CHAPITRE X
pnopBiÉTÉs DE l'acide sci.fcriqce. — l'acide sclfchi-
QUE ANUVDBE. — l'aCIDE SUI.FL'BIQUE DE NORPHAUSEN. — PRÉPARATION DE I.'aCUjE DE NCKDBAISEN DANS l'iN- DOSTIIIE.
L'acide sulfurique constitue un ii(iiii(le incolore, comme oléagineux, et d'une den-
sité considéiable (1,84). Il entre en éhullition à -j- 32o degrés et devient solide à — 33 degrés. Il rougit le tournesol avec beaucoup d'énergie, et produit cet elTet même quand il est étendu de mille fois son poids d'eau.
L'acide sulfurique est un corps très-avide d'eau et qui s'y combine avec dégagement do chaleur. Quand on fait un mélange de cet acide a^ec la moitié environ de son volume d'eau, le thermomètre peut accuser une température de 100 degrés. Aussi faut-il opérer ce mélange avec précaution, pour éviter les projections d'acide résultant d'une brusque ébullition.
C'est en vertu de son affinité pour l'eau que l'acide sulfurique abandonné à l'air libre, finit par s'affaiblir beaucoup, en absorbant l'humidité répandue dans l'air.
Aussi ce corps est-il employé dans les laboratoires pour dessécher les gaz, c'est-à-dire pour absorber l'eau contenue en vapeurs dans ces gaz.
L'affinité de l'acide sulfurique pour l'eau fait que cet acide mis en contact avec des matières organiques, en provoque la destruction. Il s'empare de leur hydrogène et de leur oxygène, sous forme d'eau, qu'il absorbe, et inot ainsi leur charbon à nu. C'est pour cela que le bois, les allumettes, les bouchons, etc., plongés dans l'acide sulfurique, sont, comme on le dit, charbonnés, carbonisés, par ce puissant réactif.
Onand on \oit cette avidité extraordinaire de l'acide sulfurique pour l'eau, on est porté à penser que ce corps est anhydre. Il n'en est rien pourtant, car l'acide sulfuri(|ue dont nous venons de parler, contient de l'eau : c'est un hydrate, pour employer le langage des chimistes. Sa composition est représentée par la formule chimique SO',IIO (il n équivale u t d'acide et unérjui valent d'eau).
Il existe aussi un second hydrate d'acide sulfurique, SO', 2110, ([ni diffère du précédent en ce qu'il cristallise en gros cristaux, à
la température de zéro degré. On voit souvent se former des cristaux semblables dans les flacons d'acide sulfurique des laboratoires exposés au froid. Ces cristaux persistent jusqu'à une température de 7 ou 8 degrés au-dessus de zéro. Mais ce dernier bydrate se décompose par la chaleur. Soumis à la distillation, il abandonne de l'eau et se transforme en acide monohydraté, SO^IIO.
Cet acide monohydraté, SO',HO, est celui qui marque 66° à l'aréomètre de Baume.
C'est un corps parfaitement constitué au point de vue chimique. Il a un point d'ébullition constant (32S degrés), il distille alors sans altération, et c'est le seul hydrate d'acide sulfurique qui puisse distiller sans se détruire. C'est donc l'hydrate dont la constitution chimique est la mieux établie.
L'acide sulfurique anhydre (SO^) existe pourtant, et il n'est pas difficile de l'obtenir. 11 diffère par quelques propriétés de l'acide hydraté.
Pour obtenir cet acide anhydre, il faut commencer par se procurer du bisulfate de soude. Il faut, pour cela, mêler 3 parties de sulfate de soude privé d'eau par la calcination, avec 2 parties d'acide sulfurique concentré. On chauffe, pour chasser toute l'eau et fondre la matière. Le bisulfate ainsi préparé est coulé en plaques. On casse ces plaques en morceaux, et on les introduit dans une cornue de terre, munie d'un récipient, que l'on tient refroidi au moyen de la glace. On chauffe fortement la cornue, et l'acide sulfurique en excès dans le bisulfate s'en sépare, distille et vient se condenser dans le récipient.
L'acide sulfurique anhydre est un corps solide, cristallisant en aiguilles blanches et brillantes, qui ressemblent à l'amiante. Ces aiguilles fondent à -f- 25° et entrent en ébullition à + 35°. Jeté dans l'eau, l'acide sulfurique anhydre y produit le bruit qu'y ferait un fer rouge. Une seule goutte d'eau versée dans un flacon qui renferme cet acide, dé-
gage de la lumière et détermine une explosion avec fracture du flacon, qui vole en éclats. Ce même acide mis en contact avec un fragment de baryte sèche, produit, en se combinantàcet oxyde, un dégagement de chaleur qui va jusqu'à amener l'incandescence.
On voit de quelle énergie sont douées les affinités chimiques de ce composé.
On désigne sous le nom d'acide sulfurique de Noi-dhausen, ou de Saxe, un acide sulfurique qui fume à l'air, c'est-à-dire qui rend visible la vapeur d'eau contenue dans l'air, en fixant cette vapeur.
h'acide de Nordhausen a la propriété de dissoudre l'indigo, tandis que les autres états de l'acide sulfurique ne peuvent produire qu'imparfaitement cette dissolution.
h'acide de Nordhausen n'est pas, comme on le croit généralement, de l'acide sulfurique anhydre : c'est une dissolution de l'acide anhydre SO^, dans l'acide monohydraté, SO',HO. En effet, si on le soumet à l'action de la chaleur, il laisse dégager de l'acide anhydre, qui se condense, sous forme d'aiguilles, dans le récipient refroidi par de la glace, et l'acide monohydraté reste dans la cornue.
L'acide sulfurique de Nordhausen s'obtient en distillant le sulfate de protoxyde de fer. Les phénomènes que cette distillation présente ont besoin, pour être compris, d'être analysés avec soin.
Le sulfate de protoxyde de fer a pour formule chimique :
FeO,SO' + 7{H0)
Sulfale Eau.
de protoxyde de fer.
Par l'action de la chaleur, il perd d'abord toute son eau. Si l'on élève davantage la température, l'acide sulfurique se décompose : il se forme de l'acide sulfureux, qui se dégage, et l'oxygène, au lieu de se dégager, rencontrant le protoxyde de fer, se porte sur cet oxyde et le fait passer à l'état de pcr-oxyde.
Ce n'est toutefois que la moitié de l'a-
LE SOUFRE ET L'ACIDE SULFURIQUE
Fig. 413. — Appareil pour la préparation de l'acide sulfurique de Noriiliaitsen.
cidc sulfiiri(jue qui se trouve ainsi décomposée. C'est ce que représente cette formule chimique :
2{FeO,SO') -= SO» -|- (Fe»0',SÛ>)
Sulfate
de protoiyde
de 1er.
Acide Sulfate
ulfureux. de peroxyde
SO^,Fe*0' représente du sous-sulfate de peroxyde de fer, car le sulfate neutre serait 3(80''), Fe^O'. C'est ^onc ce sous-sulfate de fer, FVO'.SO', qui subit la décomposition. En se détruisant par l'effet de la chaleur, il laisse dégager l'acide sulfurique, et le peroxyde de fer reste dans la cornue. Seulement, comme le sulfate de fer renferme en-
core un peu d'eau, que la chaleur n'avait pu lui enlever entièrement, il en résulte qu'il passe toujours de l'eau à la distillation, de sorte qu'au lieu d'avoir de l'acide sulfurique anhydre, on a une dissolution d'acide anhydre SO' dans l'acide monoiiydraté SO',HO. Cettedissolution de l'acide sulfurique anhydre SO' dans l'acide monoiiydraté SO'JK), est ce que l'on nomme Vacide de Nordhauscn.
La figure 413 représente l'appareil dans lequel se prépare Vacide sulfurique de Nordhausen.
Le sulfate de fer (qui a été obtenu , sur les lieux, par l'oxydation de la py-
rite, le lavage de la pyrite calcinée et la cristallisation du sel obtenu) est introduit dans des cornues de terre, C, C. de 20 centimètres de diamètre et de 80 centimètres de longueur, que l'on place horizontalement, à côté les unes des autres, au nombre d'environ 200, dans un fourneau de la forme de ceux que l'on appelle fourneau de galère, pour rappeler, ainsi que nous l'avons déjà dit à propos des fourneaux à soufre de Pouzzoles, leur ressemblance avec les galères à rames des anciens. Il y a deux rangs de cornues, et chaque cornue contient lOO kilogrammes de sulfate de fer desséché. Chaque cornue communique avec un récipient en terre D, reposant, sous un angle très-incliné, contre des barres de fer qui régnent dans toute la longueur du four.
On commence par chauffer doucement.
La première action de la chaleur fait dégager de l'eau, ensuite de l'acide sulfureux. On laisse perdre ces produits dans l'air, et quand il ne se forme plus de gaz sulfureux, on réunit les cornues C, C. .. aux récipients D, D... par un lut d'argile. On chauffe ensuite davantage, et le mélange d'acide anhvdre et d'acide hydraté, auquel on donne le nom d'acide de Nordhauscn, se dégage, et vient se condenser dans les récipients.
Le sulfate de fer fournit environ 43 pour 100 de son poids d'acide fumant, marquant CT° à l'aréomètre de Baume.
Il faut vingt-quatre heures pour que la décomposition soit complète. Après cet intervalle, on laisse refroidir le fourneau, on sépare le récipient de la cornue, on recueille, d'une part, l'acide contenu dans le récipient, et d'autre part, le peroxyde de fer qui est dans la cornue. Ce dernier produit trouve sou emploi dans les arts.
L'acide fumant de Nordhaiisen se vend dans des bouteilles en grès, fermées par des bouchons de même matière, qui sont vissés et lûtes avec de la cire. Il faut de grandes précautions pour transporter ce produit, à cause
des dangers que présente son maniement.
L'acide de Nordhausen est employé dans la teinture pour dissoudre l'indigo, car il ne faut que 3 parties d'acide sulfurique fumant pour opérer cette dissolution, tandis qu'il en faudra 7 ou 8 d'acide ordinaire pour dissoudre cette matière colorante.
La fabrication de l'acide sulfurique fumant était autrefois localisée dans la ville de Nordhausen, en Saxe; mais depuis 1830, la Bohême s'est emparée de cette industrie. Tout l'acide fumantque l'Europe consomme, provient aujourd'hui d'une trentaine d'usines disséminées dans la Bohème.
