem., t. XXXV, p. 109. — Loiret Drion, Comptes rendus, t. LU, p. 748.
turc ; à 0“ elle est do 0,83, et varie de 0,90 à 0,60 de — 20 degrés à + 30 degrés centigrades.
La dilatation du gaz liquéfié est plus considérable (Thilorier) que celle du gaz lui-même; de O^à q- 39 degrés son volume s’augmente de 20 divisions à 29 ; sa dilatation est quatre fois plus grande que celle de l’air dans les mêmes limites de température. Le gaz carbonique liquéfié entre im libullition à — 78 degrés. Par l’évaporation rapide, le gaz carbonique liquéfié se refroidit assez pour se solidifier ; il se présente ordinairement alors sous l’aspect d’une neige blanche et quelquetois sous forme de cristaux transparents, d’apparence cubique, et que l’on a peine à tenir entre les iloigts, comme s’ils étaient entourés d’une substance onctueuse; on n’éprouve pas immédiatement une sensation de froid' ou de brûlure.
Au contraire, quand on parvient à maintenir longtemps cet acide solide en contact avec la peau, ou bien quand on ) touche un mélange d’éther et de gaz liquéfié, on éprouve un ' violent sentiment de brûlure, et le derme est désorganisé (1).
Les propriétés du gaz liquéfié ont été étudiées par M. Gore (2). C’est un corps essentiellement isolant, il arrête le courant d’une batterie de /|0 éléments Smée, et l’étincelle produite par la machine de Ruhmkôrff a peine à jaillir entre les électrodes. Ces expériences exigent des précautions méticuleuses pour se mettre à l’abri des explosions.
C’est un corps essentiellement inactif. Les corps suivants : charbon do bois, acide phosphorique, phosphure d’hydrogène solide, soufre, sélénium, sulfure de phosphore, phosphure de calcium, aluminium, acide arsénique, azotate d’argent, acides oxalique, benzoïque, paraffine, extrait sec de tournesol, etc., demeurent plusieurs semaines en contact
(1) BoiissmgauU. Ann. chim. et phys., 3° série, t. XUV, p. 204.
(2) Gore, Proceedings ofthe Royal Sociely^ t. XI, p. 85 ; Journ. of Chemic. Society, t. XV, p. 163. — Cailletet, Comptes rendus, t. LXXV, p. 1271.
avec lui sans altération. Les corps suivants s’y dissolvent en quantités pins ou moins considérables : acide borique anhydre, phosphore blanc, iode, iodure de phosphore, gaz chlorhydrique, perchlorure de phosphore, bromures d’arsenic et d’antimoine, naphtaline, camphre, etc.
Les sulfates de fer et de cuivre s’y déshydratent rapidement; enfin les métaux alcalins, potassium et sodium, qui seuls semblent avoir une action chimique, s’y recouvrent d’une couche d’alcali caustique.
Le gaz carbonique est décomposé par l’étincelle électrique ou par une grande élévation de température. Il se décompose^ lentement par l’action des décharges obscures (1), en oxygène et oxyde de carbone. Lorsqu’on le fait passer sur du charbon au rouge, il l’attaque et fournit un volume d’oxyde de carbone double du sien. Cette action est accompagnée d’une absorption de. chaleur considérable (2). C’est à cette action qu’est due dans les hauts fourneaux la brusque diminution de température que l’on observe un peu au-dessus de la tuyère.
I.e gaz carbonique à une haute température oxyde les métaux, avec production d’oxyde de carbone (3) ; l’action s’arrête rapidement, une proportion notable d’acide carbonique restant inaltérée ou se trouvant régénérée ; le potassium et le sodium chauffés s’enflamment dans l’acide carbonique ; au contraire, le cuivre très-pur serait sans action appréciable sur ce gaz (4).
L’acide carbonique dissous dans l’eau colore le tournesol bleu en rouge vineux ; le gaz sec est sans action. La potasse caustique, l’eau de chaux, absorbent l’acide carbonique, mais.
(1) Andrews et Tait, Ann.chim. et phys., 3“ série, t. LXll, p. HO.
(2) Ebelmon, Ann.chim. et phys., 3® série, t. V, p, 160. — Dumas, Comptes rendus, t. LXXV, p. 511.
(3) Dospretz, chim. et phys., 2“ série, t. XMII, p. 222.
(4) Perrot, Rép. de chim. pure, t. I, p. 215.
d’après Kolb, ce paz est sans action sur la chaux, la potasse, la soude anhydres, ou même sur leurs hydrates (1).
Il se forme de l’acide oxalique quand on chauffe de l’amalgame de potassium renfermant 2 pour 100 de potassium dans du gaz carbonique sec, jusqu’à la température d’ébullition du mercure ; le même acide prend naissance quand on fait passer du gaz sec à travers un mélange de sable et de sodium maintenu à 360 degrés (2).
Le phosphore et le bore en présence d’un alcali enlèvent, à la chaleur rouge, tout l’oxygène de l’acide carbonique; le charbon que l’on obtient renferme du graphite.
En résumé, le gaz carbonique est un composé très-stable, qui ne cède que très-difficilement son oxygène aux réactifs. (]’est d’après sa composition qu’a été fixé l’équivalent du carbone.
