COMBINAISONS DU CARBONE AVEC L'OXYGÈNE

Le carbone se combine avec l’oxygène en plusieurs proportions.

Nous ne parlerons ici que de l’oxyde de carbone et de l’acide carbonique.

MÉTALLOÏDES

OXYDE DK CARBONE.

Ce gaz a été découvert par Priestley ; su véritable nature Fut établie par Clément-Désormes.

L'oxyde de carbone est un gaz incolore, insipide, inodore, d’une densité de 0,967, complètement neutre et à peine soluble dans l'eau.

Il est combustible et brûle avec une flamme bleue caractéristique, en produisant de l'acide carbonique.

Un a cru pendant longtemps que l’oxyde de carbone n'exerçait que peu d’action sur l’économie animale ; mais les recherches de M. Leblanc démontrent, au contraire,, que ce gaz est très délétère, et qu’une atmosphère devient mortelle pour un oiseau lorsqu’elle contient ^ d’oxyde de carbone.

La connaissance de ce Fait est d’une liante importance pour l’hygiène. En effet, l’oxyde de carbone prend naissance dans les Foyers toutes les Fois que le charbon s’y trouve en grand excès, et si les produits de la combustion viennent à s’introduire dans une pièce, soit par des conduits de caloriFères qui se trouvent en mauvais état , soit parce que la clef d’un poûle aurait été fermée, l’oxyde de carbone produit des maux de tète, des vertiges, et un commencement d’asphyxie que l’on attribuait jusqu’à présent, à tort, à l’acide carbonique.

L’oxygène peut, sous l’influence de la chaleur, transformer facilement l’oxyde de carbone en acide carbonique. Plusieurs oxydes sont réduits par l’oxyde de carbone: l’oxyde de fer, par exemple. C’est principalement sur celte propriété qu’est basée la métallurgie du fer.

Prrimrntion. — Les oxydes difficiles à réduire donnent de l’oxyde de carbone lorsqu'on les chauffe avec du charbon, tandis que les oxydes qui sont d’une réduction facile produi-

ACIDE CARBONIQUE

lit

sent île l’acide carbonique. En se fondant sur cette observation, on peut obtenir l’oxyde de carbone en chauffant au rouge, dans une cornue de grès, du charbon avec de l’oxyde de zinc.

C’est même ainsi que Priestley a fait la découverte de ce gaz.

L’oxyde de carbone se forme dans les foyers lorsque l’air ne s’v trouve pas en excès ; la llamme bleue que l’on observe souvent à la partie supérieure d'un fourneau recouvert de son dôme provient en grande partie de la combustion de l’oxyde de carbone.

On peut préparer facilement l’oxyde de carbone en faisant passer un courant d’acide carbonique sur des charbons chauffés au rouge dans un tube de porcelaine.

Le procédé que l’on emploie ordinairement dans les laboratoires pour préparer l’oxyde de carbone consiste à décomposer dans un petit ballon l’acide oxalique ou le hioxalale de potasse (sel d’oseille) par un excès d'acide sulfurique monohydralé. On prend 1 partie de sel d’oseille ou d’acide oxalique et 5 parties d'acide sulfurique concentré. L’acide oxalique ne peut exister à l’état anhydre dans les conditions de l'expérience; quand on le chauffe avec de l’acide sulfurique concentré qui tend à le déshydrater, il se décompose en volumes égaux d’oxyde de carbone et d'acide carbonique.

On absorbe l’acide carbonique avec la potasse, et l’oxyde de carbone reste parfaitement pur. Un semblable lavage est nécessaire dans la plupart des cas où l’on prépare l’oxyde de carbone, parce qu’il est rare que ce dernier gaz se forme sans être mêlé d’acide carbonique.

ACIDE CARBONIQUE

On donne le nom d'acide carbonique à un acide qui est formé de carbone et d’oxygène.

L’acide carbonique existe dans l’air, dans toutes les eaux

MÉTALLOÏDES

en conlact avec l'atmosphère, dans les puits et les paieries des mines de houille, et dans un praud nombre de grottes ou de cavités.

La fermentation , la combustion , la décomposition spontanée des matières organiques ou celle qui résulte de l’action de la chaleur, la respiration de tous les animaux, jettent dans l’atmosphère des quantités considérables d’acide carbonique que les végétaux décomposent incessamment sous l’influence de la lumière, en s'appropriant le carbone et en restituant l’oxygène à l’air. Cette décomposition de l’acide carbonique par les parties vertes des plantes fait comprendre l'invariabilité de la composition de l’air, et en même temps la faible proportion d’acide carbonique qui existe dans l’atmosphère.

La nature présente l'acide carbonique à l'état de combinaison avec la plupart des oxydes métalliques, constituant les marbres , la craie, les marnes , les carbonates de baryte, de strontiane, de fer, de cuivre, etc.

Nous avons à examiner l’acide sous les trois étals, gazeux, liquide et solide.

ACIDE CARBONIQUE GAZEUX

L’acide carbonique gazeux est incolore, d’une saveur à peine sensible et légèrement aigre et d'une odeur piquante ; il est environ une fois et demie plus lourd que l’air atmosphérique. 11 donne à la teinture bleue de tournesol une nuance vineuse qui disparait par l’exposition à l’air ou par l’ébullition de la liqueur, parce que, sous ces influences, l'acide carbonique se dégage. La chaleur la plus forte n’altère pas l’acide carbonique gazeux , qui , toutefois, est décomposé par une série d’étincelles électriques en oxygène et en oxyde de carbone, phénomène d’aulunl plus singulier que, sous l’influence du fluide électrique, l’oxygène et l’oxyde de carbone s’unissent et se changent en acide carbonique.

ACIDE CARBONIQUE

La densité de l’acide carbonique étant plus grande que celle de l’air, on peut transvaser ce gaz d’une éprouvette dans une autre aussi facilement qu’un liquide. Ce fait permet, du reste, d’expliquer plusieurs phénomènes curieux. Ainsi , à Pouzzoles, près de Naples, dans la grotte du Chien, on voit périr, en peu d'instants, les animaux de petite taille, tandis que les hommes peuvent s’y introduire sans danger ; les couches d'acide carbonique contenues dans l'intérieur de la grotte ne s'élevant pas au-dessus d’un mètre et demi, les animaux sont asphyxiés sans que l'homme se trouve atteint.

On produit artificiellement le phénomène qui se passe à 1a grotte de Pouzzoles en plongeant un cylindre plein dans une éprouvette remplie d’acide carbonique. On chasse ainsi do l’éprouvette un certain volume d’acide carbonique que remplace un égal volume d’air lorsqu’on retire le cylindre. On obtient de cette manière deux atmosphères différentes qui ne se mêlent qu’au bout d’un certain temps : l’une est formée d’air, l’autre d’acide carbonique; une bougie brûle dans la première et s’éteint dans la seconde (pl. IX, lig. M).

L’acide carbonique peut occasionner des asphyxies dans des cas qui ne sont malheureusement pas assez connus. Ainsi, une cuve remplie de jus de raisin en fermentation, placée à l’entrée d’une cave, peut dégager un volume d’acide carbonique assez considérable pour asphyxier les personnes qui se trouveraient dans l’intérieur de la cave.

En pareil cas, si l’on avait .à retirer d’un endroit souterrain une personne atteinte d’asphyxie, on devrait préalablement injecter dans cet endroit de l’eau ammoniacale, qui, en s’emparant de l’acide carbonique, neutraliserait son nction sur l’économie.

Les caves des environs de Paris , certains puits ou d’autres excavations, se remplissent souvent d’acide carbo-

MKTAM.OÏUKS.

nique provenant Je» matières organique» en décomposition.

L’eau dissout environ son volume d'ncido eurbouique à la pression ordinaire, mais cette solubilité augmente considérablement avec lu pression. En comprimant un mélange d’eau et d’acide carbonique, on obtient facilement un liquide contenant cinq ou six fois son volume d’acide carbonique, dette compression du mélange d’acide carbonique et d’eau a été appliquée à la préparation des eaux dites gâteuses , et, en particulier, de l’eau de Seltz artificielle.

Les eaux gazeuse» se font par deux procédés différents.

Le premier est un système de fabrication continue dans lequel une pompe aspirante et foulante vient puiser dans des réservoirs séparés l’eau et l’acide carbonique, pour les refouler ensuite dans un appareil fermé.

Le second procédé est un système de fabrication intermittente, dans lequel l’acide carbonique est produitdans l'appareil même où doit se faire la saturation, et se dissout dans l'eau en raison de la pression qu’il exerce sur ee liquide.

Dans les deux cas, l’acide carbonique est produit par l’action de l’acide sulfurique sur la craie.

L’eau chargée d’acide carbonique perd tout le gaz qu'elle contient quand on la chauffe ou qu’on l'expose à la température qrdinaire dans le vide. Elle le perd également, maisaveo lenteur, lorsqu’on l’abandonne à elle-même au contact do l’air,

La propriété que possède l’acide carbonique de précipiter l’eau de chaux sert souvent à constater la présence de cet acide dans l’eau ou dans des gaz. L’acide carbonique mis en contact avec un excès d’eau de chaux y forme un précipité blanc, floconneux, insoluble dans l’eau, très soluble au contraire dans les acides chlorhydrique, azotique et acétique ; ee précipité, qui est du carbonate de chaux, étant soluble dans l’acide carbonique lui-même, on doit employer pour le former

ACIDE CAHHONIQIK.

un excès d’eau de cliaux que l’on eonslalo avec un papier rouge de tournesol : Ce papier doit être ramené au bleu ; sans cette précaution, l’acide carbonique pourrait échapper à l’observation avec d’autant plus de facilité que sa proportion serait plus considérable.

Le carbonate de chaux , dissous dans l’eau à l’aide d'un excès d’acide carbonique , s’en sépare lorsque Ce gaz se dé* gage sous l’influence de la chaleur , par le contact des corps divisés ou par la seule action de l’air. C’est ainsi que se produisent les déprtts calcaires dans les chaudières à vapeur et dans les tuyaux de conduite des eaux.

Préparation de l'acide carbonique gaieuxi * —

On prépare l'acide carbonique : 1° En faisant brûler du cliarbon dans un excès d’air ou d'oxygène.

2° En soumettant a la calcination le carbonate de chaux, qui perd son acide carbonique et donne de la chaux caustique.

3° En décomposant, par un acide, le carbonate de choux. Dans ce cas l’acide carbonique est déplacé par l'acide que l’on fait réagir sur le carbonate do chaux.

Ce dernier procédé est généralement employé dans les laboratoires.

L’acide carbonique gazeux peut être recueilli sur l'eau ou sur le mercure.

ACIDE CAnBONIQl E LIQUIDE.

L’acide carbonique a été liquéfié, pour la première fois, par M. Faraday , en décomposant , dans un tube de verre fermé aux deux bouts, un carbonate par l’acide sulfurique concentré. Ce chimiste reconnut qu'à la température de 0°, l’acide carbonique se liquéfie sous une pression de 36 atmosphères.

Ce mode de liquéfaction avait le double inconvénient de

MÉTALLOÏDES

présenter des dangers pour l’opérateur et de ne donner que de petites quantités d’acide carbonique liquide.

M. Thilorier proposa, il y a quelques années, un appareil qui permet de préparer à la fois plusieurs kilogrammes d’acide carbonique liquide.

Le principe de l’appareil de M. Thilorier est le même que celui de M. Faraday, seulement le carbonate est décomposé dans un cylindre de fonte , qui peut supporter une pression énorme. M. Thilorier produit l’acide carbonique liquide en décomposant le bicarbonate de soude par l’acide sulfurique.

Propriété de l'acide carbonique liquide. —

L’acide carbonique liquide est incolore, très soluble dans l’alcool, l’éther et les huiles essentielles ; il ne se môle pas avec l’eau.

L’acide carbonique liquide est très dilatable : en passant subitement de l’état solide à l’état gazeux, il produit un froid extraordinaire évalué à 100° au-dessous de zéro. En faisant arriver un jet d’acide carbonique liquide dans une boite métallique percée de trous, on voit le vase se remplir presque entièrement d’une matière floconneuse, blanche comme de la neige, qui est de l’acide carbonique solide produit sous l’influence du refroidissement considérable qu’une partie de cet acide fait subir à l’autre en passant de l’état liquide à l’étal gazeux.

ACIDE CARBONIQUE SOLIDE

L’acide carbonique étant solidifié par le procédé que nous venons d’indiquer, se maintient quelque temps à l’air libre sans qu’il soit nécessaire de le soumettre à aucune pression.

L’acide carbonique solide se trouve à une température de 90° au-dessous de zéro, et pourtant ne produit pas sur les or-

COMHI.NAISONS l>t CARBONE AVEC l.'HYDROGÈNE. 117

ganes un effet frigorifique aussi considérable qu’on pourrait le penser, ce qui tient sans doute à sa porosité, et surtout à l’atmosphère gazeuse qui l’environne. On augmente l’intensité du froid produit par l’acide carbonique solide en le mèlant à de l’éther. Ce mélange peut congeler, en quelques secondes, quatre fois son poids de mercure. Le mercure solidifié a l’apparence du plomb : M. Thilorier a pu en faire des pièces de monnaie, des médailles, etc., et conserver ces objets pendant un temps assez long en les entourant d’un mélange d'éther et d’acide carbonique solide.

L’effet produit sur les organes par un mélange d'acide carbonique solide et d’éther est comparable à celui d’une brûlure. Les fluides de l’économie sont solidifiés, le sang se coagule et se durcit complètement ; une vive inflammation ne tarde pas à se manifester dans l’organe soumis à l’influence de ce froid excessif. M. Faraday a augmenté encore le froid que l’on peut produire avec un mélange d’acide carbonique solide et d’éther, en plaçant ce mélange sous le récipient d’une machine pneumatique.

En mettant dans un pareil bain des tubes de verre ou de cuivre dans lesquels des gaz peuvent être comprimés jusqu’à àO atmosphères nu moyen de pompes foulantes, M. Faraday a obtenu des liquéfactions et des solidifications de gaz qui n’auraient pu se produire par d’autres méthodes.