Nouveaux appareils de eoadensatlon

On a, dans plusieurs fabriques, remplacé la colonne en plomb remplie de coke, la cascade en tête de l'appareil, ainsi que les deux vases à niveaux constants qui les alimentent, par une dis* position plus simple et moins dispendieuse de premier établissement.

La planche VII (fig. 1 et 2) représente cette disposition. On voit que dans la dernière chambre H4 où l'on n'introduit pas de vapeur, les gaz descendent par le tuyau I dans le réfrigérant J, où ils circulent de J en J', se débarrassant d'une grande partie des produits condensables. Arrivés au tube J' ils remontent dans un double coude en grès K ; puis ils passent successivement par des tubes semblables dans toutes les bombonnes L, L', 1/ des trois séries avant de se rendre dans la cheminée M, dont le tirage forme un appel dans tout l'appareil (*j.

On modère à volonté cet appel au moyen d'un petit coffre en plomb N dans lequel passent les gaz non condensés : or, le passage dans ce coffre est réglé au moyen du diaphragme O dans lequel on a pratiqué une centaine de trous; on conçoit que tous les trous ouverts correspondent au maximum de section de passage et qu'en bouchant par des petits godets renversés (yoy. le détail, fig. 3) un plus ou moins grand nombre de ces trous, on diminue autant qu'on le désire le passage, et qu'ainsi on modère à volonté l'appel, c'est-à-dire le tirage.

Toutes les bombonnes sont, au tiers de leur capacité, remplies

(*; Afin d'obtenir une section de passage suffisante, on dispose pour les grands appareils deux ou trois rangées de bombonnes; en tout cas, un manchon en Terre interposé sur le trajet du tube en plomb qui conduit les gai de la dernière chambre à la première bomhonne, laisse voir la couleur de ces gaz qni doit toujours être jaune orangée. L'absence de coloration ou la couleur trop faible indiquerait un manque de composé nitreux ou de Tapeur d'eau dans les chambres.

d'acide sulfurique à 60 ou 62°; chaque jour on retire d'heure eu heure successivement, de la première range'e, l'acide chargé de gaz hypoazotique pour le faire verser dans le tambour en tête de l'appareil : à mesure qu'une bombonne est vidée on remplace l'acide par celui de la bombonne, vis-à-vis de la deuxième rangée, celui-ci par l'acide de la bombonne correspondante de la troisième qu'on remplit à son tour d'acide à 60 ou 62°.

Cette manœuvre graduellement opérée en 24 heures peut être faite par un seul homme à l'aide des ustensiles usuels; on la facilite en laissant fixé sur chaque bombonne un entonnoir à douille plongeant dans l'acide (fig. 6, pi. VII).

En définitive, l'opération étant en marche depuis plusieurs jours, on voit que tout l'acide tiré de l'appareil pour être remis dans la deuxième chambre en tête a séjourné dans les trois rangées en somme trois jours exposé au courant de gaz (*).

Les gaz non absorbés qui arrivent à la cheminée M sont composes d'azote, d'oxygène, de protoxyde d'azote, et de traces si faibles d'acide hypoazotique, qu'ils sont d'une complète innocuité pour le voisinage.

On simplifie également la manœuvre de la distribution journalière, dans la deuxième chambre en tête, de l'acide sulfurique chargé des vapeurs hypoazotiques, en versant cet acide dans des vases semblables à ceux qui servent à distribuer l'acide azotique, et qui de même aussi le répandent sur des étagères en grès semblables à celles indiquées en g (pi. Y).

La figure 6 (pi. VII) montre par une coupe le détail d'une bombonne munie d'un tube plongeur p que surmonte un entonnoir q\ c'est par cet entonnoir que l'on introduit à volonté l'acide dans chacune des bombonnes, et c'est à l'aide du robinet r que l'on soutire l'acide. On voit (fig. 7) la coupe des deux tubulures dans lesquelles s'ajustent aisément les tubes de communication d'une bombonne à l'autre. La figure 8 indique la construction d'une bombonne cylindrique. Enfin la figure 9, sur la

(*) Lorsque l'on -veut condenser l'acide sulfurique directement et l'acide hypoazotique en le transformant en partie en acide azotique par le concours simultané de l'air et de la vapeur d'eau, on dispose quatre ou cinq bombonnes dans la série, de façon à ce qu'elles reçoivent de haut en bas, par un tube effilé introduit dans la tubulure placée au sommet, une injection de vapeur d'eau.

Le mélange des acides sulfurique, azotique et bypoa/.otique recueilli est >ersé en tête de l'appareil, où sa de ni trifi cation s'effectue comme nous l'indiquons plus loin.

276 ACIDE SULFURÏQUE.

même planche, montre, par des dimensions augmentées, la structure des robinets en grès.

On peut rendre le renouvellement de l'acide spontané d'une

bombonne à l'autre en les mettant toutes en communication,

ç c comme on le voit (fig. 64, sur

deux bombonnes À, A), au

moyen de tubulures latérales e,

I i, e, dans lesquelles l'acide se

maintient à 2 ou 3 centimètres au-dessus des bouts d'un siphon f en verre ; la communi- *'*• 64* cation ainsi établie, il suffit de

verser l'acide dans la dernière bombonne, près de la cheminée, et de tirer de la première, rapprochée de la chambre, l'acide chargé des vapeurs hypoazotiques; les vapeurs et gaz circulent d'ailleurs librement en passant par les larges tubes en grès C, C, adaptés aux tubulures B, 6.

On peut rendre plus directes les relations des chambres en plomb, soit entre elles, soit avec les autres parties de l'appareil, en disposant les choses de façon à rapprocher Tune de l'autre les extrémités de cet appareil qui exigent le plus de soins et de surveillance; c'est ce qu'indique la figure 65 ci-dessous, représentant un plan d ensemble horizontal.

Kig. 65.

AA', fours à brûler le soufre, dont les deux plaques ont chacune 2 mènes de long et* 4 mètres de large (surface totale, 8 mètres carrés).

Un tuyau^de 70 à 80 centimètres de diamètre conduit les

gaz de la combustion et l'air en excès dans la première petite chambre ou premier tambour en tête.

B, premier tambour, dont les dimensions sont : longueur 7 mètres, largeur 4 mètres, hauteur 5 mètres; il reçoit l'acide écoulé du deuxième tambour, et le dirige dans la grande chambre.

B\ deuxième tambour, ayant les mêmes dimensions que le précédent, et recevant les gaz qui s'en échappent par le tube i, dont le diamètre est de 60 à 66 centimètres.

C, G, grande chambre dont le fond, plus bas que le fond des autres (tambours en tête et en queue), peut recevoir le liquide condensé dans les 4 petites chambres. Cette grande chambre a 36 mètres de long, 9 mètres de large et 6 mètres de hauteur.

D, troisième chambre ou premier tambour en queue, ayant 14 mètres de long,6 mètres de large, 5 mètres de haut; /*/*, bassin clos, sous-jacent (MM de la planche V), où se dépose une partie des vapeurs condensées (*).

D7, quatrième chambre ou deuxième tambour en queue. Ses dimensions sont égales à celles de la chambre D. Cette chambre ne reçoit pas d'injection de vapeur, et la condensation s'y achève dans uu récipient sous-jacent i, i (M'M', pi. V).

F F, double série de bombonnes disposées à peu près comme dans la planche VII ou communiquant de l'une à l'autre (Kg. 20, page précédente [**]), destinées à condenser dans l'acide sulfurique à 60° les vapeurs d'acide hypoazotique que le courant gazeux entraine.

G, caisse à diaphragme percé de trous pour régler le tirage.

Un des principaux effets utiles du nombre de tambours, chambres et autres capacités, dans lesquels les gaz et vapeurs circulent, consiste à présenter aux vapeurs globulaires de grandes

(*) D'après les dimensions, on voit que les 2 premiers tambours ou petites chambres

« tête ont une capacité totale de 280"*c*

La grande chambre présente une capacité de 1 944

Les deux dernières chambres ont ensemble une capacité de . . . . . 840

La capacité totale des 6 chambres est dune égale à 3064*°,c-

Elles reçoivent les produits gazeux résultant de la combustion de 1500 à 1600 kilogr. de soufre en 2k heures.

(**) Afin d'éviter les accidents qui peuvent résulter de la casse d'un siphon cotre deux bombonnes, on préfère en général établir la communication directe à l'aide de manchons en grès entrant dans les deux tubulures et entés avec un des deux manchons en caoutchouc ou un lut de goudron et briquts pulvé-

rUéc« (fig. If pi. VU).

surfaces de contact qui les condensent; on peut oblenir parfois économiquement de semblables ou même de plus grands effets en faisant usage d'une seule chambre ou de deux au plus : la planche VIII montre une disposition de ce genre (fig. 1).

A, four à brûler le soufre; la porte a sous la plaque sert à laisser circuler l'air lorsque la température trop élevée dans le four pourrait faire sublimer une partie du soufre; é, porte à coulisses sous laquelle entre l'air atmosphérique utile à la combustion du soufre et aux réactions dans les chambres; c, porte que Ton ouvre pour introduire sur des barres de fer les petites chaudières chargées d'azotate de soude ou de potasse et d'acide sulfuiïque qui doivent fournir l'acide azotique à l'aide de la chaleur développée pendant la combustion du soufre, on retire par la même porte les chaudières dès que la réaction terminée n'y laisse plus que du sulfate de soude ou de potasse.

• B, tuyau en fonte adapté au tube C en plomb conduisant les gaz dans les chambres. DEFGHIJKL, cloisons formées de barres en fer enveloppées de plomb qui soutiennent le ciel de la chambre et à l'aide d'agrafes en plomb portent des vitrts ou lames de glace disposées comme l'indique la figure 2. Ces cloisons, alternativement plus courtes que la largeur de la chambre, facilitent la circulation en zigzag des gaz et vapeurs, allongent le parcours et facilitent par la très-grande surface qu'elles présentent la condensation des vapeurs globulaires d'acide, ainsi que les réactions précitées des vapeurs sur les liquides, elles conservent mieux que les parois des chambres la température utile à ces réactions. Des injections de vapeur d'eau indiquées en dy r, /*, g, A, i, favorisent également ces réactions. Un tube MN établit la communication entre cette chambre et une deuxième moins grande où de semblables dispositions facilitent les réactions. O, P, cloisons vitrées; y, injection de vapeur; un tube QR conduit les gaz et vapeurs dans un tambour réfrigérant, et un tube S dirige les derniers produits gazeux vers l'un des appareils condensateurs décrits plus haut (*).

(•) Dans quelques fabriques récemment installées, l'appareil se réduit à une seule chambre très-grande (ayant jusqu'à 3000 et 4000 mètres cubes de capacité); les réactions entre les gaz étant plus prolongées, les résultats sont au uioins aussi favorables. Cependant en ajoutant une ^grande chambre séparée en deux capacités par une cloison et déversant dans la première chambre l'acide condensé, tandis que les gaz parcourent une direction inverse, on a obtenu dp meilleurs résultats encore. On voit que cette disposition se rapproche

ACIDE SULFLRIQUE. 27:)

Voici les bases sur lesquelles on peut établir, soit par le calcul, soit par "des essais analytiques, les quantités en volume et en poids d'air à faire entrer dans le four et les chambres pour brûler le soufre et suffire aux réactions suivantes :

1 kilogr. de soufre exige, pour brûler en se convertissant en acide sulfureux (SOs), 1 kilogr. d'oxygène ; puis, en outre, 0k,5 pour passer à l'état d'acide sulfurique (SO5) ; l'excès d'oxygène utile partout où les réactions précitées se passent est égal, d'après l'expérience, à 0,6 (*), non compris ce que peut fournir 1 équivalent emprunté à l'acide azotique : c'est donc en totalité lk-h0,500 +0,600 = 2k,l d'oxygène que doit fournir l'air introduit pour chaque kilogr. de soufre à brûler.

Or, à la température 0f, sous la pression de 76 centimètres, 1 mètre cube d'air contenant 210 litres d'oxygène, dont le poids est d'environ 0k,300 grammes, on voit que 7 mètres cubes d'air représenteront les 2k,100 d'oxygène.

On arrive approximativement aux mêmes résultats en constatant, par un simple essai eu diomé trique, que l'air à l'entrée des chambres contient 0,12 d'oxygène libre, et en retient encore 0,05 à sa sortie de la dernière chambre.

La quantité de vapeur d'eau à injecter est également facile à calculer ainsi qu'il suit :

1 équivalent de soufre = 200 doit donner 1 équivalent d'acide=500, plus 1 équivalent d'eau 112,6 = 612,5 ou 625 d'acide du commerce à 66° représenté dans les chambres par 936 d'acide à 50* formé, en absorbant 312+125 ou 437 d'eau en totalité.

200 soufre : 437 eau :: 1 kilogr. : 2,185.

C'est donc par chaque kilogr. de soufre brûlé 2k,185 d'eau, qu'il faut injecter en vapeur dans les chambres. En comptant les déperditions probables, on doit pouvoir disposer de 2k,5 à 3 kilogrammes de vapeur par chaque kilogr. de soufre (indépendamment de la vapeur que les générateurs doivent fournir pour la force motrice).

beaucoup de celle que nous avions adoptée en 1818 iyojr. p. 209). Enfin on * géoéralemeut supprimé les cloisons multiples en lames de plomb pleines ou Titrées, bien qu'elles aidassent à la condensation de l'acide sulfurique, mais parce que, dispendieuses de premier établissement , elles occasionnaient des miles et des réparations trop fréquentes.

(*) Afin de diminuer la quantité de gaz inerte on réduit souvent l'excès d'oxygène à 0,4 au lieu de 0,6.

Cette vapeur devant entrer dans les chambres avec une grande vitesse poussée par une pression de 3 atmosphères (dans le générateur), il faut que les orifices de sortie soient assez étroits ; afin d'éviter qu'ils ne s'élargissent, comme cela a lieu en les perçant dans les parois des tubes en plomb, on garnit quelquefois l'extrémité de ces tubes avec des ajutages en platine.

L'acide sulfurique arrivé des différentes parties de l'appareil dans la grande chambre, a une densité que représentent 52 à 54° de l'aréomètre Baume. Pour bien diriger toute l'opération, il est utile de connaître à tout instant le degré de l'acide qui se forme dans les chambres. On y parvient en soudant en différents endroits sur les parois verticales intérieures des lames de plomb formant gouttières AA' (fig. 66 et 67). L'acide qui se condense

: al

Fig. 66. Fig. 67.

et coule sur ces parois arrive continuellement dans les gouttières, s'écoule au dehors par un petit tube A* plongeant dans une éprouvette B, où un aréomètre c flotte constamment et indique le degré; l'excès de liquide s'écoule et rentre dans la chambre par un petit tube trop-plein d en plomb. On constate aussi la température en divers points à l'aide de thermomètres à tige courbe dont la boule pénètre à l'intérieur de la chambre par une petite ouverture lutée.

On peut employer directement l'acide tel qu'il sort des chambres (à 53 ou 54°) pour la décomposition du sel dans des fours décrits plus loin, ainsi que pour la fabrication de l'acide stéarique, lorsque ces opérations se pratiquent dans les fabriques d'acide sulfurique ou dans leur voisinage.

Les divers autres usages de l'acide sulfurique exigent un plus haut degré de concentration que l'on obtient à l'aide des deux procédés suivants.

6* Concentration.

Concentration dans le platine. — L'appareil généralement en usage pour opérer cette concentration est représenté planche VI : il se compose de deux chaudières en plomb A, B, soutenues par des plaques en fonte et chauffées par la flamme perdue d'un foyer C dont l'action première met en ébullition l'acide qui s'écoule, déjà rapproché à 60° par la deuxième chaudière B.

La chaudière D, dans laquelle cette ébullition a lieu, est en platine, métal à peine fusible à 1900° (température bien plus élevée que celle de 325°, où l'acide concentré peut bouillir) et inattaquable par l'acide sulfurique pur (*).

Voici comment on dirige toute cette opération.

L'acide sulfurique arrive des chambres par un tube en plomb qui le verse jusqu'à un trop-plein dans la première chaudière A. Afin d'épurer l'acide au commencement de sa concentration, on (ait circuler de l'acide sulfureux entre un couvercle aa\ sorte de cloche dont les parois verticales plongent, et la superficie du liquide; des diaphragmes ou lames en plomb verticales soutiennent le couvercle et forcent le gaz sulfureux à suivre une route sinueuse qui multiplie les points de contact.

L'acide sulfureux est emprunté au four à combustion A (pi. V) par un tube adapté, de l'autre bout a (pi. VI), au couvercle ; un autre tube semblable adapté à l'autre extrémité a! s'élève jusqu'au haut de la cheminée CD (en fonte, conduisant les gaz du four à soufre au manchon en plomb adapté à la première petite chambre). L'embouchure x de ce gros tube (pi. V) est munie dans son axe d'un tube étroit (ayant 3 centimètres de diamètre), percé d'un trou de 3 millimètres, par lequel sort un jet de vapeur dirigé dans le sens du prolongement de l'axe et sous une pression assez forte (d'environ deux atmosphères) pour produire en arrière une aspiration efficace dans le tube d\ cette «spiration entraîne et fait circuler les gaz sulfureux, hypoazotique, etc., dans la chaudière.

Le gaz acide sulfureux, réagissant à l'aide de la chaleur sur les acides azotique et hypoazotique, forme de l'acide sulfurique, et

( ) Parfois l'acide azotique qui provient d'un salpêtre contenant du sel nurin, introduit du chlore dans l'acide sulfurique, et celui-ci, dans ce cas, «ttaque le platine.

282 ACIDE SLLFURIQ1 E.

l'excès passe dans les chambres entraînant le bioxyde d'azote et l'acide hypoazotique ainsi formés : il en résulte, en définitive, l'économie d'une partie des produits azotiques et une première épuration de l'acide sulfurique. Ainsi la concentration et l'épuration commencent dans la première chaudière A.; un tropplein conduit l'acide dans la deuxième chaudière B ouverte (*), et l'acide qui s'y concentre est versé au moyen d'un siphon c dont la branche extérieure est immergée dans une éprouvette à bec d\ celle-ci, suivant qu'on l'abaisse ou qu'on la relève, fait varier le niveau d'écoulement et les quantités écoulées, ou arrête tout écoulement du liquide : c'est donc une sorte de robinet sans frottement, qui n'exige pas d'ajustement, et ne présente aucune difficulté d'exécution.

C'est ainsi que Ton peut verser dans la chaudière D appelée le vase en platine des quantités, variables à volonté, d'acide sulfurique puisé dans la deuxième chaudière en plomb, où il s'est rapproché jusqu'à 60° environ.

On peut amener à 56° l'acide qui sort à 53 ou 54° des chambres et en même temps lui enlever en grande partie les composés azotiques (condensés dans l'appareil pi. VII) par une disposition très-simple, indiquée figures 68 et 69. On fait arriver l'acide de la grande chambre, par un tube a, dans une large chaudière plate en plomb &, b (fig. 69) encastrée dans une forte maçonnerie de briques compactes ccc *, cet acide se dirige lentement, autour d'un diaphragme dd, vers le tube e, qui le conduit aux chaudières à la suite du vase en platine.

Dans ce parcours l'acide des chambres est exposé sur une

(*) Dans cette chaudière on doit ajouter { à 1 millième de sulfate d'ammoniaque réactif indiqué par M. Pelouze, pr>ur achever de détruire les composes azotiques nuisibles dans la plupart des applications de l'acide sulfurique et qui d ailleurs atlaqacnt sensiblement le platine.

Voici comment on explique celte épuration : 1 équivalent d'acide sulfurique contenant 1 équivalent d'acide azoteux, plus l équivalent de sulfate d'ammoniaque, donnent 2 équivalents d'acide sulfurique et 3 équivalent! d'eau, plus 2 équivalents d'azote qui se dégagent.

(SO*,HO+AzOi) + (AzH5,SO*,HO)=2(SOa,HO + 3HO-r.2Az).

11 ne reste donc que de l'acide sulfurique et de l'eau, tout l'azote s'étant dégagé. Un essai préliminaire détermine la proportion minimum de sulfate d'ammoniaque à employer pour éliminer tout composé azotique , ce que l'on constate lorsque l'acide sulfurique ne décolore plus, soit l'indigo, soit 1 hyper* manganate de potasse en solution , ou lorsqu'il ne donne plus une coloration rouge avec le protosulfate de fer.

grande surface à l'action des gaz sulfureux et atmosphérique provenant de la combustion du soufre dans le four f. Ces gaz ar-

Fi8. 69.

rivent, en effet, par le tuyau de fonte gg% d'abord dans une première case en maçonnerie kh, où peuvent se condenser une partie des vapeurs du soufre non brûlé ; ces gaz suivent les directions indiquées par les flèches et se rendent dans le tube ascendant i, qui les lance dans le premier tambour en tête de l'appareil des chambres (pi. V, EE').

On voit que les gaz chargés d'acide sulfureux de la combustion passent sur l'acide contenu dans la chaudière bb, et qu'en raison de leur température élevée, ils déterminent une évaporation qui leur fournit de la vapeur d'eau utile à l'action de l'acide sulfureux sur les composés azotiques, contenus soit dans l'acide sulfurique qui s'épure en se concentrant avant d'arriver au tube c, soit dans les chambres vers lesquelles ces gaz sont conduits par le tube /.

La dernière concentration de l'acide sulfurique s'opère dans l'appareil en platine d'une manière intermittente ou continue. Dans le premier cas on remplit le vase D (pi. VI) aux trois quarts de sa capacité, ce que le flotteur en platine f indique, et Ton remplit une deuxième fois, lorsque l'ébullition a fait abaisser le niveau des 0,2 environ de la hauteur du liquide ; on continue de faire bouillir en activant le feu, et Ton a un moyen facile de re- , connaître que l'opération est à son terme : en effet, à mesure que rébullition, entraîne l'eau on vapeur, celle-ci passe dans un serpentin e qui refroidit et condeuse ces vapeurs en un liquide acide, celui-ci s'écoule à l'extrémité du serpentin dans un petil réservoir en plomb.

Le liquide ainsi distillé contient d'abord beaucoup d'eau et très-peu d'acide; mais, à mesure que l'acide se concentre dans le vase en platine , Tébullition s'effectue à une température plus haute qui vaporise une plus grande quantité d'acide, le liquide sortant du serpentin en devient graduellement plus chargé, tellement que sa densité pourrait augmenter jusqu'à être égale à celle de l'acide bouillant dans la chaudière, et alors ce serait l'acide sulfurique lui-même qui commencerait à distiller.

Il n'est pas nécessaire de pousser aussi loin l'opération, et on ne le fait qu'accidentellement pour obtenir l'acide dit extra-concentré^), que l'on vend, par 100 kilogr., 2 à 3 francs plus cher que l'acide ordinaire. Il coûte plus, en effet, parce que 1° il est obtenu en moindre proportion que l'acide usuel ; 2° parce que la distillation plus prolongée coûte plus de combustible, et que la haute température (vers la fin 325° C.) rend plus grande l'altération qu'occasionne le refroidissement, lorsqu après avoir extrait l'acide on remplit le vase avec le liquide beaucoup moins chaud de la chaudière en plomb : en effet, ce refroidissement fait contracter les parois en platine et détermine des déchirures au bout d'un certain nombre d'opérations.

Tels sont les motifs pour lesquels les fabricants arrêtent la concentration dès que le liquide sort du serpentin chargé d'acide au point de marquer 45° à l'aréomètre Baume. L'acide qui reste alors dans le vase marque à l'aréomètre 66° : ce devrait être le

(*) On ne pourrait toutefois obtenir l'acide à un seul équivalent d'eau trèsexactement qu'en ajoutant à l'acide concentré quelques centièmes d'acide solfurique anhydre ou de l'acide de Nordhausen, dont la composition et la préparation sont indiquées plus loin.

degré correspondant au maximum de la concentration que Ton puisse obtenir ainsi, et cependant la concentration n'est pas arri- . vée à ce terme. L'anomalie apparente tient à ce que l'acide commercial, obtenu dans les conditions que nous venons d'indiquer, sert lui-même pour marquer le terme 66° de la graduation des aréomètres usuels.

C'est donc l'acide préparé dans ces conditions qui sert au plus grand nombre des applications ci-après décrites.

On rend la concentration plus économique en l'opérant d'une manière continue : l'acide est continuellement versé dans le vase, tandis que Ton en tire sans interruption l'acide qui s'écoule du siphon ; alors le produit ne peut guère marquer plus de 65° et contenir moins de 1 équivalent et £ d'eau; en opérant de cette manière, on concentre environ moitié plus d'acide et Ton ménage beaucoup le vase en platine, car l'acide conservant dans lu chaudière le même niveau, et se trouvant graduellement renouvelé, la température se maintient sans variations notables.

Pour constater que l'acide n'est pas au terme pratique le plus élevé de concentration, on pourrait en faire bouillir un échantillon dans une cornue en verre (chauffée autour de ses parois latérales par un foyer circulaire) de façon à distiller 0,1 du volume : alors on vérifie le degré du liquide distillé. On conçoit ' que l'eau restée avant qu'on eût atteint le maximum de concentration serait dans ce dernier liquide, et que son degré plus ou moins faible indiquerait approximativement les proportions d'eau en dehors de l'équivalent d'acide à 66°.

Quant à l'acide extra-concentré ', on l'emploie plus particulièrement pour opérer la dissolution de l'indigo, et dans ce cas même on le remplace quelquefois par l'acide sulfurique fumant \ mélange d'acide anhydre et d'acide à 66°, dit acide de Nordhausen, dont nous indiquerons plus loin la préparation. Il serait souvent plus avantageux de se servir, dans ce cas, de l'acide concentré ordinaire auquel on ajouterait 5 ou 6 centièmes d'acide deNordhausen.

Lorsque la concentration e&t arrivée au point voulu, on extrait le liquide du vase au moyen d'un siphon gg'g'h* dessiné planche VI.

Ce siphon peut être fixé à frottement dans une douille soudée sur la chaudière, et plongeant jusqu'à l centimètre du fond (*);

{") II convient en tout cas que l'extrémité iuféiicurc soit fermée afin que

ou bien la branche la plus courte du siphon est elle-même introduite jusqu'à la même distance du fond : on la place dans un étui fixé sur la chaudière, et assez long pour plonger toujours de quelques centimètres dans le liquide. Cette disposition prévient les fuites de vapeur et permet d'enlever le siphon sans difficulté.

Lorsqu'on veut soutirer l'acide concentré, on doit amorcer le siphon en remplissant la branche la plus longue : à cet effet, on ôte les bouchons en platine des deux petits entonnoirs g g9 y on verse de l'acide sulfurique concentré dans l'un d'eux, et l'autre donne issue à l'air. Lorsque l'acide monte et se maintient dans l'un des entonnoirs, on est assuré que la longue branche g" A est pleine ; on replace alors les deux bouchons g g' qui ferment les douilles, on ouvre le robinet h qui termine le siphon, et l'on reçoit l'acide concentré dans une bombonne ou dans une cruche (*).

On comprend sans peine que l'écoulement continue, car, en même temps que l'acide versé dans la plus longue branche s'est écoulé, il a déterminé la diminution de la pression intérieure, la dilatation de l'air interposé, c'est-à-dire une aspiration qui, faisant monter l'acide du vase dans la première branche, l'a bien- * tôt fait passer dans la deuxième (au-dessous du niveau dans la chaudière) ; dès lors, son propre poids hâtant sa course, il a dû produire, à son tour, une aspiration sur le liquide du vase, et l'écoulement doit, par conséquent, continuer tant qu'on laisse le robinet ouvert.

Pendant que l'acide s'écoule dans la plus longue branche, on doit le refroidir le plus possible, de peur que sa haute température ne fasse casser ou n'altère les récipients. C'est dans cette vue qu'on fait toujours passer la grande branche dans une caisse K doublée en plomb et remplie d'eau froide qui se renouvelle sans cesse. Afin de mieux atteindre le but, on augmente la surface réfrigérante du siphon en le construisant de manière que la partie immergée dans l'eau soit divisée en 2 ou 4 tubes, offrant ensemble une section de passage égale à la section que présente le gros tube à l'entrée et à la sortie du réfrigérant.

tout l'acide soutiré, «'introduisant par trois ouvertures latérales pratiquas près du bout, les bulles de vapeur ne pussent gêner le jeu du siphon.

(*) Celles-ci doivent être placées sur une lame en plomb, a bords relevés et légèrement inclinés, aGn de conduire, par un caniveau, l'acide accidentellement écoulé, dans un réservoir spécial.

Au fur et à mesure que l'acide écoulé par le robinet remplit une cruche, on la remplace par une autre et Ton verse la première dans une grande jarre en grès.

On peut faire écouler l'acide directement dans une tourille destinée à l'expédier, et, dans ce cas, on pose dans le goulot un flotteur à boule et à tige, en platine ou en verre : ce flotteur s'élève dès que le niveau de l'acide atteint 4 ou 5 centimètres audessous du goulot et peut faire partir le déclic d'une sonnette. L'ouvrier, averti par ce moyen, peut fermer à temps le robinet, et remplacer la tourille.

Une des meilleures dispositions imaginées par MM. Chapuis, Demoutis et Quenessen, pour réaliser économiquement la concentration continue de l'acide sulfurique dans les chaudières en platine, est indiquée ci-dessous (fig. 70 et 71) par une élévation

Fig. 70.

et une coupe : les mêmes lettres sont communes aux pièces semblables dans les deux figures ci-jointes. La chaudière reposant sur un mur et un tasseau en briques est chauffée par un foyer E. En avant-corps (dont la flamme circule dans les carneaux O, O'} elle est recouverte d'un chapiteau A, dont le bec conduit la vapeur d'eau et l'acide condenses dans un serpentin en plomb B, S, S, R. Celui-ci recevant les produits de la condensation dans une sphère creuse B, toujours à demi pleine de liquide, n'est plus attaqué par la chute directe de l'acide sur le métal. Le remplissage continu de la cucurbite avec l'acide sulfurique à 60° s'effectue par le tube trop-plein d'une éprouvette à bec semblable à celle indiquée en */, pi. VI (voy. ci-dessus, p. 222). Cet acide coule continuellement dans l'entonnoir b à cloche percée qui prévient les projections. 11 arrive dans une gouttière

circulaire brasée au col de la cucurbite. Là une double rangée de petits trous o, o le distribue sur les parois intérieures,

Fig. 71.

où il commence à se concentrer avant d'arriver dans la masse liquide. D'un autre côté, le siphon (décrit p. 225 et pi. VI) extrait continuellement l'acide par ses trois trous latéraux au fond de la cucurbite. L'acide sulfurique, ainsi concentré et soutiré par le siphon de platine , arrive à l'extrémité de ce siphon par le robinet A, fig. 72 ci-dessous, dans une série de 4 à 6 bom-

Fig. 72.

bonnes c c c* c'", communiquant entre elles par les siphons en verre rf, </, <F\ un quatrième siphon en platine d" terminé par un robinet e permet de soutirer dans une des bombonnes usuelles f l'acide prêt à expédier. Cette disposition, décrite ici

pour la première fois , facilite beaucoup la clarification , le refroidissement et le soutirage de l'acide.

Concentration dans le verre. — Dans les premiers temps de la fabrication de l'acide sulfurique, on concentrait cet acide au moyen de grandes cornues en verre placées chacune dans une marmite en fonte formant bain de sable. Une double rangée de cornues posées dos à dos, au nombre de dix, douze et même plus, était chauffée par un seul foyer dont la flamme s'étendait sous les deux rangées des marmites ; un ballon de verre, communiquant avec une tourille de chaque côté du fourneau ou galère, recevait le liquide distillé de chacune des cornues.

Ces dispositions furent modifiées et le chauffage fait avec plus d'économie en remplaçant les marmites en fonte et le sable par un simple lut argileux, exempt de carbonate de chaux et mêlé de fiente de cheval. On emploie encore ce dernier appareil (*) dans quelques localités où, comme à Montpellier et aux environs des verreries, le prix d'une cornue de 80 litres ne dépasse pas 1 fr. 60 c. Dans ces conditions, la concentration ne coûte pas plus qu'en se servant de l'appareil de platine. On comprend qu'il en soit tout autrement lorsque chaque cornue coûte 6 francs, comme aux environs de Paris et dans le plus grand nombre des centres manufacturiers de France, Une de ces cornues, contenant 80 kilogr. d'acide sulfurique et servant en moyenne 5 fois, suffît à la concentration de 400 kilogr. d'acide ; par conséquent, sa valeur ajoute au prix de 100 kilogr. d'acide, 60 centimes dans les premières localités, et 1 fr. 50 c. dans les autres (**).

'*) Semblable à celui qui est décrit et figuré plus loin pour l'acide chlorliydnque.

(**) Un appareil en platine dont le vase pèse 63 kilogr., le chapiteau 6 kilogr., les ajutages, flotteur, etc., 2 kilogr., le siphon 10 kilogr., en tout 81 kilogr., coûte environ 80 000 fr. ; l'intérêt et l'usé représentent 2k fr. par jour. ()ette somme, répartie sur dOOO kilogr., produit de la concentration journalière, équivaut, pour chaque quintal métrique, à 60 cent. ; il y a donc économie de plus de moitié à se servir de vases en platine, comparativement avec le coût du verre à Paris, Rouen, etc., outre l'avantage d'éviter les chances de casse et les dangers pour les ouvriers. L'économie est plus grande lorsque l'on emploie le procédé déconcentration continue (yojr. p. 285); car alors le produit en 24h s'élevant à 6000 kilogr., les frais (intérêt et usé) se trouvent réduits à k0 cent, par 100 kilogr. En faisant usage de ballons en verre d'une contenance seulement de 30 kilogr., chauffés régulièrement au bain de sable dans des marmites en fonte, ayant le soin d'ailleurs de diriger par des tubes en verre dans des tuyaux communs en plomb les vapeuis de la concentration, maintenant la température à 30° dans l'atelier, évitant les courants d'air froid, on est parvenu à faire durer très-longtemps, plus d'une année,

CHIMIE IICDCSTR. I — 19

Les mêmes moyens de concentration s'appliquent aux résidus acides des fabriques d'éther et de l'affinage des métaux précieux, résidus qui occasionnent plus de frais et de difficultés par suite des dépôts que l'ébullition y détermine.

Épuration de V acide sulfurique usuel dans les laboratoires.— De quelque manière que Ton ait concentré l'acide, il contient, même après l'épuration ci -dessus indiquée par le sulfate d'ammoniaque, des petites quantités de persulfate de fer et de sulfate de plomb; une partie de ces composés se précipite spontanément au fond des grandes jarres en grès ou des bombonnes dans lesquelles on le laisse déposer, mais le liquide soutiré clair renferme encore des traces de sels fixes : pour l'épurer, on peut le distiller (dans des cornues en verre chauffées latéralement par une grille annulaire) eu fractionnant les produits et recueillant comme acide pur ce qui passe au maximum de concentration. On ne doit pas d'ailleurs pousser la distillation jusqu'à siccité, de peur des projections que pourraient produire les matières précipitées. L'acide sulfurique distillé ne s'emploie que dans les laboratoires de chimie pour diverses expériences* la préparation des produits purs, les essais de saturation exacte, etc.