PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES CARBURES D’HYDROGENE

Les carbures qui sont gazeux à la température ordinaire sont les plus simples, ceux dont la formule est la moins compliquée, comme le formène, l'acétylène, l’ctliylène, l’allylène. Ils peuvent être li(iuéliés sous l’influence du froid et de la pression.

D’après Cailletet, l’acétylène se liquéfie aux pressions suivantes :

A l", sous la pression de 48 atmosphères.

iO», — 65 —

L’hydrure d’éthylène se liquéfie vers 4 degrés sous la pression de 46 atmosphères. Sa liquéfaction semble s’effectuer à une pression un peu moins élevée que celle de l’acétylène.

D’après Faraday, l’éthylène aurait une tension de 44 atmosphères vers zéro. Les tensions des carbures qui renferment quatre équivalents de carbone sont donc [)eu éloignées les unes des autres au voisinage de zéro.

Quelques carbures sont extrêmement volatils et viennent se placer à la limite des liquides et des gaz : tels sont le butylène, son hydrure et leurs isomères, le crotonylène et ses isomères, le diacétylène, qui se li(|uéfient vers zéro. D’autres sont liquides et plus ou moins volatils, comme l’amylène et son hydure, la benzine et le toluène. Enfin ceux dont la formule est encore plus compli(|uée, comme la naphtaline, l’acéiiaphtène, le fluorène, et beaucoup d’autres carbures pyrogénés, sont solides et cristallisables.

En général, les carbures d’hydrogène sont peu ou point solubles dans l’eau. Leurs véritables dissolvants sont l’alcool, l’éther, le chloroforme, le sulfure de carbone, les pétroles, etc.

D’après Gardon, la naphtaline, par exemple, est insoluble dans l’eau froide et très légèrement soluble dans l’eau chaude. Projetés sur ce liquide, ses cristaux lamellcux tournoient à la surface, à la manière du camphre, phénomène dû, d’après Plateau, à une certaine tension de solubilité. Luptou s’est assuré qu’en évaporant une solution aqueuse de naphtaline, faite à l’ébullition, puis refroidie, il ne reste pas de résidu au bain-marie, ce qu'il attribue à la volatilité du composé; car, ditil. cette solution, distillée dans une cornue de verre, possède un point d’ébullition légèrement supérieur à celui de l’eau distillée.

32 ENCYCLOPÉDIE ClIIMIOUE.

La solubilité do plusieurs carbures dans divers liipiides a été déterminée par quelques auteurs.

D’après Vogcl, une paraffine fondant à 48“ et se solidifiant vers 45" présente les solubilités suivantes dans la benzine :

1 partie de benzine dissout 7,7 de paraffine à 46"

Une partie de chloroforme dissout de celte paraffine 0,22 à 25" et 0,16 seulement à 20".

ikehi a déterminé les solubilités do quelques carbures du goudron de bouille dans le toluène et dans l’alcool absolu. Voici les résultats obtenus par l’auteur :

mm

üiiii

BillilllB

HH

HHl

Garius a appliqué la méthode de Bunsen à la détermination des coefficients d’absorption d’un certain nombre de gaz dans l’alcool absolu, déterminations utiles à connaître, car elles permettent l’emploi de l’alcool pour analyser un mélange gazeux par la méthode absorptiométrique.

Voici ces valeurs pour l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, l’oxyde de carbone, l’acide carbonique, le formène et le gaz oléliant, qui sont les gaz que l’on rencontre le plus

souvent dans ces analyses :

Hydrogène . G = 0,06925 — 0,0001487t -t- O.OOOOOlOt*.

Oxygène . C = 0,28597, à toute température.

Azote . G = 0,126558 —0,0004^80-^ 0,0000060t*.

Oxyde de carbone . . . . G= 0,020443, à toute température.

Acide carbonique. . . . 0 = 4,52955 — 0, 0939501 + 0,001240tL

Formène . G = 0,522586 — 0,002865t + 0,0000i42t’.

Gaz oléfiant . G= 3,594984 — 0,0577162t-t- 0,0006812t*.

Ces coefficients ne sont pas absolument constants à toute température. Scbickcndantz a effectué sur l’hydrure d’éthylène, préparé à l’aide de zinc-étiiyle, une série de déterminations comprises entre 2“ et 21"5 ; il a donné la foi mule suivante pour représenter les variations du coefficient de ce gaz dans l’eau :

a = 0,094556 — 0,00555241 + 0,Oü00027tG

Les nombres calculés avec cette formule ne diffèrent que d’une très petite (juantité en plus de ceux que Bunsen a donnés jionr le méthyle, qui est, comme on l’a démontré depuis, identique avec l’hydrure d’éthyle.

Kopp a fait de nombreuses observations sur les densités, les volumes moléculaires, les points d'ébullition, les dilatations, etc., d’une foule de composés organiques.

Le volume moléculaire d’un liquide étant le quotient de son poids moléculaire par la densité ramenée au point d’ébullition, Kopp a trouvé que les volumes moléculaires des substances isomères sont les mêmes, et que des différences égales de composition déterminent les mêmes différences dans le volume moléculaire, lorsqu’il s’agit de corps appartenant au même type.

Quant à la diminution des densités à mesure que le poids moléculaire s’accroît, il l’explique en disant (jue lorsque l’on s’élève dans la série des liydrocarbures, une différence de C*H* ne fait augmenter le poids moléculaire (M) que de 14, tandis que le volume moléculaire (V) augmente de 22 ; or, en admettant la formule

M vt

il est évident que les densités doivent diminuer de plus en plus à mesure que M augmente.

Gerbardt a fait la remarque que le point d’ébullition d’un carbure d bydrogène, en thèse générale, est d’autant plus élevé que le poids moléculaire est plus considérable ; en outre, de deux carbures qui contiennent le même nombre d équivalents de carbone, c’est celui qui renferme le plus d’bydrogène qui entre en ébullition à la température la plus basse; enfin, lorsque le nombre d’équivalents d’hydrogène est le même, c’est le plus carburé qui a le point d’ébullition le ]dus élevé. Exemples :

llcxvlènes .

Benzine .

. . C'Ul» . . .

Ilydrure d’amylène. .

Amvlène .

Ilexylènes .

Cumène .

Toluène .

. G“ll* . . .

Naphtaline .

Gerbardt émet l’opinion que le point d’ébullition des carbures est soumis à une loi fort simple, d’après laquelle il s’élèverait ou s’abaisserait d’un certain nombre de degrés suivant le nombre des équivalents de carbone et d’hydrogène contenus dans la molécule; il admet que pour la même quantité d'hydrogène, celui qui renferme 2n équivalents de carbone en plus, entre en ébullition à une température de ti fois û5",o, loi qui n’est qu’approximative, surtout depuis que l’on sait que plusieurs carbures répondent à la même formule et ont des points d’ébullition différents.

ôl ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

Timlefois, cet ctiniicé est souvent d'une exactitude reniar(iual)Ic. 11 s’aj>[ilique, jiar exeinido, au toluène et à la naplitaline :

Cliifïre tiès voisin de celui (lui est fourni par l’expérience.

En adoptant 72 pour le point d’ébullition d’un liexylènc, celui du cumène aura pour valeui' :

Dans ces deux exemples, on arrive exactement aux chiffres fournis par l’expérience en augmentant légèrement le coefficient constant admis par Gerliardt, en le faisant égal à 50. On a alors pour la naphtaline :

. Pour le cvmène ;

Enfin, toujours d’après Gerhardt, pour chaque équivalent d’hydrogène introduit dans la molécule, le point d’ébullition s’abaisserait de 7”,o. Mais il est facile de voir que cette valeur; n’est qu’approximative; en tout cas, elle ne s’applique ni à la benzine comparée à rbcxylène,ni à l’amylènc et à son hydrure.

Toutefois, malgré ces restrictions, ces données peuvent être avantageusement utilisées pour fixer le poids moléculaire des carbures d’hydrogène, alors surtout qu’il faut choisir entre deux formules polymères.

De ses recberebes sur les points d'ébullition des corps polymères, Kopp conclut que ;

1» Pour les corps homologues qui appartiennent à la môme série, la différence des points d'ébullition est, en général, proportionnelle à la différence des formules-

2“ La différence des points d'ébullition qui correspond à la différence CMP est là niêine pour un grand nombre de séries, soit 19» environ. Mais celte différence n’est pas la même pour toutes les séries; pour quelques-unes, elle est plus grande pour d’autres plus petite que 19. ’

C'est ainsi (jue pour les carbures d’hydrogène, celte différence paraît être de 22 à 25“ entre deux corps qui ne dilïèrent que par GMP, et, d'une façon plus <rénérale, de « fois cette quantité pour une différence égale à n CMP.

Ajoutons (rependaut que ce n’est 1?» qu’une approximation assez grossière En voici la preuve :

CMP. . . .

Toluène .