Condensation perfectionnée

MM. Devers et Plisson, ingénieurs de l'École centrale, ont perfectionné l'appareil condensateur suivant la disposition indiquée par la figure 138 ci-contre. L'allonge A amenant l'acide en vapeur dun appareil producteur à cylindres, le tube en grès par lequel les gaz de chacun des cylindres doivent se dégager, au lieu d'être introduit à la partie supérieure de l'obturateur qui clôt le cylindre, est adapté dans un trou pratiqué sur le bout du cylindre lui-même. Ce tube en grès étant un peu conique, i»

O Lorsqu'on fabrique Tacide à 36 ou 40e du commerce, en employant IV cide sulfurique à 60°, B fiu* mettre dam la première bombonne 20 ou 15 fîws d'eau ,dans la deuxième 1 0 ou 7 litres, et dans les autres 5 ou 2 litres. * *\}'on voulail ^tenir l'acide monohydraté commercial (marquant de 50 * 5jt Baume), on ne mettrait pas d'eau dans les trois premières bombonne*, d ou 1 on tire l'acide au bout de 5 beures, et une deuxième fois 6 heum après le lep tirage.

peut passer au travers du trou , bien qu'on l'appuie pour le mieux luter. Un tube à deux courbures comme un siphon en verre blanc bien recuit, de 4 centimètres de diamètre, s'engage d un bout dans le tube en grès, et de l'autre dans une allonge en verre A dont Le bec ou le petit bout entre dans la tubulure

de la première bombonneB. Le tube-siphon en verre laisse apercevoir la coloration des vapeurs; la situation de l'ajutage conique en grès au point culminant du cylindre permet de profiter de toute la capacité de ce dernier et d'éviter plus sûrement que le mélange demi-fluide, en se tuméfiant, puisse s'introduire dans l'allonge et l'obstruer. En tout cas, l'allonge s'engage dans une tubulure de la bombonne vide B (*). La portion d'acide condensée dans cette bombonne s'écoule dans le récipient B (bombonne

(*) Il conviendrait de placer cette bombonne sur une double cheminée Gainante comme dans l'appareil ci-dessus, par les motifs indiqués page 416.

inférieure) par un tube-siphon faisant corps avec la bombonne, comme le montre la figure 139, par une coupe : on voit que h branche la plus longue du siphon est à l'intérieur; qu'en conséquence la branche extérieure courte d ne peut faire sortir entièrement le liquide qui forme toujours fermeture hydraulique. Chacune des bonibonnes A, C,E, F, H, de l'appareil, est munie d'un semblable siphon, trop-plein, qui laisse écouler l'acide dans un conduit commun en grès dirigeant tout ce liquide vers le récipient O. Sur la première bombonne B est posé un tube-entonnoir P, à douille relevée, comme le fait voir la figure 140, dételle sorte qu'en versant de l'eau dans cet entonnoir a a, une portion reste et forme lut liquide, tandis que tout l'excès peut s'écouler librement par le trop-plein b dans la bombonne.

A chacune des bombonnes C, E, F, H, qui suivent la première, une bombonne terminée à sa partie inférieure en tube conique à goulot est superposée et porte un tube-entonnoir P à douille et fermeture hydrauliques empêchant la sortie des gaz tout en permettant l'introduction des liquides. La première bombonne B est en communication avec la deuxième C par un tube recourbé; celle-ci, surmontée par la première bombonne D, se trouve en communication libre avec elle et avec la deuxième bombonne D par un tube recourbé, et ainsi de suite jusqu'au bout de l'appareil : on voit que les vapeurs à condenser échappées de la première bombonne B circulent d'un bout à l'autre de l'appareil en s'élevant et descendant alternativement de la rangée inférieure à la rangée supérieure, et redescendant de celle-ci à la première. Ce long parcours offre de très-grandes surfaces de condensation toujours libres, puisque le liquide n'en recouvre qu'une feible hauteur. On peut activer la condensation en versant de temps à autre de petites quantités d'eau ou d'acide faible dans les tubesentonnoirs P. Enfin le liquide condensé au degré voulu s'écoule spontanément dans la tourille-récipient O (*). On règle à volonté le degré de l'acide par la quantité d'eau versée au moyen des entonnoirs hydrauliques (**).

Les produits non condensés passent de la dernière bombonne A dans une colonne de trois bombonnes superposées, I, I' I'

(*) On pourrait aisément fractionner les produits en recevant les acides de chaque bombonne dans une tourille isolée : la lre contiendrait de l'acide i W*» les autres des acides successivement à 38, 36, 35°.

(**) Il serait facile de régler d'avance la quantité d'eau à introduire suivant le degré de l'acide que l'on veut préparer : il suffirait de fixer un peu au-des-

remplies de fragments de ponce humectée. On pourrait ajouter à cette colonne un serpentin en grès J, dans lequel on ferait couler un petit filet d'eau par un robinet en grès M. Le corps poreux (pierre-ponce) ainsi entretenu humide favorise l'action de l'oxygène (séparé de l'acide azotique au commencement et vers la fin de chaque opération) sur l'acide hypoazotique arrivant en petites quantités, qui se transformant en acide azotique se rend dans une bombonne spéciale N.

Ces dispositions économisent les luts, car on ne démonte pas l'appareil et ils résistent quinze à trente jours; on réalise une économie de main-d'œuvre ; les transvasements sont d'ailleurs réduits ou supprimés. Enfin le travail est plus propre, plus sal ubre et plus productif.

Épuration complète. — L'acide décoloré peut retenir de l'acide sulfurique qui serait passé à la distillation, parfois même du sulfate de soude, du chlore, etc. On parvient à l'épurer entièrement en le soumettant à la distillation, après y avoir ajouté un ou deux centièmes d'azotate de plomb (*) : ce réactif retient à l'état de chlorure et de sulfate le chlore et l'acide sulfurique ; le liquide distillé est alors sensiblement pur.

Le tableau suivant indique les relations entre l'acide azotique et l'eau pour différentes densités (**).

Densités.

Centièmes d'acide réel.

Centièmes d'eau.

Acide azotique. ,

sus des 4 entonnoirs surmontant les 4 bom bonnes de la rangée supérieure, nue tablette horizontale sur laquelle on poserait 4 flacons à robinets correspondants à l'entonnoir de chacune de ces 4 bombonnes.

On distribuerait dans . ces 4 flacons la quantité d'eau a introduire, et il ne resterait plus qu'à régler l'ouverture des robinets de façon à faire durer l'écoulement de 1 eau pendant tout le temps de l'opération.

(*) Pour déterminer, sur un échantillon de l'acide à distiller, la proportion de ce réactif utile a l'épuration, il suffira de reconnaître par une évaporation à sec ce qui pourrait se trouver de sulfate de soude ou de potasse, puis de constater, avec les précautions ordinaires, sur une autre partie de l'acide, la quantité de chlore par l'azotate d'argent, et la quantité d'acide sulfurique par l'azotate de baryte. On emploiera en azote de plomb l'équivalent du chlore, plus celui de l'acide sulfurique trouvés.

(**) D'après un travail récent de M. Kolb, ingénieur de l'École centrale {Comptes rendus de V académie des sciences, août 1866).

Xfa ACIDE AZOTIQUE.

T. Consommation annuelle et application».

On consomme en France environ 4 500 000 kilogr. d'acide axatique pour les divers usages énumérés ci-après :

Fabrication de F acide sulfurique; dérochage du cuivre, des bronzes et laitons; affinage de l argent et de Cor; préparation de l'eau régale pour dissoudre Vor et le platine et attaquer divers métaux et alliages ; dédorage des cuivres et laitons dorés (par une immersion dans le mélange de quelques centièmes d'acide azotique avec l'acide sulfurique chauffé à 200*); préparation dm azotates de mercure, de cuivre, d'argent (pierre infernale), azotate de plomb , bichlorure dètain; sous-azotate de bismuth (fréquemment employé en médecine); fabrication de V acide oxalique, des amorces fulminantes, du pyroxyle (coton-poudre), de la nitro-glycérine, de la dextrine, du précipité rouge (deutoxyde de mercure); gravure dite à F eau- forte; sécrétage des poils pour la chapellerie; essais de For, de V argent, du bronze, des sondes contenant des sulfures; séparation de Vétain (attaqué et conYerti en acide métastannique SnO' insoluble) ; épuration complète de T argent '*) ; préparations diverses et incinérations dans les laboratoires de chimie, cautérisations, impressions en jaune orangé sur soie (par l'action successive 1° de l'acide à 24° épaissi an moyen de la gomme, et 2° de l'ammoniaque étendue). Fabrication de X acide picrique (carbazotique) pour la teinture de It soie en jaune citrin [yoy. à la fin du 2e volume les applications des huiles extraites des goudrons, résidus des usines à gai d'éclairage).

On fait très-fréquemment usage de l'acide azotique pour des travaux de recherches expérimentales en raison dé ses propriétés oxydantes non-seulement sur les métaux, mais sur les substances organiques ; il transforme l'indigo en acide indigo» tique, le camphre en acide camphorique, l'huile d'amandes amères en acide benzoïque, etc.

(*) 500 grammes d'argent ordinaire, dissous dans l'acide azotique, la solution étendue de 8 litres d'eau distillée, déposée, filtrée (triple papier), on élimine ainsi des traces d'or. La liqueur limpide précipitée en agitant avec acide chlorhydrique, le liquide clair décanté, on lare par décantation le précipité avec de l'eau jusqu'à cessation de traces de cuivre par le prusaiate de potasse. Le chlorure d'argent ainsi épuré est desséché au bain-marie dans «ne capsule de porcelaine; puis on en effectue la réduction à l'état métallique dans un creuset en ajoutant pour 100 parties 70 de craie et k de charbon de bois. Le culot obtenu, lavé, refondu sous une couche de charbon est coulé eo lame et représente l'argent pur, dit à 1000 millièmes.

applications du bisulfate de soude résidu de la fabrication de F acide azotique.

On ne saurait employer plus utilement ce bisulfate qu'en le faisant entrer dans les mélanges qui ont pour but d'obtenir le sulfate de soude neutre par la décomposition du sel marin : dans cette application, en effet, le double équivalent d'acide sulfurique décompose un équivalent de chlorure de sodium, et ici la température plus élevée pour compléter la réaction n'offre aucun inconvénient {yoy. plus haut la fabrication de la soude artificielle).

On peut aussi se servir du bisulfate de soude pour fabriquer l'acide sulfurique fumant dit de Nordhausen [yoj. p. 305).

I. PRODUCTION NATURELLE. — 2. COMPOSITION, PROPRIÉTÉS. — 3. HISTORIQUE. — 4. THÉORIE DE LA FORMATION DB L'ACIDB BORIQUE. — 5. EXTRACTION MANUFAC- TURIÈRE. — 6. ÉPURATION DE L' ACIDE BOR1QUB. — 7. APPLICATIONS.

*• Production naturelle.

L'acide borique n'existe guère à l'état libre que dans des produits gazéiformes journellement amenés à la surface du sol par des ( fumerolles ou suffioni ) phénomènes analogues à ceux qui entourent plusieurs productions volcaniques; cette source, naguère sans importance, fournit actuellement la plus grande partie de l'acide borique consommé en Europe.

A l'état de combinaison avec la magnésie (boracite), la chaux ou la soude [porax), l'acide borique est assez abondant en certaines contrées; les eaux naturelles qui tiennent en solution le borate de soude dans l'Inde, la Perse, la Chine, l'île de Ceylan, la Tartarie méridionale, donnent, par leur évaporation spontanée, le borax brut du commerce, que l'on emploie encore concurremment avec le borax fabriqué au moyen de l'acide borique de Toscane et de la soude artificielle (*). On traite le borax brut des deux origines par le même procédé de raffinage décrit plus loin.

fc. Composition* propriétés.

2 équivalents de bore (**) et 6 équivalents d'oxygène composent l'acide borique dont l'équivalent 2BO* est de 272,30+600= 872,3 (***). Cet acide est blanc, solubledans l'eau, cristallisante

*) Le borate de soude a été rencontré dans les eaux thermales de Wïe#-

ïen et d'Aix-la-Chapelle, par M. Frésénins, dans celles de Baréges, BV gnère-de-Luchon, Cauterets, d'Olette (Bouis) , de Vichy ; dans les potassa des végétaux, la pegmatite de FAYeyron et le feldspath des Pyrénées.

(**) On peut obtenir le bore en décomposant à chaud l'acide borique psr le potassium. Le bore amorphe brûle facilement, tandis qu'à l'état criftauW graphitoïde, il ne s'enflamme pas chauffé au rouge en contact avec l'air. La découverte du bore a été simultanément faite en France par Gay-Losstc et Thénard, en Angleterre par Davy.

(***) Si l'on représente l'équivalent du bore par 136,15, l'acide borique =436,15, et 2 équivalents =872,30; en se combinant à la soude, 387,5 forment le borax = 1259,80.

bad

par refroidissement en petits prismes ou en lamelles, lorsque la solution est rendue un peu visqueuse (par l'albumine) ; ses cristaux, qui contiennent 6 équivalents =675 ou 0,436 d'eau, perdent la moitié de cette eau à la température de 100*, 5 équivalents sur 6 à + 160*, en prenant une fluidité visqueuse, et le reste à une plus haute température ; à la température rouge, devenu anhydre, il peut être facilement étiré en fils très-longs et déliés. L'acide borique cristallisé est doué d'une faible saveur acidulé, aussi fait-il seulement virer au violet vineux la couleur bleue du tournesol, et non au rouge clair, comme la plupart des autres acides. L'eau n'en dissout que 2 pour 100 à -h 10* et 8 à 1009; l'alcool et l'esprit de bois peuvent aussi dissoudre l'acide borique, et ces solutions brûlent avec une flamme verte.

L'acide borique en cristaux, soumis à une température élevée, se fond et bouillonne; une partie, entraînée avec la vapeur d'eau, se sublime et se dépose en paillettes légères, diaphanes, brillantes; la portion restée anhydre éprouve, à une température rouge clair, la fusion ignée, çt peut alors être étirée en fils vitrifonnes très-ductiles pendant que la transition de l'état liquide à letat pâteux et solide s'effectue graduellement. L'acide borique présente donc des analogies avec la silice ou acide silicique, quoique bien plus fusible ; aussi les borates sont-ils plus facilement fasiblesque les silicates, et leur introduction dans la composition an verre et des couvertes des émaux formant des boro-silicates rend-elle ces produits plus faciles à fondre et à travailler. L'acide borique liquéfié à une température rouge cerise n'entre pas en ébullition, quoiqu'il se vaporise lentement au rouge blanc.

Cette grande résistance explique son action à une température élevée sur les sels qu'il décompose : par exemple, les sulfates dont il chasse l'acide à une haute température, tandis qu'à froid ou à 100* il n'agit pas sur eux, et qu'à ces températures, au contraire, les borates sont décomposés par l'acide sulfurique.