‹ Étude sur la synthèse de l'ammoniaque par catalyseChapitre 26 sur 29 · PES · texte numérisé non relu

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20 pour 100, permet de bien mettre en évidence la structure. L'examen de l’oxyde réduit ne peut se faire en polissant l’échantillon après réduction, le polissage déformant complètement la structure, il est préférable de le polir d’abord, puis de le réduire ensuite dans l'hydrogène; l’examen doit être fait rapidement, car la surface se recouvre assez vite de rouille. Les photographies ci-jointes sont à un grossissement de 5oo diamètres.

La photographie n° 1 montre l’aspect de l’oxyde de fer seul fondu non réduit. Les bulles formées pendant le rochage sont assez espacées pour permettre l'examen de la texture. De l’oxyde fondu avec 2 pour 100 de AÏ O5, de Mg O, ou de Ca O présente exactement le même aspect, l’attaque à l’acide chlorhydrique ne fait apparaître aucun détail de structure. L’oxyde fondu avec 2 pour 100 de Si O? (photo n° 3) présente des îlots d'oxyde de fer noyés dans du silicate de fer, cette texture déjà visible après polissage est encore rendue plus nette après attaque. Après réduction, l’oxyde de fer du silicate n’est pas touché, tandis que les îlots d’oxyde seul sont criblés de petits trous. L’oxyde de fer seul après réduction présente l’aspect de la photographie n° 4, la surface qui était polie est toute déformée, il s’est produit de grandes fissures, entre lesquelles les masses d’oxyde se sont rétractées, le catalyseur a donc perdu de son étendue. L’oxyde fondu avec 1, pour 100 d’alumine présente après réduction l’aspect de la figure 5, aucune fissure ne s’est formée; les parties plus claires, qui n’ont pas de formes cristallines définies, sont sans doute des masses d'oxyde de fer, tenant de l’alumine en solution et noyées dans de l’oxyde de fer pur. À vec 2 pour 100 d’alumine, les parties plus claires se sont rejointes et l’aspect du catalyseur est uniforme et complètement homogène. Avec 0,5 pour 100 d’alumine, l’aspect se rapproche de celui de la photographie n° 4, avec toutefois une déformation moins accentuée. Avec 5 pour 100 d’alumine, il y a formation de cristallisations en croix (photo n° 2) qui sont des macles de cristaux en fer de lance. Ces cristaux doivent être vraisemblablement constitués par un aluminate de fer très stable dans lequel l’oxyde de fer est irréductible par l’hydrogène. Après réduction, ces cristaux restent intacts et ressortent nettement sur un fond semblable à celui des parties claires de la photographie n° 5. Avec 3 pour 100 d’alu-

| M. FRéJacoues. PET

Fe? O* seul, non réduit.

FeO%+ 5 pour 100 Al20%, non réduit.

Attaque HCI, — N° 2.

OT

Lu

FRÉJAGQUES,

Fig. 19.

Fe? 05+ 2 pour 100 Si0?, non réduit.

Attaque HCI. — N°3.

Fig. 16.

Fe20* seul, réduit.

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He

M. FRÉJACQUES. PIN:

Fe?03+ 2,5 pour 100 Al?0*, réduit.

Fig. 18.

Fe?0* seul fondu dans creuset, non réduit.

Attaque HCI. — N°6.

Pan ie à re

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a ss # Abba

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mine, on voit déjà apparaître ces cristaux, mais en nombres beaucoup plus petits. En attaquant l’oxyde + 2 pour 100 Al O5 réduit, par HCI en solution alcoolique à diverses concentrations, il ne nous à pas été possible de mettre en évidence un squelette d’alumine même avec de plus forts grossissements.

Cet examen tendrait à prouver que l’alumine, la. chaux et la magnésie sont solubles en petites quantités dans l’oxyde de fer. Leur présence empêcherait la masse de se rétracter au moment de la réduction et augmenterait ainsi l’activité du catalyseur. La silice, au contraire, même en petites quantités, donnerait naissance à un silicate de fer irréductible dans les conditions des expériences qui diminuerait la masse active du catalyseur; ce qui explique pourquoi cet adjuvant diminue l’activité de l’oxyde de fer au lieu de augmenter. Avec des teneurs en Al O$ de plus de 2 pour 100, il y aurait formation d’un aluminate de fer irréductible qui agirait comme le fait la silice, ce qui expliquerait pourquoi c’est la teneur de 2 pour 100 qui donne les meilleurs résultats.

A. Essais avec d’autres métaux réduits de leurs oxydes fondus. — Pour terminer cette étude nous avons fait quelques essais avec d’autres métaux que l’oxyde de fer et préparés par réduction dans l’hydrogène de leurs oxydes fondus. On est limité dans ces essais par la tension de dissociation de certains oxydes ou par leur volatilité : l’argent, l’or, le platine ne peuvent être traités de cette façon; l’acide molybdique étant donnée sa volatülité ne peut l’être que diflicilement. Nous avons essayé dans cet ordre d'idées les catalyseurs suivants, à la pression atmosphérique :

Oxyde de cuivre fondu avec 3 pour 100 d’alumine. — Obtenu par fusion d’un mélange d’oxyde de cuivre avec 3 pour 100 d’alumine. À partir de 6509, il y a formation de petites quantités

d’ammoniaque indosables.

Oxyde de cuivre fondu avec 3 pour 100 de chaux. — Obtenu par fusion d’un mélange d'oxyde de cuivre et d’azotate de calcium. Même résultat que le précédent.

Oxyde de cuivre et de fer + 3 pour 100 de AP OŸ. — Obtenu par

NS

fusion d’un mélange de 2,50 de Fe? O$ pur et de 18,50 de Cu O avec 3 pour 100 d’alumine. Espace catalytique : 0%,5 (voir Tableau XII).

Le cuivre, dans ce cas, paraît se comporter comme une 1mpureté sans action autre que celle de diminuer la masse active de fer.

Acide tungstique fondu avec 3 pour 100 de Al? Of. — Espace catalytique : 0,5. Le catalvseur est plus actif que l'acide tungstique non fondu, mais inférieur au fer (voir Tableau XIIT).

Tungstate de fer fondu avec 3 pour 100 de AP O$. — Espace catalytique : 0%,5 (voir Tableau XII). Plus actif que le même produit non fondu, mais encore inférieur au fer.

Oxyde de nickel fondu avec 3 pour 100 de AI? O0. — Espace catalytique : 0,5, Assez actif, mais moins que le fer (voir

Tableau XTIT).

Oxyde de cobalt fondu avec 3 pour 100 de AIO. —- Espace catalytique : 0%,5. Les gaz étant desséchés, comme dans les expériences précédentes sur du chlorure de calcium fondu, les résultats sont aussi bons que ceux du fer. Ce catalyseur a l’avantage sur ce dernier d’être moins sensible à l’humidité comme le montrent les deux expériences suivantes faites avec des gaz séchés sur du sodium en poudre et avec des gaz ayant barboté dans un laveur et passant ensuite dans un réfrigérant à reflux, refroidi à 4° (voir figure 6 et Tableau XIIT).

Malheureusement, des essais sous pressions à 5o*" montrèrent que ce catalyseur ne donne pas sensiblement plus de Âz H dans ces conditions qu’à la pression atmosphérique. Il est possible qu’il y ait formation d’un hydrure stable sous pression et paralysant l’activité catalytique.

Tagveau XIII.

Vitesse So‘ H° 2 Vitesse en litres 100 rapportée à 1! Az H° Température par heure neutralisé de catalyseur par heure en pour Ocm°,5 en en m° et par litre degrés centig. de catalyseur. 30 minutes. par heure. de catalyseur.

Fe203, Cu O + 3 pour 100 Al205.

0 lit em m3 g 540 4,700 4,2 9,400 2,85 540 6,100 aa 12,200 3,60 540 14,000 9,1 28,000 6,19

Tu O3+ 3 pour 100 Al 03.

540 5,800 0,2 11,000 0,136 540 11,000 0,1 22 ,000 . 0,068 540 8,000 C2 16,000 0,136 Fe203, TuO3+ 3 pour ro0 Al20%.

540 14,000 7,9 28,000 02 540 9,360 6,5 18,600 4,42 540 7,000 DIE 1/4 ,000 3,47 NiO +3 pour 100 Al203.

540 6,300 52 12 ,600 4,21 540 7,800 CGJ 15,600 4,82 540 14,100 LENS 28,200 7,08 Co O + 3 pour 100 A O3 sur Ca CI2.

540 7,000 10,7 14,000 De 540 10,400 1952 20,800 10,33 540 14,2°0 19,8 28,400 13,46 Go O + 3 pour 100 AI20% sur Na pulv.

540 6,400 9,3 12 ,800 6,32 540 9,600 HS 19,200 9,18 540 13,900 18,6 27,800 12,04 CoO + 3 pour 100 Al203. Eau à 4°.

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