FABRICATION DE L ACIDE SULFURIQUE

d'acide sulfureux, qui lui enlôrent ses produits nitreux. Le sol du troisième tambour est, à cet effet, iin peu plus élevé que celui du deuxième.

Les gaz continuant leur route, «ont conduits par un autre tuyau dans une quatrième chambre GG, dite grande diambre, qui peut avoit environ \ 000 mètres cubes, et où se passe principalement la réaction dès g&z sulftireux, nitreux et oxygène, parce que ces gaz y séjournent longteinpsi Des jets de vapeur HHH y arrivent sur plusieurs points, y fontUourbîllonner les gaz et favorisent les réactions. C'est dans cette chambre que se rend tout Tacide sulfurique formé dans les autres; aussi son niveau est-il inférieur.

. Une grande chambre de i 000 mètres cubes suppose un appareil de 1 500 mètres cubes de capacité. Un pareil système procyre une combustion de 1 000; kilogr. de soufre en 24 heures, et par conséquent une production de 3 000 kilogr. d'acide sulfurique.

Les gaz, au sortir de la grande chambre, ne sont pas encore déversés dans l'atmosphère. La température est très-élevée dans cettechambre^ et une portion assez considérable d'acide sulfurique y existe à l'état de vapeur. Dé plus, les gaz renferment encore des produits nitreux qu'on peut leur enlever, de manière à économiser sur la dépense de l'acide azotique.

On fait passer les gaz, au sortir de la grande chambre, à travers deux tambours N, dits tambours en queue, de 400 mètres cubes de capacité, qui servent de réfrigérants, et dans lesquels sont disposées des tablettes qui interrompent le courant gazeux et facilitent ainsi le dépôt des vapeurs.

Les gaz se rendent de là dans un troisième réfrigérant LL, refroidi extérieurement par de l'eau; enfin ils arrivent dans un dernier tambour R, qui a pour objet d'absorber les gaz nitreux, et de là ils se rendent dans l'atmosphère par le tuyau V.

Le tambour R est rempli de gros fragments de coke maintenus par un diaphragme S, sur lesquels on fait tomber un courant continu d'acide sulfurique concentré provenant du réservoir o. Cet acide, à 62 ou 64 degrés, laisse échapper l'azote et l'oxygène, mais absorbe trèsbien les vapeurs nitreuses. Les gaz non absorbables sortent continuellement par le tuyau V qui surmonte le tambour. Ils constituent, en quelque sorte, un résidu gazéiforme inutile au fabricant, tandis que l'acide sulfurique qui filtre sur Iç coke et descend dans le réservoir », ramène avec lui le gaz hypoazotique qu'il a. retenu au passage.

C'est cet acide sulfurique nitreux que Ton fait remonter dans le vase supérieur gh, pour le faire ton^ber de là dans le premier tambour, où il se dénitrifie. Une disposition très-simple, et fréquemment employée dans les fabriques, permet d'élever facilement cet acide, du réservoir i dans le vase gh, A cet effet, le haut de celui-ci communique avec le bas du réservoir i par le tuyau ef. Le haut du vase i" porte un tube à robinet, qui s'.enjiforançhe sur 1q tuyau généraLdiei vapeur cd. Pour faire

monter le liquide du réservoir ir dans le vase gh^ il suffit d'ouvrir le robinet ; la pression de la vapeur dans la chaudière, pression qui est toujours de plusieurs atmosphères, s'exerce alors à la surface du liquide t" et le fait monter au niveau g. On ferme le robinet gh, quand le vase est plein.

kxjL moyen de l'addition du tambour à coke et de l'ingénieuse disposition que Je viens de décrire, dont l'idée première appartient à Gay- Lussac, on est parvenu à réduire de moitié la quantité d'acide azotique, nécessaire à la conversion de iOO kilogrammes de soufre en acide lul^ furique. Au lieu de près de 8 kilogrammes qu'on dépensait aatrefois, on n'en consomme plus que 4 à 5*. Un autre avantage immense, c'est que, ramenant chaque jour dans les chambres les produits azotiques qu'on laissait perdre jadis, on évite au voisinage les inconvénients des vapeurs rutilantes insalubres.

Depuis une.vingtaine d'années on* a, dans beaucoup de fabriques de France et des pays étrangers, remplacé le soufre pour la production de l'acide sulfureux par \e% 'pyrites ou bisulfure de fer. Je ne vous parlerai de cette importante modification qu'après vous avoir fait connaître la nature et les propriétés de ces pyrites.

III. Concentration de l'acide sulfurique, — L'acide sulfurique, tel qu'il sort des chambres, marque 40, 45, 50 ou 55 degrés tout au plus. Il est très-impur. Outre l'eau qu'il contient en assez forte proportion, il renferme habituellement de l'acide azotique ou hypoazo tique, du sulfate de plomb dû à ce que le plomb des chambres est oxydé par les vapeurs nitreuses et à ce que l'oxyde se dissout ensuite dans l'acide sulfurique qui ruisselle sur leurs parois, enfin du sulfate de chaux provenant de l'eau que l'on met sur le sol de l'appareil au début des opérations.

Cet acide brut est employé dans certaines industries, telles que la fabiîcation du sulfate de fer, du sulfate d'ammoniaque, de l'acide azotique, de l'acide stéarique pour les bougies ; mais pour l'affinage des métaux précieux, pour la dissolution de l'indigo, la fabrication de la garancihe, et une foule d'autres emplois, il y a nécessité de le concentrer et de le purifier. L!acide n'est reçu, d'ailleurs, dans le commerce que lorsqu'il marque 66 degrés.

La concentration de l'acide brut s'opère en deux époques distinctes. On l'amène d'abord à 57 ou 60 degrés dans des bassins en plomb peu profonds et très- larges A, A, placés en étages sur un fourneau commun (/?(/. 202). On ne peut pousser la concentration au delà, parce qu'à 60 ou 62° de densité, l'acide bout entre i95 à 200«, et qu'alors il commence à attaquer le plomb.

On termine la concentration dans un vase ou cucurbite en platine, muni d'un chapiteau et d'un serpentin de môme métal B ; ce dernier est continuellement refroidi par de l'eau ; on agit ainsi parce que la vapeur entraîne toujours une certaine portion d'acide. Ces eaux acides s^nt reportées dans les chambres où elles se concentrent. Lorsque Va-

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cidc de la cucurbile eit aniTâ à 86", on le toulire à l'aide d'un «ipbon en plaline C, qui eel adapta sur la cucurbite , et dans lequel il ■e refroidit avant d'arriver dam les cruche» en grès où on le reçoit; le*

Fig. Mt, — Appuril

deux branches de ce siphon sont plongées, sous une certaine inclinaison, dans un rérrigératit D dont l'eau est «ans cesse renouvelée.

Ce n'est que depuis une cinquantaine d'années qu'on fait us^e de rases en plaline pour la concentration de l'acide suKurique. Un appaVeil de ce'genre, pesant en tout 81 kilogrammea, coûte environ 80,000 fr.; l'intérêt et l'usé représentent 24 Tr. pur jour. Celli; somme répartie sur 4 000 kilogrammes, produit de la concentration journalière, équivaut, pour chaque quintal métrique, à 60 centimes seulement.

Avant l'introduction des vases de plaline dans les Tabriques, on se servait de cornues de verre d'une capacité de 50 i 80 lilres, lulées à l'argile, qu'on disposait, au nombre de 100 environ, sur un Tourneau de galère. Chaque cornue ne faisait paS'plusde cinq concentra lions, en moyenne ; elle coûtait généralement 6 tr. 11 est inutile de faire ressortir les avantages du nouveau mode d« concentration. Néanmoins en Allemagne, en Belgique et dans le midi de la France, où la verrerie est i bas prix, on suit encore l'ancien mode (I ).

(I) H. Cotelle vient d'inventer un appareil simple, ingéoieux et d'un prix iiitignifisnl, pour Ja concentration et la distillation de l'acide auirurique. Il se caaipose d'une colonne en briques revStue intérieurement de briques réfiactaires, reposant aur une large base et rerméa & ses deux extrémités par un obturateur en terre réfractaire. On i-emplit cette coloDue de pierre ponce ou de tout autre corps diviseur inattaquable t dans sa partie inférieure sont pratiqués des oriBces qui donnent pMsage à un courant d'air chauffé énergiquement dans un foyer spécial. L'acide coulo continuellement par une ouverture percée au centre de l'ubturiteur supérieur ; il se répand sur la pierre ponce et ae iniure en centact ■lec l'air chaud. Au fur et i mesure qu'il descend dans la colonne, il rencontre

de l'Mide eomnercial. — Par suite de cette concentration^ l'acide s'est dépouillé de son eau et de la presque totalité des composés nilreux, mais il renferme «n^ corc des sels éti'angers dont la proportion, touterois, est assez faible pour ne pas changer ses caractÈres. On reconnaît leur quantité en faisant évaporer !iO ou 60 grammes d'acide dans une capsule de platine ou de porcelaine {fig. 203). Dans la pratique, on regarde l'acide comme bon lorsqu'il ne laisse qu'un résidu de 5 milligrammes.

Ctiaque 100 kilogrammes desou^ devrait foui-nir 306 kilogrammes d'acide sulfurique à 6»°, puisque

ieciir"ê l'acide est formé de :

Oxygène

Dans une bonne fabrication, on réalise 200 à 29o kilogrammes, rarement 300 kilogrammes, parce que le soufre brut emplojé contient, terme moyen, de 3 à 4 p. 100 de matières terreuses, et que, d'autre part, il est impossible d'éviter une foule de petites pertes qui se mani-

festent trop souvent sur les immenses surfaces de plomb des appareils. Dans tous les cas, ceux-ci fonctionnent avec assez de perfection pair

des couches de plus en plus chaudes ; il se concenire dès lors d'une miniers OHitinue, et, en arrivant k l'eitrémitë de l'^tpareil, il aattejil.ledegrédacoacentrstïon voulu.

FABRICATION DE l'aCIDE SuLFURIQUE. 311

permettre de livrer l'acide au prix moyen de 20 centimes Te kilo-

L'acide du -commerce, même le mieux préparé, est trop impur pour pouvoir servir aux recherches des laboratoires.

Ou y reconnaît la présence du plomb, en l'étendant d'eau et j faisant passer un courant d'hydrogène sulfuré îjîg. 204), qui

Forme dans ce cas un préci- .'' ' '

pi(é noir ou brun.

On constate aisément celle des composés nitreux au moyen de quelques gouttes d'une dissolutioa très-affaiblie d'indigo qui se trouve décolorée dés qu'on chauffe ifig. 205). Comme ce sont surtout ces composés qui rendent l'acide suirurique impropi-c à une foule de réactions, il faut toujours avoir la précaution, avant do s'en servir, de le faire chauffer arec 2 à 3 millièmes de sulfate d'ammoniaque, ainsi que Pelouze l'a conseillé le premier.

Dans ce cas, l'ammoniaque de ce sel décompose, par son hydrogène, les divers composés oxygénés de l'azote, en formant de l'eau et en donnant de l'azote. C'est ce que montre la légende suivante qui met en présence de l'acide hypoazolique et de l'ammoniaque :

, = jS vol. vapeur d

.... -I- 7 ïol.i

DiaUlIatlaB de l'acide «nlf arlqne. — Pour puri&er l'acide sulfurique des sels étrangei-s non volalUs, il faut le soumettre à la distillation. C'est une opération assez dangereuse, à cause des soubresauts que produit le liquide en ébullilion. On les évite en le chautTanl, non pardessous, mais latéralement. Pour cela, on fait nsago d'une galerie en grillage de fil de fer, ouverte à son centre pour laisser passer la panse de la cornue, comme dans la ligure 206. On fait le feu dans la galerie circulaire g, et pour éviter les courants d'air froid, on recouvre la cornue c d'une garniture écbancrée en tOle d qui pose sur la galerie. On

engage le col de la cornue dans celui d'un ballon en verre 6. On ne relïoidit aucune partie de l'appareil, pour lequel d'ailleurs on n'emploie ni luis ni boucboni, afin de ne pas colorer l'acide.

A défaut d'une grille spéciale, on dispose l'appareil comme l'indique la figui-e 207,

Vous me pardonne rez Messieurs les détails un peu longs dans lesquels je viens den Irer en ra son de lim portancee\lréme pour (ousnosaris ndustiiels 1 un a ide dont la prumpepou ods od iluclion 3 elëie annuet Je 1 acide Buifunquc. Icment, en France, Ù

Il ons de kilogrammes. I lent appeler loulc votre altenlion sur un mélalloide l bien des titres dilTérents, et doal l'élude ne aauvuil p de soin?.

Sommaire. — Identité du diamant et du charbon. — Des diverses variétés du car- ' bone. — Du Diamant ; ses caractères remarquables^ son extraction, sa taille, son prix. — De la Plombagine et de ses applications. — De Y Anthracite. — . De la Houille ; ses caractères distinctifs ; son état naturel. — Aperçu général sur la structure de la terre. — Exploitation des mines de houille. — Production annuelle. — Dénominations commerciales.

Identité du charbon ordinaire et du diamant. — Parmi les hrillantes et nombreuses découvertes que la fin du dix-huitième siècle et le commencement du dix-neuvième ont vues éclore, aucune, Mes^ sieurs, ne frappe autant les esprits, encore peu familiarisés avec les prodiges de la chimie, que celle qui a démontré la parfaite identité de nature entre le chàbbon vulgaire qui brûle dans nos foyers et cette pierre précieuse qui, sous le nom de diamant, est pour tous le type de Téclat et de la richesse I

Qu'y a-t-il, en effet, de commun, au premier abord, entre ces deux matières d'aspect et de propriétés si opposés?

Comment concevoir que la même substance puisse s'offrir à nous sous des formes aussi dissemblables?

L'expérience, cependant, a prononcé, et l'incrédulité n'est plus permise devant la masse de faits qui témoignent à l'envi de cette unité de constitution entre les deux corps dont je parle. Au nombre de ces faits que la science moderne nous a révélés, il en est un surtout qui a une haute importance, et qui suffît pour entraîner la conviction. Le voici :

Le diamant, chauffé au sein de l'oxygène ou môme de l'air, bi*ûle à la manière du charbon, et donne, comme ce dernier, du gaz acide carboni- ^ que. Qu'on soumette isolément 100 parties de diamant et iOO parties de charbon noir bien purifié à l'action d'une haute température au sein du gaz oxygène pur, on reconnaît que, dans les deux cas, 266,6 parties de ce gaz sont absorbées pour la dissolution totale des deux combustibles, et qu'il en résulte exactement le môme volume d'acide carbonique, dont le poids représente le poids de l'oxygène et celui du diamant ou du charbon consumé, c'est^-dire 366, 6 parties.

Il est évident qu'il n'y a que deux corps absolument identiques qui Paissent fournir un pareil résultat I

A quoi donc faut-il rapporter cette différence d'aspect, de caractères Physiques qui nous apparaissent dans le diamant et le charbon ? Tout ^iinplement à une disposition particulière, à un arrangement symétrique de» molécules différent dans chacun de ces corps; et, ce qui le

prouve, c'est que si l'on réduit le diamant en poudre fine, ou si, après l'avoir engagé dans une combinaison chimique, on l'isole des autres substances auxquelles il était' uni, il se montre alors avec l'apparence du charbon noir en poudre, et ne peut plus en être distingué. En 1847 M. Jacquelain soumet le diamant à l'influence d'un courant électrique intense, et il le voit se ramollir, se boursoufler, perdre sa transparence, se partager en plusieurs fragments, devenir noir, friable, se changer enfin en un charbon analogue au coke que nous brûlons dans nos habitations I

Il en est donc du diamant et du charbon, comme du soufre cristallisé et du soufre amorphe, du phosphore blanc et du phosphore rouge; ce sont deux états distincts, deux variétés polymorphiques du môme corps simple, que nous désignerons, avec lès chimistes modernes, par le nom univoque de carbone. Le naturaliste Haûy a dit, avec beaucoup de raison, à propos de cette singularité, que le proverbe : Les extrêmes se touchent, n'a jamais été plus vrai.

Comme vous le pensez bien, Messieurs, ce n'est qu'après une longue suite de recherches qu'on a pu se former une idée exacte de la nature de ces deux substances. Les anciens, qui connaissaient le diamant, le regardaient comme une matière incombustible. Pline, qui n'était que l'écho des opinions de ses contemporains, avance que ce corps triomphe des efforts du feu, et ne peut pas môme être échauffé par lui.A Quel n'eût pas été l'étonnement de Pline, si quelqu'un eût fait brûler devant lui une de ces pierres qu'il croyait inaccessibles à l'action de la chaleur? C'était pour rappeler cette propriété imaginaire, ainsi qu'une autre plus réelle, l'extrême dureté du diamant, que les Grecs anciens, qui excellaient dans Tart de tailler les pierres dures, lui avaient donné le nom d'adamas, qui signifie indomptable ; ils n'avaient pu, en effet, réussir à l'entamer.

La grande analogie du diamant avec les pierres précieuses ou gemmes, le fit regarder ensuite comme chimiquement semblable à ces dernières. Boyle fut le premier qui soumit les pierres gemmes à l'action du feu; il prétendait que plusieurs d'entre elles, et en particulier le. diamant, exhalaient dans cette opération des vapeurs acres très-abondantes. Cette assertion chimérique fut bonne à quelque chose, car elle fît naître à d'autres l'idée de recommencer ses expériences. C'est ce qui arriva à la fin du dix-septième siècle.

Cosme III, grand-duc de Toscane, fit faire des essais à Florence, en 1694 et 1695, par les célèbres Averani et Targioni, membres de l'Académie del Cimento. Le diamant, placé au foyer d'un miroir ardent, disparut au bout d'un certain temps, sans laisser aucun vestige. Longtemps après, François-Etienne de Lorraine, devenu depuis grand-duc de Toscane, et enfin empereur, sous le nom de François I®', fit, à Vienne, une nouvelle série de recherches sur ce corps, dont il opéra également la combustion complète à l'aide de fourneaux ordinaires.

De 1766 à- 1772, ces expériences furent répétées de toutes les manières, par d'Arcet père, Rouelle, Macquer, Roux, Cadet, Lavoisier, Mitouart, qui tous reconnurent que le diamant est indestructible par l'action du feu le plus violent, lorsqu'il est parfaitement garanti du contact de Tàir, tandis qu'il se dissipe totalement, lorsqu'on le chauffe au contact de ce fluide.

Quelques années après, Lavoisier s'assura que, par sa combustion dans des vaisseaux fermés, le diamant donne naissance à de l'acide carbonique; qu'ilen est ainsi du charbon de bois ; et il en tira la conséquence que le premier de ces corps devait contenir le môme principe combustible que le second, c'est-à-dire du carbone. C'est en 1814, que le célèbre chimiste anglais sir Humphry Davy mit fin à toute incertitude à cet égard, en pratiquant la belle expérience dont j'ai. parlé en commençant.

Une chose fort remarquable, c'est que, bien longtemps avant qu'on pensât à soumettre le diamant à l'épreuve du feu, le génie de Newton lui avait fait entrevoir que ce corps devait être éminemment combustible. Des considérations tirées des propriétés optiques qu'il présente avaient seules conduit l'illustre Anglais à émettre une idée si vraie, qui resta ignorée du monde savant jusqu'en 1792, c'est-à-dire longtemps après que les propriétés combustibles du diamant furent conflues (1).

Variétés naturelles du carbone. — Le carbone, qui, au début de son étude, vous présente un des phénomènes les plus dignes d'éveiller la curiosité, est un des éléments les plus intéressants à connaître, en raison des formes diverses qu'il revôt dans la nature, en raison de son rôle dans • l'organisation des plantes et des animaux, en raison aussi des innombrables services qu'il nous rend. Libre, il constitue les minéraux désignés sous les noms de diamant, de -plombagine, ô!anthracitey de lignite, de houille. Uni à l'oxygène, à l'hydrogène et à l'azote, il est un des principes constituants de toutes les substances organiques; enfin, il est la base, ou, comme on dit , le radical du gaz acide carbonique et du gaz hydrogène carboné, qui se forment et se dégagent sans cesse autour de nous.

J'examinerai rapidement les différents états sous lesquels il apparaît à la surface du globe; j'indiquerai ensuite ceux que l'art lui donne poqr mieux l'approprier à nos besoins journaliers.

(1) Je dois dire que, bien avant Newton, Boece de Boot, auteur d'un ouvrage intitulé Histoire des pie)*res précieuses, écrit probablement en 161?, et dont on aune deuxième édition de 1636, avait émis le soupçon que le diamant pourrait bien être un corps combustible. ^Guibourt.)