DEUXIÈME FAMILLE

HYDROCARBURES SATURÉS. PARAFFINES.

Formule générale, C^^H^» + ^.

Ces carbures prennent surtout naissance dans la distillation sèche des matières oi^aniques à une température peu éle- Tée, dans celle des schistes, des corps gras. Ils constituent les pétroles, et MM. A. Cahours et Pelouze en ont extrait un grand nombre de termes jusqu'à celui qui a pour formule C^ H**.

Citons les premiers :

C^H* = 4 vol. formène, C*H« = — hydrure d'éthylène, C^H* = — — de propylène, C^W^ = — - de butylène, C«oh<2 , d'amylène.

Le point d'ébullition s'élève environ de 20® à 30° en passant d'un terme à l'autre. Le carbure, C^' H^* bout vers 280®. Chacun de ces carbures se rattache par un lien bien défini aux acides de la série acétique :

On donne à ces hydrocarbures le nom générique de carbures saturés parce qu'ils renferment le maximum d'hydrogène.

On les appelle aussi paraffines parce qu'ils opposent une grande résistance aux agents chimiques, brome, iode, permanganate, acides azotique, sulfurique.

Les derniers termes qui sont solides portent spécialement le nom de paraffine, leur point de fusion varie ; il oscille entre 45<»et 60" ordinairement. J'ai retiré de la vaseline, qui est formée par ces termes extrêmes, une paraffine presque insoluble dans i'étber qui ne fond qu'à 66o.

FORMÈNE.

Découvert par Volta en 1778.

Stnonthes : protocarbure d'hydrogène, gaz des marais , grisou ,

hydrure de méthyle.

CSH4 = 16. Cet équiTalent représente U volumes. Densité rapportée à l'air, 0,559. Poids du litre, 0'<',772. Double densité rapportée à la densité de Thydrogène, ou poids de la molécule, 16. Formule moléculaire, €-H*.

Gaz très stable, difficilement liquéfiable, neutre.

496 FORHÈNE.

238. État naturel. Préparation. — H se dégage des Yolcans, surtout après quelque temps d'éruption. Lorsqu'on agite la vase des marais, il se dégage un mélange gazeux très complexe dans lequel se trouve le formène. U constitue le grisou qui se dégage dans certaines mines de houille, et il forme la majeure partie du produit gazeux qui s'échappe par des fissures naturelles d'un grand nombre de localités de Tlnde^ de la Perse, de la Chine, de l'Italie et de l'Amérique. On le prépare en chaufTant dans une cornue en verre, munie d'un tube àgaz, de l'acétate de soude avec 2 p. de chaux sodée :

C*H*0* + NaOCaO = C^H^ + (NaOCaO)C20*.

Propriétés. — Ce gaz est incolore, sans odeur et sans saveur. U est très peu soluble dans l'eau et il n'est pas vénéneux. U est neutre.

11 est extrêmement stable, car il faut le porter au rouge blanc, ou le soumettre à de nombreuses étincelles électriques pour le décomposer.

Le chlore l'attaque à peine à la lumière diifuse. Au soleil la réaction est violente. Si on la modère en ajoutant au mélange un gaz inerte, il se forme des produits de substitution :

C^H^Cl, C^H^CP, C^HCl^, C^CH.

Le formène trichloré est le chloroforme que nous étudierons (256).

U brûle avec une flamme blanchâtre, bleue sur les bords. Il détone violemment et il exige, pour être totalement brûlé, deux fois son volume d'oxygène.

On profite de ce mode de décomposition pour faire son analyse. Supposons que l'on introduise dans l'eudiomètre à mercure

1 volume de carbure et 3 volumes d'oxygène,

et qu'on fasse passer dans ce mélange une étincelle électrique : la décomposition est instantanée. Si l'on agite le résidu gazeux avec de la potasse, 1 volume d'acide carbonique disparait. Or, comme

.1 volume d'acide carbonique contient 1 — d'oxygène et i — de carbone,

nous en conclurons d'abord que

1 volume de ce carbure contient ^ — de carbone.

FORMËNE. 467

Il reste un gaz dans reudiomètre : c'est de l'oxygène. Il occupe un volume égal à celui du carbure; donc Teau qui s'est formée au moment delà réaction contient

et, par suite.

1 Yolume d'oxygène,

1 Yolume de carbure renferme ^ — de carbone

et 2 Tolumes d'hydrogène.

La formule brute de ce gaz est donc :

CiH = 1 vol.

Les types de Gerhardt nous sont connus. Le protocarbure d'hydrogène — comme tous les hydrocarbures d'ailleurs — appartient au type de l'acide chlorhydrique et de Thydrogène fondus en un seul (236).

Nous devons dès lors lui donner pour équivalent la quantité qui occupe, à 0® et sous 76®" de pression, le même volume

que H^ ou HGl,

c'est-à-dire la quantité qui représente 4 volumes (236).

Cette quantité est 16.

238 bis . Formule moléculaire. — Ce carbure d'hydrogène est celui qui renferme le plus d'hydrogène; il peut donc être considéré comme renfermant le carbone à l'état de saturation. Puisque 1 volume de carbone est uni dans ce carbure à 4 volumes d'hydrogène, il est formé de ^

1 atome de carbone et de 4 atomes d'hydrogène,

et sa formule moléculaire est ^ H^.

Gomme i volume de carbone uni à 4 volumes d'hydrogène forme 2 volumes de carbure, nous voyons que la molécule de ce composé représente 2 volumes,

comme la molécule de l'eau , H^^'/(36).

— -^ l'ammoniaque, AzH^, (50).

— — l'acide chlorhydrique HCl (80).

Ce gaz se dégage souvent dans les houillères. Il fournit alors^ avec l'air de la mine, des mélanges explosifs s'il rencontre une

468 FEU GRJSOU. — FLAMME.

iaiBpe ou UD corps quelconque porté au rouge. Telle est la cause des affreux accidents dont on lit de temps à autre le récit.

Ces malheurs étaient beaucoup plus communs au commencement de ce siècle^ et ils seraient totalement évités si aucune imprudence n'était commise.

238 ter. Flamme. Lampe de sûreté. — La flamme est une substance gazeuse chauffée au point de devenir lumineuse. La température des flammes dépasse le rouge blanc, car on peut porter des briques au rouge blanc en les exposant à un courant d'air qui n'est pas lumineux.

Ainsi le fer qui n'est pas volatil ne donne jamais de flamme^ tandis que le zinc qui est susceptible de se gazéifier s'enflamme. Les gaz sont peu brillants en général, même à une haute température, parce qu'ils absorbent peu la lumière^ et que le pouvoir émissif d'un corps est proportionnel à son pouvoir absorbant.

i^ Cependant certaines flammes purement gazeuses ont un certain éclat : celle du sulfure de carbone brûlant dans le bioxyde d'azote est dans ce cas.

2® L'élévation de la température d'une flamme peut accroître son éclat : Talcool salé, qui donne une flamme faible quand il brûle dans Tair^ devient plus brillant lorsqu'il est alimenté par de l'oxygène.

3® Certaines flammes extrêmement chaudes sont douées d'un très faible éclat : exemple la flamme oxyhydrique. Son éclat s'accroît par la pression , car il devient égal à celui d'une bougie sous la pression de 8 ou 10 atmosphères. {Frankland,)

4^ L'éclat d'une flamme purement gazeuse s'accroît surtout quand on y introduit un corps solide qui est porté au rouge. Exemple : la flamme oxyhydrique devient presque aussi brillante que celle du soleil quand on y introduit de la chaux, de la magnésie [lumière Drummond), Ces corps opaques absorbant beaucoup de lumière en émettent beaucoup et la flamme devient brillante.

C'est ce qui arrive encore lorsqu'on enflamme de l'hydrogène qui s'est chargé de la vapeur d'un corps carburé, cooune la benzine.

L'éclat des flammes ordinaires est dû^ surtout au charbon qu'elles contiennent à l'état incandescent. [Davy»)

11 faut que ce charbon soit en nature dans le centre de la flamme et se brûle à l'extérieur.

La flamme du formène, C^ H^ est peu intense parce qu'elle

OLÉINES. 469

ne contient pas assez de charbon libre. Celle de Téthylène, C^ H^, eèttrës éclairante parce qu'elle renferme du charbon incandescent qui se brûle sur les bords. Celle de l'acétylène, C^H', est fuligineuse parce qu'il y a trop de charbon et qu'il ne se brûle pas en totalité, mais qu'il obscurcit la flamme. Si l'on augmente la proportion du comburant, de l'oxygène, la flamme Tarie d'intensité : ainsi un bec Bunsen, qui brûle avec une flamme blanche quand l'arrivée de l'air est faible, donne une flamme bleu pâle si on débouche en totalité les ouvertures qui donnent accès à l'air.

Pour éteindre une flamme il faut en abaisser la température au-dessous de celle où son inflammation a lieu. Les corps bons conducteurs permettent d'atteindre ce but avec facilité. Si Ton écrase la flamme d'une bougie avec une toile métallique cette flamme est brusquement arrêtée. Les gaz, dont la combustion détermine la flamme, n'ont pas disparu, car on peut les enflammer de l'autre côté de la toile, mais leur température a été abaissée au-dessous du point où ils brûlent.

Davy, en i814, proposa d'entourer les lampes de mineurs avec une de ces toiles. Lorsque le grisou arrive dans la mine il pénètre dans la lampe, et y produit une petite détonation à la suite de laquelle la lampe s'éteint, mais la toile refroidit assez le mélange explosif pour qu'aucun point, extérieur à la lampe, ne soit porté au rouge, et alors il n'y a pas d'explosion dans la mine. Le mineur se trouve dans l'obscurité, mais comme le mélange gazeux n'est pas vénéneux, il a tout le temps de chercher l'orifice de sortie.

3» FAMILLK.

olCfimes.

Formule générale , C-m^.

239. Chacun de ces hydrocarbures homologues se rattaché à un alcool ordinaire :

aussi s'obtiennent-ils surtout en traitant les alcools de la série ordinaire par les corps avides d'eau (acide sulfurique, chlorure

de zinc).

470 ËTUYLËNË.

Citons les premiers termes :

lélhylène, C»H» = i vol.

le propylène, C*H^ = —

le butylène, C^H* = —

ramylène, etc. C*"H*« = —

Us sont diatomiques, car ils s'unissent à 2G1— •2Br« etc. Ces composés (comme G^H^Cl') se scindent en présence d'ane solution alcoolique de potasse en hydrocarbures chlorés^ (comme G^ H*G1), qui sont les produits de substitution des carbures. Ces composés traités par l'acétate de potassium, d'argent, permettent d'obtenir les glycols {alcools diatomiques) (30i).

Ils s'unissent à l'acide sulfurique pour former des acides sulfoconjugués (comme Tacide sulfovinîque) .

Le permanganate de potasse alcalin leur enlève H' et fixe 0' en produisant un acide. L'acide oxalique est l'acide correspondant à l'éthylène.

ÉTHYLÊNE.

SYNOmrHSS : bicarbure d^hydrogène, hydrogène bicafboné, gaz oléiiadt. G^H^ =s 28. Cet équivalent représente k yoI. Densité rapportée à l*air, 0,970. Poids du litre, l*',25ft. Double densité rapportée à 1 d'hydrogène, ou poids de la molécule, 28. Formule moléculaire, -G^H^.

Gax brûlant avec une flamme très éclairante, liquéfiable.

239 bis* Préparation. «-> On remplit un ballon, au tiers, avec du sable; on verse sur ce sable ^ de façon à Timprégeer^ 1 partie d'alcool et 7 à 8 parties d'acide sulfurique monohydraté^ puis on chauffe.

C'HW - H202 -s C*H*.

Comme il se produit des réactions secondaires qui donnent naissance à de petites quantités d*acide sulfureux, d'acide carbonique et d'éther, on force le gaz à passer dans deux flacons laveurs le premier renferme de la potasse en solution qui retient les acides, l'autre contient de l'acide sulfurique concentré qui absorbe l'éther.

Le bicarbure d'hydrogène est un gaa incolore^ un peu soluble dans l'eau ^ i *us soluble dans Talcool et dans l'éther. II seliqué^ fie avec difficulté.

ÉTHYLÈNË. 4)1

Sa stabilité est beaucoup moindre que celle du protocarbure^ il se détruit facilement dans un tube de porcelaine rouge.

Un mélange de 1 volume de gaz et de 2 volumes de chlore prend feu au rouge, et brûle en donnant du gaz chlorhydrique et un abondant dépôt de noir de fumée.

Le bicarbure, abandonné à la lumière diffuse avec son volume de chlore^ s'y combine intégralement, et se change en un liquide huileux^ appelé la liqueur des Hollandais, ou mieux le chlorure d'étbylène, dont la formule est

Le chlorure d'éthylëne est susceptible de perdre tout Thy* drogène qu'il renferme lorsqu'on le soumet à l'action du chlore, et de donner la série

C*H3C1^ C*H2Cl\ G*HC15, C*Cl«.

Chacun de ces composés est décomposé par une solution de potasse alcoolique et perd un équivalent d'acide chlorhydrique; de sorte que l'on obtient une deuxième série de composés :

C*H*Cia ge change en HCl + C^H^Cl, C^H'Cl» — — C*H2Cl^ C*H2C1* — - C*HCl^ C*HCP - — C*Cl*.

Le brome attaque l'éthylène et fournit le bromure G^H^Br^ qui donne des dérivés correspondants aux précédents.(Jlf. Ca-

hùurs.)

Le brome n'attaquant pas le protocarbure, on sépare ces deux gaz en agitant leur mélange avec du brome qui n'absorbe que le bicarbure. Le bromure d'éthylène est Téther du glycol ordinaire, et c'est ce bromure qui a conduit M. Wurtz a découvrir les glycols (alcools diatomiques) (30 i).

M. Berthelot a montré que ce gaz se combine à Tacide sulfuriquepar ^agitation, et qu'il fournit l'acide sulfovinique ou étbyi-sulfurique, et par suite l^alcool :

C*H* + 2 SO^HO a= C*H*0H0S20«.

Lorsque Ton introduit de l'acide sulfurique concentré dahs une éprouvette pleine d'éthylène, la Combinaison ne s'opère pas

\1i ËtHYLÈNE!.

immédiatement, mais elle se déclare peu à peu par Tagitation, et, après une heure ou deux, Téthylène a disparu presque en entier. Si l'on sature l'acide formé , par une solution de carbonate de baryte, on obtient, par éyaporation de la liqueur, des cristaox d'éthyl-sulfate de baryte. Ce sel, dissous dans 8 ou 40 fois son volume d'eau, puis chauffé dans une cornue , donne de Falcool à la distillation.

Donc, à la température ordinaire, Téthylène s'unit aux éléments de Feau sous Tinfluence de Tacide sulfurique et produit de l'alcool, tandis qu'à chaud l'acide sulfurique décompose l'alcool et le réduit en eau.

Nous avons vu que le carbone peut être combiné directement à l'hydrogène pour donner Tacétylène et que Tacétylène s'unit à Thydrogène par l'action de la chaleur pour former l'éthylëne. Si l'on chauffe fortement de l'éthylène et de l'hydrogène, ces deux corps sont susceptibles de s'unir encore et Ton obtient rhydrure d'éthylène C*H«.

L'éthylène est attaqué, lentement à froid et rapidement à iOO^ par une solution d'acide iodhydrique : il se forme de l'iodure d'éthyle avec lequel on peut obtenir l'alcool. La réaction est plus lente avec l'acide bromhydrique , et elle se fait très difficilement avec l'acide chlorhydrique.

L'éthylène est combustible. Il brûle avec une flamme extrêmement éclairante : il se forme de l'acide carbonique et de la vapeur d'eau. Si l'on opère cette combustion dans l'eudiomètre, on voit que 1 volume de ce gaz consomme 3 vol. d'oxygène et qu'il contient

1 vol. de carbone, el 2 vol. d'hydrogène.

1 volume de ce corps a donc pour formule en équivalents,