C. — CHALEUR SPÉCIFIQUE

La chaleur spécifique du diamant est, comme celle du carbone amorphe et du graphite, variable avec la température, et ne paraît pas au premier abord suivre la loi de Dulong, d’après laquelle le produit de la chaleur spécifique d’un corps simple solide par son poids atomique est un nombre à peu près constant, voisin de 6.

Voici les valeurs trouvées par divers observateurs :

Chaleur spécifique.

D’après de la Rive et Marcet, de 6» à 1.5».... 0,1192 » Wullner et Bettendorf, de 24» à 70». . . 0,1429 » Régnault, de 15» à 100». . . ,. 0,1469

g4 ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

On voit donc que cette valeur croît rapidement avec la température, et on a, dès l’origine, supposé que pour le carbone comme pour le silicium et le bore, elle deviendrait constante à sa limite.

M. Weber a vérifié ce fait par des expériences très délicates, exécutées à l’aide du calorimètre à eau, et il en a conclu que la chaleur spécifique moyenne du diamant entre 0» et I" pouvait être représentée par la formule suivante :

C io = 0,0947 + 0,000497 t — 0,00000012 t\ d’où il est facile de tirer la chaleur spécifique vraie, représentée d’ailleurs par la courbe de la fig. 83.

Ou voit que cette chaleur spécifique augmente d'abord rapidement avec la température, mais n’offre plus que des variations beaucoup plus faibles entre 600" et lOlJO", et se rapproche à ce moment là de celle du graphite, obéissant à peu près comme celle-ci à la loi de Dulong.

M. Dewar est arrivé à des résultats analogues en chauffant diverses variélés de carbone (charbon de bois et de cornue, graphite, diamant, etc.) dans un bain de vapeur de zinc (température évaluée à 1040°), et les plongeant ensuite dans le calorimètre à eau. La chaleur spécifique moyenne ainsi trouvée a atteint 0,52. D’autre part, ce savant a opéré en chauffant le charbon dans un bloc de chaux au moyen de flammes oxhydriques à des températures évaluées à 2100'’- La chaleur spécifique moyenne est alors de 0,42 et la chaleur spécifique vraie devient voisine de 0,.'), ce qui concorde avec les expériences ci-dessus.

LE DIAMANT

D. — PHÉNOmÊNES CHIMIQUES PRODUITS A HAUTE TEMPÉRATURE. — COMBUSTION

Lorsqu’on fait agir sur le diamant une température un peu élevée, on sait que cette température donne quelquefois lieu à des phénomènes de décoloration variables dont j’ai déjà parlé au paragraphe VI de ce même chapitre.

A température plus haute et à l’air libre le diamant brûle en donnant naissance à de l’acide carbonique. La manière la plus commode, de faire l’expérience consiste à le placer sur une feuille de platine et à l’exposer au dard du chalumeau ; on peut aussi le mettre dans un creuset au sein d’une atmosphère d’oxygène ; dans ce cas il brûle naturellement avec plus de facilité, et il paraît entouré d’une petite flamme extérieurement bleue comme celle de l’oxyde de carbone, bien que le produit de la combustion soit toujours de l’acide carbonique.

Je ne reviendrai pas sur les expériences déjà anciennes de Lavoisier et de MM. Dumas et Stas que j’ai décrites au chapitre premier ; j’insisterai seulement sur ce fait que, retiré avant la combustion complète, le diamant, examiné au microscope, leur a paru émoussé, creusé çà et là de petites cavités pareilles à celles de la pierre ponce, quelquefois, mais plus rarement, à texture feuilletée. Lavoisier a môme vu quelques petits bouillonnements à la surface du diamant; tout cela lui a permis de supposer que la fixité du diamant et par conséquent du carbone n’est pas absolue.

Ces expériences ont été renouvelées souvent depuis lors, et les résultats obtenus par ces savants ont toujours été vérifiés, ainsi qu’on pouvait s’y attendre.

Les plus connues sont celles d’Erdmann et Marchand, qui avaient pour but de vérifier l’équivalent du carbone, puis de Jacquelain et Despretz, qui, pour obtenir de très hautes températures, ont eu recours à l’électricité. M. J. Ogier a très bien résumé ces dernières dans VEncyclopédie lorsqu’il a parlé du diamant dans son article concernant le carbone, et je reproduis ici le compte rendu qu’il en a donné.

La première série d’essais de Jacquelain a été faite à l’aide d’une pile de Bunsen de 100 éléments: le corps était soumis à l’arc électrique entre deux électrodes de charbon, l’une taillée en pointe, l’autre creuse à son extrémité et portant le cristal. 11 est difficile d’envelopper exactement le diamant dans l’arc électrique ; une pierre même de faible dimension suffit pour empêcher le passage du courant. Dans ces conditions, le diamant se fragmente, sans que les morceaux se séparent complètement ; puis il se ramollit et se change en une matière analogue au coke, dépourvue de cohésion, conductrice de l’électricité, rappelant encore le diamant par sa dureté. La densité subit en même temps une variation considérable (de 5,556 à 2,678). Jacquelain n’a pas réussi à ramollir le diamant à la flamme du chalumeau oxhydrique, non plus qu’à celle de l’oxyde de carbone brûlant dans l’hydrogène.

Despretz s’est également occupé des modifications que subit le diamant, et le carbone en général, sous l’action des hautes températures développées dans l’arc électrique ; l’appareil dont il s’est servi pouvait être rempli d'azote, à des pressions supérieures à celle de l’atmosplière. Un diamant de 5 millimètres de diamètre, contenu dans un tube de charbon, a été soumis à l’arc voltaïque produit par une pile de 600 éléments Bunsen disposée en 6 séries de 100 éléments. Après 20 minutes, il est devenu d’un noir gris, conducteur de l’électricité, capable de tacher le papier, en un mot il s’est transformé en graphite. Les autres espèces de carbone subissent la même transformation, mais elle n’est pas immédiate ; chauffé seulement dix minutes, le diamant n’était pas encore devenu conducteur.

Un mélange de parcelles de diamant et de charbon de sucre, placé dans les mêmes conditions, fond en totalité. Si la chaleur est longtemps soutenue, on obtient des globules qui ont manifestement passé par l’état liquide et qui ne proviennent pas, comme dans les expériences de Silliman, des impuretés du charbon (silicates de fer).

En résumé, ces essais démontrent d’une manière indubitable qu’à ces très hautes températures, le diamant, comme les autres espèces de charbon, est réellement fusible, et ils confirment le fait avancé par Lavoisier.

G. Rose a également soumis le diamant à l’action de l’arc électrique produit par une puissante machine électro-dynamique. Il constate la rupture du cristal par un écbauffement brusque, et vérifie la production du graphite à la surface. En chauffant à la température de la fusion du fer un diamant enveloppé dans un cube de charbon plongé lui-même dans un creuset de même substance, il n’a point observé d’altération ; dans un autre essai, il s’était formé un dépôt superficiel d’un noir brillant.

M.M. Morren, Roscoe, Friedel et Ghatrian ont plus récemment étudié à nouveau la question. M. Morren ne s’est pas borné à étudier l’action de la chaleur sur le diamant à l’air atmosphérique, mais encore dans des courants de différents gaz.

11 a constaté qu’au moufle, les diamants devenaient noirs dans un courant de gaz d’éclairage par suite d’un dépôt de charbon très adhérent qui se formait, puis que ce dépôt disparaissait à l’air si on plaçait les diamants sur une feuille de platine chauffée au rouge.

Dans un courant d hydrogène pur et sec, même au rouge blanc, le diamant ne change pas.

Dans 1 acide carbonique, il perd un peu de son poli, et aussi de son poids si on prolonge 1 expérience, parce que la nacelle de platine dissocie l’acide carbonique en oxyde de carbone et oxygène et que le diamant brûle en partie.

A 1 air, sur une feuille de platine mince portée au rouge blanc par la lampe à gaz, M. Morren a encore constaté que le diamant s’allume et brûle : il ajoute que dans l’oxygène il continue à brûler seul, tandis qu’à l’air il faut entretenir la chaleur de la feuille de platine.

Dans toutes ces expériences, le diamant, d’après lui, reste blanc comme un fragment de verre dépoli ; il ne. noircit pas et ne se boursoufle pas ; si d’autres expérimentateurs ont trouvé des résultats différents, ce serait parce qu’ils l’ont

LE DIAMANT

placé sur des supports en charbon. Or le charbon contient presque toujours de l’hydrogène plus ou moins carboné qui changerait l’aspect des résidus de la combustion.

M. Roscoe d’un côté, M. Friedel de l’autre, ont surtout cherché dans leurs opérations à vérifier le poids atomique du carbone trouvé par MM. Dumas et Stas.

Le poids des cendres dans ces diverses expériences a toujours été très faible : Dumas et Stas ont trouvé, comme je l’ai dit, de à g^^du poids du diamant

brûlé. Cette proportion est si minime qu’il est bien difficile de définir leur nature : elles prendraient d’après eux l’apparence d’un réseau spongieux d’une teinte jaune rougeâtre, contenant des parcelles cristallines tantôt colorées, tantôt incolores, et elles sont évidemment produites par toutes les inclusions dont il a déjà été parlé.

Je terminerai ce paragraphe par quelques mots relatifs à la chaleur de combustion du diamant, encore mal connue : sa détermination ne repose en effet que sur deux expériences déjà anciennes et peu concordantes de Favre et Silbermann.

Le carbone, comme tous les corps polymorphes, doit, sous ses divers états, posséder une quantité d’énergie différente, et par suite, lorsqu’on le brûle pour l’amener à l’état d’acide carbonique, toujours identique à lui-même, il doit dégager des quantités de chaleur différentes.

Favre et Silbermann ont trouvé en effet, en effectuant la combustion dans un calorimètre à eau :

Calories dégagées par la combustion de l»'' de Charbon de bois .... 8047

Diamant. ..| soit en moyenne 7800.

IFen résulte que la transformation de 1®'' de diamant en charbon de bois, si elle pouvait se réaliser, dégagerait environ 250 calories.