CINQUIÈME LEÇON

(19 Ftvr.iEn 1864.)

Synthèse de l'acétylène par la combinaison directe du carbone avec l'hydrogène. — Méthodes de contrôle.

SOMMAIRE. — Synthèse do raoctvlènc pai- la combinaison directe du carbone avec l'hydrogène. — Appareils. — Détails sur l'espcrience. — Acétylure cuivreux. — Régénération de l'acétylène.

Conditions nécessaires pour donner à une synthèse le caractère démonstratif. — Pureté des matières premières. — Leur origine. — Application au charbon et à sa purification. — Le corps doit être isolé en nature.

L'acétylène est un corps intermédiaire entre les hydrures combustibles de la Chimie minérale et les autres carbures d'hydrogène.

Messieurs,

Nous avons tracé le tableau général des méthodes par lesquelles on peut réaliser la synthèse des principes organiques, et nous avons signalé les conséquences qui résultent de cette formation, relativement à la constitution des composés chimiques; il est maintenant nécessaire d'entrer dans le détail des expériences synthétiques, atln de vous montrer comment les vues générales prennent un caractère positif par leur réalisation particulière. Le sujet que nous abordons est immense; son développement comprend la Chimie organique tout entière. Il serait téméraire de prétendre le parcourir tout entier dans le cours de cette année. Nous nous bornerons à fixer par des démonstrations certaines notre point de départ, c'est-à-dire la synthèse des carbures d'hydrogène et celle des alcools, origine et fondement de toutes les autres.

On peut suivre deux marches différentes dans la syn-

68 SYNTHÈSE DE l'aOÉTYLÈNE.

thèse des carbures d'hydrogène et plus généralement dans la synthèse des matières organiques ;

1** On part des éléments, c'est-à-dire de l'hydrogène et du carbone;

2° On part de ces mêmes éléments complètement oxydés, c'est-à-dire de l'eau et de l'acide carbonique : cette dernière marche a ceci de remarquable qu'elle est comparable à celle que la nature emploie pour former les matières organiques dans les végétaux.

Nous nous occuperons aujourd'hui de la synthèse des carbures d'hydrogène effectuée au moyen des éléments.

Dans cet ordre d'expériences, la première consiste à former un carbure d'hydrogène, l'acétylène, par la combinaison directe du carbone avec l'hydrogène,

et cette synthèse sert de point de départ aux autres formations. Rien n'est plus facile que de la réaliser, quoique cette union directe ait été pendant longtemps regardée comme impossible.

On combine en effet l'hydrogène et le carbone, comme je l'ai prouvé, en les soumettant simultanément à l'influence de l'arc voltaïque. Il suffit de produire l'arc voltaïque entre deux pôles de carbone, au sein d'une atmosphère d'hydrogène.

Décrivons les appareils à l'aide desquels on effectue cette expérience remarquable. On produit la combinaison dans l'intérieur d'un vase de verre, connu généralement sous le nom d'œiif électrique. C'est un ballon à deux pointes, 0000, ayant la forme d'un ellipsoïde de révolution. Les extrémités du grand axe sont munies d'ouvertures, M, M, fermées par des bouchons. Chacun de ces bouchons porte deux trous, traversés par deux tubes

SYNTHÈSE DE l' A(.ÉTYLt>E. (\)

(le verre. L'un des tubes, /, livre passage à l'hydrogène, l'autre tube, T, à un pôle de la pile, c'est-à-dire à une tige métallique ajustée avec le tube de verre à l'aide d'un tube de caoutchouc, C, et glissant dans ce tube à frottement doux, sans ouvrir cependant une communication entre l'intérieur du vase et l'atmosphère ambiante. L'extrémité extérieure de la tige métallique peut être liée à volonté, en K, avec un pôle de la pile -f- P. L'extrémité intérieure de cette même tige, P, supporte un crayon de charbon de cornue, Q.

Voici le dessin de cet appareil.

On commence par chasser tout l'air contenu dans le ballon, à l'aide d'un courant rapide d'hydrogène pur, prolongé pendant un quart d'heure au moins : si l'on se bornait à le produire durant quelques minutes, l'air qui resterait pourrait former un mélange tonnant qui prendrait feu au moment où l'on établirait l'arc voltaïque.

L'œuf étant rempli d'hydrogène, on met les deux tiges métalliques en communication avec les pôles d'une pile formée de 5o éléments Bunsen environ; on rapproche les deux charbons jusqu'au contact, en faisant glisser les tiges qui les supportent, puis on les écarte faiblement, de manière à obtenir l'arc voltaïque, VV. On a soin de rétablir cet arc, chaque fois qu'il s'interrompt par suite de l'usure des charbons.

70 SYNTHÈSE DE l'aCÉTYLÈ>E.

L'acétylène prend aussitôt naissance,

Ci + H2 = CiH2,

dans la proportion de lo à 12 centimètres cubes par minute, proportion considérable si vous faites attention à la petitesse de la surface du carbone échauffé par l'arc. La moitié du carbone perdu par les pôles se change eu acétylène, l'autre moitié étant dispersée en poussière qui demeure adhérente aux parois du ballon.

L'acétylène se produit ici sous vos yeux; mais c'est un gaz invisible, il faut de nouvelles épreuves pour en démontrer l'existence. Pour y parvenir, on l'entraîne à mesure en continuant le courant d'hydrogène. Le gaz qui se dégage possède maintenant une odeur particulière; sa flamme est devenue plus éclairante; il donne, en brûlant, de l'eau et de l'acide carbonique. Mais ce sont là des caractères généraux ; ils s'appliquent d'ailleurs à un mélange d'hydrogène et d'acétylène. Pour manifester plus spécialement la présence de l'acétylène et pour l'isoler, nous l'engagerons dans une combinaison insoluble et caractéristique, l'acétylure cuivreux. Nous obtiendrons en effet l'acétylure cuivreux, en faisant passer l'acétvlène à travers une solution de protochlorure de cuivre ammoniacal. Voici l'expérience : elle donne lieu à un précipité rouge de sang et dont la formation établit de la manière la plus nette celle de l'acétylène. Mais avant d'étudier spécialement ce précipité, je crois utile de vous donner quelques détails pratiques sur les substances employées dans cette expérience, afin qu'elle puisse être répétée au besoin par chacun de vous.

Voici comment on prépare le protochlorure de cuivre ammoniacal. On commence par dissoudre du bioxyde de cuivre dans l'acide chlorhydrique concentré, on intro-

SYNTHÈSE DE LACÉTYLÈNE. 7I

duit dans la solution très-acide de bichloriire de cuivre ainsi obtenue un excès de tournure de cuivre et on maintient le tout à l'abri du contact de l'air. Au bout de quelques beures, la liqueur devient incolore, par suite de la transformation du bicblorure en protocblorure : une portion de ce dernier se dépose parfois sous la forme d'un sel blanc et cristallin. On ajoute à la liqueur de l'ammoniaque, jusqu'à ce que le précipité qui se forme d'abord soit redissous. On obtient une liqueur qui serait incolore, si on était parvenu à éviter entièrement le contact de l'oxygène; mais cette condition, presque impossible à réaliser, n'est nullement nécessaire au succès de notre expérience. Aussi la liqueur est-elle, en général, colorée en bleu par une petite quantité de bioxyde de cuivre.

Le réactif ainsi préparé a la propriété de réagir sur l'acétylène, en développant un précipité rouge d'acétylure cuivreux. Je vous montre la réaction avec l'acétylène pur.

Quelques détails encore sur l'acétylure cuivreux, qui nous fournit l'un des éléments essentiels de notre démonstration. L'acétylure cuivreux, lorsqu'il vient d'être précipité, est un corps rouge de sang, en flocons légers et volumineux ayant pour composition C*HCu- (i). C'est de l'acétylène, C*l:P, dans lequel i équivalent d'bydrogène est remplacé par un double équivalent de cuivre, de la même mauière que i équivalent d'hydrogène de l'bydrogène sulfuré, HS, est remplacé par 2 équivalents de cuivre dans le sulfure cuivreux, Cu-S.

La formule suivante explique la réaction qui le pro-

(i) Il renferme en outre une certaine quantité de protoxyde de cuivre. Cu'O, dont il est inutile de tenir compte dans les explications qui suivent.

7'^ SYMHÈSK DE l' ACÉTYLÈNE.

(luit :

C4H2+Cu2CI + AzH3 = C4HCu2 + AzH3, HCI.

Cette réaction est d'une sensibilité extraordinaire; aussi permet-elle de démontrer la présence de l'acétylène dans une multitude de mélanges gazeux, et particulièrement dans tous les gaz hydrocarbonés qui ont subi l'influence prolongée d'une température rouge. Soit, par exemple, le gaz de l'éclairage; il suffît de faire passer ce gaz pendant une minute ou deux dans le réactif, pour obtenir un précipité. La formation du précipité peut être manifestée sous une forme plus saisissante encore en remplissant de gaz de l'éclairage, par déplacement, un flacon sec d'un ou deux litre. Ou y introduit ensuite quelques centimètres cubes de réactif, on ferme le vase et on voit aussitôt se précipiter d'abondants flocons rouges qui tapissent les parois du flacon. Pour donner une idée de la sensibilité de cette réaction, il suffira de dire qu'un litre de gaz de l'éclairage contient tout au plus quelques dixièmes de centimètre cube d'acétylène. Aussi le protochlorure de cuivre ammoniacal nous fournit-il un moyen très-précieux pour recueillir et concentrer l'acétylène.

Il se prête d'ailleurs à sa régénération. En effet, si on traite l'acétylure cuivreux par l'acide cblorhydrique, on obtient de l'acétylène, de même qu'en traitant un sulfure par cet acide, on obtiendrait de l'hydrogène sulfuré :

CiHCu2 + HCl = Cu^Cl + C^IP.

Revenons maintenant à notre expérience fondamentale. Vous voyez qu'après avoir fait réagir le carbone et l'hydrosçène, sous l'influence de l'arc électrique, nous dirigeons les gaz dans des flacons laveurs contenant du protochlorure de cuivre ammoniacal. Nous obtenons aussitôt un précipité rouge d'acétylure cuivreux; ce pré-