PARTIE III, COMBUSTION DU PHOSPHORE

Le procédé que je viens de décrire peut élre employé avec succès pour la combustion de toutes les substances concrètes, et même pour celle des huiles fixes. On brèle ces dernières dans des lampes, et on les allume avec assez de facilité sous la cloche, par le moyen du phosphore, de l'amadou et d'un fer chaud; mais ce moyen n'est pas sans dangers pour les substances qui sont susceptibles de se vaporiser à un degré de chaleur médiocre, telles que l’éther, l’esprit-de-vin, les huiles essentielles. Ces substances volatiles se dissolvent en assez grande quantité dans le gaz oxygène ; quand on allume, il se fait une détonation subite, qui enlève la cloche à une grande hauteur et qui la brise en éclats. J'ai éprouvé deux de ces détonations, dont les membres de l’Académie ont pensé, ainsi que moi, être les victimes. Cette manière d'opérer a, d'ailleurs, un grand inconvénient : elle sullit bien pour déterminer avec quelque exactitude la quantité de gaz oxygène absorbé et celle d'acide carbonique qui s'est formé; mais ces produits ne sont pas les seuls qui résultent de la combustion : il se forme de l’eau toutes les fois qu’on opère sur des matières végétales ou animales, parce qu’elles contiennent toutes de l'hydrogène en excès; or l'appareil que je viens de décrire ne permet ni de la rassembler, ni d’en déterminer la quantité. Enfin, même pour l’acide phosphorique, l'expérience est incomplète, puisqu'il n'est pas possible de démontrer, dans celte manière d'opérer, que le poids de l’acide est égal à la somme du poids du phosphore et de celui du gaz oxygène absorbé. Je me suis donc trouvé obligé de varier, suivant les cas, les appareils relatifs à la combustion, et d'en employer plusieurs de différentes espèces, dontje vais donner successivement une idée : je commence par celui destiné à la combustion du phosphore.

On prend un grand ballon de verre blanc ou de cristal .4 (pl. IV, fig. 6), dont l’ouverture EF doit avoir a pouces j à 3 pouces de diamètre. Cette ouverture se recouvre avec une plaque de cuivre jaune ou laiton usée à l’émeri, et qui est percée de deux trous pour le passage des tuyaux zxi, y y y.

Avant de fermer le ballon avec sa plaque, on introduit dans son

3 A4 TRAITÉ ÉLÉMENTAIRE DE CHIMIE

intérieur un support B C surmonté d’une capsule D de porcelaine, sur laquelle on place le phosphore. On Iule ensuite la plaque de cuivre au ballon en EF avec du lut gras qu’on recouvre avec des bandes de linge imbibées de blanc d’œuf et saupoudrées de chaux. On laisse sécher pendant plusieurs jours, puis on pèse le tout avec une bonne balance. Ces préparatifs achevés, on adapte une pompe pneumatique au tuyau xxx, et on fait le vide dans le ballon;'après quoi on introduit du gaz oxygène par le tuyau y y y, au moyen du gazomètre représenté pl. VIII, fig. 1, et dont j’ai donné la description, chapitre n, S il. On allume ensuite le phosphore avec un verre ardent, et on le laisse brider jusqu'à ce que le nuage d’acide phosphorique concret qui se forme arrête la combustion. Alors on délute et on pèse le ballon. Le poids, déduction faite de la lare, donne celui de l'acide phosphorique qu'il contient. Il est bon, pour plus d'exactitude, d’examiner l'air ou le gaz contenu dans le ballon après la combustion, parce qu'il peut être plus ou moins pesant que l’air ordinaire, el qu’il faut tenir compte, dans les calculs relatifs à l’expérience, de celle différence de pesanteur.

Les mêmes motifs qui m’ont engagé à construire un appareil particulier pour la combustion du phosphore m'ont déterminé de prendre le même parti à l’égard du charbon. Cet appareil consiste en un petit fourneau conique fait en cuivre battu, représenté en perspective pl. XII, fig. y, et vu intérieurement lig. 1 1. On y distingue le fourneau proprement dit ABC, o il doit se faire la combustion du charbon, la grille de, et le cendrier F. Au milieu du fourneau est un tuyau GH, par lequel on introduit le charbon , et qui sert en même temps de cheminée pour évacuer l'air qui a servi à la combustion.

C'est par le tuyau Imn, qui communique avec le gazomètre, qu’est amené l'air qui est destiné à entretenir la combustion ; cet air se répand dans la capacité du cendrier F, el la pression qui lui est communiquée par le gazomètre l’oblige à passer par la grille de, e t à soufllcr les charbons qui sont posés immédiatement dessus.

Le gaz oxygène, qui entre pour les £ dans la composition de l’air

PARTIE III, COMBUSTION OU CHARBON, de l'atmosphère, se convertit, comme l’on sait, en gaz acide carbonique dans la combustion du charbon. Le gaz azote, au contraire, ne change point d'élat; il doit rester, après la combustion, un mélange de gaz azote et de gaz acide carbonique. Pour donner issue à ce mélange, ou a adopté à la cheminée GH un tuyau op qui s'y visse en G, de manière à ne laisser échapper aucune |>orlion d'air. Le mélange des deux gaz est conduit par ce tuyau à des bouteilles remplies de potasse en liqueur et bien dépouillée d'acide carbonique, ù travers laquelle il bouillonne. Le gaz acide carbonique est absorbé par la potasse, et il ne reste que du gaz azote, qu'on reçoit dans un second gazomètre pour en déterminer la quantité.

Une des dillicultés que présente l'usage de cet appareil est d'allumer le charbon et de commencer la combustion : voici le moyen d’y parvenir. Avant d’emplir de charbon le fourneau A H C, on en détermine le jioids avec une bonne balance et de manière à être sûr de ne point commettre une erreur de plus d'un ou deux grains; on introduit ensuite dans la cheminée GH le tuyau RS (figure 10), dont le poids doit également avoir été bien déterminé. Ce tuyau est creux et ouvert par les deux bouts : son extrémité S doit descendre jusqu'au fond du fourneau; elle doit porter sur la grille de et l'occuper tout entière. Ce n’est qu’après que le tuyau RS a été ainsi placé, qu’on introduit le charbon dans le fourneau. Ou le pèse alors de nouveau, pour connaître la quantité de charbon qui y a été introduite. Ces opérations préliminaires achevées, on met eu place le fourneau, on visse le tuyau Imn (ligure 9) avec celui qui communique avec le gazomètre; on visse le tuyau op avec celui qui conduit aux bouteilles remplies de potasse; enfin, au moment où l'on veut commencer la combustion, on ouvre le robinet du gazomètre, et on jette un petit charbon allumé par l'extrémité R du tuyau RS; ce charbon tombe sur la grille, où le courant d’air le maintient allumé. Alors on retire promptement le tuyau RS; on visse à la cheminée le tuyau op destiné à évacuer l'air, et l'on continue la combustion. Pour être assuré qu'elle est vraiment commencée et que l'opération a réussi, on a ménagé un tuyau qr* i HH

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l'ami, à son extrémité s, d'un verre mastiqué, à travers lequel ou peut voir si le charbon est allumé, i'ouhliais de faire observer que ce fourneau et ses dépendances sont plongés dans une espèce de baquet allongé T V l I (figure i i), qui est rempli d'eau et même de glace, afin de diminuer, autant que l’on veut, la chaleur de la combustion. Cette chaleur, au surplus, n'est jamais très- vive, parce qu'il ne peut y avoir de combustion qu'en proportion de l'air qui est fourni par le gazomètre, et qu'il n'y a. d’ailleurs, de charbon qui brûle que celui qui porte immédiatement sur la grille. A mesure qu'une molécule de charbon est consommée, il en retombe une autre, en vertu de l’inclinaison des parois du fourneau; elle se présente au courant d'air qui traverse la grille de, et elle brûle comme la première.

Quant à l'air qui a servi h la combustion, il traverse la masse de charbon qui n'a pas encore brûlé, et la pression exercée par le gazomètre l’oblige de s’échapper par le tuyau op, cl de traverser les bouteilles remplies d’alcali.

On voit que, dans celle expérience, on a toutes les données nécessaires pour obtenir une analyse complète de l’air atmosphérique et du charbon. En effet, on connaît le poids du charbon; on a, parle moyen du gazomètre, la mesure de la quantité d’air employée à la combustion ; on peut déterminer la qualité et la quantité de celui qui reste après la combustion; on a le poids de la cendre qui s’est rassemblée dans le cendrier; enfin, l'augmentation de poids des bouteilles qui contiennent la potasse en liqueur donne la quantité d’acide carbonique qui s'est formé. On peut également connaître avec beaucoup de précision, par cette opération, la proportion de carbone et d’oxygène dont cet acide est compost'.

Je rendrai compte, dans les Mémoires de l’Académie, de la suite d’expériences que j’ai entreprises avec cet appareil sur tous les charbons végétaux et animaux. Il n’est pas difficile de voir qu’avec très-peu de changements on peut en faire une machine propre à observer les principaux phénomènes de la respiration.

IMHTIE 111, COMBUSTION DES HlILES.

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Le charbon, au moins quand il est pur, étant une substance simple, l'appareil destiné à le brûler ne pouvait pas être très-compliqué. Tout se réduisait à lui fournir le gaz oxygène nécessaire à sa combustion, et à séparer ensuite d'avec le gaz azote le gaz acide carbonique qui s'était formé. Les huiles sont plus composées que le charbon, puisqu’elles résultent de la combinaison au moins de deux principes, le carbone et l’hvdrogène; il reste , en conséquence, après qu’on les a bridées dans l'air commun, de l’eau, du gaz acide carbonique et du gaz azote. L’appareil qu’on emploie pour ce genre d’expériences doit avoir pour objet de séparer et de recueillir ces trois espèces de produits.

Je me sers, pour brûler les huiles, d'un grand bocal A représenté planche XII, figure h, et de son couvercle, figure 5. Cé bocal est garni d'une virole de fer BCDF. qui s’applique exactement sur le bocal en DE, et qui y est solidement mastiquée. Cette virole prend un plus grand diamètre en BC, et laisse entre elle et les parois du bocal un intervalle ou rigole xxxx, qu’on remplit de mercure. Le couvercle représenté ligure 5 a, de son côté, en J g une virole de fer qui s'ajuste dans la rigole xxxx du bocal, et qui plonge dans le mercure. Le bocal A peut, par ce moyen, se fermer en un instant hermétiquement et sans lut; et. comme la rigole peut contenir une hauteur de mercure de a pouces, on voit qu’on peut faire éprouver à l’air contenu dans le bocal une pression de plus de a pieds d’eau, sans risquer qu’elle surmonte la résistance du mercure.

Le couvercle figure 5 est percé de quatre trous destinés au passage d’un égal nombre de tuyaux. L’ouverture T est d'abord garnie d'une boîte à cuir, à travers laquelle doit passer la tige représentée figure 3. Cette tige est destinée à remonter ou û descendre la mèche de la lampe, comme je l’expliquerai ci-après; les trois autres trous h. i. k.

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sont destinés, savoir : le premier, ail passage du tuyau qui doit amener l’Iiuile; le second, au passage du tuyau qui doit amener l'air è la lampe pour entretenir la combustion; le troisième, au passage du tuyau qui doit donner issue à ce même air lorsqu'il a servi è la combustion.

La lampe destinée A brûler l'huile dans le bocal est représentée séparément, figure a de la même planche; on y voit le réservoir à huile « avec une espèce d'entonnoir par lequel on le remplit; le siphon bcd cfgk, qui fournit l'huile à In Inuipc; le tuyau 7, 8, 9, to, qui amène l'air du gazomètre à la même lampe.

Le tuyau bc est taraudé extérieurement dans sa partie inférieure b, et se visse dans un écrou contenu dans le couvercle du réservoir a; par ce moven, en tournant le réservoir, on peut le faire monter ou descendre et amener l'huile à la lampe, au niveau où on le juge à propos.

Quand on veut remplir le siphon et établir la communication entre l'huile du réservoir a et celle de la lampe 1 1 , on ferme d’abord le robinet e, on ouvre celui e, et on verse, l’huile par l’ouverture/, qui est au haut du siphon. Dès qu'on voit paraître l’huile dans la lampe 1 « à un niveau convenable, c’est-à-dire à trois ou quatre lignes des bords, on ferme le robinet k; on continue à verser de l'Imile par l'ouverture e pour remplir la branche bcd. Quand elle est remplie, on ferme le robinet f, et alors les deux branches du siphon étant pleines d'huile sans interruption, la communication du réservoir à la lampe est établie.

La figure 1, même planche XII , représente la coupe de la lampe grossie pour rendre les détails plus frappants et plus sensibles. On y voit le tuyau l'Jtf, qui apporte l'huile; aaaa, la capacité qu'occupe la mèche; 9 et 10, le tuyau qui apporte l'air à la lampe : cet air se répand dans la capacité dddddd, puis il se distribue par le canal cccc et par celui bbbb, en dedans et en dehors de la mèche, à la manière des lampes d'Argand, Quinquet et Lange.

Pour faire mieux connaître l'ensemble de cet appareil, et pour que