I,OT
Préparation. — La préparation du gaz uhlorliydrique est une des
plus simples des laboratoires. Elle se Fait au moyen du sel maiin ou
d rfu ,e de I a de u u qu écndudeau On I école luIVant légôroment dans uji ballon A muni d'un tube recourbé B
{fi.g. i SI) 3 parlies de sel calciné et 3 parties d'acide suKurique étendu de I partie d'eau. On recueille le gaz sous des cloches C pleines de mercure, lorsqu'il esl complètement absorbé par l'eau, ce qui indique qu'il n'est plus meié d air.
Quand on veut avoir une dissolution de cet acide, on fait usage d'un appareil de Woulf dont les flacons renferment autant d'eau qu'on emploie de sel marin. Un ki'ogramme de sel desséché suffit pour saturer 700 grammes d'eau à la température de -f- '^ degrés. '
Dans les arts, on se sert des mêmes matières premières pour obtenir l'acide chlorhydrique; seulement on les emploie dans d'autres proporlions, cl les appareils sont tout différents. 11 y en a de deux sorles : les cylindres et les fours.
Méthode dei ejlladrcM. — De grands cylindresde fonte A, A, A, A aonl disposés par paires dans un fourneau en briques, dont voici une coupe
S,iffilï:
Fig. ISS. — Fibriotion en grand de l'ïcide clitorhjflriqiiei eoupe irBogierude du four.
transversale {fig. li>8), un plan {fig. 159), et une coupe par un plan vertical passant par l'axe des cylindres {fig. 160).
tes cylindres ont t'°,efl de long sur O^iS de diamètre et O^jOS d'é- " paisseur. Ils sont fermés à leurs deux bouts par des obturateurs en fonte A r s'embotlant dans une retraite circulaire qu'on lute à l'argile. Chaque obturateur est muni d'un tuyau ; celui de devant d permet d'y poser uu entonnoir e pour l'inlroduction de l'acide quand le cylindre a rega sa charge de sel ; l'autre tuyau o reçoit une allonge a en grès lutée avec soin et communiquant par le moyen du tube en grès b à une série de grandes bouteilles en gris ou bombonnes à moitié remplies d'eau C,C',C", C™. Ces bombonnes sont reliées entre elles par des tubes courbes en grès c, C, c" ; elles ont toutes, dans le bas, un ro-
244 KELA'lfME LEÇOS,
binet en pl(»nb pour le toulirage de l'acide. Afin de mieux condenser le* vapeurs, on multiplie ces bouteilles le plus que l'on peut, la prc-
Fig 1» plin d« l'tppwvil pricMenL
miëre de chaque série plongeant dans une cuve E remplie d'eau, et la
dernière portant un tube qui va se tendre dans une cheminée dont le tirage est énergique.
DE L ACIDE CHLORHYDHIQUE.
Dans chaque cylindre on mal 160 kilog. de sel et 130 kilog, d'acide tulfurique A 66 degrés. On en obtient 208 kilog. d'ncide liquide à 2! ou 23 degrés à l'aréomôlro do Baume, ce qui fiiit à peu pris 63 kilc^. d'acide gazeux.
Méthode des four* •■ baatrlu|-nai, — Dans les grandes fabriques, on opfire la décomposition du sel dans des fours rec langui aires en briques réfraclaires, désignés sous le nom de 6as(tiJigues. Cette méthode offre le double avantage de la continuité et de l'économie ; elle permet en outre de faire usage de l'acide sulfurique tel qu'il sort des chambres, c'eal-d-dire à 30 ou y^".
Vous avez sous les yeux {JÎ3. 161} une coupe d'un de ces fours employés chei M. Kuhlmann, de Lille. L'intérieur est divisé en deux compartiments par une cloison de maçonnerie. En B est une cuvette,
!■ ptépiritiou de 1 leide ehlurhjitnqiw
autrefois en plomb, aujourd'hui en fonte, dans laquelle on introduit successivement, par 1 ouverture D, le sel et l'acide sulfurique et que 1 on ferme en'tuite Ln registre, C, est baissé de manière à clore la cuvette Celle Cl est éiliaullée par les produits de la combustion qui, sortant du compartiment V, s'échappent par des carneaux et viennent passer en HH sous la sok
Par suite de la réaction, ta malif^rc entre en fusion, l'acide chlorhydrique se dégage et se rend par un tuyau, qu'on ne voit pas dans la ligure, dans l'appareil condenseur où il est absorbé. Quand la matière est devenue pâteuse et n'émet plus que très-peu de gaz acide, on lève le registre C, et, au moyen de pelles creuses, on la porte dans le four à calciner, A, placé prés du foyer. Comme dans celte partie la tempérar
ture est très- élevée, la décomposition du sel marin s'achève, et le res* tant d'acide chlorhydrique se dégage.
Pendant que cette dernière phase de lopération s'accomplit, on a baissé le registre C, et on a chargé la cuvette B d'une nouvelle quantité de sel et d'acide sulfurique ; de sorte que le travail dans les deux compartiments est simultané et continu.
Lorsque le sulfate de soude, sans cesse agité pendant sa calcination au rouge avec un long râble, n'émet plus de vapeurs sensibles, on le fait tomber avec un racloir dans une cuve placée au-dessous du compartiment A, où il se refroidit.
Avec la méthode des cylindres, on obtient de 125 à 130 parties d'acide chlorhydrique à 22 ou 23° Baume pour 100 parties de sel marin. La méthode des bastringues ne donne que 105 à HO d'acide, parce qu'une certaine quantité de celui-ci est entraînée avec les produits de la combustion ; mais cette légère perle est largement compensée par une économie de main-d'œuvre.
Quel que soit le système de production employé, l'acide recueilli et mis tel quel dans le commerce est plus ou moins coloré en jaune par du perchlorure de fer, qui résulte de l'action du gaz sur les cylindres de fonte dans lesquels il se produit ; il renferme, en outre, de l'acide sulfurique, fort souvent de l'acide sulfureux, et parfois aussi du chlorure d'arsenic, quand l'acide sulfurique employé a été fabriqué avec les pyrites. Cela n'empêche pas, toutefois, de s'en servir pour les divers besoins de l'industrie.
La fabrication de cet acide n'est, du reste, qu'une partie accessoire d'une opération plus importante, la préparation de la soude artificielle. Les fabriques de soude produisent lant d'acide chlorhydrique, que, dans beaucoup de localités, comme à Marseille, par exemple, on ne se donne môme pas la peine de le recueillir.
En Angleterre, dans les usines situées près ou dans des villes où les dégâts causés par les vapeurs acides amèneraient des procès ruineux, on en opère la condensation, non dans des bombonnes en grès, comme en France, mais dans de grandes tourelles en pierres siliceuses remplies de coke. Fermées à la partie supérieure par laquelle arrive de l'eau qui s'écoule en se divisant sous forme de pluie, tandis que le gaz chlorhydrique arrive par la partie inférieure, ces tourelles sont souvent juxtaposées au nombre de deux, de manière que l'excédant du gaz qui a servi à produire de l'acide fort (A 1,150 de densité) dans l'une d'elles, soil amené par un conduit en grès au bas de l'autre, et puisse s'y dissoudre complètement en produisant un acide faible. 11 est des usines où ce dernier, exhaussé par des pompes en grès, est ramené dans la première tourelle et transformé ainsi en acide concentré.
Ce système de condensalion donne d'excellents résultats ; il a été imaginé, en 1836, par M. Gossage, et introduit en France par M. Kestner, de Thann.M. Kuhlmannl'a adopté en partie dans sa fabrique d'Amiens,
DE L ACIDE CHLORUYDUIQUE. 247
pour compléter la condensation qui s'opère dans une batterie de 250 bombonnes de 250 à 300 litres de capacité. Il fonctionne à peu près dans les m<}n[ies conditions à Chauny (Aisne) et à Salyudres (Gard).
Théorie de ropération. — La réaction au moyen de laquelle on produit le gaz chlorhydrîque ne présente aucune difficulté dans son explication. Sous l'influence de Tacide sulfurique, l'eau du mélange se trouve décomposée, et ses deux principes, en se combinant aux deux composants du sel marin, c'est-à-dire au chlore et au sodium (métal de la soude), donnent naissance à du gaz chlorhydrique et à de l'oxyde de sodium ou soude. Celle-ci s'unit ensuite à l'acide sulfurique, et forme alors le sel qu'on appelle sulfate de soude. Le tableau suivant va vous faire voir, Messieurs, la manière dont les choses se passent dans le bal' Ion, dans les cylindres ou dans le four :
Sel marin J ( Sodium
ou {) chlorure ( \ de sodium i f Chlore
c Acidfi
j{ chlorhydrique. = Soude.
S Hydrogène — 1 ( Oxygène
( Sulfate = I de ( soude.
Acide sulfurique-
Préparation dePacIde pur. — 11 est possible avec l'acide du commerce de se procurer de l'acide pur pour les besoins des laboratoires. Pour cela, on y fait passer d'abord un léger excès de chlore gazeux pour convertir l'acide sulfureux en acide sulfurique, puis on y verse une solution de sulfure de baryum^ jusqu'à cessation de trouble pour précipiter les acides de l'arsenic. Le liquide étant devenu clair parle repos, on l'introduit dans un ballon A de plusieurs litres de capacité (fig, 162), à la suite duquel on ajuste un flacon laveur B, et deux flacons de Woulf C, D remphs à moitié d'eau distillée. Par le tube à entonnoir E, dont l'extrémité effilée a plonge jusqu'au fond du ballon, on introduit lentement de l'acide sulfurique à 66 degrés. Celui-ci s'empare de l'eau et met en liberté le gaz chlorhydrique qui va se dissoudre dans l'eau des flacons. La chaleur que développe l'acide sulfurique détermine un dégagement assez tumultueux pour qu'il soit prudent de ne l'ajouter que peu à peu.
Usair<^8. — Cet acide a des usages nombreux dans les arts. 11 sert à la fabrication dû chlore et des hypochlorites, de Veau régale^ dont je vou« parlerai bientôt, du gaz acide carbonique destiné à la fabrication des eaux gazeuseS; à celle du sel ammoniac et des chlorures d'étain si em-
250 DIXIÈME LEa>N.
quable entre les proportions de leurs éléments. — Le Tolume de l'azote restant le même dans tous, celui de loxygène varie dans les rapports suivants :
100 Tfl. 4*ait(e ft'uisscBl tTM 50 ftL 4*tifpM fnt Itracr le protaxyde tf azote ;
100 — 100 — ledeutoxyde dtazote;
100 — 150 — r acide azoteux ;
100 — 250 — Vadde azotique.
C'est-à-dire que les nombres qui expriment le volume de Toxygène ajouté à 100 d'azote sont, entre eux, comme les chiffres 1,2, 3, 4, 5. Et notez bien que ce n'est jamais que dans ces rapports que les deux éléments s'unissent, car on ncrpeut unir à 100 d'azote ni moins de 50, ni plus de 250 d'oxygène.
Les mômes rapports existent, quand on envisage les poids au lieu des volumes : ainsi, pour le môme poids d'azote, 14 par exemple, les poids de l'oxygène dans les cinq composés précédents sont représentés ainsi qu'il suit :
Protoxyde d'azot« Bioxyde d'azote Acide azoteux
Azote en pwds.
Oi
ygène en poids.
Acide hypoazotiqup Acide azotique
Vous voyez bien que les nombres 8, 16, 24, 32, 40, sont encore entre eux comme les nombres 1 , 2, 3, 4 et 5.
Théorie des proporiionn multiples. — Voilà certes un fait considérable, mais il n'est pas isolé. De semblables rapports simples s'observent dans tous les composés chimiques, aussi l'on peut dire, d'une manière générale, que :
Lorsque^ dam une série de œmposéé auxquels les deux composants sont communSy ïun de ces composants varie en proportions, les nombres qui erpriment ces proportions, en poids ou en volumes, sont entre eux comme les nombres 1, 2, 3, 4, 5, etc., c'est-à-dire dans des rapports multiples simples et constants,
Otto loi connue sous le nom de Théorie des proportions multiples, formulée pour la première fois par Dalton (1 \ est remarquable par sa
(1) Dalton (Jean\ physicien et chimiste anglais, né en 176G dans le Cumberland, e^t l'un des grands savants dont l'Angleterre peut, à bon droit, s'enorgueillir. Il professa les mathématifjues et les sciences physiques k Manchester où il passa toute sa vie. Il a publié des travaux sur les fluides élastiques, des obsei^ations météorologiques et un système de philosophie chimique en 3 volumes in-8°. Il fut membre de la Société royale de Londres et de l'Institut de France. Il mourut en 1844. Sa statue par Chantrey est placée h l'entrée de Vlnstitution royale de Manchester.
