M. Dewar, Tramaciions delà Société d’Edimbourg

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d’hydrogène pour un volume d’oxygène, le produit de la combustion est de l’eau. Pour le constater, on recouvre d’une cloche bien sèche la flamme que donne l’hydrogène en brûlant dans l’air ; la paroi intérieure de la cloche se recouvre bientôt d’humidité. Avec le noir de platine, la combinaison de l’hydrogène avec l’oxygène se fait presque instantanément. On fait descendre une éprouvette renfermant deux volumes d’hydrogène et un volume d’oxygène sur du noir de platine déposé sur une mèche d’amiante qui est fixée à l’extrémité d’une tige métallique. Le noir de platine devient incandescent et les deux gaz se combinent bientôt avec détonation.

Le noir de platine, offrant une très grande surface de contact, condense les gaz et spécialement l’hydrogène avec lequel il contracte peut-être une combinaison définie. De là résulte une certaine élévation de température capable de déterminer d’abord la réunion des parties d’hydrogène et d’oxygène qui se trouvent en contact avec le métal et par suite, de proche en proche, la combinaison des particules plus éloignées. , ' Fig. 5'2.

Briquet à hydrogène. — Cette propriété de la moo.sse de platine d’enflammer l’hydrogène a été utilisée dans le briquet à hydrogène, dont l’invention est due à Gay-Lussac.

Dans cet appareil, l’hydrogène se produit par la réaction du zinc sur l’acide sulfurique étendu; le gaz peut sortir par un robinet et traverser une petite grille de cuivre G contenant la mousse de platine qui détermine l’inflammation de l'hydrogène.

Le gaz se dégage dans une cloche D qui contient un cylindre de zinc B, suspendu au-dessuû d(i son orifice par un fil de laiton ; cette cloche plonge dans un manchon rempli à moitié d!eau acidulée. Le gaz repousse peu à peu le liquide de la cloche, le chasse bientôt complètement et empêche l’acide de réagir sur le zinc lorsque la cloche est remplie d’hydrogène. Le morceau de zinc, se trouvant ainsi préservé de l’action de l’acide loi sque la cloche est remplie d’hydrogène, peut servir longtemps.

On voit, sur la figure, qu’eü pressant sur le levier /, pour ouvra- le robinet E, on fait; tourner, au moyen d’un engrenage, un plateau qui porte une petite lampe à alcool Mj laquelle vient s’allumer à la flamme de riiydrogèiie entre F et G.

Flamme de l'hydrogène. — La combustion de l’hydrogène dans l’air est accompagnée d’une flamme très pâle, quoique très chaude, pacrce qu’elle ne contient pas de particules solides en suspension. Gette flamme devient lumineuse quand le gaz Cst mélangé à une vapeur riche en carbone, par exemple celle de la benzine ou

de l'essence de térébenthine. L’éclat est alors dù aux particules de charbon que la flamme contient dans son intérieur et qui sont portées à l’incandescence par la chaleur que dégage l’hydrogène en brûlant. Le platine et certains corps solides, qui deviennent incandescents à la haute température produite par la combustion de l’hydrogène, donnent de même un éclat très intênse à la flamme de ce gaz.

MM. Kirchhoff et Bunsen expliquent de la manière suivante les différences d’éclat que présentent la flamme de l’hydrogène pur et celle qui contient des matières solides en suspension. Les gaz absorbent peu la lumière à toutes lés températures ; ils sont peu éclairants parce que le pouvoir émissif des corps pour la lumière est proportionnel à leur pouvoir absorbant. Un corps opaque qui absorbe facilement la lumière doit donc, à une même température, en émettre beaucoup plus que les gaz .et par suite devenir plus brillant.

La flamme de l’hydrogène qui est très pâle quand la combustion s’effectue sous la pression ordinaire prend, d’après M. Frankland, un éclat très vif lorsque ce gaz brûle sous une forte pression *.

Harmonica chimique. — Si l’on enflamme l’hydrogène qui se dégage à l’extrémité effilée d’un tuho de verre droit, adapté sur un appareil producteur de ce gaz, et si on entoure la flamme d’un tube de verre que l’on abaisse peu à peu, on la voit d’abord se rétrécir sans augmenter beaucoup de longueur, puis on entend un sou agréable ou déchirant suivant la position de la flamme dans l’intérieur du tube. L’appareil, employé pour cette expérienccj porte le nom d'harmonica chh mique.

M. Scheetter explique le phénomène de la manière suivante :

Quand on observe dans l'obscurité un jet de gaz enflammé qui donne lieu au phénomène de l’harmonica chimique, on aperçoit, indépendamment de la flamme extérieure, allongée et jaune de l’hydro-

1. M. Franldand, Philosophical transactions, t. CLI, p. 629.- Annales de chimie et de physique (4), t. XVI, p. lOô.

HYDROGÈNE

gène qui brûle, une autre flamme bleue qui semble entrer par la pointe dans le tube de dégagement lui-même. Ces deux flammes ont pour base commune l’orifice du tube effilé; elles ne brûlent pas simultanément, mais elles se succèdent à des Intervalles très courts. 11 en résulte des intermittences qui sont tellement rapprochées, qu’elles sont insaisissables pour l’observateur en raison de la persistance des impressions sur la rétine. Ces intermittences sont la cause du son.

Voici les conditions qui les déterminent. Le courant d’air qui monte dans le tube extérieur allonge et entraîne la flamme extérieure et détermine, par celamême, un écoulement plus rapide du gaz. 11 en résulte une diminution de -tension dans le flacon de dégagement, et par suite rentrée de l’air par l’orifice du tube effilé et apparition de la flamme intérieure. Mais celle-ci ne tarde pas à opérer elle-même une sorte de succion ou d’appel qui, en accélérant l’écoulement du gaz, détermine la sortie de la flamme intérieure balayée hors du tube par le gaz qui arrive derrière elle. Le même jeu se répétant, cette flamme intérieure est formée sans cesse, et sans cesse entraînée hors du tube. 11 en résulte des oscillations de la colonne d’air, oscillations qui produisent le son.

Toutes les circonstances qui empêchent la formation de la flamme intérieure s’opposent aussi à la production du son. Si la combustion de l’hydrogène sulfuré ne donne pas lieu au phénomène de l’harmonica chimique, c’est que l’acide sulfureux qui se forme empêche la rentrée de l’air dans le tube effilé et par conséquent la formation de la flamme intérieure.

Si le nombre des oscillations qui ont lieu dans une seconde se rapproche de celui des vibrations que la colonne d’air, dans le tube de verre, doit exécuter pour produire le son fondamental, ce son se fera entendre, et il passera même à l’octûve immédiatement supérieure, si le nombre des oscillations dans une seconde devient double.

Lorsqu’on produit un son d’un ton égal à celui que donne l’harmonica, ou plus élevé d’une octave, la flamme s’agite fortement, et quelquefois elle s’éteint (Schaffgostsch).

Température de combustion de l'hydrogène. — MM. Deville et Debray ont évalué approximativement à 2500" la combustion de l’hydrogène dans l’oxygène. A cet effet, ils déterminaient la quantité de chaleur absorbée par une masse considérable de platine, maintenue longtemps en fusion dans la flamme du chalumeau à gaz oxhydrique. Cette fusion s’opérait dans un four à réverbère en chaux ; la conductibilité de cette substance étant très faible, on peut admettre qu’au bout d’un certain temps le métal incandescent a pris la température de la flamme. Le platine fondu est ensuite projeté dans de l’eau ; la mesure de l’élévation de température que prend la masse liquide permet de calculer approximativement la température initiale du métal.

La quantité de chaleur, absorbée par l’unité de poids du platine fondu et amené à la température de la flamme, dépend de la chaleur spécifique du platine à l’état solide et à l’état liquide, de la température et de la chaleur latente de fusion du métal. La chaleur latente est calculée d’après une formule empirique due àM. Person. Ces expériences, accompagnées d’explosions terribles, n’ont pas été suivies d’assez près pour être bien décisives

t. It. Deville, Leçons âe chimie et de physique, 1861.

M. Bunsen est arrivé, par une méthode toute différente, à un résultat asssez voisin du précédent (2853" à 2834"), en étudiant les pressions qui se produisent dans un eudiomètre fermé au moment de l’explosion du mélange*. On trouvera dans le premier volume de cet ouvrage tous les détails que comporte cette question intéressante.

Quantités de chaleur dégagées dans la combustion de l'hydrogène., — On sait que 8 grammes d’oxygène se combinent avec 1 gramme d’hydrogène pour former 9 grammes d’eau. A la température ordinaire la chaleur dégagée est représentée par 54,5 calories; mais cette quantité de clialeur n’exprime pas uniquement le travail chimique, elle représente encore des travaux physiques. Eu effet, après la combinaison, les corps ont changé d’état : l’hydrogène et l’oxygène étaient gazeux, l’eau est liquide. La chaleur dégagée comprend donc le travail correspondant à la vaporisation de l’eau. Si l’on défalque la chaleur dégagée par la transformation physique de la vapeur d’eau en liquide, la chaleur développée par la transformation de l’eau gazeuse se réduit à 29 cal. 05 à zéro et sous la pi’ession de 5 millimètres.

Mais cette quantité de chaleur varie avec la température, quoique plus faiblement. A 100", sous la pression atmosphérique, elleest de 29 cal. 5 ; à 200°, et sous lamème pression, elle est égale à 29 cal. 4. Ces variations sont dues principalement au travail physique de la pression extérieure qui n’est pas la même sur la vapeur d’eau et sur les gaz composants (ox3-gène et hydrogène) à cause du changement survenu dans les gaz combinés ; on sait, en effet, que 2 volumes d’hydrogène et 1 volume d’oxj'gène forment deux volumes de vapeur d’eau.

Enfin, si la combinaison de l’oxygène avec l’hydrogène s’effectuait à zéro, la chaleur dégagée s’élèverait à 55,2 calories parce qu'elle serait augmentée à cause du travail physique qui correspond à la solidification de l’eau *.

Le tableau suivant fournit, d’après M. Berthelot, les variations que subit la clialeur dégagée par la combinaison de l’oxygène avec l’hydrogène suivant la température à laquelle s’effectue la réaction.

Quanlilé de chaleur dégagée par la formation d'un double équivalent d'eau ll"0" 18 grammes.

k la température de

Eau solide . .

1 Croît régulièrement

avec l’élévation de

( température.

( Décroîtrégulièrement

Eau liquide. ,

1 avec l’élévation de

( Vapeur saturée .

1 (pression variable). ) ° ’ j Pression y

( température.

Eau gazeuse . .

l Croît régulièrement < avec l’élévation de

l atmosphérique. ) ”

f température.