xygène

carbôniq.

Oxyde de

Charbon de bois de pin.

— de peuplier.

— de frêne.

Noir animal.

Noir animal lavé à l'acide chlorhyd.

Ainsi, le charbon détermine non seulement un phénomène d'absorption, mais encore des réactions directes ; nous allons citer plusieurs autres exemples de ce genre.

Les expériences de Calvert (Comptes rendus, LXIV, p. 1246) montrent (jue le charbon saturé d’oxygène peut produire certaines oxydations. Calvert s’est servi de charbon de bois purifié par des lavages à l’acide chlorhydrique. Ce charbon est chauffé, puis introduit dans une atmosphère d’oxygène. Ainsi préparé, il transforme l’acide sulfureux en acide sulfurique, l'hydrogène sulfuré en acide sulfurique et eau, l’hydrogène phosphore en acide phosphorique et eau. Avec le gaz ammoniac on n’a point constaté d’oxydation. L’alcool est changé en acide acétique. Les carbures eux-mêmes (éthylène, propylène, amylène) subissent une oxydation profonde avec mise eu liberté d’acide carbonique et d’eau. Dans le cas de l’amylène, Calvert indique la formation simultanée de produits secondaires

Voici quelques exemples de réactions directes, qui ne se produiraient pas, ou ne se produiraient qu’avec lenteur, si les corps étaient en simple contact, et qui sont facilitées par le pouvoir de condensation du charbon.

Le charbon de bois calciné absorbe de grandes quantités de chlore : certains échantillons fixent presque leur poids de gaz. Si l’on fait passer simultanément iin courant d’acide sulfureux, une combinaison directe se produit, et l’on recueille du chlorure de sulfuryle (Melsens, Comptes rendus, t. LXXYI, p. 92). On sait que sous l’influence du simple contact et de la lumière, ces deux gaz ne s’uniraient que lentement. Avec le concours du charbon, ce procédé est le plus pratique de tous pour obtenir le chlorure de sulfuryle. Dans cette expérience, le charbon s’échauffe, tant par suite de la condensation des gaz qu’en raison du dégagement de chaleur produit par la réaction (SO^-+-Cl = SO^Cl gaz. dégage-|-13cai,5, J. Ogier).

Si l’on fait passer un courant d’hydrogène sur du charbon saturé de chlore, il se forme, d’après M. Melsens, des doses notables d’acide chlorhydrique. Les gaz doivent avoir été soigneusement séchés ; la réaction a lieu même dans l’obscurité. En même temps que l’acide chlorhydrique gazeux se dégage, il y a entraînement d’une partie du chlore. Ici, la température s’abaisse; la chaleur absorbée par la séparation du chlore gazeux l’emportant sur la chaleur dégagée par la formation du gaz chlorhydrique (-+- 22®“*).

L’eau agit sur le charbon chloré en produisant de l’acide chlorhydrique et de l’acide carbonique. Une partie du chlore se dégage et la température s’élève (Melsens, loc. cit.).

M. Damoiseau utilise le pouvoir condensant du charbon pour réaliser pratiquement certaines substitutions du chlore ou du brome dans les composés organiques (Comptes rendus, t. LXXXIII, p. 60). Le charbon préjiaré selon les indications de Bussy (sang calciné avec du carbonate de potasse) est très convenable pour ces réactions, tandis que le noir animal lavé est peu commode à cause de son état pulvérulent. On obtient très facilement la série des dérivés chlorés du chlorure d’éthyle C*H®C1 en dirigeant sur ce charbon, chauffé de 250“ à 400“, un mélange en proportions convenables de chlore et de chlorure d’éthyle. La substitution est si nette, qu’on peut presque à volonté produire les chlorures d’éthyle mono, bi, tri, quadri et perchlorés de Régnault. C’est un pi-océdé fort commode de préparation du dernier de ces corps (sesquichlorure de carbone), qui présente aujourd’hui un certain intérêt dans l’industrie des couleurs d’aniline,

La réaction du clilore sur l’éthylène est si vive qu’elle détermine l’incandescence du charbon et la destruction d’une partie des produits. Si l’on part du chlore et du chlorure d’éthylène, on produit ta série des chlorures d’éthylène chlorés.

Les substitutions bromées s’effectuent plus aisément encore. Pour préparer tel ou tel de ces dérivés, on réalise d'abord le mélange convenable de brome et de bromure d’éthylène ou d’éthyle, et l’on fait tomber ce mélange sur le charbon chauffé, de sorte que les proportions réagissantes soient toujours celles qui correspondent au mélange primitif. Cette méthode peut s’appliquer d’une manière générale à la préparation de beaucoup de composés chlorés ou bromés non décomposables à 400°. C’est ainsi que M. Damoiseau a pu obtenir le bromoforme et le chloroforme pai' des réactions directes.

Tout récemment, M. Riban a indiqué un procédé facile de préparation de l’oxychlorure de phosphore, consistant à faire agir un mélange de chlore et d’oxyde de carbone sur du noir animal non lavé. Le phosphate de chaux contenu dans le noir est réduit dès la température de 530-340“. Les rendements en oxychlorure sont considérables (environ 50 pour 100 du poids du charbon). Si l’on essaye la même réaction avec du phosphate tribasique seul, on n’observe aucune attaque. D’autre part, le chlore sans oxyde de carbone n’agit pas davantage sur le noir animal. Il en résulte que l’oxyde de carbone est le véritable agent réducteur, mais que le charbon joue un rôle important en déterminant la condensation du gaz au contact du phosphate de chaux.

Le même mélange de chlore et d'oxyde de carbone en présence du noir animal, donne des résultats tout différents si l’on opère à la température ordinaire. 11 se produit alors simplement de l’oxychlorure de carbone, et le charbon intervient seulement comme agent de condensation. L’échauffement est considérable, et l’on doit refroidir le tube contenant le noir animal. (Paterno, Gazz. chim. iial., 1878, t. VIll, p. 233.)

6. Charbon platiné. — L’addition de platine très divisé modifie d’une manière remarquable les propriétés absorbantes du charbon de bois. Ce charbon platiné s’obtient simplement en faisant bouillir quelques minutes le charbon de bois avec une solution de bichlorure de platine : puis on chauffe au rouge dans un creuset fermé, de manière à détruire le bichlorure.

Cette substance possède le pouvoir absorbant du charbon, qui est plus considérable que celui de la mousse de platine : de plus elle est apte à déterminer des combinaisons chimiques avec presque autant de facilité que la mousse de platine elle-même. Ainsi un charbon contenant seulement 6 pour 100 de platine réalise en peu de minutes la combinaison de l’hydrogène et de l’oxygène. Pour une plus forte proportion de métal, la réaction a lieu presque instantanément avec explosion, comme avec la mousse de platine. Dans un jet de gaz d’éclairage le charbon platiné devient incandescent : il reste rouge également dans la vapeur d’alcool et l’espritde-bois, et peut servir à répéter les expériences classiques de lampes sans flamme : au contact de Pair il transl'orme l’alcool eii acide acétique. S’il renferme des doses très faibles de platine, les mômes effets se produisent, mais plus lentement : la combinaison de l’hydrogène et de l’oxygène dure plusieurs heures avec un charbon contenant 0,23 pour 100 de métal. (Stenhouse, Chem. Soc. J., t. Vlll, p. 105.)

7. Charbons décolorants. — Le des charbons décolorants est, comme nous l’avons dit, le noir animal. Les actions qu’il peut exercer sont multiples.

Certaines substances sont séparées du liquide qui les tient en dissolution, et fixées sur les pores du charbon : c’est ce qui arrive avec plusieurs matières colorantes végétales. En général, dans ces conditions, la matière colorante n’est pas détruite, mais simplement emmagasinée dans le charbon. Ainsi du tournesol, filtré à travers du noir animal, passe incolore, mais il suffit de laver le noir avec une solution légèrement alcaline pour voir reparaître la couleur bleue. La matière colorante du vin, l’indigo, beaucoup d’autres substances sont retenues ainsi par le noir animal.

L’emploi du noir animal pour la purification des sirops dans l’industrie du sucre, repose sur une action un peu plus complexe : il s’agit ici non seulement d’éliminer une matière colorante, mais aussi d’absorber de la chaux ou des sels de chaux : le noir animal, agissant à la fois par le charbon et par les phosphates calcaires qu’il renferme, convient très bien uour ce double usage, bien que, au point de vue de la décoloration seule, il existe plusieurs matières plus actives à poids égal ; c’est un fait reconnu que les phosphates de chaux et de magnésie jouissent de la propriété d’enlever la chaux à l’eau de chaux : cette propriété appartient môme au phosphate tribasique, comme si l’acide phosphorique pouvait absorber plus de trois équivalents de base, fait confirmé d’ailleurs par des expériences d’un autre ordre, notamment par les études thermiques. Disons cependant que d’après certains auteurs, l’absorption de la chaux par le noir aurait lieu exclusivement à la faveur de l’acide carbonique condensé dans les pores du charbon.

La faculté d’absorber les sels de chaux rend le noir animal très propre à la confection de filtres pour les eaux trop calcaires.

La valeur d’un noir animal comme agent décolorant peut être déterminée de diverses façons ; on a proposé, par exemple, l’emploi d’une solution d’indigo titrée par le permanganate : on fait bouillir un poids connu de matière avec nu volume déterminé d’indigo, et on laisse reposer vingt-quatre heures, puis on titre l’indigo restant. Ce procédé présente, comme les autres, une certaine incertitude à cause de la difficulté d’amener les divers échantillons à un état de division absolument identique. On peut encore obtenir des indications sur la valeur industrielle d’un noir, en décolorant une solution type de mélasse.

8. —Diverses substances peuvent produire, à poids égal, des effets décolorants plus intenses que le noir animal.

On en jugera par le tableau suivant, emprunté à Graham [Eléments ofChemislry, 2® édition, t. I, p. 161) : à défaut de chiffres rigoureusement comparables, ce tableau donne une idée approchée des résultats qu’on peut obtenir avec les différentes compositions ci-dessous. Le noir ordinaire est ici pris comme le type ayant le moindre pouvoir décolorant, vis-à-vis soit d’une solution d’indigo, soit d’un sirop de sucre.

CARBONE

Pouvoir décolorant pour l’indigo.

Pouvoir décolorant

le sirop de sucre.

Sang calciné avec le carbonate de potasse.

— avec le phosphate de chaux.

Blanc d’œuf calciné avec le carbonate de potasse ...

Gluten calciné avec le carbonate de potasse.

Colle forte calcinée avec le carbonate de potasse ....

Charbon do l’acétate de potasse.

Charbon do l’acétate de soude .

Noir de fumée.

Noir de fumée calciné avec le carbonate de potasse..

Noir animal lavé aux acides et calciné avec la potasse.

Noir animal lavé à l’acide..

Huile calcinée avec le phosphate de chaux.

Noir animal ordinaire.

Parmi ces diverses compositions nous .signalerons d’abord le charbon léger, spongieux, très propre aux expériences de condensation et de décoloration, que M. Bussy a obtenu en calcinant un mélange de 4 parties de carbonate de potasse avec 1 partie de sang desséché, à une température qui ne doit pas atteindre le rouge. Ce charbon est ensuite épuisé par l’eau bouillante et séché. (Journal de Pharmacie^ t. Vlll, p. 257.)

Gawalowski (Dingl. PoL, t. CCIV, 258) propose l’emploi de morceaux de pierre ponce imprégnés de sang, calcinés en vase clos, puis lavés et séchés.

D’après M. Melsens (Acad. roy. de Belgique, t. XXXYIII, 2“ série, n“ 7, 1874), on obtient des charbons rappelant de très près par leur constitution et leurs propriétés le noir d’os ordinaire, en imprégnant avec une solution chlorhydrique de phosphates calcaires des matières organiques diverses telles que fragments de bois, sciure, tan, tourbes, charbons de bois, noir de fumée; après avoir laissé égoutter, on calcine, on lave à l’eau pour enlever le chlorure de calcium et on calcine une seconde fois. M. Melsens a pu préparer de cette façon des charbons plus décolorants à poids égal que le meilleur- noir animal, mais ils présentaient généralement l’inconvénient d’être beaucoup plus légers que le noir ordinaire, de surnager la plupart des solutions sucrées et d’exiger pour les usages industriels des filtres de trop grandes dimensions. Les sciures imprégnées de phosphates puis mélangées à des argiles et calcinées, ne donnent pas un meilleur produit que celui qu’on prépare sans addition d’argile. Les charbons de bois saturés de sulfate d’alumine, et fortement chauffés, n’ont également pas fourni des matières décolorantes très efficaces ; en sorte que la substance minéi’ale active du noir animal paraît bien être le phosphate calcaire. Une composition préparée avec du bois plongé dans une solution de sulfate de magnésie a fourni un charbon renfermant 50 pour 100 de cendres magnésiennes, doué de propriétés très actives, tandis que du charbon tout formé et imbibé de la même solution n’a donné que de mauvais résultats. Dans tous les procédés de reproduction de noirs décolorants, la manière dont est conduite l’action de la chaleur paraît avoh’ une grande influence. Il résulte en définitive de ces expériences, présentées d’ailleurs par M. Melsens comme de

simples essais de laboratoire, que la préparation des charbons décolorants artificiels est un problème présentant de sérieuses difficultés, que l’industrie arrivera sans doute à résoudre.

9. — Le noir animal produit une foule d'autres réactions intéressantes. 11 sépare l’iode non seulement de ses solutions, mais aussi de ses sels : il réduit lentement l’oxyde de plomb. Les solutions de chlorure de platine sont rapidement absorbées à chaud (voir plus haut). Le perchlorure de fer est réduit à l’état de protochlorure ; dans ce cas une trace de matière organique entre en dissolution, mais il ne se dégage ni oxyde de carbone ni autre gaz carboné ; il semble donc que la réduction soit due à de l’hydrogène occlus dans le charbon (Heintz. Lieb. Ann., t. GLXXXVll, p. 227). L’ammoniaque est séparée en petite quantité de ses solutions étendues. Les sels ammoniacaux sont aussi faiblement absorbés, et en même temps décomposés : cette décomposition est plus profonde avec les sels des acides polybasiques qu’avec ceux des acides monobasiques; ainsi l’acétate est absorbé presque sans altération, tandis que le sulfate est partiellement décomposé (Biriibaum et Bomasch, Dingl. PoL, t. CGXYlll). Une solution d’acétate ou de nitrate de plomb, mise au contact du charbon, contient au bout de quelque temps de l’acide acétique ou de l’acide nitrique libres.

Un grand nombre de matières organiques sont fixées par le charbon, par exemple le tannin, divers alcaloïdes, les principes amers du houblon, de la gentiane, les résines en solutions alcooliques : il importe, lorsqu’on emploie cette substance pour la décoloration des corps organiques, de ne pas perdre de vue ces absorptions possibles, qui peuvent exposer l’observateur à de nombreux mécomptes.

En vertu d’une action chimique secondaire due à l’oxygène condensé, le noir animal colore en rouge à l’ébullition une solution incolore de leucaniline. (Hoffmann, Deutsch Chem. Gesell., t. Yll, 494.)