ACO
nOTOXTDS
proto-
VXBaOGKKE
théoriqpMi
carb«piq«»<
d'azote.
carbure*
bicmrboré.
1 atm.
0,96ir
Les nombres contenu» dans ce tableau ont été obtenus de la manière suiTante. On a divisé le volume i/ observé 'sous une certaine pression, par le volume i^ qui était donné par Tair sous la même pression*
On voit que ces quotients vont en décroissant. pour les quatre gaz dont il s'agit, et qu'ils décroissent assez régulièrement.
L acide carbonique s'est liquéfié à 45 atmosphères, la température étant de 10*; le protoxyde d*azbte s est liquéfié à 43 atmosphères, la température étant à 11* ; le liquide parait être d'une limpidité pai*faite.
A 10*, le gaz ammoniac s'est liquéfié sous 5 atmosphères; le liquide a une teinte jaune verdàtre très-sensible.
A 8*, le gaz sulfureux s'est liquéfié à 2 atm. j.
Dans toutes Iqs liquéfactions que j'ai eu occasion d'observer, il a toujours été possible d'augmenter beaucoup la pression, sans que la totalité du gaz passât à Fétat liquide; et cependant je regarde connue certain qu'il n'y avait ni air, ni gaz permanent mélangé avec le gaz soumis à l'expérience.
Thilorier a attaché son nom à une expérience importante': c'est lui qui le premier est parvenu à obtenir en g];^ndes masses l'acide carbonique à l'état liquide et à l'état solide. Nous venons de voir qu'à 10* ce gaz se liquéfie sous une pression do 45 atmosphères. Ce liquide étant contenu dans un réservoir assez résistant, si on lui donne issue, peu à peu, en ouvrai]|^ un robinet de forme convenable, on obtient des flocons'oû plutôt des
302 LIVRE n. -^ CHALEUR. — PREMIÈRE PARTIE.
filaments d'une blancheur éclatante, formant une masse sem- Uable à du coton. Au momerit où le liquide n'a ^lus à suppor* ter que la pression atmosphérique, il se vaporise vivement, et la chalem* latente qu'il absorbe abaisse la température au pomt do déterminer la congélation de la portion restante. Sa température est en effet de 50 ou 60* au-dessous de zéro. Abandonné à lui<* même au contact de lair, Vacide carbonique solidb nç se liquéfie pas, même dans une atmosphère de 15 ou 20* de dialeur, mais 3 disparaît peu à peu, la simple évaporadon emportant le calori* que qui lui est fourni par les coi^ environnants.
Lorsqu'on a réuni dans un vase isolé un demi-Ktre ou un litre d'acide carbonique solide, et que Ton y versé de Téther sulfu» rique, on compose une sorte de pâte semi-fluide, qui se conserve plus longtemps que Tacide carbonique lui-même, et qui donne aussi des contacts plus parfaits, soit avec les thermomètres qui en mesurent la température, soit avec les corps que Ton y fait refroidir. Cest sur cette pâte que j'ai fait autrefois des expé- «ences, et j'ai constaté (Comptes rendus de VAcad, desscieneeiy 1837, t. IV, p. 613) :
V Que sa température observée avec mon pyrométre à air précédemment décrit (132 et 133), est de — 79* ; M. Regnault a répété cette expérience en 1849 {jinn. de Chirn^ et de PA/s.j t. XXVI, p. 268); il a trouvé— 78î,21 ;
2° Que la congélation du mercure^ ou plutôt sa fusion, se faità— 40S6;
3° Que les thermomètres i alcool gradués à la glace fondante et au mercure fondant, marchent d'accordaveclethermomètreàair;
4? Que l'intensité du courant électrique produit par le eontact du bismuth et du cuivre, est proportionnelle à la température depuis 8* au-dessous de zéro, jusqu'à 100' au-dessus.
L'appareil que Thilorier avait imaginé a dû être construit plus solidement pour éviter tout danger d'explosion; cependant on a conservé la forme primitive, surtout les fermetures hermétiques et les robinets ingénieux que l'on doit à l'habile inventeur.
MM.'Deleuil, père et fils, qui n'ont pas moins de succès daus les constructions les plus difficiles que dans les instruments ordinaires, ont adopté récemment la dispoùtion suivante (Fig. 11> 12, 16, Pl. U). g est le générateur où se produit l'adde liquide ; y est le récipient où il passe par une sorte de distillation et d*où on fd dre pour le soumettre à l'expérience. Ces deux
CBAf. n. — LlQUËlPiMHOIY DES ÙAZ. 303
ptéees, exâetement p&mQes, qui tournent rtme et l'iimresur deux pÎTOts, se composent d'un Tase de fonte, de 6 litres de captcfté, tressais et d'une double armature de fer forgé. Le géaërateBT g {tm en éléf^ation)^ montre d^abord quatre fortes bandas ée fer /", soudées ensemble à leur point de croisement, sous le fond du yase de fonte, et repliées ensuite à diaud sur toole la baiitevir dans des sillons ménagés à cette fin ; puis quatre œrdes de fer, pareillement larges et épais , mis de force pour maintenir et consolider Tensemble. Le récipient {yu en coupe) ^ montre la ferme intérieure, l'épaisseur de la fonte et celle des affmatores; H a de plus un tube plongeur qui ne se trouve pas dans le générateur et qui sert à Téchappement de Tacide canonique liquide; par là, on se met en grande partie à Tabri des parcelles de glace ou de sulfate de soude qui Tiendraientobstruer les issues. Le tube de cuivre sans soudure a&c, peut se mettre et soter à volonté; il sert à établir la communication ei4re le gé» aérateur et le récipient; son diamètre intérieur est d'cftiviron I millimètre.
La figure 1 f représente, sur une échelle quatre fois plus grande, une coupe du bouchon qui ferme le générateur et le récipient ; ^ sa partie infiérienre dd se' visse sur le vase de fente et presse sur an collier de plomb ajusté pour la recevoir (on a supprimé ici les quatre chevilles e (Ï\g . 1 5) qui servent à la faire tourner et à la senerà coups de maHlet); sa partie supérieuiv pp se visse sur la première, elle est percée de part en ^art de deux conduits en croix. Le conduit horiiontal reçoit d'un côté le tube ahc^ et de l'autre le bec d'échappement représenté aussi à part (Fig. 11); le conduit vertical reçoit le robinet. Celui-ci est composé de deux tiges d*acier xy et xm ; la tige xy a son axe foré d'un trou étroit, et son extrémité supérieure rodée en segment de sphère, cMame on le voit dans la perspective qui est un peu au-desôous; cette perspective feit voir aussi l'anneau de pldmb par lequel elle est ajustée dans la partie dd du bouchon pour y former une fermatare étanche quand on vient presser cet anneau eu yissant for* tement la parue supérieure /?/> du boudion ; la tige zu a sur sa longueur quatre épaisseurs différentes; c'est son extrémité infé» rieure z qui fait robinet, parce qu'elle est convoxe et rodée sur la cavité y où elle vient "s'appliquer hermétiqpement. On comprend alors que pour ouvrir et fermer le robinet il fi^ut cpie la ^ zu soit soulevée et abaissée; pour a(%om^lir ce mQpvement, .
sa par^e njoyenoe et cylindricjue glisse dans un anneau de plomb dont on voit la coupe, et qui fait Toffice de boîte à étoupes, tandis que sa partie supérieure est filetée et arrêtée par un pedt écrou dans la pièce f^f^; celle-ci est elle-même une vis qu'il suffit alors de (aixe tourner dans un sens ou dans Tauti-e pour ounir ou fermer le robinet.
Les fermetures à anneaux de plomb du conduit horizontal sont exactement pareilles à celle de la tige ary ; je dois seulement ajouter que quand on supprime le tuyau abc^ ou le bec d'édiappement, on les remplace Tun et Tautre par une tige pleine portant son anneau de plomb qui s'ajuste sur le si^e conrespondant , et portant aussi son écrou pareil à ntn, ou à m'n!.
Voici maintenant conmient Ton procède à la formation du gaz. On enlève le tube abc et ensuite le bouchon du générateur; on j mel 1800 grammes de bicarbonate de soude très-pur et pulvérisé très-fin, puis 3 litres d'eau à 38* de température. Alois on introduit le cylindre de laiton mince ki contenant 1 kil. d'acide sulfurique à 66* ; le bouchon étant remis et le robinet fermé, on fait tourner le vase sur ses pivots pour verser l'acide sulfurique et mêler les éléments. Bientôt l'action s'exerce, l'acide carbonique se dégage, se comprime et se liquéfie en très-grande partie dans l'espace qui lui est réservé. Après 7' environ d'agitotion continuelle, la décomposition est accomplie et l'on peut procéder à la distillation. Pour cela on ajuste le tube abc y on ouvre le robinet ilu générateur, ensuite celui du récipient, le gax afïliiç daîi& celui-ci avec un bruit sensible, et 6' environ suffirent pour cette distillation. Il faut faire sept ou hpit opérations pareilles pour avoîï dans le récipient 4 ou 5 litres d'acide Uqnjde.
La réaction ehiinîque dégage une chaleur sensible, et dans les dernières opérations, le générateur arrive à une température (jui paraît dépas&er 60° ; la tension de l'acide carbonique devient alors i^norme, FI est probable qu'elle s'élève à plus de 200 atmosphères, tanflis que dans le récipient, malgré la chaleur latente dégagée f la température tend plutôt à s* abaisser qua s'élever.
Pour tirer l'acide carbonique du récipient on emploie le ré' ceptsur de Thilorier (Fig. 10)que l'on tient par les manches w, à doûblq enveloppe^ les deux parties de ce récepteur se réunis-
sent à baïonnette; Tune d^elles porte une douille n qui reçoit le bout de Tajutage, et une lame courbe /, contre laquelle frappe le gaz au moment où il pénètre à rintérieur ; il prend ainsi un mouvement très-rapide de rotation, qui le façonne en boule de la grosseur d'un œuf* On le jette dans une capsule de porcelaine, on verse à l'instant de Tëther qui forme avec lui la pâte dont nous avons parlé ; il faut souvent plus de quinze ou vingt opérations pour en avoir un demi-litre. Alors on peut congeler presque subitement plusieurs kilogrammes de mercure , et faire toute la série des expériences qui exigent une température de 79* au-dessous de zéro.
M. Faraday a publié récemment {Arm. de Chim. et de Phjs.y t. XV, nov. 1845) une nouvjelle série de recherches importantes SOT la liquéfaction des gaz et leur solidification. Il s'est appliqué surtout à soumettre ces corps en même temps à une forte compression et à un refroidissement considérable. La compression était produite par un système de deux pompes de diamètres différents, et le froid le plus intense était obtenu en mettant sous la cloche d'une bonne machine pneumatique la pâte d'acide carbonique et d'éther dont nous venons de parler, et qui, exposée naturellement à l'air, donne déjà une température de 79 à 80* au-dessous de zéro. Les degrés de froid que l'on peut produire ainsi dépendent de l'activité que l'on donne à la machine, puisqu'en réduisant de plus en plus la pression, l'on favorise î'évaporation et par conséquent le refroidissement. Voici les températures en degrés centigrades et les pressions correspondantes sous la cloche de la machine pneumatique, exprimées en millimètres :
Température. Prewion.
Températare. Pression.
Température. Pression.
M. Faraday ne dit pas quelle était la température ambiante ; mais puisqu'il a dû réduire la pression à 492°''°, pour obtenir — 80*, je suis porté à croire que la tempéraUu-e ambiante était assez élevée, puisque j'avais obtenu ce degré de froid ou à peu près en opérant à l'air libre, dans un milieu ambiant qui était à S ou 4* au-dessous de zéro.
A — 80*, sous une pression inférieure à 1 atmosphère, M. Fa- I. «0
raday a obtenu à l'état liquéfié ou à l'état soUde les gaï sui-
Tants :
Chlore.
Cyanogène.
Ammoniaque.
Aoîée sullhydriqiie.
Hydrogène arsénîqué.
Acide iodhydrique.
Aeiile bi«oiDliydrî(|se; A«tde easbomqiie»
Voici les points de fusion qu'il a observés pour les gaz qui ont pu être solidifiés :
Gm. Fusion. Gas. Fusion. Gaz. Fusion.
Cyanogène . -r- 35» Oxyde de chlore. — 00« Acide sullhydri^oc. . — 86"
Acide iodhydrique. . . — B4 Ammoniaque... —75 Acide hromhydriqne. — 8
Acide carbonique. ... — 56 Acide solfownx. . -»70 PtotMiyda d*^unt»«. ^ 4«0
Les six gaz suÎTauts n'ont pu être solidifiés même à — » 1 1(F.
GêMàUêmt.
icique.
Hfdsogèni pratophoifhoeék Aci<ie fluoboriqae.
Acide -cUiwhydri^*.
Hydrogène arscoiqac.
Les cinq gaz dans lesquels j'aVais reconmi la même loi de compresslbilité que dans Faîr, savoir, hydrogène, oxygène, oxyde de carbone, azote etbioxyde d'azote, n'ont donné à M. Faraday aucun signe de liquéfaction, comme on pouratt s^ attendre, et cependant il les a maintenus à — 110* : les deux preimers sous 27 atmosphères, les deux derniers sous 50 atmosphères, et l'oxyde de carbone sous 40.
M. Faraday a obtenu les maximums de tension indiqués cidessous pour trois des gaz qui se liquéfient le plus facilement.
Gasnllwnit.
Température.
Cyi|M»gi^
atm.
Le tableau suÎTant'COiitieBf pour les gaz liquéfiés lesdrrencs tensions qu'ils ont manifestées, exprimées en atmo^hom, et les températures corre8pit>ii<iaiile9^ exprânéesat degiétt centi* grades.
Gfl4P« II. — LIQUÉFACTION DES GAZ.
TKMPiKATUU.
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ISOrOKTDB
