ACTION DE LA CHALEUR, DISSOCIATION

L’acide iodhydrique est décomposable par la chaleur en ses éléments. Ce fait est facile à mettre en évidence. Il suffit de chauffer un ballon rempli de gaz iodhydrique pour lui voir prendre la teinte violette de la vapeur d’iode et, si l’on ouvre le

ballon sur l’eau, l’acide iodhydrique sera immédiatement dissous, le liquide prendra une teinte rouge violacée tenant à ce que l’iode libre s’est dissous dans le liquide, et il restera un résidu d’hydrogène.

Mais, comme inversement, la vapeur d’iode et Fbydrogène réagissent sous l’action de la chaleur pour former de l’acide iodhydrique, la décomposition de cet hydracide doit demeurer incomplète. Existe-t-il, pour toutes lès températures où la combinaison de deux éléments et la décomposition du gaz composé se produisent, une limite commune, correspondant à une tension fixe de l’un des éléments, de l’hydrogène, par exemple ?

La dissociation de l’acide iodhydrique a été mise en évidence par M. Hautefcuille en 1807 {Comptes rendus, LXIV, p. 608, et Bidletin de la Soc. Chim. (2), I, p. 205) et étudié en détail, plus récemment, par M. G. Lemoine {Comptes rendus, LXXX, p. 792-1875 et LXXXV, p. 144-1877).

La dissociation de l’acide iodhydrique, s’effectue à des températures qui sc prêtent facilement à des déterminations thermométriques, et la tension de dissociation se déduit du volume d’hydrogène mis en liberté par l’action de la chaleur. Les deux gaz ou vapeur qui, en se combinant, forment le gaz iodhydrique, s’unissent à volumes égaux, sans condensation. C’est donc un des exemples les plus simples que l’on puisse choisir de dissociation d’un système homogène. Malgré -cela la question est encore fort complexe, et l’étude en est beaucoup plus délicate que celle des systèmes non homogènes (carbonate de chaux, chlorures ammoniacaux, etc.).

Il résulte des recherches de M. Hautefeuille que l’acide iodhydrique commence à se dissocier vers 180“ sous la pression ordinaire ; la proportion du gaz dissocié atteint rapidement 2,6 pour 100 à 440“ et 3,4 pour 100 à 700“.

La proportion de gaz dissocié paraît augmenter rapidement avec la pression supportée par l’acide à une température donnée ; aussi la mousse de platine, qui agit d’ordinaire en condensant les gaz, produit-elle le même effet que la pression. Cette influence de là mousse de platine se fait sentir également sur la combinaison des deux éléments.

L’hydrogène et la vapeur d’iode', qui ne se combinent pas sensiblement quand on les fait passer dans un tube chauffé, entrent en combinaison à la même température quand on opère en vase clos, surtout sous pression.

Pour mettre en évidence la réversibilité du phénomène, M. Hautefeuille faisait passer sur de la mousse de platine, maintenue à une température fixe, des volumes rigoureusement égaux d’hydrogène et de vapeur d’iode; la combinaison des deux gaz a lieu d une manière partielle. Inversement si, à la même températui’e, nous faisons passer sur de la mousse de platine du gaz iodhydrique, la proportion des éléments qui se séparent est rigoureusement égale à celle des éléments restés libres dans Pacte de la combinaison.

En l’absence de la mousse de platine, il faut, pour arriver à un état d’éqüilibre indépendant de l’état initial, qu’on opère à plus basse température. Aux températures élevées, l’attaque du verre est manifeste ; elle se produit même avant la température rouge, et il se forme, aux dépens du sulfate de soude que le verre contient habituellement, de l’hydrogène sulfuré. Il est donc à craindre que les équilibres obtenus dans des vases de vei’re scellés, surtout lorsque le temps de chauffe est prolongé, ne soient la résultante d actions comple.xes dont il est bien difficile de tenir compte.

ACIDE lODIlYDRIQUE.

M. G. Lemoine a étudié successivement ‘ :

1» Pour un système à équivalents égaux des deux éléments, l’influence de la tempéi’ature et de la pression, tant au point de vue de la valeur de la limite de réaction que de la vitesse avec laquelle cette limite est atteinte ;

2“ L’influence de l’excès d’un des éléments ;

3“ L’action des corps poreux.

1“ Lorsqu’on chauffe, en tubes scellés, équivalents- égaux d’hydrogène et d’iode la limite de combinaison dépend de la température et de la pression.

Ainsi, sous une même pression de 2 atmosphères, à 350“ (vapeur de mercure) et MO” (vapeur de soufre), on a trouvé, pour le rapport de l’hydrogène libre à l’hydrogène total :

Temijcralures. Rapport de l'hydrogène libre

à l’hydrogène total.

Si, à une même température, on fait varier la pression, on trouve pour le rapport limite de l’hydrogène libre à l’hydrogène total des nombres différents. Mais les variations sont faibles; malgré cela, on doit conclure avec M. Lemoine que, dans les gaz très condensés, la combinaison de l’iode et de Vhydrogène est un peu plus complète que dans les gaz très dilués. On a observé, en effet, à la température de 440»,

Pression, Rapport de l’hydrogène libre

à l’hydrogène total.

Les limites de combinaison, qui sont mesurées ici par le rapport de l’hydrogène libre à l’hydrogène total, ne sont atteintes qu’ après des temps très variables, suivant les circonstances de température et de pression où l’on maintient le mélange gazeux. Ainsi, tandis que, à 440», l’équilibre est presque atteint au bout d’une heure, à 260» il faut chauffer pendant près d’un mois pour décomposer 2 pour 100 d’acide iodhydrique à la pression de 2 atmosphères, et, si l’on chauffe pendant le même temps, à la même température, le mélange à équivalents égaux d’iode et d’hydrogène, un tiers seulement de la masse est entré en combinaison.

Le tableau suivant donnera une idée de la lenteur à laquelle, même à 350», l’équilibre est atteint, soit que l’on prenne comme point de départ le mélange d’hydrogène et de vapeur d’iode sous la pression de deux atmosphères, soit l’acide iodhydrique à la même pression L

1. Sous né pouvons que résumer ici les recherches si délicates de 51. Lemoine. Dans le premier volume de cette encyclopédie, on trouvera, à l’article Études sur les équilibres chimiques, les expériences de M. Lemoine, rapportées pftr ce savant et étudiées mathématiquement.

2. L’attaque du verre par l’acide iodhydrique, signalée par 51. llautcfcuille, et inévitable dans des expériences d’aussi longue durée, nécessitait des corrections. 51. Lemoine a dû corriger ses résultats à l’aide de coefficients déterminés pour chacune des circonstances particulières de ses expériences.

Hydrogène et vapeur d’iode. .Ycidc iodliydrique.

Rapport de

Rapport de

Durée de

l'hydrogène liljre à

Durée de

l’hydrogène libre à

l’oxpérieucc eu heurs

is. l’iiydrogèue totat.

l’expérience en heures.

l’hydrogène total.

A une même température, l’équilibre s’établit d’ailleurs d’autant plus lentement que le système est plus raréfié.

Pour le système à volumes égaux d’hydrogène et d’iode, à 550“, l’équilibre paraît établi,

sous la pression de 4 atm., au bout de 76 heures,

)) 2 atm. » 527 »

sans qu’on pùt afOrmer cependant, dans ce dernier cas, que la limite fîit atteinte.

2“ Influence de l’excès d'un des éléments. — Un excès d’hydrogène a pour effet de donner à l’acide iodhydrique de la stabilité. Mettons 1 équivalent d’hydrogène en présence de 1, 2, 5 et 4 équivalents d’iode, dans un vase de meme capacité, déterminée de telle sorte que, à une même température, 440“ par exemple, la pression totale du système soit la même 0*‘,9 et calculons, à l’aide des données de l’expérience, le rapport qui existe entre • l’acide iodhydrique dissocié et l’acide iodhydrique qui se formerait si tout l’iode entrait en combinaison ; on aura :

Rapport de III

Rapport de III

Système initial.

dissocié à Ht

persistant à III

possible.

possible.