PURIFICATION DU CARBONE

carbone, de l'hydrogène et quelques centièmes de gaz des marais. Ëh bien, la présence du gaz des marais est due aux impuretés du charbon. Si on reprend le même charbon qui a fourni ce gaz dans une expérience et si on le prive de l'hydrogène qui s'y trouve combiné, en employant un procédé signalé plus loin, on n'obtient plus que de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène purs; la présence du gaz des marais tenait donc uniquement k l'impureté du charbon.

Voici un autre exemple des erreurs qui peuvent être commises. Si l'on produit une série d'étincelles électriques, au moyen d'un appareil de RuhmkorfT, entre deux crayons de charbon de cornues et en présence de l'azote, on obtient une trace de cyanogène. Le carbone, a-t-on dit, se combine donc directement à l'azote. La production du cyanogène, ou plus exactement des vapeurs cyaniques, dans cette circonstance, est réelle; mais la conclusion que l'on en a déduite est fausse. En effet, le cyanogène tire ici son origine des cyanures alcalins et peut-être aussi des alcalis préexistants dans le charbon de cornues : il est accidentel. On peut le prouver de deux manières: en effet, d'une part, on obtient encore du cyanogène en faisant la même expérience dans l'hydrogène pur, en l'absence de l'azote; d'autre part, le charbon complètement purifié, avant d'être mis en présence de l'azote, ne fournit plus de composé cyanique.

Cette nécessité d'employer du carbone absolument pur étant établie, comment purifierons-nous le charbon que nous voulons faire réagir sur l'hydrogène libre? comment le débarrasserons-nous de l'hydrogène combiné, des cyanures et de toutes les matières organiques et salines qui peuvent le souiller?

Nous y parviendrons en suivant un procédé qui a été

y8 METHODES DE COI^TRÔLE.

indiqué par M. Dumas, et qui lui a servi dans ses recherches relatives à Téquivalent du carbone, lesquelles exigeaient que l'on opérât sur des échantillons d'origines fort diverses. Ce procédé consiste à soumettre le charbon à un courant de chlore sec, à la température du rouge blanc.

On place le charbon dans un tube de porcelaine que l'on chauffe jusqu'au rouge blanc, à l'aide d'un fourneau à réverbère, comme vous le voyez ici, tandis que l'on y fait passer un courant de chlore sec. Il se forme ainsi : avec l'hydrogène, de l'acide chlorhydrique ; avec les cyanures, du chlorure de cyanogène ou les produits de sa décomposition; avec les métaux, des chlorures métalliques; avec les oxydes alcalins et terreux, avec l'alumine, la silice, etc., de l'oxyde de carbone et des chlorures métalliques. Lorsque le charbon a été maintenu au rouge blanc, dans un courant de chlore sec, pendant quelques heures, il finit par se purifier complètement, parce que tous les chlorures que peuvent former les métaux et métalloïdes qu'il renferme, tels que les chlorures de potassium, de fer, d'aluminium, de silicium, de soufre, etc., sont volatils dans un courant gazeux k cette température.

Conformément a ces principes nous avons effectué la synthèse de l'acétylène au moyen de l'hydrogène pur et du carbone pur.

Reste la question d'origine. Le carbone fournit-il de l'acétylène, quelle que soit la source dont il provienne? Ce point est ici essentiel : en effet, le charbon provient en général de substances organiques, et il retient quelque chose de la structure de ces substances. Voici du charbon de bois : vous savez tous qu'il conserve quelque chose de la structure fibreuse et celluleuse du bois. On pourrait craindre que cet état physique spécial n'exerçât quelque iiifiuence pour déterminer les réactions, particulièrement

OBTE?»E LES COEPS EN NATUEE. 79

lorsqu'il s*agit de reconstituer synthétiquement les matières organiques. Cette influence, d'ailleurs, n'est pas purement fictive : je puis vous en citer un exemple. Le charbon de fusain » purifié par l'action du chlore, à la température du rouge blanc, puis mis en présence de l'acide nitrique ordinaire, à la température d'un bain-marie, se dissout peu à peu et produit une matière bumoîde particulière. Or, dans les mêmes conditions, le charbon de cornue purifié ne s'attaque pas sensiblement.

C'est pourquoi j'ai cru devoir répéter la synthèse de l'acétylène avec du charbon purifié provenant de diverses origines, tel que charbon de cornues, charbon de fusain, etc. Or, dans tous les cas, l'expérience a toujours réussi ; toujours le carbone, quelle qu'ait été son origine, a fourni de l'acétylène. L'expérience est donc à l'abri des objections relatives à l'origine spéciale des matières premières. Enfin, pour compléter la démonstration, elle a été réalisée également avec le graphite purifié, c'est-à-« dire avec du carbone minéral et privé de toute espèce de structure organique.

Reste la troisième condition que nous avons reconnue nécessaire pour la rigueur des démonstrations synthétiques : obtenir en nature et à l'étal isolé te composé sur lequel on raisonne.

Cette condition a été également remplie. Nous avons obtenu l'acétylène en nature, après avoir formé l'un de ses dérivés. Nous, avons vu en effet comment, à la sortie de Tœuf électrique, il se dégage un mélange d'hydrogène et d'acétylène; faisant réagir sur ce mélange la solution de protochlorure de cuivre ammoniacal, nous avons isolé et emmagasiné, en quelque sorte, l'acétylène sous forme d'acétylure cuivreux. Enfin, en traitant l'acétylure cuivreux par l'acide chlorhydrique, nous l'avons régénéré\à

80 L'AGÉTTLÈIfB FORHB LE PASSAGE

rétat libre et pur. Voici le gaz ainsi reproduit sous vos yeux.

Il reste à vérifier, au moyen d'une contre-épreuve, que le gaz régénéré est bien celui qui était contenu dans Tœuf électrique et qui a précipité la solution cuivreuse. A cet effet, dans une éprouvette contenant l'acétylène régénéré, nous introduisons une petite quantité du réactif cuivreux, à l'aide d'une pipette courbe ; le gaz est immédiatement absorbé, et les parois de l'éprouvette restent tapissées d'une couche d'acétylure cuivreux d'un rouge vif.

Procédons à un examen plus développé de la substance ainsi obtenue et comparons ses propriétés avec celles de divers composés, les uns minéraux, les autres organiques.

Il est facile de prouver d'abord que ce gaz est bien un carbure d'hydrogène. En effet, il brûle, comme vous le voyez, au contact de l'air, en donnant un dépôt de charbon et une flamme très-éclairante; mélangé d'oxygène, il détone en produisant de la vapeur d'eau et de l'acide carbonique. Si d'ailleurs nous réalisons cette dernière expérience dans des conditions de mesure numérique, nous pouvons établir rigoureusement la composition et la formule de l'acétylène : C*H^

Notre première synthèse se trouve donc ainsi fondée sur des preuves tout à fait rigoureuses.

Quoique nous n'ayons pas l'intention de faire ici l'histoire de chaque carbure d'hydrogène en particulier, préférant étudier les méthodes générales de synthèse, cependant il est nécessaire, pour mettre ces méthodes en pleine lumière, de nous occuper encore quelque temps de l'acétylène et de le comparer avec les substances organiques et minérales dont il se rapproche par ses propriétés. Nous allons donc montrer les analogies de ce gaz, d'une

ENTRE LA CHIMIE MINÉRALE ET LA CHIMIE ORGANIQUE. 8l

part, avec les composés minéraux qui renferment de Thydrogène; d'autre part, avec les substances organiques, et spécialement avec les autres carbures auxquels il peut donner naissance par sa métamorphose. Nous verrous ainsi que Tacétylëne constitue vraiment, à ce double point de vue, le passage entre la Chimie minérale et la Chimie organique.

L'acétylène présente des analogies frappantes avec les composés qui résultent de l'union de l'hydrogène et des métalloïdes combustibles, tels que

Fhydrogène sulfuré S' H*

l'hydrogène phosphore PH'

l'hydrogène arsénié AzH'

l'hydrogène silice, etc.,

tous corps comparables à l'hydrogène carboné. . C* H*

Les affinités de ces corps, tous très-combustibles, s'exercent d'une manière particulière à l'égard des métaux. Il se produit ainsi, par voie directe ou par voie indirecte, des combinaisons dans lesquelles l'hydrogène est remplacé par des métaux; deux catégories de corps prennent ainsi naissance.

Les uns, formés par les métaux alcalins et alcalinoterreux, décomposent l'eau avec dégagement d'un gaz renfermant l'hydrogène uni au métalloïde avec lequel le métal était combiné. Le phosphure de calcium, par exemple, au contact de l'eau, dégage de l'hydrogène phosphore; l'arséniure de sodium, de l'hydrogène arsénié; le siliciure de magnésium, de l'hydrogène silice. De même l'acétylure de calcium produit de l'acétylène, au contact de l'eau.

Les autres composés, engendrés par des métaux moins oxydables, sont insolubles clans l'eau et peuvent se former, lorsqu'on met les sels de ces métaux en présence des

83 l'acétylène form£ lb passage

hydrures que nous comparons à Tacétylëne. Seulement ces nouveaux composés ne se forment pas tous par voie humide avec une égale facilité. Les sels de cuivre et d'argent se prêtent spécialement à leur production, comme le prouve non-seulement la production des sulfures de cuivre, d'argent» etc., mais la nature des précipités que les hydrogènes arsénié et phosphore engendrent dans les solutions des mêmes métaux.

Or l'acétylène produit des composés métalliques analogues aux précédents : nous avons déjà vu l'un d'eux, Tacétylure cuivreux, prendre naissance par l'action de l'acétylène sur le protochlorure de cuivre ammoniacal. Nous obtiendrons un second composé du même ordre, en faisant passer un courant d'acétylène dans du nitrate d'argent ammoniacal; cet acétylure d'argent, que vous voyez se former sous vos yeux, est blanc jaunâtre, caséeux, comparable, a certains égards, au sulfure d'argent.

En résumé, les points de ressemblance sont nombreux entre l'acétylène et les hydrures des métalloïdes combustibles de la Chimie minérale.

A côté de ces analogies minérales de l'acétylène, il convient de relever ses analogies organiques. L'acétylène, en effet, n'est pas seul de son espèce en Chimie organique; il se place tout naturellement à côté des autres carbures d'hydrogène gazeux. Citons d'abord les composés que renferment la même quantité de carbone sous un même volume, et qui diffèrent seulement par la quantité d'hydrogène. Ces corps sont au nombre de deux : l'éthylène ou gaz oléfiant, et l'acétène ou hydrure d'éthylène. Ces deux corps, joints à l'acétylène, sont les seuls carbures simples qui renferment 4 équivalents de carbone dans leur formule.

KNTRB LA CHIMIE MINÊRÂLB BT LÀ CHIMIB OBGANIQOB. 83

L'acétylène, en effet, a pour formule C'H'

Télhylène C*H*

et rhydrure d'éthylène C*H*

Un litre de ces trois gaz renferme la même quantité de carbone ; mais l'hydrogène varie suivant des rapports multiples les uns des autres.

En effet,

I litre d'acétylène contient i litre d'hydrogène.

I » d'éthylène contient 2 » »

I » d'hydrure d'éthylène contient 3 » d

Dans ces substances, la condensation de l'hydrogène va donc en croissant d'une manière uniforme. Leur comparaison donne lieu à une remarque d'une haute importance. En effet, dans le troisième de ces carbures, le nombre des équivalents de l'hydrogène surpasse de deux unités celui du carbone. Or c'est là une limite qui n'est jamais dépassée : parmi les carbures d'hydrogène, les plus hydrogénés correspondent tous à la formule limite C'H*""^^. D'ailleurs tous les autres composés organiques dérivent des carbures suivant certaines lois régulières. Vous voyez par là toute l'importance de ce rapport limite qui vient d'être signalé dès le début de nos synthèses : ce rapport, en définitive, règle la composition de toutes les matières organiques.

Nous venons d'établir un rapprochement entre la formule de l'acétylène et celles des autres carbures qui renferment le carbone dans un même état de condensation. Les relations qui existent entre ces trois carbures d'hydrogène ne sont pas simplement fondées sur des analogies de formules; ce sont aussi des relations d'analyse et des relations de synthèse. En effet, tous ces corps peuvent être transformés à volonté les uns dans les autres. En

84 l'aGÉTTLÈNB FORHE le passage ENTEE LA GHIHIE MINERALE, ETC.

exposant ces métamorphoses dans la prochaine Leçon, nous prouverons que l'acétylène n'est pas un être isolé, mais le point de départ des séries fondamentales de la Chimie organique.

RÉGIPEOGITt DBS RÉACTIONS. 85