II. HTDROCSËNE

Symbole, H. — Poids atomique, i. — Densité = 1. — Volume de

l'atome Q ^

56. On a longtemps douté de la présence de Thydrogène libre dans la nature. M. Bunsen a démontré sa présence dans les gaz des solfatares d'Islande, où il existe en proportions variables. Combiné à Toxygène, Thydrogène produit de Feau (d'où son nom de O^wp et yewàw) et c'est à cet état qu'il se trouve très-répandu aussi bien dans la terre et dans l'air, que dans les grandes masses d'eau. Il se rencontre en outre à l'état de combinaison dans le gaz des marais, dans l'ammoniaque et dans l'hydrogène sulfuré; comme principe constituant d'un grand nombre de minéraux combustibles : houilles, succin, pétroles; comme principe des tissus et des productions du règne végétal et du règne animal. Enfin, il fait partie intégrante d'une foule de produits artificiels, comme l'acide sulfurique, l'hydrate de sodium, le sel ammoniac, l'alcool, le vinaigre, l'esprit de bois, etc. L'hydrogène fut découvert par Cavendish, en 1766.

37. L'hydrogène est mis en liberté de ses combinaisons par un grand nombre de réactions chimiques :

a. D'habitude on le prépare par l'action du zinc métallique sur l'acide sulfurique étendu :

H*S0*4-Zn = ZnS0*4-H»^

Acide sulfurique. Sulfate de linc*

L'appareil consiste en un flacon à deux tubulures dont l'une est munie, par l'intermédiaire d'un bon bouchon, d'un tube à entonnoir et l'autre d'un tube de dégagement. On place dans le flacon du zinc grenaille ou du zinc laminé, on remplit le- flacon à moitié d'eau et l'on verse Tacide sulfurique par le tube à entonnoir, ou bien on verse directement sur le zinc de l'acide étendu de huit fois son volume d'eau. Il se produit immédiatement une effervescence et lorsque l'air contenu dans le vase a été expulsé, on peut recueillir le gaz sur la cuve à eau. Lorsque l'on veut avoir de l'hydrogène absolument pur, il ne suffit pas de prendre du zinc pur et de l'acide sulfurique aussi pur que possible, il faut encore faire passer le gaz à travers un flacon la-

gardés comme insolubles; tels sont les hydrates d'alumine et de peroxyde de fer. Les phénomènes de diffusion des corps solides à travers les membranes poreuses sont nommés^ phénomènes osmiques; ils jouent un grand rôle dans les phénomènes chimiques qui se passent dans les êtres organisi^s.

veur renfermant de la potasse pour retenir Tacide entraîné, puis par d'autres flacons laveurs renfermant, Tun une solution d'azotate d'argent pour retenir l'arsenic et le soufre que peut renfermer l'hydrogène, et l'autre de l'acide sulfurique concentré pour dessécher le gaz; cette dessiccation s'achève dans un tube en U rempli de chlorure de calcium ; enûn, le gaz se recueille dans des cloches remplies de mercure.

Dans la pratique, on prépare toujours l'hydrogène en faisant ainsi agir le zinc ou le fer sur l'acide sulfurique ou sur l'acide chlorhydrique. Mais un grand nombre d'autres réactions, intéressantes au point de vue scientifique et théorique, permettent de préparer ce gaz ; ce sont :

p. Le passage de la vapeur d'eau dans un tube de porcelaine porté au rouge et contenant de la tournure de fer ou du charbon :

4H*0-+-Fe5 = Fe50*-+-4H* H'0-+-C =:C0 -+-H*

7. Décomposition de l'eau ou de l'alcool par le potassium ou par le sodium. Cette décomposition se fait en introduisant le métal sous une éprouvette renfermant de l'eau et renversée sur la cuve à mercure. Pour éviter les explosions il est bon d'entourer le métal dans une feuille de papier bien souple {*) :

2H*0-hNa« = 2NaHO-+-H^

Hydrate de sodium.

Alcool.

Éthylate de potassium.

S. Action, à chaud, du zinc ou du fer sur une solution concentrée d'hydrate de potassium ou de sodium, ou du zinc sur une solution d'ammoniaque :

2KHO-+-Zn = K*ZnO^-+-H*

Hydrate Oxyde

de potassium. zinco-potassique.

g. Action de l'hydrure de cuivre sur l'acide chlorhydrique : CuH-+-HCl = CuCH-H2

Chlorure cuivreux.

(*) Cette explosion n'est guère à craindre si l'on a soin d'employer le métal bien pi*opre et bien décapé; en l'entourant dans du papier, on risque d'introduire en même temps de l'air sous la cloche, ce qui occasionnerait un mélange détonant avec les premières bulles d'hydrogène.

44 NANHEL DE CHIMIE.

ç. Action d*un excès d'hydrate de potassium, de sodium ou de calcium sur le formiate ou Toxalate de potassium, à chaud :

CKHO^ -+- KHO =:: CIW -+- H*

Formiate. Carbonate.

CTl^ + 2KH0 = 2CK*0' -Ml«

Oxalate.

ïj. Traitement par la potasse de certaines substances organiques se transformant ainsi en acides :

CTTO H- KHO = C^I^* -h H'

Aldéhyde Benzoate.

benzoique. '

0. Électrolyse de l'eau, de Tacide sulfurique, de Tacide chlorhydrique, etc. :

38. L'hydrogène, comme le plus léger de tous les corps, doit être de préférence choisi comme unité à laquelle on rapporte les densités des gaz. Un décigramme d'hydrogène occupe, dans les circonstances ordinaires de température et de pression, un volume de 1180 centimètres cubes ; en d'autres termes, 1 litre de ce gaz pèse 0«',085 (0,089 à 0^ et sous une pression de 760""). Il est 14,4 fois plus léger que l'air atmosphérique et 9 fois plus léger que le gaz d'éclairage employé aujourd'hui, à cause de son bas prix, pour gonfler les ballons. Des bulles de savon remplies d'hydrogène s'élèvent rapidement dans l'air; Ton peut très-facilement transvaser ce gaz d'une éprouvette dans une autre remplie d'air, que l'on tient renversée, l'ouverture en bas, de manière à ce que l'hydrogène puisse s'y élever.

L'hydrogène est très-inflammable; on peut facilement y mettre le feu en lui présentant un fil métallique ou une baguette de verre portée au rouge. Lorsque l'on introduit une bougie dans une éprouvette d'hydrogène renversée, le gaz brûle tranquillement à l'ouverture de l'éprouvette, et la bougie qui a pénétré dans Tintérieur s'éteint; il n'y a combustion qu'à la surface de séparation de l'air et de l'hydrogène. Lorsqu'on mélange de l'hydrogène avec de l'air ou avec de l'oxygène et qu'on met le feu au mélange, la combustion a lieu tout d'un coup et avec une violente explosion. Celle-ci est la plus violente lorsque l'on a mélangé 2 volumes d'hydrogène avec 1 volume d'oxygène ou avec 5 volumes d'air.

L'hydrogène pur est incolore; il n'a ni odeur ni saveur et peut, mélangé à l'air, être respiré sans faire éprouver d'incommodité. L'eau, à la température ordinaire, en absorbe un peu moins de 2 pour 100 de son volume. Jusqu'à présent on n'a pas pu liquéfier le gaz hydrogène.

L'hydrogène libre a des affinités chimiques peu énergiques; les seuls corps simples avec lesquels il puisse se combiner directement à la température ordinaire sont le chlore et Toxygène. De l'hydrogène mélangé à du chlore et exposé aux rayons solaires, ou aux radiations de la flamme bleue du sulfure de carbone, s'y combine avec explosion. A la lumière diffuse, ces deux gaz se combinent peu à peu, et dans l'obscurité il n'exercent aucune action l'un sur l'autre. L'hydrogène et l'oxygène ne se combinent pas directement, même sous l'influence des rayons solaires; il faut pour que cette combinaison ait lieu, faire intervenir de la mousse de platine, ou présenter au mélange un corps incandescent ou une flamme. L'influence du noir de platine ou de la mousse de platine sur la combinaison de différents gaz et sur divers autres phénomènes est ce que Ton appelle une influence catalytique; il en sera question plus loin.

[Si l'hydrogène hbre a des affinités presque nulles, il n'en est pas de même de ce gaz au moment où il se sépare d'une combinaison, ou, comme on dit, quand il est à Vétat naissant; il se combine alors directement à un grand nombre de corps composés; l'exemple le plus anciennement connu est la transformation de l'indigo bleu en indigo blanc :

2C«H»AzO -f- H« = Ci«H"AzH)«

Comme exemple de fixation directe de l'hydrogène nous citerons encore les exemples suivants :

Oxyde Alcool,

d'éthylène.

C'H«0 + H» = C»H»0 (Friedel.)

Acétone. Alcool

pseudo-propylique.

L'hydrogène naissant n'agit pas toujours par fixation directe; le plus souvent il agit par réduction, en enlevant de l'oxygène; c'est ainsi que la nitrobenzine se transforme en aniline :

CW. AzO^ 4- 5H* = CW.H'Az 4- 2H«0

Pour faire ainsi réagir l'hydrogène naissant, on dégage ce gaz en présence du corps que l'on veut hydrogéner, dissous dans l'eau ou dans l'alcool ; les réactions généralement utilisées pour cet objet sont l'action des acides sulfurique ou chlorhydrique sur le zinc ou sur l'étain ; l'action de la potasse sur l'étain, de l'acide acétique sur la limaille de fer, ou, enfin, par celle de l'eau sur l'amalgame de sodium; cette dernière a toujours lieu à froid, est la plus régulière, et par conséquent la plus fréquemment employée.

MANUKL DE CHIMIE.

L*hydrogéne pur réduit directement certaines solutions métalliques ; c'est ainsi qu'il déplace l'argent, à l'état métallique, de la solution aqueuse de son azotate ; il déplace de même le platine et le palladium, l'iridium n'est déplacé que si l'expérience a lieu sous une forte pression. Ces réductions ne sont jamais que très-partielles.] (Bnmner.)

39. L'hydrogène agit, à la température rouge, sur la plupart des oxydes et chlorures métalliques ; par exemple sur l'oxyde de cuivre et sur le chlorure de nickel, en leur enlevant de l'oxygène ou du chlore. A l'état naissant, c'est un puissant agent de réduction; ainsi, il réduit l'acide azotique à l'état d'ammoniaque et les corps nitrés à l'état d'amide, comme on vient de le voir :

lL\z05 -+- II» = 5H«0 -+- IPAz

Ac. azotique. Ammoniaque.

40. L'atome double, ou la molécule d'hydrogène, H*, forme le terme extrême de la série des hydrocarbures homologues du gaz des marais, CH*, et il a avec ceux-ci un grand nombre de caractères communs. Les colonnes suivantes donnent les formules de ces homologues et celles de leurs oxydes ou des alcools :

Ilydrure d'amyle.

Alcool amylique.

C*IIio

Hydrure de butyle.

C*H*oO

Alcool butylique.

Hydrure de propyle.

Alcool propylique.

Hydrure d'éthyle.

Alcool éthylique.