Synonymes : Acide carbonique, gaz carbonique
Gaz incolore, à odeur piquante, à saveur aigrelette, distingué pour la première fois par Van Hellemont en 1648.
Densité à 0“ et sous la pression 0'”,760: 1,529 par rapport à l’air; 22 par rapport à l’hydrogène.
Poids du litre : l'>^9774.
Coefjicient de dilatation entre 0“ et 100" ; 0,00371. Ne suit que très approximativement les lois de Mariette et de Gay-Lussac.
Chaleur spécifique en poids : 0,20246.
Liquéfié par la pression au-dessous de 31® (point critique) : le liquide est incolore, très dilatable, de densité 0,93, solidifiable par volatilisation partielle à l’air.
Solide, neigeux, fusible <à — 65®.
Solubilité dans l’eau sous la pression 0”’,760 : l'“',7977 pour 1 volume d’eau à 0° ; l'”',0020 à 15®. Solubilité sensiblement proportionnelle à la pression, à la température ordinaire.
753. Par le carbonate de chaux et l’acide chlorhydrique. — L’appareil dont on fait usage est identique à celui employé pour la préparation ordinaire de l’hydrogène (§ 507, fig. 230) : un flacon d’un litre, tubulé à la partie supérieure, portant à son goulot, par un bouchon percé, un tube de sûreté droit à entonnoir qui pénètre jusqu’au fond, et à sa tubulure un tube à dégagement, trois fois recourbé, conduisant sur la cuve à eau le gaz qui s’échappera du flacon. Dans ce dernier, on introduit
50 grammes de marbre blanc concassé et de l’eau en quantité suffisante pour occuper le tiers du volume du vase. Les choses étant ainsi disposées, par le tube de sûreté à entonnoir on verse dans l’appareil quelques grammes d’acide chlorhydrique du commerce. Le carbonate de chaux est détruit avec dégagement de gaz carbonique et formation de chlorure de calcium et d’eau ;
C02,Ga0 + HCl = CO-' + CaCl + HO.
Le gaz se rend sur la cuve h eau, où on le recueille à la manière ordinaire, la facilité de sa préparation faisant négliger sa solubilité. Il cède à l’eau de la cuve les vapeurs d’acide chlorhydrique qu’il entraînait. On peut encore, à cause de sa grande densité, le diriger par un tube vertical au fond des vases qu’il s’agit de remplir, l’orifice de ces derniers étant tourné vers le haut ; autrement dit, on peut le recueillir par déplacement (§ 413).
On ajoute de temps en temps de l’acide chlorhydrique par l’entonnoir, afin de maintenir au dégagement gazeux son intensité.
Le marbre est, parmi les nombreuses variétés de carbonate de chaux fournies abondamment par la nature, celle qui se prête le mieux à cette prépartion. Il est compact et n’emprisonne pas de gaz susceptibles de souiller l’anhydride carbonique; il est régulièrement attaqué par l’acide. Les variétés plus poreuses de carbonate de chaux ne présentent pas ces derniers avantages. Toutefois, à défaut de marhre, la craie dure convient encore pour cette expérience, si l’on observe qu’étant plus rapidement attaquable, elle doit être traitée par un liquide chargé d’une plus faible proportion d’acide.
La décomposition du carbonate de chaux par l’acide chlorhydrique peut d’ailleurs être réalisée dans les appareils les plus variés. On l’effectue d’ordinaire en se servant de dispositifs semblables à ceux indiqués pour la préparation de l’hydrogène. Les appareils intermittents de IL Sainte-Claire Deville, de Kipp, etc. (§308 à § 401), sont les plus répandus.
Pour purifier le gaz carbonique, on le fait passer dans un flacon laveur contenant une dissolution de bicarbonate de potasse qui arrête l’acide chlorhydrique et les sels entraînés, puis on le dessèche en le dirigeant dans une colonne ou dans un tube contenant de la ponce sulfurique (§ 426). Ou le recueille ensuite sur la cuve à mercure.
ANHYDUIDE CARBONIQUE.
Le chlorure de calcium resté dans la liqueur s’isole par évaporation de celle-ci (voy. Chlorure de calcium).
L’acide sulfurique dilué ne peut, dans les laboratoires, remplacer l’acide chlorhydrique pour la préparation de l’acide carbonique, le sulfate de chaux étant insoluble et constituant à la surface du carbonate de chaux un revêtement qui empêche le contact des deux réactifs. L’emploi de l’acide sulfurique se fait au contraire dans l’industrie; il exige l’usage de carbonate de chaux pulvérulent et peu compact, ainsi qu’un brassage énergique de la masse.
754. Par calcination du carbonate de chaux. — Expérience de Van Ilellemont (voy. Chaux).
755. Par combustion du charbon dans l’oxygène. — Expérience de Lavoisier (voy. § 501).
Les matières organiques contenant du charbon fournissent aussi de l’acide carbonique en brûlant. Si, par exemple, on plonge une bougie suspendue à un fil métallique (§ 503) dans un flacon plein d’air ou d’oxygène, le gaz du flacon, après que la combustion s’est prolongée pendant quelques instants, trouble l’eau de chaux par formation de carbonate de chaux.
756. Par le charbon et l’oxyde de plomb. — On introduit dans une cornue en grès de 125 grammes, un mélange exact de 60 grammes de litharge en poudre avec 6 grammes de charbon de bois finement pulvérisé. Au col de la cornue on adapte, au moyen d’un bouchon percé d’un trou, un tube à dégagement recourbé deux fois et aboutissant à une cuve à eau (voy. fig. 234, § AOl). On chauffe lentement au rouge; le charbon réagit sur l’oxyde de plomb en donnant du plomb métallique et de l’anhydride carbonique qui se dégage :
2I‘bO + C = 2rb-t-CO^
Il faut éviter de chauffer trop rapidement et trop fortement, ainsi que d’employer un grand excès de litharge, ce composé donnant avec les silicates du grès, un verre fusible dont la production entraîne la perforation de la cornue. D’autre part, en pré-
sence d’un excès de charbon, le gaz carbonique se transforme partiellement en oxyde de carbone (§ 748).
757. Par la respiration. — Dans Pacte de la respiration, par diffusion à travers les membranes pulmonaires, Pair aspiré cède au sang une partie de son oxygène en même temps qu’il lui enlève du gaz carbonique, provenant des combustions eflectuées dans les différents tissus de l’organisme vivant. Le gaz expiré est donc un air appauvri en oxygène et enrichi en anhydride carbonique.
Si, tenant entre les lèvres l’extrémité d’un tube de verre dont l’autre extrémité plonge dans un vase contenant de Peau de chaux limpide, on souffle dans le tube Pair expiré arrivant des poumons, le nez servant entre temps à l’aspiration. Peau de chaux se trouble rapidement, et l’intensité du phénomène montre l’abondance de l’acide carbonique dans les gaz expirés.
