CO» + C =2CO

Acide Carbone. Oxyde de »

carbonique. carbone.

Il est encore un autre procédé dont on se sert principalement lorsqu'on n'a pas besoin de grandes quantités de gaz ; on fait bouillir dans un petit ballon un mélange d'une partie d'acide oxalique du commerce et de 5 parties d'acide sulfurique ordinaire : le gaz qui se dégage est dirigé dans un flacon contenant une dissolution alcaline, et de là il passe dans les éprouvettes. Ainsi préparé, l'oxyde de carbone est très-pur.

L'acide oxalique anhydre peut être considéré comme le résultat de la réunion d'une molécule d'acide carbonique et d'une molécule d'oxyde de carbone ; en effet :

5 __ j C 0* = acide carbonique.

^ ^ ■"" C 0 = oxyde de carbone.

Acide » J

oxalique.

On conçoit son dédoublement lorsque l'on admet que l'acide tel que nous l'avons supposé, ne peut exister qu'associé aux éléments de l'eau : or, si une substance que conque les lui enlève, il se décompose. C'est précisément ce qui arrive lorsqu'on fait bouillir de l'acide oxalique ordinaire ( C" Os, H 0 + 2 aq ) avec de l'acide sulfurique : celui-ci lui enlève tout à la fois l'eau d'hydratation et de composition, et alors l'acide oxalique, rendu anhydre, se dédouble. Voici l'équation qui exprime ces phénomènes :

C,0*,HO,2aq + S08,HO=7SO*,HO+3aq+COa + CO

Acide oxalique Acide sul- Acide Oxyde de

cristallise. fnrique. carbonique, carbone.

Il est inutile de dire que l'on lave avec une dissolution alcaline le mélange gazeux qui provient de la décomposition, pour faire absorber l'un des deux gaz, l'acide carbonique, et rendre l'autre, l'oxyde de carbone, extrêmement pur.

Enfin on peut encore obtenir de l'oxyde de carbone en dirigeant de la vapeur d'eau sur du charbon chauffé au rouge cerise. Par ce procédé l'oxyde n'est pas pur ; il est mêlé à beaucoup d'hydrogène et à de l'acide carbonique. Une fois débarrassé de ce dernier gaz, il sert conjointement à l'hydrogène comme source de chaleur, et même de lumière *.

L'oxyde de carbone est un gaz incolore, inodore, neutre, et qui n'a pas encore été liquéfié ; sa densité est 0,967. On est sûr qu'un volume de ce gaz renferme un demi-volume d'oxygène, et vous en aurez la preuve dans un instant ; mais on ignore si le reste est formé par un volume ou un demi-volume de vapeur de carbone, cette vapeur n'étant pas connue. Les chimistes qui supposent qu'un volume d'oxyde de carbone renferme un demi-volume de vapeur de carbone admettent que la densité de cette vapeur est 0,8*292 ; en effet :

7 densité d'oxygène = 0,5528 ■j densité de vapeur de carbone. . . . =0,4446

0,9674 = densité d'oxyde de

carbone.

Dans ce cas, l'oxyde de carbone est représenté par la formule

CO \ = 2C a O a ) , qui est la plus communément adoptée ; mais les chimistes qui pensent qu'un volume de ce gaz renferme un volume de vapeur de carbone adoptent la formule C*0 (=2CO V Évidemment , cette dernière formule attribue à la vapeur de carbone une densité moitié moindre que la première : ainsi , la formule C O représente la densité de la vapeur de carbone comme étant = 0,8292, et la formule C*0 la représente comme étant = 0,4446; dans tous les cas, la composition du gaz oxyde de carbone, exprimée en équivalents, sera toujours :

i. D'après l'analyse de M. Jacqnelain le gu à éclairage et à chauffage préparé à Paris par M. Gillard et compagnie, a la composition suivante :

Vapeur d'eau.. »... 2

Acide carbonique 2

Air 5

Hydrogène 76,3 •

Oxyde de carbone 14,7

4 équivalent de carbone = 75 = 42,56 4 équivalent d'oxygène =400 = 57,4'4

Pour les uns, l'équivalent du carbone en volumes sera = 4 volume ou C ( Regnault , Pelouze et Fremy, etc., etc. ) ; pour les autres, il sera = 2 volumes ou C* (Thenard, Dumas, etc., etc.) .

L'oxyde de carbone est un gaz combustible : il brûle avec une flamme bleuâtre caractéristique et se transforme en acide carbonique ; en effet , si l'on verse de l'eau de chaux dans une éprouvette où l'on aura brûlé de l'oxyde de carbone, on la voit blanchir parce qu'il se forme du carbonate de chaux (craie). Sous l'influence de la lumière, un volume d'oxyde de carbone se combine directement à un volume égal de chlore, et donne naissance à un seul volume de gaz acide chlorox y carbonique ou phosgéne.

Cet acide gazeux est un corps remarquable par le mode de sa formation, qui le rapproche de l'acide carbonique. Effectivement , si à un volume d'oxyde de carbone on ajoute un demivolume d'oxygène , on a l'acide carbonique ; si l'on y ajoute un volume de chlore , on a l'acide chloroxycarbonique ; mais 7 volume d'oxygène équivaut à 4 volume de chlore, si bien que les formules de ces deux acides, exprimées en équivalents, sont parfaitement semblables :

C O + O = acide carbonique.

C O + Cl = acide chloroxycarbonique.

Le phosgène, en présence de l'eau, se décompose en acide carbonique et en acide chlorhydrique.

L'oxyde de carbone est absorbé avec une grande facilité par la dissolution ammoniacale de protochlorure de cuivre. Cette propriété, signalée par MM. Doyere et Leblanc, est bonne à connaître, parce qu'on peut en profiter pour séparer l'oxyde de carbone de certains autres gaz avec lesquels il serait mêlé. L'oxyde de carbone est un excellent réducteur ; aussi joue-t-il un grand rôle dans le traitement des minerais de fer '. Il est non-seulement

1 . L'oxyde de carbone ne se borne pas seulement à réduire des oxydes métalliques , mais - encore un bon nombre de sels. M. Stammer a montré que sous l'influence de ce gaz, les sulfates , acide, et neutre de potasse, les sulfates d'ammoniaque, de chaux et de baryte, sont réduits à l'état de sulfure : les sulfates d'argent et de cuivre sont réduits à l'état métallique : les sulfates de plomb et de fer, donnent un mélange de métal et de sulfure : le sulfate de manganèse donne

asphyxiant, mais délétère : une faible proportion dans une atmosphère confinée suffit pour donner des maux de tète et un malaise général. Il résulte des expériences de M. Leblanc qu'un oiseau périt dans une atmosphère qui en contient ~ .

Comme l'oxyde de carbone se forme toutes les fois que la combustion du charbon n'est pas complète, on conçoit que partout où les appareils de chauffage ne sont pas bien organisés, on éprouve des accidents qu'autrefois on attribuait à tort à l'acide carbonique. L'usage des braseros^ en Espagne et en Italie, en occasionne parfois de fort graves ; cela ne doit j>as étonner : la combustion du charbon au milieu d'une pièce sans tirage vicie l'air, non-seulement à cause de l'acide carbonique qu'elle y introduit, mais à cause de l'oxyde de carbone. La production de ces deux gaz, est immanquable toutes les fois que l'air arrive lentement sur du charbon embrasé.

Bien que l'oxyde de carbone produise de l'acide carbonique en brûlant , ce n'est pas à l'aide de ce moyen que l'on se procure ce dernier gaz : on trouve dans la nature une immense quantité de carbonate de chaux sous forme de pierre calcaire, de craie, de marbre, de coquilles, etc., etc.; en traitant l'une quelconque de ces matières par un acide, on la décompose, et l'acide carbonique qu'elle renferme est mis en liberté sous forme gazeuse. On se sert ordinairement du même appareil qui sert à la préparation de l'hydrogène : à la place du zinc on met des fragments de calcaire ou de marbre ; on pourrait y mettre de la craie, mais sa grande division rend le dégagement trop rapide et par conséquent peu commode. L'acide que l'on préfèfe pour décomposer le carbonate de chaux est ordinairement l'acide hydrochlorique, car le chlorure de calcium qui se forme étant soluble, la décomposition marche sans entrave. Si l'on employait de l'acide sulfurique, il se formerait du sulfate de chaux qui, étant peu soluble, envelopperait les fragments non décomposés et ralentirait le dégagement de telle sorte que l'on serait obligé de remuer la masse assez souvent.

Voici l'équation qui rend compte tout à la fois de la réaction et de ses produits :

un oxysulfnre : celui de ziiic, de l'oxyde : le séleniate de baryte, dn sélénium et du carbonate de baryte ; les azotates de potasse et de baryte, un mélange de carbonate et d'oxyde : l'arséniate et l'antimoniate de soude, dn métal et de la sonde : l'oxalate de potasse donne dn carbonate, dépose du charbon , et dégage de l'acide carbonique : le chromate de plomb, du plomb et de l'oxyde de chrome. Enfin , M. Stainmer a fait la curieuse observation que le sesqnioxyde de fer se réduit en fer métallique , mais en même temps il se forme du carbure de fer.

CaO,CO* + HCl = CaCl + HO + CO«

Carbonate Chlorure Acide

de chaux. de calcium carbonique.

Avant d'étudier les propriétés de ce gaz, il faut que nous soyons bien pénétrés de sa composition. Elle a été déterminée synthétiquement par MM. Dumas et Stass: ils ont fait passer un courant d'oxygène sur un poids connu de carbone presque pur, sous forme de diamant et de graphite, contenu dans un tube en porcelaine incandescent • ; la différence de poids entre l'acide carbonique qu'ils ont obtenu, et le diamant ou le graphite sur lequel ils ont opéré, leur a représenté la proportion d'oxygène qui se combine avec le carbone pour former de l'acide carbonique. Il va sans dire qu'ils ont tenu compte des faibles traces d'impureté qui accompagnaient les deux variétés de carbone. Ils ont trouvé, de cette manière, que l'acide carbonique renferme :

4 équivalent de carbone = 75 = 27,27 2 équivalents d'oxygène = 200 = 72,73

Cette composition est conlirmée approximativement par la densité du gaz acide carbonique, qui est 4 ,529. Comme on a lieu de croire qu'un volume de ce gaz en contient un d'oxygène, si l'on retranche la densité de celui-ci de celle de l'acide carbonique, et qu'avec le reste on établisse une proportion, on trouve à peu de chose près les mêmes rapports qui ont été trouvés par MM. Dumas et Stass. En effet :

Densité de l'acide carbonique = 4 ,5290

Densité de l'oxygène =1,4056

Reste pour représenter le carbone. . = 0,4234 or, 4529:400 :: 0,4234 :x

d'où x = 27,68 carbone, au lieu de 27,27.

Indépendamment de la densité qui permet de croire que l'acide carbonique renferme son volume d'oxygène, l'expérience le prouve d'une manière évidente. Si , dans un ballon contenant un volume

1. Il y avait dans le tube une certaine quantité d'oxyde de enivre pour transformer en acide carbonique la portion d'oxyde de carbone qui anrait pn se former pendant l'expérience.

connu d'oxygène, on introduit un morceau de charbon attaché à l'extrémité d'un gros fil de fer, et si , au moyen d'une lentille, on concentre les rayons solaires sur ce charbon, celui-ci commencera à brûler ; dès que sa combustion sera terminée, on trouvera, après les corrections d'usage, que le volume du gaz n'aura pas sensiblement changé, quoiqu'il soit en grande partie formé d'acide carbonique. 11 est donc clair que l'oxygène, en se combinant avec le carbone pour devenir acide carbonique, ne change pas de volume, et que par conséquent un volume de ce dernier gaz représente un volume d'oxygène.

Je pourrais répéter ici ce que j'ai dit pour l'oxyde de carbone, relativement à l'incertitude où l'on est sur le volume de la vapeur de carbone qui se trouve combiné avec l'oxygène dans l'acide carbonique. C'est à cause de cette incertitude que vous trouverez dans les ouvrages, ce composé représenté tantôt par C* 0*, tantôt parCO*. Il est probable que 0,4234, différence entre les deux densités de l'oxygène et de l'acide carbonique, représente la demidensité de la vapeur de carbone ; autrement il faudrait admettre qu'un volume d'oxygène et un volume de vapeur de carbone, en se combinant, se seraient condensés en un seul volume, ce qui n'est pas ordinaire entre gaz simples. Au contraire, rien n'est plus conforme aux analogies que d'admettre :

- ., ., . . ( i vol. oxygène ) = 1 vol. acide

Pour 1 acide carbonique < • . , u i u •

f ^ toi. vapeur de carbone. ) carbonique.

« „ A A . ( 7 vol. oxygène 1 = 1 vol. oxyde

Pour l'oxyde de carbone \ . . . . > . \ J

4 I ~ vol. vapeur de carbone, j de carbone.

L'hypothèse s'accorde avec le fait de l'augmentation de volume qu'éprouve le gaz acide carbonique lorsqu'il se transforme en oxyde de carbone. En effet , ce dernier gaz ne se formant point par condensation, il arrivera que lorsque la vapeur de carbone enlève à l'acide carbonique la moitié de son oxygène le volume primitif doit doubler ; ainsi :

1 vol. 0 i vol. vapeur de carbone

i vol. acidecarboniqne ( , ' , j = de / i vol. 0 \

D'un autre côté, l'oxyde de carbone, en se transformant en acide carbonique, ne change pas de volume puisque, selon l'hypothèse, la moitié du volume de l'oxygène qu'on lui ajoute se condense; en effet :

/ i vol. 0 \ 1 vol. oxyde de carbone l » . ] . . ., , . M vol. 0 \

\ i yoI. G J = 1 vol. acide carbonique I t I

«i vol. oxygène ) a

En sorte qu'un volume de gaz acide carbonique peut être considéré comme étant composé aussi bien par

i vol. oxygène. )

1 vol. vapeur de carbone. { = * ToL ac,de «*«iiqie.

que par

1 vol. oxyde de carbone.

î voi. oxyae ae caroone. i

i vol. oxygène I = * voL ««de carbonise.

En résumé, l'oxyde de carbone ne change pas de volume en se transformant en acide carbonique, et l'acide carbonique double le sien lorsqu'il devient oxyde de carbone.

L'acide carbonique est un gaz incolore à peu près sans odeur. Lorsqu'il est dissous dans l'eau, il possède une saveur aigrelette ; il rougit le tournesol et lui communique une nuance vineuse, précisément comme feraient l'acide borique, l'acide hydrosulfurique, et tous les acides très-faibles ' : cependant j'ai trouvé que si l'on comprime de l'acide carbonique dans de la teinture de tournesol, celle-ci devient rouge pelure (F oignon; la soustrait-on à l'excès de pression et fait-on dégager l'excès de gaz soit par la chaleur, soit par le vide, elle reprend la couleur rouge vineuse. Relativement à la teinture de tournesol , l'acide carbonique n'est donc un acide faible que lorsqu'il est sous la pression nor-

1. La matière colorante du tournesol peut être considérée comme un sel de couleur bleue , quoique son acide soit ronge pelure d'oignon. Ce sel mis en contact avec un acide fort , se décompose , et son acide devenant libre , se manifeste par sa couleur naturelle. Mis en contact avec un acide faible , celui-ci lui enlève feulement une partie de la base , et le transforme en un sel acide dont la couleur est rouge vineuse. Dans tous les cas , le tournesol rougi redevient bleu si on le met en contact avec un alcali, parce que celui-ci, ou sature l'acide libre, ou neutralise le sel acide et forme un sel qui est bleu. Ainsi, l'acide rouge du tournesol forme des sels bleus. Les acides forts font tourner au rouge pelure d'oignon la teinture de tournesol, et les acides faibles la font tourner au rouge vineux: les premiers mettent en liberté l'acide végétal; les seconds le font passer à l'état de sel acide. Au reste, on s'exposerait à des mécomptes si on ne prenait pas certaines précautions en essayant par la teinture de tournesol la puissance d'un acide. Ainsi, par exemple, si la quantité d'acide sulfurique que l'on verserait dans la teinture de tournesol n'était pas suffisante relativement à la matière colorante, on aurait la même réaction que donnent les acides borique et carbonique. La couleur rouge vineuse ne peut donc indiquer la faible énergie d'un acide qu'autant que cet acide a été employé dans une proportion convenable.

maie : il devient un acide énergique quand il est soumis à une forte pression. La machine de Briet, celle qui sert dans les ménages, pour faire l'eau gazeuse, se prête très-bien à cette expérience.

Un litre de gaz acide carbonique pèse, dans les circonstances normales, 4«r977. M. Faraday est parvenu à le liquéfier sous la pression de 36 atmosphères et à la température de 0°. Si on le liquéfie à une température plus basse, la pression peut être de beaucoup moins forte ; à 30 degrés au-dessous de zéro, une pression de 1 8 atmosphères suffit ; à 30 degrés au-dessus, il en faut une de 73. M. Thylorier a fait plus : il est parvenu à le solidifier au moyen de l'immense froid que l'acide carbonique liquide lui-même produit en s'évaporant. Imaginez une sphère d'acide carbonique liquide formée de couches concentriques : les premières, pour se vaporiser instantanément , enlèvent aux couches intérieures assez de chaleur pour les congeler.

A 0°, la tension de la vapeur de l'acide carbonique liquide est égale à 36 atmosphères ; elle devient égale à 50 si la température s'élève à +15° ; ce qui explique pourquoi l'on a songé à faire servir l'acide carbonique liquide comme force motrice, et rend compte en même temps de son expansion instantanée et du refroidissement qui en est la conséquence, lorsqu'il passe tout à coup sous la pression d'une seule atmosphère.

L'acide carbonique liquide a un coefficient de dilatation supérieur à celui de tous les liquides connus : en effet, te 0° à + 30°, 40 volumes deviennent 4 4. Il se présente sous la forme d'un liquide incolore très-mobile dont la densité, déterminée à + 27°, est 0,72, et à — 8° elle est 0,98. D'après M. Regnault, son point d'ébullition serait à — 78°,26.

L'eau dissout son propre volume d'acide carbonique gazeux : c'est pourquoi , dans les expériences précises, il faut le recueillir sur le mercure ; le nombre des volumes que l'eau peut dissoudre augmente avec le nombre des atmosphères : si, par exemple, sous la pression ordinaire, elle dissout un volume d'acide carbonique, sous une pression 5 fois plus forte elle en dissoudra 5 volumes : aussi, lorsque après avoir comprimé du gaz acide carbonique dans l'eau on supprime la pression, le gaz se dégage et il n'en reste que ce qui est proportionnel à la pression actuelle. Cela explique le bouillonnement qui se manifeste lorsqu'on débouche une bouteille d'eau gazeuse ou de vin de Champagne. Toutefois, les liquides gazeux que l'on appelle mousseux s'éventent au contact de l'air et finissent par ne plus contenir de gaz, ou du moins ils n'en contiennent plus que des traces. C'est une conséquence de i. 44

Î42 CHIMIE ÉLÉMBNTAIHE.

la loi de la dissolution des gaz dans l'eau. La physique vous apprendra que l'eau mise en présence d'une atmosphère formée par le mélange de plusieurs gaz, dissout de chacun d'eux une quantité égale à celle qu'elle dissoudrait si l'atmosphère était formée par ce gaz, exerçant une pression égale à la fraction de la pression totale qui lui appartient dans le mélange gazeux. Or, supposez que de l'eau de Seltz ( eau dans laquelle on a comprimé de l'acide carbonique ) soit soumise à la pression normale, mais dans une atmosphère de gaz acide carbonique ; évidemment elle abandonnera autant de gaz qu'il sera nécessaire pour que celui qui reste soit égal à son volume ; ce point arrivé, le dégagement cessera, parce que la faculté dissolvante de l'eau, par rapport à ce gaz, sera satisfaite. Mais si l'atmosphère était formée moitié air, moitié gaz acide carbonique, comme la pression que celui-ci exercerait serait de moitié moins forte que celle qu'il exerçait auparavant , l'eau abandonnerait encore la moitié du volume du gaz qu'elle tient en dissolution : ce qui resterait représenterait toujours le même volume, mais sa densité serait de moitié moins forte. Dans les circonstances ordinaires, l'eau de Seltz, abandonnée longtemps à l'air, contient toujours son volume de gaz acide carbonique, mais ce gaz a une densité 2500 fois moindre que celle qu'il a lorsqu'il est libre et sous la pression normale, parce que l'air n'en contient en moyenne que — J— . En d'autres termes, un litre d'eau de Seltz éventée contiendra toujours un litre d'acide carbonique dont le poids, au lieu d'être = 0»"977, sera = 0«r 00079. Voilà pourquoi les liquides mousseux perdent presque tout leur acide carbonique quand les vases qui les contiennent ne sont pas hermétiquement fermés.

Une industrie qui, dans ces derniers temps, a pris une grande extension, est fondée sur la solubilité de l'acide carbonique dans l'eau : je veux parler de la fabrication des eaux gazeuses. On prépare l'eau artificielle de Seltz en foulant du gaz acide carbonique dans l'eau jusqu'à ce que celle-ci en contienne 6 à 6 fois son volume. Au moyen de pompes foulantes et aspirantes on peut rendre mousseux toute sorte de liquide : aussi la préparation des limonades gazeuses, de l'eau de Sedlitz et d'une foule d'eaux médicinales est toujours fondée sur le même principe.

L'acide carbonique soumis à une série d'étincelles électriques est partiellement décomposé en oxyde de carbone et en oxygène ; mais comme ces deux gaz, sous la même influence, peuvent se combiner de nouveau et reproduire l'acide carbonique, ce gaz dans de pareilles circonstances ne se décompose jamais d'une ma-

nière complète. En effet, l'étincelle électrique n'a aucune action sur un mélange fait en proportions convenables d'oxygène, d'acide carbonique et d'oxyde de carbone.

Le charbon et l'hydrogène, chacun de son côté, décomposent à chaud l'acide carbonique, que la chaleur seule n'altère pas. La préparation de l'oxyde de carbone est fondée sur cette propriété.

L'acide carbonique éteint les corps en combustion, et par conséquent il n'est pas respirable. Le premier de ces deux caractères négatifs est bientôt démontré : il suffit de plonger une bougie allumée dans une éprouvette remplie de ce gaz pour voir qu'elle s'éteint à l'instant même ; quant à la seconde, comment pourrais-je mieux vous la démontrer qu'en vous rappelant les asphyxies fréquentes occasionnées par l'acide carbonique 1 La grande densité de ce gaz explique certaines particularités que l'on a remarquées au sujet de son action asphyxiante. Aux eu virons de Naples se trouve une grotte célèbre où les voyageurs peuvent entrer impunément , tandis que les chiens qui les accompagnent se meurent si on ne les retire pas assez tôt : c'est que, par les fissures du sol de cette grotte, il se dégage beaucoup d'acide carbonique ; ce gaz, en vertu de sa densité, s'entasse et forme une couche d'une épaisseur assez forte pour que les chiens de moyenne taille s'y trouvent plongés. Un homme ne court aucun danger tant qu'il reste debout. On peut reproduire en petit le phénomène de ce lieu, dit la grotte du Chien, Cette éprouvette est remplie de gaz acide carbonique : si j'y introduis, sans dépasser la moitié, un cylindre d'un moindre diamètre, je ferai sortir un volume de gaz égal au volume du cylindre introduit ; en retirant celui-ci, l'air le remplace, en sorte que mon éprouvette est remplie moitié d'acide carbonique, moitié d'air. Il s'agit maintenant de vous faire voir que ces deux gaz ne sont pas mêlés, et que l'acide carbonique occupe la moitié inférieure, l'air la moitié supérieure. Si , à l'aide d'un fil de fer, je fais descendre très-lentement une petite bougie allumée, elle continuera à brûler tant qu'elle ne dépassera pas la moitié ; au delà de cette limite, elle s'éteindra.

On conçoit comment des personnes ont été asphyxiées par suite de véritables inondations d'acide carbonique. Supposez unechambre communiquant avec une autre d'un étage plus élevé, dans laquelle aurait lieu la fermentation alcoolique d'une grande masse de liquide sucré : si, par mégarde, la ventilation était supprimée dans cette dernière chambre, le gaz acide carbonique qui proviendrait de la fermentation s'écoulerait dans la première. La possibilité de ces envahissements va vous être prouvée par cette expérience : au fond de ce vase vous voyez une bougie qui brûle tranquillement : elle va

s'éteindre si je verse au-dessus de l'acide carbonique. Pouvant donc transvaser ce gaz comme s'il était un liquide, on conçoit que, dans quelques cas, il forme des chutes, des cascades ; en un mot, on conçoit qu'il puisse même occasionner de véritables inondations.

L'acide carbonique est asphyxiant , disons-nous, mais il n'est pas délétère ; en effet , l'air ne devient irrespirable que lorsqu'il en contient 30 p. 0/0. Ce fait parait contredire l'expérience de tous les jours, car les analyses des atmosphères viciées par la combustion de charbon, et où des hommes ont péri asphyxiés, n'ont jamais révélé au delà de 4 à 5 p. 0/0 d'acide carbonique ; au surplus, on sait que, dans les endroits où l'air est vicié par la respiration, on éprouve déjà un malaise dès que la proportion d'acide carbonique y atteint 1 p. 0,0. Mais il faut ne pas oublier que, pendant la combustion du charbon, il se forme de l'oxyde de carbone dont nous avons déjà reconnu la faculté éminemment délétère : au surplus, des émanations dont la nature n'est pas connue, s'exhalent pendant la respiration ; ces émanations accumulées et aspirées à leur tour, exercent une action malfaisante sur l'économie, produisent des phénomènes morbides que mal à propos nous attribuons à l'acide carbonique. Voyez au tableau ci-dessous la composition de deux atmosphères asphyxiantes, dont une formée par la combustion du charbon, et l'autre par l'introduction directe d'acide carbonique dans l'air :

Air asphyxiant par la corn- Air asphyxiant par l'abustion du charbon. cide carbonique.

Acide carbonique 4,61 30,40

Oxygène 19,19 46,00

Azote 75,62 53,60

Oxyde de carbone 0,54 0,11

Hydrogène carboné 0,04 0,11

On voit que là où il y a peu d'acide carbonique, il y a comparativement une grande quantité d'oxyde de carbone. Celte considération fait disparaître la contradiction apparente, et assigne à chaque gaz son véritable rôle.

On peut assainir les atmosphères confinées rendues irrespirables par la présence de l'acide carbonique, en y introduisant du gaz ammoniac, qui se combine avec cet acide et le fixe. Au lieu d'ammoniaque, dont l'excès pourrait nuire, l'on peut se servir d'une dissolution alcaline ( de potasse ou de soude ) que l'on exposerait dans des assiettes : son action serait plus lente, mais dépourvue de toute sorte d'inconvénients. M. Graham a proposé un moyen qui

HUITIÈME LEÇON. 2i5

est presque aussi prompt que le précédent, et beaucoup moins coûteux : d'après ce savant , des équivalents égaux de sulfate de soude et de chaux éteinte forment un mélange qui absorbe très-bien l'acide carbonique. Nous avons déjà vu que lorsqu'une dissolution de ce gaz est mise en contact avec de l'eau de chaux, il se forme de la craie (carbonate de chaux) ; or, le mélange proposé par M. Graham n'est que de la chaux très-divisée et dans un état d'humidité qui favorise l'absorption. Le sulfate de soude abandonne sans peine son eau d'hydratation, et contribue à diviser et à entretenir la chaux humide:

L'acide carbonique est très-répandu dans la nature, et il y joue un rôle considérable : d'abord , l'air en renferme en moyenne ■—^ ; en outre, il en existe des masses incalculables sous la forme de carbonate, et il fait partie de la nature animale vivante, puisqu'on en trouve dans les os, dans la coquille des mollusques, des crustacés, etc., etc. Il doit y en avoir des amas considérables dans l'intérieur de la terre, car certaines eaux minérales en sont sursaturées ; on en trouve toujours dans les galeries des mines de houille, les volcans en vomissent sans cesse, et les combustions vives ou lentes, les fermentations, les putréfactions, la respiration des animaux en sont encore autant de sources. Néanmoins, sa proportion dans l'air ne dépasse jamais les 4 à 6 dix-millièmes l

C'est que, s'il y a des causes incessantes qui le produisent, il y en a d'autres qui le décomposent. Sous l'influence de la lumière, les parties vertes des plantes enlèvent à l'air l'acide carbonique dont elles fixent le carbone, et mettent en liberté l'oxygène. Ce fait rend évidente son importance dans l'économie générale, car l'existence de la plus grande partie des animaux se rattachant à celle des végétaux, on voit la relation qui existe entre la vie et la présence de l'acide carbonique dans l'air. Ajoutons que les plantes non-seulement lui doivent leur carbone, mais encore la # majeure partie des principes terreux qui leur sont aussi indispensables que les principes aériens. Vous avez vu ailleurs que c'est à la faveur de l'acide carbonique que les silicates , les phosphates et les carbonates deviennent solubles dans l'eau et pénètrent ainsi, par les spongioles des racines, dans l'économie végétale '.

1 . JfM. Verdeil et Risler ont examiné les matières solubles contenues dans les terres de l'Institut agronomique de Versailles. Ils y ont tronvé une substance de nature organique ayant quelque analogie ehimique avec le sucre. Cette substance aurait la propriété de dissoudre très-facilement, et en proportions assez notables, les principes minéraux que les plantes laissent par suite de l'incinération. Les auteurs prétendent qu'elle dissout même le quartz ! ! !Si ces faits se confirmaient, si ce dissolvant extraordinaire était commun à toutes les terres arables, rimportanre de

ï*6 CHlMtB ÉLÉMBNTAIHE.

Après les phénomènes de la nature voyons les applications faites par les hommes.

A l'élal de gaz l'acide carbonique est employé par quelques fabricants de sucre de betterave, pour saturer la chaux qui sert à la défécation des jus ; ils le tirent des fourneaux où ils brûlent du coke : on l'emploie aussi dans la fabrication de la céruse et dans celle des eaux gazeuses. L'on a essayé, mais sans succès , de le faire servir à l'état liquide comme force motrice. A l'état solide, il est appliqué à produire des froids intenses, et à découvrir ainsi de nouvelles propriétés dans des corps déjà connus.

Comme la production d'un grand froid au moyen de l'acide carbonique solide, est devenue pour ainsi dire un nouveau réactif entre les mains des chimistes, je vais terminer ce que j'ai à vous dire sur ce gaz, en vous faisant connaître le moyen de le solidifier. On commence par se le procurer à l'état liquide. L'appareil que l'on emploie à cet effet, se compose de deux parties, le

générateur et le récipient. Le générateur est une chaudière cylindrique en plomb (fig. 63} A, recouverte de cuivre rouge et renforcée par des cercles et par des barres de fer forgé. Sa capacité

l'acide carbociiqae, considéré comme dissolvant des principes minérani recherchés

est de 6 à 7 litres. Les deux fonds sont renforcés par deux plaques de fer réliées entre elles par des barres également en fer. Cette chaudière est suspendue entre les deux pointes pp d'un support en fonte. Le récipient R est formé d'un vase en plomb mais sans goulot, renfermé dans un cylindre de cuivre entouré de cercles de fer. Les deux fonds sont assujettis par des plaques de fer, liées entre elles par des barres du même métal. L'ouverture o du générateur est fermée par un bouchon B à vis percé dans le sens de son axe, et muni d'un robinet r : ce bouchon est manœuvré au moyen d'un double manche bb. Le récipient porte de même une ouverture u dans laquelle est engagé un tube de cuivrée qui descend presque jusqu'au fond du récipient et porte en dehors un robinet r'. On établit la communication entre les deux capacités au moyen d'un tube de cuivre T qui se fixe à l'aide de deux brides sur les tubulures iï.

Pour préparer l'acide carbonique liquide on enlève le bouchon B et l'on introduit dans la chaudière A 4800 grammes de bi-carbonate de soude et 4 7 litres d'eau assez tiède pour marquer environ + 40° ; ensuite on introduit une espèce d'éprouvette en cuivre contenant un kilogramme d'acide sulfurique concentré. Cette éprouvette est placée verticalement dans l'axe de la chaudière, et tant qu'elle reste dans cette position il ne peut pas y avoir mélange entre l'acide et le bi-carbonate. On remet le bouchon B et l'on incline la chaudière jusqu'à lui faire dépasser l'horizontale : alors l'acide sulfurique s'écoule et sa réaction avec le bi-carbonate a lieu aussitôt. On n'a plus qu'à faire osciller plusieurs fois la chaudière autour de son axe pour mélanger les matières. Par suite de l'action réciproque de l'acide et du carbonate, tout l'acide carbonique se dégage, et comme son volume doit être au moins 400 fois plus grand que celui de la capacité ambiante, il supporte une grande pression par suite de laquelle il se liquéfie. En effet, si après avoir établi la communication entre le générateur et le récipient par le tube en cuivre T on ouvre les robinets rr'% l'acide carbonique du générateur distille et va se condenser de nouveau dans le récipient. Cette distillation se fait très-rapidement , car la température du générateur n'étant pas inférieure à + 30°, et celle du récipient étant moyennement de + 45°, la tension de l'acide carbonique liquide est d'environ 75 atmosphères dans le premier, et n'est à peu près que de 50 dans le second. L'acide carbonique distillant sous la pression de 25 atmosphères, son passage de la chaudière au récipient doit donc être rapide ; en effet il s'effectue en moins d'une minute. On répète Topération jusqu'à ce que le récipient contienne environ 2 litres

2i8 CHIMIE ÉLÉMENTAIRE.

d'acide carbonique liquide. Si Ton suppose que le récipient reste toujours à -f *5°, l'acide carbonique liquide qu'il renferme sera surmonté d'une atmosphère gazeuse exerçant une pression de 50 atmosphères : on conçoit donc que, si après avoir enlevé le tube de communication T on»ouvre le robinet r' il en sorte uu jet d'une grande force ; l'acide soustrait à une haute pression reprend la forme gazeuse , absorbe au milieu ambiant la chaleur nécessaire pour son changement d'état et produit un abaissement considérable de température. Effectivement, si l'on fait arriver le jet dans l'air, on voit se former un nuage provenant d'une portion du liquide qui se congèle par suite de la chaleur que lui enlève la portion qui se gazéifie : en dirigeant le jet dans une boîte métallique à parois minces, en peu d'instants on la remplit d'une neige blanche cotonneuse formée d'acide carbonique solide. Dans cet état, l'acide peut être conservé quelque temps, car étant mauvais conducteur de la chaleur, son évaporation est très-lente ; mais si on le mêle avec de l'éther il perd sa porosité, devient meilleur conducteur, et son évaporation s'effectue dès lors avec une telle rapidité que la température d'un corps qui y serait plongé descend au-dessous de — 90». C'est ainsi que l'on peut solidifier en quelques minutes un kilogramme de mercure, et des quantités assez considérables de matières gazeuses qu'on n'était jamais parvenu qu'à liquéfier. L'acide carbonique neigeux peut être mis sur la main sans que l'on éprouve la sensation d'un grand froid , parce que entre la main et l'acide il y a une couche de gaz qui empêche le contact ; mais serre-t-on cette neige entre les doigts, la peau se désorganise, et l'on souffre comme si l'on pressait un corps incandescent.

Après vous avoir parié de l'acide carbonique de l'oxygène , je dois vous entretenir de celui du soufre. Mettez cette dernière substance à la place de l'oxygène dans l'acide carbonique, vous aurez ce que l'on appelle ordinairement le sulfure de carbone. Il est bon que nous connaissions ce composé, premièrement parce qu'il met en pleine évidence l'analogie chimique qui rapproche le soufre de l'oxygène ; secondement , parce qu'il est un dissolvant trèscommode pour les chimistes ; enfin, parce qu'il facilite à l'industrie l'emploi du caoutchouc, matière dont les applications augmentent tous les jours de plus en plus.

Mettez sur un fourneau, incliné légèrement, un tube en porcelaine rempli de braise concassée ; adaptez à l'extrémité supérieure de ce tube un bon bouchon en liège, et à l'inférieure une allonge dont le bec recourbé effleurera l'eau contenue dans un flacon muni d'un tube de sûreté ; chauffez ce tube peu à peu, et lorsqu'il sera devenu rouge, introduisez-y de temps en temps des frag-

mente de soufre, ayant soin, après chaque introduction, de le fermer de nouveau avec son bouchon. Vous verrez se dégager un liquide qui gagnera le fond de l'eau. Ce liquide distillé au bainmarie, laissé ensuite en contact avec du chlorure de calcium, et distillé de nouveau, sera le sulfure de carbone ou V aride sut/oearbonique des chimistes. Le procédé que nous venons de décrire suffit à peine à produire quelques centaines de grammes de sulfure de carbone par jour. Or, la consommation de cette substance étant devenue considérable depuis qu'elle sert à la vulcanisation du caoutchouc, l'industrie a imaginé des moyens pour en préparer de grandes masses, et en avoir, s'il le faut, 400 kilogrammes en 94 heures. Voici l'appareil (fig. 5^ bis) construit dans ce but, par M. Peroncel , et dont nous empruntons la description à M. Payen : u Un cylindre en fonte A, luté soigneusement à l'intérieur et à l'extérieur avec de la terre à creuset, repose sur un bloc cylindrique en fonte B et se trouve entouré d'une maçonnerie dans toute sa hauteur. Le couvercle du vase est muni de deux ajoutages F F', dans l'un desquels est adapté un tube en porcelaine C qui descend jusqu'à 8 ou 1 0 centimètres du fond , reposant la

Fig S3biB.

sur des fragments de coke dur ; tout le surplus de la capacité du vase A est rempli de charbon de bois poreux (braise des boulangers).

a Le deuxième ajoutage sert, durant l'opération, à recharger le cylindre de charbon à mesure que le soufre en entraîne une partie.

« Un large ajoutage latéral au cylindre, venu à la coulée H , porte à son extrémité une rainure circulaire dans laquelle on engage un tube I , qui s'adapte de l'autre bout dans une bombonne en grès,/.

« Près du fond de celle-ci , une tubulure reçoit un tube à robinet K , qui dirige sous l'eau le liquide condensé, dans un récipient florentin L ; ce dernier verse lui-même, par un tube M , le sulfure de carbone (rassemblé au fond de l'eau) dans un vase 0, d'où on le soutire à volonté par le robinet N.

« Les vapeurs non condensées dans la bombonne s'échappent par un tube en grès P P, qui les conduit vers un serpentin en grès ou en zinc Q.

« Tout le sulfure de carbone liquide, résultant de cette deuxième condensation, s'écoule par le robinet R du serpentin dans un deuxième flacon à robinet S ; le sulfure obtenu de cette deuxième condensation est plus pur, mais moins abondant que le premier. »

Le sulfure de carbone est un liquide très-mobile, incolore et très-réfringent ; il a une odeur qui rappelle celle des choux pourris ; sa densité à + 4 5° est 1 ,274 ; il bout à + 48<>. H n'a pas encore été solidifié, aussi l'emploie-t-on quelquefois à la construction des thermomètres destinés à marquer de très-basses températures. Évaporé rapidement dans le vide de la machine pneumatique, il peut produire un froid de 60 degrés au-dessous de zéro.

La densité de sa vapeur est 9,67, ce qui correspond à peu près à

1 vol. vapeur de soufre ( Bineau ) , ou | vol.

(Dumas) 2,3480

7 vol. vapeur de carbone 0,4445

L'équivalent de ce corps, déduit de l'analyse de ses principales combinaisons, est G S9, c'est-à-dire 2 volumes : sa constitution est donc la même que celle de l'acide carbonique, à qui il ressemble, du reste , par un trait extrêmement caractéristique.

De même que l'acide carbonique se combine avec les oxydes métalliques pour former les carbonates , le sulfure de carbone se combine avec les sulfures métalliques pour former les sulfo-carbonates ; or, ces derniers composés sont d'ordinaire isomorphes avec les premiers. Ainsi l'acide carbonique et le sulfure de carbone non-seulement se rassemblent par leur constitution, mais encore par l'isomorphisme de leurs composés. On a donc raison de donner au sulfure de carbone le nom d'acide sulfo-carbo-

nique. Vous voyez au tableau ci-dessous une comparaison entre ces deux acides :

Acide carbonique. Acide sulfo-carbonique.

, . Oxygène et charbon in- Vapeur de son fre et char.

^réparation candescent. bon incandescent.

1 vol. 0 i = i vol. acide 1 vol. S ) = 1 vol. vapeur

^P08*011 i wi. fi j carbonise.. . \ «L C j %£%£?-

Équivalent en volumes. 2 volumes 2 volumes.

Équivalent en poids.... GO* G S2

Formule générale des c

sels métalliques... . ' '

Caractères analogiques Isomorphes avec les sulfo- Isomorphes avec les cardes sels carbonates... bonates.

L'acide sulfo-carbonique résiste aux plus hautes températures comme l'acide carbonique. Chauffé en présence de l'air jusqu'à + 350°, il s'enflamme et brûle avec une flamme bleue. Les produits de sa combustion sont l'acide sulfureux et l'acide carbonique