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(C“ll*)» —

n étant variable, mais ayant, en général, une valeur supérieure à 4 (Prunier).

Comme on le voit, ces carbures de plus en jilus condensés, de plus en plus pauvres en hydrogène, conduisent graduellement aux charbons proprement dits, comme le noir de fumée, le coke, le charbon de cornue, etc.

Pai'mi les carbures solides et crislallisables contenus dans les pétroles, le plus important est celui qui a été désigné sous le nom de \mra\fine, mélange complexe de carbures solides dont le point de fusion est moins élevé que ceux qui constituent le pétroeène

La paraffine, qui a été retirée dès l'année 1850 <lu goudron de bois par Reicbembacb, existe dans un grand nombre de produits complexes : on l’a retirée des goudrons de bouille; do matières qui proviennent de la distillation des suostances animales ; des huiles lourdes do pétrole, d(! celles qui résultent de la distillation sèche du boghead, des schistes et des bitumes naturels; des produits de la décomposition pyrogénée de la cire seule, ou mélangée préalablement avec de la chaux, etc.

Bien qu’elle se présente sous forme d'une belle substance d’apparence cireuse et cristalline, elle ne peut être considérée comme un principe défini, car son point de fusion peut varier depuis 43» jusqu’à 80» et au delà. C’est un mélange à proportions variables de carbures forméniques, à équivalents très élevés, qui no peuvent être distillés sans se décomposer partiellement. Toutefois, ce mélange paraît surtout renfermer un carbure G'*ll“», qui donne à l’oxydation par l’acide nitrique de l’acide paraffinique, (Pouebet).

On obtient facilement la paraffine en soumettant au refroidissement le mélange des carbures provenant du pétrole brut, qui ])assent à la distillation entre 300 cl 400 ; on purifie le dépôt par expression et on le décolore par le noir animal.

La paraffine est un corps solide, incolore, dont la texture cristalline rappelle celle du blanc de baleine; elle est inodore, sans saveur. Elle bout vers 500“ et au-dessus, en émettant bien avant ce terme des vapeurs blanches qui s’entlamment facilement à l’air en brûlant avec une flaninie brillante.

Elle est insoluble dans l’eau, très peu soluble dans l'alcool froid, très soluble dans l’alcool concentré et bouillant, dernier véhicule qui l’abandonne par le refroidissement sous forme de belles aiguilles blanches, friables, solubles dans l’éllirer, les essences, les huiles de goudron, de schiste et de pétrole.

Elle n'a ni [)oint d’ébullition fixe, ni point de fusion constant. C’est ainsi qu’en

CAUDURES n'IIYDROGÈKE 329

soumettant à l’action de la chaleur une paraffine pure de Weissenfele, bouillant vers f)00“ et fondant à 53“, Bolley et Tuchschmid ont observé que, dès la température de. 150", il passe un peu de matière fusible à 45" ; vers ‘JOO", un autre produit fondant à 44", 5, tandis que le point de fusion du résidu fondait à 55", 5.

La paraffine est surtout remarquable par sa grande résistance aux agent schimiques, même les plus énergiques.

L’acide sulfurique concentré ne l’attaque pas à froid; à chaud, une portion se carbonise, tandis que l’autre passe à la distillation.

L’acide nitrique ordinaire ne l’attaque que très lentement, mais l’acide nitrique fumant la transforme en acides monobasiquos à 4 équivalents d'oxygène, notamment en acide parafliniijue, et en acides gras à équivalents moins élevés, comme les acides acétique, butyrique et valérianique. L'n mélange d’acide sulfurique et de bichromate de potassium donne des résultats analogues.

Chauffée pendant longtemps au contact de l’air, vers 250", elle absorbe lentement l’oxygène de l’air et finit par se convertir en une masse molle, élastique, plus ou moins colorée, contenant jiisqu’tà 19,7 "/„ d'oxygène (Bolley et Tuchschmid).

L’acide hypochloreux, les hydracides, les alcalis caustiques, même bouillants, n’ont sur elle aucune action notable.

Le chlore et le brome l’attaquent en donnant des produits de substitution chlorés et bromés (Bolley) .

La paraffine est utilisée pour confectionner des bougies translucides, pour rendre lmpermé.il)les à l’air et à l’eau les bouchons, les tissus, les surfaces métalliques, les jus sucrés, les capsules et les vases en verre dans lesquels oh veut conserver des liquides qui atta(]ucnl le verre, etc.

APPLICATIONS DES HYDHOCARBURES AU CHAUFFAGE ET A l’ ÉCLAIRAGE.

Les carbures d’hydrogène constituent la principale source de lumière artificielle utilisée par l’homme. Ces carbures doivent être amenés à l’état gazeux. Tantôt on les prend en nature, comme les gaz qui s’échappent des sources de naphte ou ceux que l’on fabrique dans les villes, le gaz d’éclairage par exemple ; tantôt on les fait dériver des matières organiques riches en carbone et en hydrogène, comme les résines, les huiles végétales, les acides gras, la cire, le bois, etc.

Mais il no suffit pas d’enflammer des hydrocarbures pour avoir une lumière convenable, plusieurs conditions devant être remplies pour arriver à un résultat satisfiiisant. L’hydrogène, par exemple, brûle facilement en dégageant une chaleur considérable, et sa flamme est pôle, à peine visible ; que l’on augmente maintenant la pression ou que l’on ajoute des vapeurs hydrocarbonées, capables de fournir par leur décomposition des particules charbonneuses portées à l’incandescence, et la flamme de l’hydrogène deviendra très éclairante.

11 faut avoir égard aux conditions suivantes pour qu’un carbure d’hydrogène puisse être utilisé dans l’éclairage :

1“ Rapport convenable entre le carbone et l'hydrogène qui brûlent simultané'-

Sr-O EXCYCI.OPKDIE CHIMIQUE.

ment. — Lorsque l'hytlrogèiie iloniiiie, oomtno dans le gaz des marais, la flamme est peu éclairante; si, au contraire, c’est le carbone qui est en excès, la flamme est fuligineuse, comme cela a lieu avec la benzine, le dipropargyle, l’essence de térébenthine. En voici la raison :

Au moment de la combustion, l'oxygène se porte de prél'e'rence sur l’hydrogène et s’y combine pour former de l’eau; le carbone est en même temps attaqué, mais une partie est mise à nu; ce carbone libre, porté à l'incandescence, refléebit la lumière et rend la flamme éclairante ; s’il est en excès, il ne peut plus brûler complètement, faute d’une quantité suffisante d’oxygène : il s’échappe partiellement sous forme d’une fine poussière noirâtre qui constitue le noir de fumée, et la flamme devient fuligineuse; en effet, ces particules charbonneuses, sorties du milieu incandescent, se refroidissent raitidement et constituent une sorte de brouillard qui vient s’interposer entre l’œil et la flamme. Au moment oh elles sont encore lumineuses, leur température n est plus assez élevée pour fournir une belle lumière; aussi, cette dernière est-elle rougeâtre, p.ir suite de la prédominance des rayons les moins réfrangibles du spectre. Ces dernières conditions se trouvent réalisées dans la combustion des carbures benzéni(|ues, des térébenthènes, des matières résineuses, trop riches en carbone, trop pauvres en hydrogène.

L’expérience démontre que le rapport entre le carbone et l’hydrogène est convenable, lorsque ces deux éléments sont unis à équivalents égaux. Tel est le cas de l’éthylène et de ses homologues. L’importance de ce rapport a été signalée autrefois par Davy; mais cela n’est pas suffisant, car la condensation des éléments, suivant la remarque de Eiankland, joue un rôle également capital.

2“ Condensation des éléments dans le gnz hydrocarhoné. — Pour apprécier 1 importance do cette seconde condition, il sulfit de faire brûler comparativement les carbures éthyléniques. A la vérité, l’éthylène, le propylène et le butylène donnent des flammes très éclairantes, mais le premier gaz l’emporte sous ce rapport sur les deux autres dont 1rs flammes sont notablement fuligineuses, et, par suite, moins éclairantes. Cela tient à ce que la quantité de carbone à brûler dans l’unité de temps, toutes choses égales d’ailleurs, est d’autant plus considérable que le poids moléculaire est plus élevé. D’où il suit que l’on doit pouvoir faire disparaître la fuliginosité par l’addition d'une vapeur moins carburéo et susceptible de donner par elle-même une flamme peu éclairante. C’est en effet ce que l’expérience confirme ; rhydrogèno, mélangé en proportion convenable, avec des vapeurs de benzine, finit par brûler avec une belle flamme blanche; l’essence de térébenthine donne en brûlant tant do noir de fumée que, même dans une pièce très vaste, tout le monde ne tarde pas à être incommodé : mêlée avec de l’alcool (C*I1‘ -f- IPO*), dont la flamme est pâle et jaunâtre, on obtient un produit, autrefois appelé gaz liquide, qui brûle avec une flamme blanche très éclairante, etc.

5“ Pression des gaz. — L’influence de la pression est une conséquence qui découle de ce qui précède. Lorsqu’elle augmente, elle détermine une sorte de condensation artificielle qui produit des effets analogues, dans le cas actuel, à la condensation moléculaire.

Ainsi, dans un air comprimé à plusieurs atmosphères, une bougie de bonne qualité se consume rapidement en dégageant du noir de fumée; dans un air très raréfié ou au sommet d'une haute montagne, la même bougie ne brûle plus qu’avec

CAnnilRES D’HYDROGÈNE. .^-1

une flamme pou éclairante, d'autant plus pâle que la raréfaction est plus considérable. 11 se passe donc ici quelque chose d’analogue à ce que l'on observe entre la flamme pâle de l’alcool métbylique (C41* -|- HW) et celle de l’alcool amylique -I- H*0*), dernière molécule dans laquelle le carbone est cinq fois plus condensé que dans la première,

Fig. 36. — Fabrication du gaz d'éclairage.

4“ Rapport entre le volume du gaz combustible et celui du gaz comburant. — Pour que la combustion soit régulière, il faut une quantité d air en rapport avec les proportions do carbone et d’hydrogène qu’il s’agit de bi filer. Ou conçoit qu’une flamme très fuligineuse devienne éclairante lorsqu’on y introduit suffisamment d’air ; bien plus, la flamme peut devenir presque incolore sous l’influence d’un excès d’oxygène, tout le carbone étant oxydé dans ces conditions. C’est ce que l’on peut vérifier dans les laboratoires au moyen d’un bec de Bunsen, en faisant varier l’ouverture qui règle la prise d’air placée au bas de la cheminée d’appel.

En un mot, pour avoir une flamme éclairante, il faut qu’il y ait un rapport convenable entre le volume du gaz combustible et celui de l’air employé pour le brider.

ENCTCLOPÉDIE CHIMIQUE.

Telles sont les conditions qui doivent être remplies dans la fabrication d’un gaz destiné à l’éclairage.

Le plus important de tous ces gaz est celui que l’on obtient en chauffant la houille dans des cornues de terre réfractaire A, A (fig. 36), superposées dans un même four. Les parties volatiles ne peuvent pas être directement utilisées, car elles renferment des vapeurs condensables dont il est indispensable de se débarrasser. A cet effet, elles sont d’abord amenées dans un vase n, à fermeture hydraulique, puis dans une série de conduits métalliques refroidis. Il s’y dépose, d’une part, des liquides aqueux chargés de sels ammoniacaux, liquides utilisés pour la fabrication de l’ammoniaque; d’autre part, un liquide noir, épais, le goudron de houille, source précieuse d’hydrocarbures, puisqu’il est utilisé pour l’extraction d’une foule de carbures aromatiques : la benzine, le toluène, la naphtaline, l’anthracène, etc.

Ainsi privés de ces deux produits, les gaz sont mélangés dans de vastes gazomètres, me'lange nécessaire, car la composition des gaz combustibles est loin d’être la même à tous les moments de la distillation. Au début, alors que la température n’est pas très élevée, le gaz est riche en composés suffisamment carbonés, tels que la benzine, l’acétylène, l’éthylène et ses homologues ; à la fin de l'opération, on obtient surtout du gaz à flamme peu éclairante, comme l’oxyde de carbone, le gaz des marais et surtout l’hydrogène.

Enfin, avant de livrer le gaz d’éclairage à la consommation, il faut le soumettre à Y épuration chimique, c’est-à-dire lui faire traverser une couche d’hydrate de chaux, ou même un mélange poreux riche en oxyde de fer, afin de le priver de l’acide sulfliydrique qu’il renferme.

Voici la composition d'un gaz d’éclairage, qui donne de bons résultats à la

combustion :

Hydrogène . A3,8

Gaz des marais . 35

Oxyde de carbone . 6,6

Éthylène et homologues . / ^ ^

Acétylène, vapeurs de benzine, etc. ; ’

Acide carbonique . 3,7

Azote . 2,5

Sans abandonner l’emploi de la houille pour la préparation du gaz d’éclairage, on a cherché à utilisée d’autres matières organiques, comme les huiles végétales et les résines.

On a proposé de distiller la résine des pins et des sapins dans de vastes alambics pour la transformer en produits pyrogénés liquides; ces derniers, coulés dans des cylindres en fonte remplis de coke porté au rouge, donnent des gaz combustibles.

On peut aussi faire tomber directement la résine liquéfiée dans des cylindres de coke chauffé au rouge; les produits gazeux sont recueillis dans un gazomètre, après avoir subi une épuration dans un réservoir où se dépose une matière huileuse riche en hydrocarbures condensés, comme la benzine, le toluène, la napthaline.

Toutefois, la houille et ses variétés sont les seuls matériaux combustibles ca-

CAllBURES D'IIYDHOGÈNE. 33-

pables de fournir à la grande industrie la lumière ou la chaleur qui lui est nécessaire. Mais ces matières, employées en nature, ne laissent pas que de présenter de graves inconvénients, lorsque l’on se propose d’obtenir des températures très élevées. En effet, par l’emploi direct de la bouille dans les foyers, on obtient inévitablement : ou une combustion incomplète des vapeurs combustibles, ce qui cause une perte de combustible; ou une combustion trop complète, ce qui détermine un abaissement de température, par suite de la grande masse d’air introduite dans le foyer. Dans la pratique, ou préfère ce dernier inconvénient au premier.

On a cherché à éviter l’un et l’autre en substituant à la houille les gaz qui résultent de sa combustion, gaz que l’on brûle ensuite dans des appareils spéciaux.

L’application de ce procédé, indiqué à l’origine par Ebelmen, s’exécute industriellement au moyen des appareils Siemens. On y brûle des gaz combustibles variant peu dans leur composition et dans des conditions telles que l’excès de l’air est réglé à volonté, ce qui permet d'obtenir une température maximum. On évite ainsi par là les inconvénients signalés ci-dessus. Malheureusement l’air renferme les 4/5 de son volume d’un gaz inerte, l'azote, dont la présence au sein du g.iz combustible abaisse nécessairement la température.

Théoriquement, la température la plus élevée doit être réalisée lorsque l’on met en présence les gaz combustibles purs et l’oxygène pur, en proportions exactement convenables pour que la combustion soit complète. Ces conditions ont été réalisées par Sainte-Claire Deville en bndant de l’hydrogène, ou mieux du gaz d’éclairage, dans de l’oxygène pur; dans ce cas, la température est assez élevée pour couler en lingots, dans des creusets de chaux, plusieurs centaines de kilogrammes de platine.

Comme le gaz d’éclairage coûte cher et que l’oxygène ne peut être obtenu en grand d’une manière économique, on a essayé d’arriver pratiquement à des résultats analogues en utilisant les huiles de pétrole, ou plus exactement leurs vapeurs, pour le chauffage des machines et des chaudières à vapeur.

Bien que cette application ne soit pas encore passée dans la grande industrie d’une façon définitive par diverses eirconstances particulières, telles que la complexité des appareils, la haute température qui fond les briques les plus réfractaires, les dépôts charbonneux qui s’effectuent dans les tuyaux, etc., on peut dire que les résultats déjà obtenus ont mis en évidence les avantages qui résultent de l’emploi des huiles de pétrole considérées comme combustible. On a démontré qu’elles sont susceptibles de fournir de hautes températures et la question économique est à peu près le seul obstacle qui puisse s’opposer dans l’avenir à leur vulgarisation.