CSruphUe
On désigne sous le nom de graphite ou plombagine le produit naturel formé de charbon en fines paillettes cristallines agglomérées en masses brillantes faciles à couper, qu*on emploie dans les crayons dits de mine de plomb. On a donné le même nom, par analogie, à la substance charbonneuse qui se sépare en lamelles micacées de la foute de fer lentement refroidie et qu'on peut en extraire et épurer au moyen des acides affaiblis.
•. Anthracite
Variété de charbon presque pur, l'anthracite se rapproche de la houille par ses caractères physiques, mais il en diffère par des proportions d'hydrogène trop faibles pour lui laisser la propriété de brûler avec flamroïc * comme ta bouille. Plus noir que le graphite, opaque, friable, âpre au loucher, l'anthracite laisse une trace noire terne sur le papier. Sa deifsité est de 1800, sa texture feuilletée, compacte ou grenue. L'anthracite est assez abondant pour qu'on en ait tiré parti comme combustible : ses morceaux réunis en masses assez fortes brûlent bien, surtout s'ils sont chauffés avant d'arriver au foyer. Il peut fournir plus de chaleur à vo-
lume égal, par conséqucDt une température soutenue plus élevée que toutes les houilles. L'inconvénient qu'il présente de décrépiter en s'échauffant et la difficulté de Tallumer en petites masses limitent ses usages, surtout lorsqu'on peut se procurer à un prix peu élevé des houilles sèches ou flambantes.
flO. Charboaa de matières végétale* et eharbons de bols.
Les substances végétales formées de carbone, d'oxygène, d'hydrogène et d'azote, chauffées à l'abri du contact de l'air, perdent l'oxygène, l'hydrogène et l'azote qui se dégagent en diverses combinaisons, dont plusieurs entraînent une partie du carbone, mai$ une portion considérable de ce dernier forme le résidu fixe. Les dernières portions d'hydrogène ne se dégagent qu'à une température très-élevée; aussi le charbon n'esl-il pur qu'après avoir été soumis, pendant une demi-heure au moins, à la température d'un feu de forge. Le plus pur de ces charbons ainsi préparés s'obtient en calcinant du sucre candi en vase clos : il n'est employé que pour les recherches du laboratoire, tandis que le charbon de bois, qui retient un peu de cendres et plus ou moins d'hydrogène, s'applique il une foule d'usages économiques.
Le charbon des matières organiques est noir, sa cassure est brillante ;
il est opaque. Lorsque la matière dont il provient n'est pas fusible au
feu, le charbon conserve la forme des fragments calcinés ; si la matière
est fusible, il est boursouflé, caverneux, et dans ce cas il a conservé la
forme boursouflée que présentait la substance elle-même à l'instant pré-
, cis de la carbonisation : tels sont les charbons de sucre, de gomme, de
corne, de sang, etc. En effet, ces matières se fondent d'abord, ensuite
^Ues se remplissent de bulles produites par les vapeurs et les gaz, plus
ou moins carbonés, dus à leur décomposition, puis elles se solidifient
bientôt en cet état et se carbonisent en perdant la plus grande partie ou
la totalité des autres principes ou composés gazéifiables (*).
Le charbon est pulvérulent lorsqu'on carbonise une matière organique mêlée d'un corps fixe, et encore lorsqu'on décompose par la chaleur une substance volatile en la faisant passer à travers un tube incandescent : le charbon se dépose alors en poussière qui se moule sur les tubes, il en prend la forme et le poli ; il s'en détache on pellicules brillantes sur les faces en contact. Si les tubes sont longtemps chauffés pendant le passage -des vapeurs d'hydrocarbures, les particules du charbon accumulées graduellement acquièrent beaucoup d'agrégation. C'est ce qu'on remarque dans les cornues où se produit le gaz de l'éclairage : le charbon dé-
(*) Le charbon d*os loi qu un remploie pour la décoloralion des sirops relient de 5 à iO mi!- 'liernes d'uzote provenant de la matière organique (lisius fibreux) incompiclemcni décomposée.
|)osé successivement par les carbures d'hydrogène acquiert une densité telle qu'il fait feu au briquet et raye le verre. Les cbarbons obtenus par la calcination de diverses subsUinces offrent des densités variables, suivant le nombre et le volume de leurs pores, qui dépendent aussi du mode de carbonisation ; lorsque cette opération est très-lente et régulière, le charbon a plus de densité, la pression exercée par la masse carbonisée •est en outre une cause de plus grande densité pour les charbons de houille (coke). Le coke pulvérisé a un poids spécifique de 1600 à 2000, le graphite naturel pèse 2200, tandis que, comme nous Tavons vu plus Jiaut, le diamant pèse 3500 à 3550.
fi. Pouvoir aboorbaiit.
Tous les corps poreux peuvent condenser les gaz par une action physique analogue à Taction capillaire qu'ils exercent sur les liquides : le •charbon provenant du bois est un des corps qui ont au plus haut degré cette propriété absorbante. L'absorption commence au-dessous de 100° et augmente d'intensité à mesure que la température baisse. Les gaz ^ibsorbés parle charbon se dégagent dans le vide. Pour constater ce pouvoir absorbant, on saisit au milieu d'un foyer, avec une longue pince de laboratoire, un morceau de charbon incandescent, on le tient immergé dans le mercure pour Téteindre sans contact avec l'air; si alors, sans le laisser sortir du mercure, on l'introduit dans une cloche à demi ou aux deux tiers pleine de gaz, une proportion plus ou moins grande de ce ^az, suivant sa nature et celle du charbon, est absorbée, le niveau du mercure s'élève, en sorte que l'on peut aisément mesurer le volume •absorbé.
Les charbons légers à larges pores et les charbons très-denses absorbent moins de gaz que ceux dont la porosité est moyenne; les cbarbons . poreux absorbent moins à l'état de poudre qu'en fragments ; le charbon ^turé d'un gaz absorbe à peine un autre gaz, à moins que ces gaz ne réagissent l'un sur l'autre. 11 y a d'ailleurs une énorme différence dans l'action d'un même charbon sur des gaz de nature différente; les résultats obtenus par Th. de Saussure sont indiqués dans le tableau suivant :
1 MESURE DE CUARBO!t DE BOIS DE UUIS ABSORBE :
90 mtïsiires ammoniaque. 35,00 mrsurcs hydrogène bicnrboné.
85 r acide chlorliydriquc. 9,42 » oxyde de carbone.
65 » acide sulfureux. .0.25 » oxygène.
55 1» acide sulfhydrtquc. 7,50 » azote.
40 » proloxyde d'azolc. 1,75 » hydrogène.
35 » acide ctrboniquc.
le charbon en absorbant les gaz les condense et favorise leurs rcac-
iu
lions. Si, après avoir fait absorber jusqu'à saturation du gaz sulfhydriquc par le charbon de bois, on plonge celui-ci dans du gaz oxygène, de rapides combinaisons ont lieu, elles produisent avec explosion de Teau et du gaz acide sulfureux ; lorsque dans cette expérience on remplace Toxygène par Tair atmosphérique, Thydrogène est lentement combiné avec l'oxygène, et le soufre se dépose. Cette dernière réaction sVffectue de même sous Tinflucnce de différents corps poreux et de Thumidité, notamment dans les terrains traversés par Tacide sulfhydrique et Tair.
Les divers charbons poreux, et plus particulièrement le noir d*os, peuvent précipiter de leurs solutions et retenir diverses matières colorantes. M. Payen a donné le moyen de mesurer ce dernier pouvoir absorbant et signalé la propriété du charbon animal d'absorber aussi la chaux, et plusieurs sels calcaires, alcalins et métalliques. Toutes ces propriétés sont appliquées dans l'industrie manufacturière et agricole.
Les charbons divisés en quelque sorte chimiquement par l'interposition des substances terreuses (comme dans le schiste bitumineux de Menât, et les os carbonisés) acquièrent un pouvoir remarquable de décoloration (voyez dans le IV volume. Chimie organique, la fabrication et usages des charbons décolorants et désinfectants). Nous décrirons là un ingénieux procédé dû à M. Popelin Ducarre, procédé qui permet l'aggloméralion sous forme de cylindres des différents poussiers de charbon à l'aide du goudron qui réunit et solidifie ces poussiers en se carbonisant lui-même.
Les charbons de bois varient dans leurs propriétés en raison de la nature, de l'âge du bois, de la durée de la carbonisation graduée et de la température. Les bois lourds des terrains secs donnent des charbons plus compactes que les bois des mêmes essences venus dans des terres humides et que les bois blancs ou légers. Une haute température augmente la densité du charbon et sa conductibilité pour rélcctricité et la chaleur.
Le bois chauffé dans une cornue jusqu'au point oij il ne dégage plus de vapeur donne pour résidu un charbon ordinaire; si l'on élève la température de la cornue jusqu'au rouge, les propriétés du charbon sont changées, et plus on élève la température, plus ce changement devient notable, comnrie l'indique le tableau ci-dessous (Chevreuse, Annales de chimie, t. XXIX) :
FACULTÉ CO.NDOCTaiCE
DES CHARBONS
OnDIIfAlRES
ROCGIS
CBAUrrÉS A BLANC
i- Pour rélcctricité. . .
Non oonduclcurs.
Bons conducteurs.
Eicellents conducteurs.
2* Pour la chaleur.. . .
Très-mauTais conducU
Bons conducteurs.
Excellents conducteurs.
Combustion >
Tri^s- facile.
Moins f.cilc.
Difficile.
Charbons applicables aux paratonnerres. — On sait combien est grande la difTérence relative à la conductibilité du fluide électrique entre les divers charbons, surtout depuis les belles expériences de Davy. Dans la construction des paratonnerres on doit donc employer exclusivement, pour disséminer l'électricité dans le sol, le charbon préalablement chauffé au rouge vif. D*après les expériences de M. Violette, le charbon (coke de goudron longuement calciné) des cornues de gaz offre les 0,82 du pouvoir conducteur du fer.
Les expériences de Berzélius ont fait voir {Traité du chalumeau) que le pouvoir conducteur pour le calorique est considérablement exalté dans les charbons qui ont subi une température élevée : tels sont ceux qui échappent à la combustion dans les hauts fourneaux et que l'on retrouve parmi les laitiers. Ces charbons sont si bons conducteurs, que des morceaux longs de 15 centimètres, qu'on fait rougir par un bout au chalumeau, ne tardent pas à s'échauffer au point qu'on ne peut plus les tenir par Tautre bout.
Les bois compactes donnent des charbons moins rapidement combustibles que les bois à tissus lâches : les cavités remplies d'air qui se trouvent dans le charbon diminuent sa conductibilité pour la chaleur, et la masse conduit d'autant moins qu'elle est d'une texture moins serrée. Ainsi les bois très-légers et peu carbonisés donneront du charbon trèscombustible : tel est celui de chanvre ou de chènevotte ; tels sont encore, à un moindre degré, la braise de boulanger et les charbons de bois blanc.
La carbonisation du bois peut s'effectuer dans un courant de vapeur d'eau surchauffée de 150 à 550^; dans ce cas, on peut obtenir une température plus égale sur toutes les parties que par les procédés usuels ; ce moyen indiqué par MM« Thomas et Laurens, appliqué en grand par M. Violette, pour préparer le charbon destiné à la fabrication de la poudre, permit à cet ingénieur de faire une étude approfondie des charbons obtenus à différentes températures du bois de bourdaine, et offrant des propriétés et des compositions très-variées. Voici quelques-uns de ces curieux et utiles résultats :
Le charbon obtenu à la température de 150^ est en quelque sorte du bois fortement desséché, résistant, appelé /wmeron ou brûlot; à 270^ il est roux, encore résistant, flambant; il se rapproche du bois, contient pour 100 parties : 70 de carbone, 27 d'oxygène et d'h\drogène, 110, plus 1,6 d'hydrogène en excès. Le charbon obtenu à 280** dans la proportion de 40 p. 100 est roux, friable, inflammable à la température de 340*, propre à fabriquer la poudre de chasse ; à 340° on obtient un charbon noir, qui s'enflamme à H- 370** à l'air, contenant 77 de carbone, 20 doxygène et d'hydrogène, HO, plus 2 d'hydrogène en excès ; il convient
à la fabrication de la poudre de guerre; obtenu à la température de 442°, le charbon, propre au même usage, contient 85 centièmes de carbone.
Lorsque la carbonisation s'effectue aux températures élevées de 1200 à 1500° dans les fours usuels, on n'obtient du même bois de bourdaine que 15 p. 100 d'un charbon très-noir, à texture serrée, moins friable. exigeant pour prendre feu une température rouge.
Les différents bois tenus trois heures dans la vapeur surchauffée h 300° donnent des quantités de charbon en rapport avec leur densité, depuis 50 p. 100 obtenus de Tébénier jusqu'à 15 seulement que le marronnier a fournis. (Voyez la composition des diverses essences de bois, II* volume de cet ouvrage, Chimie organique,)
Briquet de charbon très-divisé, — Le charbon qui provient du vieux linge (cellulose presque pure), peu calciné (*), offre une combustibilité telle, que dans beaucoup de pays on s'en sert au lieu d'amadou. On en remplit une petite boîte en fer-blanc au-dessus de laquelle on bat le briquet; les étincelles ou particules d'acier, en ignition, qui résultent du choc du briquet contre le silex, sufBsent pour enflammer le charbon ; celui-ci peut servir dès lors à mettre le feu aux allumettes sitinplcment soufrées, pourvu qu'on ait soin d'activer la combustion en soufflant légèrement sur le point enflammé ; immédiatement après on ferme la boîte, afin de conserver le reste de cet amadou charbonneux.
Les charbons des matières ligneuses compactes, ou des bois durs, sont, au contraire, peu combustibles, et d'autant moins qu'ils ont éprouvé une température plus haute. Les charbons de buis et d'ébène brûlent plus difficilement que les charbons usuels. Dans l'oxygène, tous ces charbons une fois allumés continuent à brûler vivement.
Exposé à l'air, le charbon absorbe l'humidité atmosphérique avec une rapidité telle, que le charbon ordinaire, au bout de quelques jours, contient déjà toute l'eau qu'il peut enlever à l'air.
D'après Chevreuse, 100 parties de charbon, placées dans Tair presque saturé d'humidité, éprouvent les augmentations de poids suivantes :
Charbon de peuplier Charbon de peuplier Charbon de galac Chaibon de gatac
non rougi. rougi. non rougi. rougi.
i-'jour. . . 4,76 1,55 0,58 0,21
