CHAPITRE VI

ACTION DE L’HYDROGÈNE: HYDROGÉNATION ET DÉSHYDROGÉNATION DES CARBURES D'HYDROGÈNE

Après avoir indiqué le mode de préparation des carbures d’hydrogène, soit par analyse, soit par synihèse, il convient d’exposer les procédés qui permettent de fixer ou d’enlever de l’hydrogène à un hydrocarbure pour le faire passer d’une série dans une autre, ce qui permet parfois d’obtenir des composés nouveaux.

L'hydrogène libre réagit sur la plupart des carbures à une haute température, mais les résultats ne sont bien nets qu’avec les corps les plus simples, les carbures complexes donnant ordinairement lieu à des réactions secondaires (jui viennent souvent singulièrement compliquer le phénomène.

Lorsque l’on mélange l'hydrogène à l’éthylène, à volumes égaux, dans une cloche courbe en verre de Bohême, sur le mercure, et que l’on chauffe cette cloche entourée d’une toile métallique, jusqu’à une température voisine du ramollissement du verre, le volume gazeux diminue peu à peu jusqu’à réduction de moitié. On constate alors que l’hydrogène a disparu en partie et que le mélange renferme de l’hydrure d’éthylène qui s’est formé d’après l’équation suivante :

cqi*4-ll*=C‘H'.

A la vérité, il se forme quelques traces d’acétylène et de matières goudronneu- .ses, mais ce sont là des réactions secondaires qui tirent leur origine de l’action de la chaleur sur l’éthylène, la combinaison des deux gaz ne s’effectuant que lentement, puisqu’elle exige environ une heure pour être complète, alors que l’on n’opère que sur quelques centimètres cubes de mélange gazeux.

L’analyse démontre que ce dernier renferme alors de l’éthylène, de l’hydrogène et de l’hydrure à volumes sensiblement égaux ; en d’autres termes, que la moitié seulement de l’éthylène et de l’hydrogène est entrée en combinaison.

Pour se rendre compte de cet équilibre, il suffit de chauffer de la même manière, dans une cloche courbe, de l’hydrure d’éthylène pur : on observe que le volume augmente graduellement et on constate alors que le gaz renferme de l’éthylène,

C41« = C‘IP-t-IP.

Ainsi, à peu près dans les mêmes limites de tenqxu ature, la combinaison de l’éthylène avec l’hydrogène et la décomposition de l’hydrure d’éthylène en éthylène et en hydrogéné s effectuent simultanément. 11 doit donc ici se produire un équilibre pyrogéné entre les deux carbures et l’hydrogène, é(|uilibre qui dépend à la fois et de la proportion des gaz réagissants et de la température à laquelle on opère.

Pour que l’une des deux réactions puisse être complète, soit la combinaison, soit

•'>< ENCYCr.OPÉDIE CHTMIOUE.

la décomposition, il faudrait faire disparaître à mesure les composés qui résultent de la réaction.

Cette condition est réalisée partiellement en chauffant l’hydrure d'éthylène en présence des oxydes de cuivre et do plomb préalablement fondus , car la proportion d’éthylène augmente rapidement, l’hydrogène mis en liberté étant en partie brûlé par les oxydes métalliques. Toutefois, l’expérience est en ré.ilité plus compliquée, car il se forme une quantité notable d’acide carbonique.

Dans les conditions de chauffe précitées, l’acétylène se comporte comme l’étliylène vis-à-vis de l’hydrogène, à cela près qu’il peut se combiner à une ou deux molécules d’hydrogène, pour se transformer successivement en éthylène et en hydrure d’éthylène :

C'H>-t-IP=C*ll*,

Néanmoins, la réaction est ici moins nette qu’avec l’éthylène, en raison de la polymérisation d’une partie de l’acétylène sous rinllucnce de la chaleur.

En chauffant dans une cloche courbe, pendant une demi-heure, 100 p. d’.acétylène avec 100 p. d’hydrogène, M. Berthelot a constaté par analyse que le mélange gazeux possède la composition suivante :

Éthylène . 12

Acétylène . 48

Hydrogène (contenant des traces d’hydrure d’éthylène). 94

La proportion d’éthylène formé est donc beaucoup plus petite que celle qui correspond à l’acétylène disparu : une portion de ce dernier a bien fourni 12 pour 100 d’éthylène, mais l’autre partie a été employée pour donner naissance à des carbures polyméritpics, notamment à la benzine.

Les homologues de l’éthylène et de l’acétylène éprouvent dos réactions analogues, mais plus complexes. D’une façon générale, la chaleur tend h mettre en liberté de l’hydrogène qui réagit à son tour pour hydrogéner une autre partie de l’hydrocarbure mis en expérience.

C’est ainsi que l’amylène, soumis à l’action de la chaleur, seul ou mélangé d’hydrogène, produit des carbures forméniques et des carbures éthyléniques, par exemple, do l’éthylène qui se combine à son tour avec l’hydrogène pour constituer de l’hydrure d’éthyiènc. En poussant l’action jusqu’au bout, sous l’influence d’une température suffisamment élevée, la résolution du carbure en ses éléments représente le résultat final des condensations moléculaires et des déshydrogénations successives.

Quant aux carbures complexes, à équivalent élevé, chauffés avec de l’hydrogène, ils donnent des produits qui varient avec la complication moléculaire.

Chauffe-t-nn, par exemple, au rouge vif, pondant une heure environ, dans un tube fermé, un mélange d’hydrogène et de styrolène, il se forme delà benzine que l’on peut caractériser par ses transformations successives en nitrobenzine, aniline et matière colorante bleue. Le styrolène tend à reproduire son générateur, l’acétylène ; mais une partie de ce dernier est transformée en éthy lène par l’hydrogène et une autre se polymérisc pour donner la benzine. Aussi le phénomène comprend-il deux