THÉORIE DE LA CONDENSATION

Développons en effet leurs propriétés, telles qu'elles résultent de la théorie précédente, et en commençant par l'hydrure d'étliylëne.

Lors de la formation de ce gaz, l'hydrogène du formène a été remplacé 'par un volume égal d'un autre gaz : la molécule est demeurée complète. Elle ne doit donc pas avoir acquis la propriété de s'unir, par voie d'addition pure et simple, à l'hydrogène ou au chlore, puisque le formène ne possède pas une telle propriété. Au contraire, on doit pouvoir combiner le nouveau composé avec d'autres corps, pourvu qu'on élimine un volume d'hydrogène au moins égal à celui du corps additionnel. C'est, en effet, ce que l'expérience confirme : sous ce double point de vue l'hydrure d'éthylène reproduit les propriétés essentielles du formène avec la fidélité la plus remarquable. Il engendre, suivant les mêmes équations, des dérivés chlorés, des éthers chlorhydriques, des alcools, des alcalis, etc. Enfin on peut l'unir de nouveau, par voie indirecte, avec les carbures d'hydrogène, suivant la même loi que le formène. Dans le cas où il se combine ainsi avec le formène lui-même, pour envisager la circonstance la plus simple, l'hydrure d'éthylène doit donner naissance à 4 carbures, renfermant chacun 6 équivalents de carbone, mais dans lesquels un volume de formène déplace son propre volume d'hydrogène, ou bien un volume double, triple, quadruple d'hydrogène :

G4H6 4-C2Hi — H2 = C6H8 hydrure de propylène,

— H* = C^îF propylène,

— H6=:C6Hi allylène,

— H8 = C^H2 glycérène (inconnu).

Le premier de ces carbures reproduira encore les réactions du fornièno et celles de l'hydrure d'éthylène; le

DES CARBURES I)'llYDROGÈ^E. ^65

second reproduira celles de l'éthylène, le troisième celles de l'acétylène, etc. Si l'on remonte jusqu'à leur première origine, tous ces carbures ne sont autre chose que du formène tricondensé.

Telles sont les propriétés de l'hydrure d'éthylène.

L'éthylène a des propriétés chimiques fort différentes. Lors de sa production au moyen du formène, le volume de l'hydrogène éliminé est double de celui du formène qui remplace cet hydrogène : l'éthylène est donc un composé incomplet. En effet, il possède la propriété de fixer l'hydrogène éliminé en proj)orlion excédante et de reproduire l'hydrure d'éthylène :

nous avons développé cette métamorphose.

Mais un carbure, au même titre qu'il fixe de l'hydrogène, peut aussi se combiner par voie d'addition avec le même volume de divers autres élémenls, tels que le chlore, le brome, l'iode, etc. C'est à ce titre que l'éthylène peut fixer a équivalents (4 volumes) de chlore, de brome ou d'iode,

C*Hi-f-C|2 = C4HiC12,

en formant un chlorure, un bromure, etc.

Au même titre encore, il peut se combiner par addition, non plus avec un corps simple, mais avec un corps composé équivalent par sa condensation. C'est ainsi qu'il s'unit avec i équivalent (4 volumes) d'acide chlorhydrique, bromhydrique ou iodhydrique ;

CiHi + HCl = C4HH:i.

Il se combine, en vertu de la même propriété générale, avec 4 volumes d'eau :

266 THÉORIE DE LA COXDENSATIOX DES CARBURES d'bYDROGÈNE.

avec 4 volumes d'acide sulfurique hydraté :

C4H4 + S206, IP02=C4Hi, H202, S^O^; avec 4 volumes d'ammoniaque :

avec 4 volumes d'alcool :

Ci H* H- C4 H6 02 = C8 H" 02.

Enfin il peut s'unir au même titre, et toujours par voie d'addition, avec les autres carbures d'hydrogène.

Ces combinaisons obtenues par addition ne sont pas les seules que l'éthylène puisse former. Il est évident qu'il donnera également naissance à d'autres séries, engendrées suivant les mêmes lois que les dérivés forméniques, c'est-à-dire telles, que le composé nouveau se produira avec une élimination d'un volume d'hydrogène égal au volume du corps entré en combinaison avec l'éthylène ou double de celui-là, etc.

Les mêmes raisonnements s'appliquent à l'acétylène, c'est-à-dire au troisième carbure qui répond au formène bicondensé. C'est là encore une molécule incomplète, et même à un degré plus avancé que l'éthylène, puisque l'hydrogène éliminé dans l'acte de la formation de l'acétylène occupe un volume triple de celui du formène qui l'a remplacé.

L'acétylène doit donc fixer et fixe en effet, comme nous l'avons prouvé, a et 4 équivalents d'hydrogène. Il reproduit ainsi l'éthylène d'abord, puis l'hydrure d'éthylène :

Ci H2 4- H2 = Ci Ili, élhylène,

Om + ïli = CiïP, hydrure d'élhylène.

Au même titre, il peut fixer et il fixe en effet 2 et 4 équi-

LES CARBURES FORMÉNIQUES NE PEUVENT FOLKMR DE POLYMÈRES. iG']

valents de brome :

I et 2 équivalents d'hydracide :

Au même titre enfin, il pourra s'unir par voie d'addition avec les autres carbures d'hydrogène, elc.

Il est facile de comprendre dès lors comment, en appliquant les mêmes idées à l'iiydrure d'éthylène, à l'éthylène et à l'acétylène, c'est-à-dire aux carbures qui dérivent du formène bicondensé, on engendrera les carbures à 6 équivalents de carbone, dérivés du formène tricondensé; les carbures à 8 équivalents de carbone, dérivés du formène quadricondensé, etc., etc.

Telle est la théorie générale de la condensation des carbures d'hvdrooène. Tous vovez comment le formène peut être envisagé comme le générateur de tous les autres carbures; c'est ce que nous justifierons par les expériences que nous nous proposons de développer devant vous.

Mais avant d'aborder les méthodes propres à réaliser ces condensations, signalons encore certaines conséquences remarquables de cette théorie.

Une première conséquence est relative à la série des carbures de la forme C^"H-""^-, c'est-à-dire des carbures analogues au formène; ces carbures ne peuvent être condensés que d'une seule manière, je veux dire avec perte d'hydrogène. Chacun de ces carbures représente, en effet, d'après les développements qui précèdent, le terme de l'hydrogénation la plus avancée dans la série de ceux qui contiennent la même quantité de carbone : aucun d'eux

268 FORMATIOX DES POLYMÈRES EXPLIQUÉE PAR LES AFFIMTÉS ORDIN.

n'est susceptible d'entrer intégralement en combinaison avec l'hydrogène, le chlore, l'eau, les hydracides, etc.

Cette classe de carbures ne peut donc fournir des polymères. La nécessité d'éliminer de l'hydrogène pour leur faire contracter de nouvelles combinaisons est sans doute la cause pour laquelle ils sont plus stables, plus difficiles à condenser directement que les autres carbures d'hydrogène.

Au contraire, les carbures des autres séries peuvent en général s'ajouter directement aux autres corps simples ou composés, par exemple à l'hydrogène, au brome, au chlore, à l'acide chlorhydrique, aux éléments de l'eau, à l'acide sulfuiique, à l'ammoniaque, à l'alcool, etc.

C'est en vertu de cette faculté de s'unir avec les autres corps, que tout carbure d'hydrogène, autre que les carbures forméniques, peut se combiner par voie d'addition avec I équivalent d'un carbure d'hydrogène, et spécialement avec 1 équivalent d'un carbure identique à luimême. Ainsi, par exemple, l'amylène, C'°H'°, se combinera avec une molécule d'hvdrure d'amvlène C'°H'^, et produira l'hydrure de (iiamylène, C-^H"-. Au même titre, il se combinera avec une seconde molécule d'amylène, C"^H'°, et produira un polymère, le diamylène, Q20JJ20 £q d'autres termes, la formation des polymères est due aux mêmes affinités qui déterminent la formation directe des combinaisons entre les carbures d'hvdrogène et les autres corps, soit simples, soit composés.

Nous allons maintenant étudier les méthodes par lesquelles on réalise la condensation des composés organiques. Ces méthodes sont au nombre de trois, savoir : l'action directe de la chaleur, l'influence d'une combinaison simultanée, enfin l'influence de l'état naissant. Entrons dans quelques développements :

CONUtNSUION rvR I.A (IlALELR DIRECTE. 26(J

1*^ La première méthode consiste à faire agir directement la chaleur sur le corps que l'on veut condenser»

Ainsi l'essence de téréhenthinc, C-'^H'®, enfermée dans un tuho scellé et chauffée pendant quelques heures à 25o degrés, se modifie sans changer de composition. Le tube que je vous montre et qui a subi un pareil traitement renferme maintenant plusieurs carbures polymériques, tels que le ditérébenthène, C^^H", et probablement le tritérébenthène, C""H**. Ces deux carbures ont des points d'ébullilion plus élevés que celui du carbure primitif; pour le dernier, ce point est supérieur à celui du mercure.

Ces faits peuvent être expliqués facilement. Tous savez, en effet, que la chaleur provoque les combinaisons chimiques : or c'est précisément ce qui a lieu ici. On réunit à l'aide de la chaleur deux molécules de térébenthène, c'est-à-dire qu'au lieu de combiner le térébenthène avec un autre corps, on le combine avec lui-même. Dans l'exemple cité, la condensation est égale pour le carbone et l'hydrogène : les corps obtenus sont des polymères du corps primitif. Mais dans d'autres cas, et ces cas sont très-nombreux, l'action de la chaleur condense les carbures, avec perte d'hydrogène : telle est l'action en vertu de laquelle la chaleur transforme le gaz des marais en acétylène.

2" La seconde méthode de condensation donne lieu à ce phénomène avec le concours d'une combinaison chimique produite simultanément. Elle consiste à mettre en jeu certains agents capables de se combiner aux carbures, en produisant une élévation de température plus ou moins considérable. En même temps que cet effet se manifeste, on observe la condensation d'une partie plus ou moins considérable du carbure d'hydroaiène.

l'-jO CONDENSATION SIMULTANÉE AVEC UNE COMBINAISON.

Soitramylène, carbure bouillant à 35 degrés; traitons ce corps par l'acide sulfurique concentré, nous obtenons une condensation de ce genre. Pour faire l'expérience, on place l'amylëne dans un ballon et on y ajoute lentement l'acide. Les deux liquides se mélangent d'abord parfaitement, avec un vif dégagement de chaleur et une ébullition du liquide; puis le mélange se sépare en deux couches. La couche inférieure contient l'acide sulfurique et une quantité de matière organique qui devient fort petite au bout d'un certain temps. La couche supérieure, dont l'épaisseur s'accroît continuellement pendant le même temps, est formée surtout par le diamylène.

Lorsqu'on traite de la même manière le térébenthène, C^** H"', la réaction est également des plus vives; la température s'élève et le liquide entre en ébullition, ce qui atteste un dégagement de chaleur d'autant plus considérable, que le point d'ébullition du liquide primitif (160 degrés) est plus élevé. Le résultat définitif, comme l'a observé M. Deville, est tel, que l'on obtient une grande quantité de ditérébène, C^'H^^ J'ai également reconnu la formation simultanée de carbures polymériques d'un ordre plus élevé.

A côté des corps qui provoquent ainsi la condensation avec combinaison préalable, il en est d'autres qui la provoquent par simple contact: comme la théorie de ces derniers phénomènes est plus délicate, je préfère la renvoyer à la prochaine séance.

3^ La troisième méthode fait intervenir l'état naissant. On dégage le composé de quelque combinaison dans laquelle il était engagé, et, sous l'intluence de ce changement d'état, il peut éprouver une condensation.

Ainsi, nous avons vu précédemment qu'en dissolvant le propylène dans l'acido sulfurique nionohydralé, on

CONDENSAllO.N l'Ail I.'ÉTAT NAISSANT. J.- l

obtient l'acide propylsiilfurique C« HMiO, S=^ 0^ Dans cet acide, le propylène n'est pas condensé, puisqu'il nous a servi à préparer l'alcool propylique, C^ 11* 0". Mais si, au lieu de traiter l'acide pro[)ylsul)'urique par l'eau immédiatement, et en évitant toute élévation de température, on le conserve pendant plusieurs mois avant de le décomposer; ou bien si, au moment de la décomposition, on ajoute l'eau brusquement et sans éviter la {)roduclion de chaleur qui résulte de cette dilution, on voit, au bout de quelques instants, se séparer un liquide huileux. Ce n'est autre chose qu'un mélange de carbures plus condenses, bouillant entre a5o et 3oo degrés; circonstance qui conduit à penser qu'ils contiennent 2/1 à 3o équivalents de carbone. Ces corps ont été produits sous l'influence de l'état naissant, et au moment où la combinaison du propylène avec l'acide sulfurique a été détruite.

Citons un autre exemple de condensation analogue, emprunté aux expériences de M. Baiard sur l'alcool amylique. Lorsque l'on fait agir sur les alcools, soit l'acide sulfurique, soit le chlorure de zinc, il y a d'abord combinaison : mais si on élève la température, le composé se détruit avec élimination d'eau. En même temps se produisent, non-seulement l'amylène, dont la condensation répond à celle de l'alcool amylique,

CIO H12 02— m 02 = C" RIO,

mais aussi divers polymères de ce corps, obtenus sous l'influence de l'état naissant, tels que

le diamylène : . C'^W

le triamylène C^^'H^^

le tétramylène C*«H*^

etc.