CHAPITRE I

CARBURES d'hydrogène.

§ 1. — Formation par les éléments.

i. L'union du carbone et de Thydrogène a lieu directement, sous l'influence de Tare électrique; elle s'accomplit entre ces deux éléments, amenés tous deux à Tétat gazeux; enfin elle détermine leur combinaison à atomes égaux, en formant le protohydrure de carbone, autrement dit acétylène

Ce carbure, à son tour, s'unit directement vers la température du rouge sombre avec l'hydrogène, à volumes égaux, avec condensation de moitié, pour former le bihydrure de carbone, autrement dit réthylène

L'éthylène ensuite se combine directement vers 45o° et audessus avec l'hydrogène; encore à volumes égaux et avec condensation de moitié. Il engendre ainsi le trihydrure de carbone, autrement dit méthyle ou éthane

Enfin, l'éthane, chauffé au rouge avec l'hydrogène, donne lieu à des phénomènes d'équilibre, dans lesquels apparaissent à la fois l'éthylène et l'acétylène, produits par des réactions de dissociation régressive, ainsi que le formène, résultat d'une combinaison plus avancée, lequel constitue le terme extrême de la saturation

(CH»)«-f-H«=aCH*.

Cette dernière réaction contraste avec les précédentes, parce qu'elle a lieu sans condensation, c'est-à-dire suivant la même loi

que les combinaisons des radicaux simples, ou du cyanogène

CP-hH*=:2HCl,

(CAz)«-hH*=2H(CAz).

Nous avons déjà examiné dans un autre Chapitre du présent Volume (p. 207, 208) les phénomènes thermiques qui accompagnent les combinaisons successives du carbone et de l'hydrogène. En fait, le premier hydrure, à partir du carbone dans son état actuel (diamant), serait formé avec une absorption de chaleur considérable

A. partir du carbone amorphe, on aurait : — 5o^*,7.

Puis ce premier hydrure engendre les autres carbutes avec dégagement de chaleur, jouant à leur égard le rôle d'un véritable radical actif; ce qui explique le caractère exothermique et direct des combinaisons successives de Thydrogène

Cal

(CH)î -4-H«=(CH*)» +43,5

(CHî)«-4- H» = (CH»)« -+-37,9

{CH»)«H- H« = 'iCH* -m4,5

2. L'acétylène étant endothermique, à la température ordinaire, ce composé est susceptible de détoner sous pression, en se résolvant en carbone et hydrogène, sous l'influence d'une amorce au fulminate de mercure, et même d'un fil de platine rougi. Cependant sa formation directe, dans les conditions où elle s'effectue à une très haute température, paraît répondre à un dégagement de chaleur, parce qu'elle a lieu sur le carbone gazeux; c'est-à-dire qu'elle comprend en plus la chaleur nécessaire pour transformer le carbone, corps solide et terme extrême de polymérisations successives (*), en caibone gazeux, ramené à l'état atomique, ou plutôt moléculaire (C*). La chaleur ainsi dégagée, dans la formation électrique de l'acétylène par deux atomes de carbone gazeux, serait supérieure à 4-26^** et même à -4-4o*^*^ Tous les autres carbures d'hydrogène dégageraient en plus cette même quantité de chaleur, je veux dire celle de la vaporisation du carbone, lors de leur formation à partir des éléments gazeux.

Telles sont les considérations auxquelles donne lieu la formation synthétique des premiers carbures d'hydrogène, envisagée uniquement au point de vue des proportions multiples.

(') Jnn. de Chim. et de Phjs., 4« série, t. IX, p. 472; 1866.

CHAP. I. — GARBURES d'hYDROGÈNE. l\']Z

3. Mais ces carbures sont le point de départ d'un nombre indéfini de composés plus compliqués, engendrés par leurs combinaisons et substitutions réciproques entre eux et avec l'hydrogène.

La condensation du carbone dans ces composés va s'élevant sans cesse. Le caractère endothermique ou exothermique de ces composés, évalué depuis les éléments, dépend de la somme des phénomènes accomplis lors de ces réactions successives (*).

Ajoutons que tous ces carbures s'unissent également avec l'hydrogène et l'azote, pour constituer l'ensemble des combinaisons organiques. De là résulte la nécessité d'envisager de plus près les lois qui président à ces diverses synthèses et transformations; lois qui donnent lieu à un grand nombre de considérations nouvelles et importantes, au point de vue thermochimique.

Je présenterai d'ailleurs ces relations sous leur véritable jour, c'est-à-dire en tenant surtout compte de l'ordre de grandeur relative des quantités de chaleur mises en jeu; sans tâcher de les transformer dans tous les cas, et par des rapprochements forcés, en ces prétendues constantes absolues, dont la recherche a trop souvent faussé les résultats expérimentaux.

C'est à ce point de vue que nous allons maintenant nous placer, llappelons d'ailleurs que la combinaison directe de l'hydrogène libre avec les autres corps n'a lieu le plus souvent qu'à une température voisine du rouge sombre. Il en résulte que la plupart des hydrogénations qui vont être signalées ne s'effectuent pas directement; les carbures qui renferment plus de deux atomes de carbone, ainsi que leurs hydrures, n'étant pas d'ordinaire stables au même degré, à ces hautes températures. Les chiffres qui suivent n'en ont pas moins leur intérêt, comme définissant le travail accompli dans les réactions directes, travail qui concourt également à la réalisation des réactions indirectes, auxquelles on a généralement recours, et qui en règle l'emploi. Les valeurs thermiques interviennent aussi pour définir la constitution des corps.

§ 2. — Combinaison des carbures avec l'hydrogène.

Examinons d'abord la combinaison des carbures d'hydrogène avec l'hydrogène, ainsi que leur formation, en sens inverse, par élimination d'hydrogène, aux dépens de carbures plus hydrogénés :

(') ^oir mon Mémoire Sur la théorie des corps pyrogénés i^Ann, de Chim. et de Phjrs.f 4" série, t. IX, p. 4/2.

474 SECONDE PARTIE. — CHIMIE OEGAIflQCB.

nous nous attacherons principalement aux carbures susceptibles d'être transformés réellement les uns dans les autres, par voie directe ou médiate.

L'acétylène, avons-nous dit, se combine directement avec son propre volume d'hydrogène, en formant l'éthylène ; lequel se combine de nouveau avec son volume d'hydrogène, en formant l'élhane. Ces deux combinaisons s'effectuent à une température relativement basse et dans des conditions simples, surtout pour la seconde réaction. Elles ne donnent lieu à aucun changement dans la condensation du carbone; contrairement à ce qui arrive lors de la saturation complète par l'hydrogène, phénomène accompagné par un changement de condensation du carbone. En d'autres termes, l'acétylène, l'éthylène, l'éthane font partie d'une môme série, renfermant deux atomes de carbone dans la molécule; tandis que le formène appartient à une autre série, qui n'en renferme qu'un seul. C'est ce que nous traduirons en disant que l'acétylène possède une capacité de saturation, représentée par deux unités moléculaires : c'est un carbure incomplet du second ordre; l'éthylène, à son tour, est un carbure incomplet du premier ordre.

On peut exprimer ces relations en écrivant la formule des carbures avec des vides

C«HM-)(-), C'H*(-), C*HS

chacun des vides étant susceptible d'être rempli, soit par de l'hydrogène, H% soit par du chlore, Cl*, soit par une molécule quelconque simple ou composée.

Dans la notation atomique, on écrit encore les formules de tous ces composés, en exprimant la saturation du carbone, élément tétratomique, soit par l'hydrogène, soit par le carbone lui-même, dans le caâ où la molécule composée renferme plusieurs atomes de carbone :

CH* CH» CH« CH