CIRCONSTANCES DANS LESQUELLES L’AMMONIAQUE PEUT PRENDRE NAISSANCE

1“ De petites quantités d’ammoniaque prennent naissance lorsqu’on fait passer des étincelles électriques dans un mélange d’azote et d’hydrogène. Toutefois la proportion d’ammoniaque formée est si faible qu’elle ne se traduit pas par un changement de volume du mélange gazeux. Mais si l’on y introduit, comme l’a fait M. Sainte-Claire Deville, une bulle d’acide chlorhydrique, on aperçoit d’abondantes fumées blanches.

La combinaison des deux gaz est nécessairement limitée par le phénomène inverse, puisque l’ammoniaque est décomposée dans les mêmes circonstances en ses éléments.

Si l’on soumet l’azote et l’hydrogène à l’influence des étincelles électriques en présence de l’acide sulfurique étendu, de façon à absorber le gaz ammoniac à mesure qu’il se produit, on pourra recueillir une grande quantité de ce composé au bout d’un temps suffisant.

M. Chabrier et M. A. Thénard ont reconnu que la formation de l’ammoniaque a lieu lorsqu’on soumet à l’action de l’effluve un mélange d’azote et d’hydrogène.

M. Berthelet a cherché à déterminer la limite de cette réaction.

Elle est beaucoup plus élevée qu’avec l’étincelle. En effet, tandis que celle-ci développe tout au plus quelques cent-millièmes de gaz ammoniac, la proportion de ce dernier gaz, formée au bout d’un temps considérable sous l’influence de l’effluve, peut s’élever à 5 centièmes environ, dans un mélange de 1 volume d’azote et de 5 volumes d’hydrogène.

M. Berthelet a vérifié en outre que la décomposition du gaz ammoniac par l’effluve, en opérant avec les mêmes appareils, tend précisément vers la même limite ; 3 centièmes. {Essai de mécanique chimique, tome U, p. 375.)

Une température élevée paraît pouvoir, comme l’étincelle électrique, déterminer la combinaison d’une très petite proportion d’un mélange d’azote et d’hydrogène. En faisant passer au travers de l’appareil chaud et froid de M. Deville un mélange d’azote et d’hydrogène bien purs, en même temps que du gaz acide chlorhydrique en proportions équivalentes, il se dépose sur le tube froid de petites quantités de chlorhydrate d’ammoniaque.

2“ Lorsqu’on fait passer simultanément un composé oxygéné de l’azote et un excès d’hydrogène sur de la mousse de platine chauffée vers 300“, il se produit de l’ammoniaque (M. Kuhlmann).

Ainsi fait-on arriver sur la mousse de platine un mélange de bioxyde d’azote et d’hydrogène, on a la réaction :

AzO^ -f 5H= 2110 -h AzIP.

L’expérience réussit également bien en envoyant sur la mousse du platine le mélange gazeux obtenu en faisant barboter l’hydrogène sortant d’un appareil producteur de ce gaz dans un flacon contenant de l’acide azotique monohydraté.

M. Reiset a montré que l’on pouvait dans cette réaction remplacer le platine par du sesquioxyde de fer.

3“ Lorsqu’on traite par l’acide azotique étendu certains métaux, comme l’étain, le zinc et le fer, ceux-ci s’oxydent tout à la fois aux dépens de l’oxygène de l’acide azotique et de l’oxygène de l’eau. Dans ces conditions, l’azote do l’acide et l’hydrogène de l’eau s’unissent pour former de l’ammoniaque que l’on retrouve dans la liqueur à l’état d’azotate.

Il en est de même lorsqu’on introduit de l’acide azotique dans un appareil contenant de l’acide sulfurique étendu et du zinc et produisant par conséquent de l’hydrogène. Le dégagement de ce gaz cesse quelquefois complètement, tout l’hydrogène se combinant avec l’oxygène de l’acide azotique pour former de l’eau et avec son azote pour donner de l’ammoniaque.

4“ De l’ammoniaque prend naissance lorsque le fer s’oxyde en présence de l’air humide. Aussi la rouille dégage toujours de l’ammoniaque quand on l’arrose avec de la potasse et que l’on chauffe le mélange.

La formation de l’ammoniaque dans ces conditions peut s’expliquer en admettant que les premières portions d’oxyde de fer produites constituent avec le métal une sorte de pile dans laquelle le fer joue le rôle d’élément positif. Ce couple opérerait la décomposition de l’eau dont l’oxygène se porterait sur le métal tandis que l’hydrogène en s’unissant à l’azote de l’air produirait de l’ammoniaque.

Pour M. Cloëz, cette ammoniaque proviendrait de la réduction par l’hydrogène des petites quantités de composés oxygénés de l’azote existant dans l’air. (Compt. rend., t. LU, p. 527.)

5“ Schœnbein a montré que dans la combustion lente du phosphore au contact de l’air humide, il se forme de l’azotite d’ammoniaque; il a constaté, en outre, la présence constante de ce sel dans l’eau de pluie. Pour lui, ce composé prendrait naissance dans toute combustion avec le concours de l’eau, de l’air et de la chaleur. Il base cette opinion sur les expériences suivantes :

Si on chauffe une capsule de platine à une température telle qu’une goutte d’eau qu’on y projette se réduise en vapeur immédiatement sans prendre l’état sphéroïdal, qu’on y laisse tomber goutte à goutte de l’eau distillée parfaitement pure et qu’on dispose au-dessus de la capsule un petit vase renversé dans lequel les vapeurs viennent se condenser, l’eau de condensation renfermera de l’azotite d’ammoniaque.

En effet, acidulée par l’acide sulfurique, elle bleuit instantanément l’iodure de potassium amidonné et d’autre part, traitée par de la potasse caustique, elle donne des vapeurs blanches quand on en approche une baguette trempée dans l’acide chlorhydrique ; enfin un papier de curcuma, placé au-dessus de ce liquide, brunit.

Dans l’expérience précédente, on peut l’emplacer la capsule de platine par une capsule d’argent, de cuivre ou même de porcelaine.

En employant une sorte d’alambic en cuivre, au lieu d’une capsule, on peut obtenir des quantités assez considérables de liquide distillé et par suite des proportions notables d’azotite d’ammoniaque.

D’après Schœnbein, ce sel se produit encore par simple évaporation de l'eau, mais surtout par évaporation des liqueurs alcalines, et dans ce cas il se forme des azotites de potasse ou de soude.

Partant de ces faits, l’auteur regarde l’évaporation comme l’agent principal de

la nitrification. (Schœnbcin, « Sur la formation de l’ammoniaque au moyen de l’eau et de l’air atmosphérique » . Verhandlungen der naturforschenden Gesellschaft in Basel, 1862.)

6" L’ammoniaque prend naissance lorsqu’on fait passer de la vapeur d’eau sur les cyanures des métaux alcalins ou alcalino-terreux :

BaC^Az + 4 HO = BaOJIO + 2 CO + Azff .

Cette réaction est remarquable, car elle permettrait de produire l’ammoniaque au moyen de l’azote atmosphérique. Eu effet, ces cyanures peuvent être obtenus on faisant passer de l’air sur un mélange de carbonate de potasse, ou de baryte, etc. et de charbon.

M.M. Margueritte et de Sourdeval, qui ont cherché à rendre cette opération industrielle, concluent de leurs expériences :

Que la baryte, calcinée en présence du charbon et de l’air atmosphérique, s’assimile très facilement le carbone et l’azote et que la cyanuration du baryum est une opération de la plus grande simplicité.

Que le cyanure de baryum se décompose à la température de 300'> environ sous l’influence d'un courant de vapeur d’eau et dégage la tôt alité de l’aâote qu’il ronferme sous forme d’ammoniaque. {Compt. rend., t. L, p. 1100.)

Les auteurs réalisent l’opération de la façon suivante : ils préparent d’abord de la baryte en calcinant du carbonate de baryte avec 20 à oO pour 100 de goudron de houille ; le mélange très poreux de baryte et de charbon ainsi obtenu est alors introduit dans une cornue, maintenue à 500% et soumis à l’influence d’un courant d’air saturé de vapeur d’eau par son passage sur de l’eau en ébullition.

Le cyanure de baryum qui se produit d’abord est décomposé par la vapeur d’eau ; l’ammoniaque se dégage et le carbonate de baryte qui reste comme résidu est employé pour une opération suivante.

Cette réaction de la vapeur d’eau sur les cyanures permet d’expliquer le dégagement abondant d’ammoniaque que l’on a constaté dans différentes opérations industrielles, notamment : pendant le l’efroidissement de la soude brute au sortir des fours ; dans la firbrication de la soude caustique, lorsque les lessives rouges concentrées sont traitées par l’azotate de soude; dans les hauts-fourneaux au coke, où dos quantités considérables de sel ammoniac se dégagent avec les gaz. '

Lorsqu’on traite les azotiires de titane, de bore ou de silicium par la potasse en fusion ou par la vapeur d’eau à une température élevée, on obtient un dégagement d’ammoniaque. Woehler a constaté qu’en chauffant au rouge dans un courant d’hydrogène l’azoture de titane TPAz*, on donne naissance à Ti°Az® et à de l’ammoniaque. M. Tessié du Motay a cherché à utiliser ces propriétés des azotures de titane pour préparer industriellement le traz ammoniac.

D’après lui, si l’on fait chauffer les azotures TiAz, Ti'Az^ dans un courant d’hydrogène, il se forme de l’ammoniaque et un azoture correspondant à la formule TiAz". Ce dernier, chauffé en présence d’un gaz inerte, azote ou oxyde de carbone, se décompose en TiAz -1- TMz-. Il suffirait donc, pour produire de l’ammoniaque, d’alterner les courants d’hydrogène et d’azote et d’élever à un moment donné la température.

7“ Un grand nombre de matières organiques contiennent de l’azote. Ces matières

430 EKCYCLOPÊDIE CllDlIQtE.

donnent naissance à de l’ammoniaque, lorsqu’elles se décomposent spontanément on lorsqu’on les soumet à l’action de la chaleur.

Cette source d’ammoniaque est pour l’industrie de beaucoup la plus importante.

Au premier rang des matières qui, en se putréfiant, fournissent de l’ammoniaque, il faut placer l’urine. Ce liquide renferme une substance, ïurée, qui, sous l’influence d’un ferment spécial, se change en carbonate d’ammoniaque.

Dans un chapitre spécial qui traitera de la fabrication industrielle des sels ammoniacaux, on trouvera décrits les appareils employés pour la distillation des urines putréfiées, désignées sous le nom d'eaux vannes.

Ce sont MM. Marguerite, de Sourdeval et Worms de Romilly qui ont installé cette fabrication à Bondy.

L’ammoniaque existe dans les eaux vannes à l’état de sesquicarbonate ou de bicarbonate. On soumet le liqmde à l’action analysante de colonnes de rectification analogues à celles que l’on emploie pour l’alcool. Le liquide distillé marque 18“ Baume.

La préparation du sulfate se fait par l’action de l’acide sulfurique à 55“ sur ce liquide. Les sels évaporés sont relevés à la manière ordinaire sur des soles chauffées avec les chaleurs perdues.

Dans cette fabrication, on peut substituer le plâtre à l’acide sulfurique ; il se forme du carbonate de chaux et du sulfate d’ammoniaque : la réaction est facilitée par l’addition d’un peu de chlorure de calcium.

Les eaux des égouts, les urines, beaucoup d’eaux provenant d’usines de produits chimiques contiennent de notables proportions d’ammoniaque, mais dont l’extractio-n par le procédé précédent entraînerait à des frais beaucoup trop considérables pour qu’on ait pu y songer. MM. Coste et Taupin de Rosnay ont proposé de précipiter l’ammoniaque contenue dans ces eaux à l’état de phosphate ammoniaco-magnésien. Il suffit pour cela d’y introduire, avec de la magnésie, un phosphate acide soluble ou de l’acide phosphorique. Le précipité de phosphate ammoniaco-magnésien est recueilli, séché, puis mélangé de chaux et calciné dans des cornues analogues à celles qui servent dans la fabrication du gaz. Le résidu de la distillation consiste en un mélange de phosphate de chaux et de phosphate de magnésie que l’agriculture peut utiliser. [Annales du Génie civil, 1867.)

La houille contient en moyenne 0,75 pour 100 de son poids d’azote. Lorsqu’on chauffe la houille dans des cornues pour la préparation du gaz de l’éclairage, la majeure partie de cet azote se dégage 'à l’état d’ammoniaque que l’on retrouve dans les eaux de condensation à l’état de sesquicarbonate, mélangé d’un peu de sulfhydrate, de cyanhydrate, de sulfocyanhydrate et de chlorhydrate d’ammoniaque.

Ces eaux sont distillées avec delà chaux, et l’ammoniaque, qui se volatilise, est condensée dans des bacs renfermant de l’eau acidulée par l’acide sulfurique ou l’acide chlorhydrique.

On a trouvé qu’en moyenne 1 mètre cube de ces eaux de condensation peut fournir 50 kilogrammes de sulfate d’ammoniaque.

Quant aux appareils qui sont employés au traitement de ces liquides, il en sera donné ultérieurement une description détaillée.

Malgré la purification que l’on fait subir au gaz de l’éclairage et qui a pour but deledébai’rasser des différentes impuretés qu’il renferme et notamment du gaz am-

moniac, ce dernier s’y rencontre toujours en petite quantité. M. Houzeau a constaté en 1868-69 que 100 litres de gaz de l’éclairage à Paris contenaient en moyenne flefjOO d’ammoniaque et à Rouen 08',1042. [Comptes rend., t. LXXVI, p. 52.)

La carbonisation des différentes substances animales, telles que les os dans la fabrication du noir animal, les déchets de cornes, de peaux, etc., dans celle des cyanures, donne lieu également à un dégagement important de carbonate d’ammoniaque que l’on condense dans un grand nombre d’usines où l’on exploite ces industries.

MM. Dunod et Bougleux recueillaient de 7 à 8 kilos de sulfate d’ammoniaque par lOÛ kilos d’os calcinés. [Comptes rendus des séances de lasociétéd’ encouragement, 1872.)