SPECTRE DU CARBONE

1. — L'étude spectrale du carbone a donné lieu à un très grand nombre de travaux dont il est assez difficile aujourd’hui de donner le résumé. Le mot « spectre du carbone » ne présente pas en effet à l’esprit une idée nette, car ce spectre a toujours été observé dans des circonstances où l’on n’est pas sûr que le carbone soit le seul corps lumineux. Les spectres des corps carbonés vai'ient entre eux et varient aussi selon la méthode employée pour les éclairer ; il faut donc entendi-e par le mot spectre du carbone la partie commune des diverses apparences observées avec les divers composés du carbone.

Swan {Edinburgh Phil. Trans., t. XXI, p. 4H) a examiné en 1856 le spectre de la lumière obtenu dans la flamme du bec Bunsen et de divers hydrocarbures : il s’est attaché surtout à la description de 4 lignes bleues, observées dans la flamme pâle du gaz d’éclairage. Âttfield {Phil. Trans., 1862, p. 221) a continué ces observations et décrit un nombre plus considérable de lignes qu’il considère comme appartenant en propre à la vapeur de carbone.

Pluckcr et Hittorf ont étudié le spectre de divers composés carbonés éclairés dans des tubes de Geissler, et ont observé de très importantes différences selon la nature chimique de la substance carbonée employée : ils font remarquer que le spectre du cyanogène reproduit les lignes existant dans les spectres de tous les autres composés carbonés.

Morren {Ann. de chim. et de phys. (4), t. IV, p. 305) a confirmé les vues d’Attfield au sujet du spectre réel du carbone, mais les dessins qu’il a donnés sont notablement différents : d’après cet auteur, le meilleur procédé pour observer le spectre du carbone consiste à faire brûler du cyanogène dans l’oxygène : il se produit une lumière blauc-verdàtre, qui donne un spectre d’un grand éclat. Le spectre propre du cyanogène y est très effacé et celui de l’azote disparaît complètement. On y observe des centaines de lignes noires très rapprochées. Avec le sulfure de carbone, les résultats sont les mômes, mais avec quelques complications. Morren a donné un dessin approfondi du spectre obtenu avec l’étincelle éclatant dans le cyanogène. Il se produit dans ces circonstances un dépôt de charbon qui n’empêche pas l’observation: Ce spectre comprend, dans le rouge, 2 bandes, dans l’orangé 4, dans le jaune 2, dans le vert 8; puis vient un large espace obscur ; enfin, dans le bleu, 7 bandes, et dans le violet, 7.

D’après Lielegg {Phü. Mag., XXXVII, 208), la combustion du gaz d’éclairage et celle de l’éthylène donnent naissance à des spectres semblables ; le dernier est seulement un peu plus développé vers le violet. La flamme de l’alcool, celle d’une bougie fournissent des résultats du même genre. L’oxyde de carbone et le cyanogène donnent des spectres tout différents : Lielegg conclut de ses recherches que l’on ne peut regarder les expériences faites en brûlant ces différents corps comme susceptdfles de définir le spectre réel du carbone lui-même. Dans les tubes de Geissler, au contraire, on obtiendrait, d’après lui, le véritable spectre du carbone superposé à celui de l’hydrogène, si l’on emploie dos carbures, à celui de l’oxygène s il s’agit de l’oxyde do carbone.

Enfin, d’après Angstrom, les raies véritables du carbone sont les suivantes, obtenues, en même temps que les raies de l’oxygène, par l’action de l’ctincelle éclatant dans l’acide carbonique :

D’après le même auteur, les bandes ombrées attribuées par Morren et Attfield au carbone, sont propres à l’acétylène : ces bandes correspondent aux longueurs d’ondes suivantes :

2. — Ce spectre spécial de l’acétylène a été étudié par MM. Berthelot et Richard [Ann. de chim. etdephys. (4), t. XYIll, p. 192). Il est nécessaire de diluer l’acétylène dans un grand excès d’hydrogène (de 5,5 à 1,7 pour 100 d’acétylène), de manière à empêcher la précipitation du charbon sur le parcours de l’étincelle. Un tel mélange gazeux présente le spectre de l’hydrogène, celui du carbone et une multitude de bandes étroites et brillantes, séparées par de fines lignes noires, placées entre le jaune et le vert : ces raies sont regardées comme caractéristiques de l’acétylène ; elles n’apparaissent que sous une pression faible. On les produit également avec le mélange d’hydrogène et de vapeur de benzine, mélange dans lequel l’étincelle, en effet, met en liberté de l’acétylène. Au contraire elles ne se forment point avec l’oxyde de carbone pur, ni avec l’oxyde de carbone mêlé d’hydrogène.

M. Salet [Ann. de chim. et de phys. (4), t. XXVIII, p. 60) a toujours observé avec les carbures d’hydrogène le spectre de l’acétylène, et avec le cyanogène le spectre de l’azote. Les composés carbonés sont d’ailleurs dans l’analyse spectrale une source d’erreurs fréquentes : c’est ainsi que dans les tubes de Geissler, les moindres traces de matières organiques peuvent donner lieu accidentellement à la production des bandes qu’Angstiôm atti ibue à l’oxyde de carbone (500,9; 519,6; 485,4; 451).

CARBONE

5 . — On voit que, pour ce qui concerne le carbone, les résultats de l’analyse spectrale sont assez douteux et contradictoires. Quoi qu'il en soit, les spectres que l’on a représentes, sont composés de bandes sillonnées de nombreuses lignes noires, et offrent les caractères des spectres primaires. Remarquons, à ce jn-opos, avec M. Salet {Ann. de chim. et de phys., 4° série, t. XYIIl, p. 60), qu’un corps aussi peu volatil que le charbon doit donner à la température élevée produite sur le passage de l’étincelle un spectre du même genre que ceux que nous présentent à des températures moins hautes les corps de volatilité moyenne. De plus, les atomes de carbone pouvant se grouper avec facilité, il n’y a rien de surprenant à ce que les substances formées par la réunion de ces atomes produisent un spectre de même apparence que ceux des corps composés.

4. — Le spectre de la flamme du convertisseur Ressemer a été étudié par Roscoë {Proceed. ofthe Manchester literary and philosophical Society), qui a cru y reconnaître les raies propres du carbone, puis par Lielegg {loc. cit.) ; on a même utilisé industriellement le spectroscope pour suivre les progrès de la décarburation de l’acier. Ces observations ont été singulièrement contredites par M. Watts {Pliil. Mag., (4), XLV, p. 81), d’après lequel les lignes observées sei’aient dues au manganèse etnon au carbone : Les spectres obtenus en chauffant dans la flamme oxyhydrique divers composés manganiques, chlorure, pyrolusite, etc., coïncideraient exactement avec celui qu’on obtient à l’aide de la flamme de Ressemer. Toutefois ces résultats paraissent étranges si l’on se rappelle que ce spectre cesse de se produire au moment même où tout le carbone est brûlé.

5. —L’analyse spectrale de la comète 61881 a donné lieu tout récemment à d’intéressantes études. M. Huggins {Comptes rendus, t. XCIII, p. 26) a photographié ce spectre et y décrit deux raies très brillantes correspondant au commencement d’uir groupe de raies brillantes qui se trouve dans les spectres des composés du carbone, et un autre groupe d’un éclat plus faible. D’après MM. Liveing et Dewar, l’ensemble de ces lignes caractérise le cyanogène. M.Thollon {Comptes rendus, t. XCII, p. 1481) a observé dans le spectre de la nébulosité entourant le noyau 3 bandes se détachant sur un fond continu, dont les positions, mesurées avec soin, coïncident presque absolument avec le spectre fourni par la flamme bleue de l’alcool, à l’exception d’une bande violette que ne fournit pas la comète.

Il faut donc admettre dans la matière de cette comète la présence du carbone, de l’hydrogène et de l’azote : ces observations, d’après M. Berthelot {Comptes rendus, t. XLIII, p. 27), semblent rendre vraisemblable l’origine électrique de la lumière des comètes, les spectres de l’acétylène et de l’acide cyanhydrique caractérisant en effet l’illumination électrique d’un gaz contenant du carbone, de l’azote et de l’hydrogène, libres ou combinés.