ACIDE CARBONIQUE GAZEUX
L'acide carbonique gazeux est incolore , d'une saveur à peine sensible et légèrement aigre, d'une odeur piquante : sa densité est de 1,5290. Il donne à la teinture bleue de tournesol une nuance vineuse, qui disparaît par l'exposition à l'air ou par l'ébullition de la liqueur. La chaleur la plus forte n'altère pas l'acide carbonique gazeux, qui toutefois est décomposé par une série d'étincelles électriques en oxigène et en oxide de carbone ; phénomène d'autant plus singulier que , sous l'influence du fluide électrique , l'oxigène et l'oxide de carbone s'unissent et se changent en acide carbonique. On remarque pourtant que la décomposition n'est jamais complète , attendu que certains gaz , et particulièrement l'acide carbonique , s'opposent à l'action du fluide électrique sur des mélanges explosifs.
Le soufre, l'azote, lé chlore et l'iode , sont sans action sur l'acide carbonique libre; mais l'hydrogène et le carbone le décomposent aune température élevée. L'hydrogène lui enlève la moitié de son oxigène, pour former de l'eau, et le convertit en oxide de carbone. Le charbon le transforme en oxide de carbone.
Plusieurs métaux décomposent en tout ou en partie l'acide carbonique. Les uns, tels que le fer, le zinc , le manganèse , n'enlèvent à cet acide que la moitié de soû oxigèpe ; les autres, comme le potassium et le sodium, le décomposent entièrement, en séparent le carbone et se convertissent en oxides.
La densité de l'acide carbonique étant très considérable, on peut transvaser ce gaz d'une éprouvette dans une autre aussi facilement qu'un liquide».
La densité de l'acide carbonique sert à expliquer plusieurs phénomènes curieux; ainsi à Pouzzole, près de Naples, dans la grotte du Chien, on voit périr, en peu d'instants , les animaux de petite taille, tandis que les hommes peuvent s'y introduire sans danger : les couches d'acide carbonique , contenues dans l'intérieur de la grotte , ne s'élevant pas audessus d'un mètre et demi, les animaux sont asphyxiés, sans que l'homme se trouve atteint.
On reproduit artificiellement le phénomène qui se passe à la grotte de Pouzzole , en plongeant dans une éprouvette, remplie d'acide carbonique, un cyUndre plein ou une éprouvette plus petite. On chasse ainsi de l'é-
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prouvette un certain volume d'acide carbonique, que remplace un égal volume d'air lorsqu'on retire le cylindre. On obtient deux atmosphères différentes , qui ne se mêlent qu'au bout d'un certain temps, l'uneformée d'air, l'autre d'acide carbonique ; une bougie brûle dans la première , et s'éteint dans la seconde.
L'acide carbonique peut occasionner des asphyxies dans des cas qui ne sont malheureusement pas assez connus: ainsi, une cuve, remplie de jus de raisin en fermentation , placée à l'entrée d'une cave, peut dégager un volume d'acide carbonique assez considérable pour asphyxier les personnes qui se trouveraient dans l'intérieur de la cave.
En pareil cas , si l'on avait à retirer d'un endroit souterrain une personne atteinte d'asphyxie, on devrait préalablement injecter de l'eau ammoniacale qui, en s'emparant rapidement de l'acide carbonique , en neutraliserait l'action sur l'économie. Les caves des environs de Paris , certains puits et autres excavations, se remplissent souvent d'acide carbonique, provenant des matières organiques en décomposition.
L'eau dissout environ son volume d'acide carbonique à la pression ordinaire ; mais cette solubilité augmente considérablement avec la pression ; en comprimant un mélange d'eau et d'acide carbonique, on obtient facilement un liquide contenant 5 ou 6 fois son volume d'acide carbonique. Cette compression du mélange d'acide carbonique et d'eau a été appliquée à la préparation des eaux dites gazeuses , et , en particulier, de l'eau de Seltz artificielle.
Les eaux gazeuses se font par deux procédés différents : lé premier est un système de fabrication continue , dans lequel une pompe aspirante et foulante vient puiser, dans des réservoirs séparés , l'eau et l'acide carbonique pour les refouler ensuite dans un appareil fermé.
Le second procédé est un système de fabrication intermittent, dans lequel l'acide carbonique est produit dans l'appareil même où doit se faire la saturation, et se dissout dans l'eau en raison de la pression qu'il exerce sur ce liquide.
Dans les deux cas , l'acide carbonique est produit par l'action de l'acide sulfurique sur la craie.
Comme le sulfate de chaux , qui résulte de la décomposition du carbonate calcaire par l'acide sulfurique, est insoluble dans l'eau , ce sel viendrait se déposer bientôt à la surface du carbonate de chaux , en le préservant de l'action de l'acide sulfurique : il est donc indispensable d'agiter de temps en temps le mélange.
L'acide carbonique produit, passe dans des appareils de lavage avant de se rendre dans le cylindre métallique où il doit se dissoudre.
L'acide sulfurique est l'acide qui convient le mieux à la fabrication des eaux gazeuses; car l'acide chlorhydrique , dont l'emploi a été essayé, contient toujours de l'acide sulfureux , qui , se volatilisant en partie au
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moment de la réaction de Tacide cblorhydrique sur le carbonate de chaux , donnerait à Veau une saveur désagréable.
Le mode de fabrication de Feau gazeuse , par le procédé continu, présente un avantage i'éel dans les grandes fabriques , mais nécessite un matériel considérable et un travail non interrompu ; car lorsqu'on cesse de faire fonctionner l'appareil pendant quelques jours, les cuirs se dessèchent, prennent un mauvais goût , et l'aspiration devient difficile.
Le système de fabrication intermittent qui parait présenter le plus d'avantages est celui que l'on doit à MM. Yemaux et Barruel, et qui a été periectionné récemment par M. Savaresse (pi. 13, fig. 1 ).
Cet appareil est facile à manoeuvra, peu embarrassant, et parait à l'abri de toute explosion.
Il se compose d'un vase générateur en cuivre dans lequel est introduit le mélange d'acide sulfurique étendu et de carbonate de chaux. L'acide carbonique passe successivement dans deux vases laveurs, puis arrive dans un cylindre saturateur métallique que l'on peut faire osciller pour accélérer la saturation.
Cinq minutes suffisent pour préparer un cylindre d'eau gazeuse à 10 atmosphères. Cet appareil peut fabriquer 1,000 bouteilles par jour. Il est muni d'un manomètre dans lequel le mercure a été remplacé par de Teau et dont on doit la disposition ingénieuse à M. Savaresse.
L'eau chargée d'acide carbonique perd tout le gaz qu'elle contient quand on la chauffe ou qu'on l'expose à la température ordinaire dans le vide. Elle le perd également, mais avec lenteur, lorsqu'on raban-^ donne à elle-même au contact de l'air.
La propriété que possèdev l'acide carbonique de précipiter l'eau de chaux sert souvent à constater la présence de cet acide dans l'eau ou dans des gaz. L'acide carbonique mis en contact avec un excès d'eau de chaux y forme un précipité blapc , floconneux , insoluble dans l'eau , très sûlubleau contraire dans les acides chlorhydrique, azotique et acétique. Ce précipité étant soluble dans l'acide carbonique même , on doit employer pour le former un excès d'eau de chaux que l'on constate avec un papier rouge de tournesol qui doit être ramené au bleu : sans cette précaution l'acide carbonique pourrait échapper à l'observation, avec d'autant plus de facilité que sa proportion serait plus considérable.
Le carbonate de chaux ^ dissous dans l'eau à l'aide d'un excès d'acide carbonique, s'en sépare lorsque ce gaz se dégage sous l'influence de la chaleur, par le contact des corps divisés ou par la seule action de l'air. C'est ainsi que se produisent les dépôts calcaires dans les chaudières à vapeur et dans les tuyaux de conduite des eaux.
i9& AGIIlt CàUQNiQOl.
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On obtient Tacide carbonique gazeux :
!<" En faisant brûler du charbon dans un excès d'air |
2* En soumettant à la calcination le carbonate de chaux, qui perd son acide carbonique et donne de la chaux caustique ;
y En décomposant par un îacide le carbonate de chaux.
Ce dernier procédé est généralement employé dans les laboratoires.
On peut se servir d'acide sulfurique : SO»,HO + CaO,CO* -= CaO,SO» + CO^ + HO.
Il faut étendre cet acide de 10 à 12 fois son volume d'eau et agiter sans cesse le mélange, parce que le sulfate de chaux, qui est peu sbluble, recouvre le carbonate de chaux et l'empêche d'être attaqué par l'acide encore libre.
On remplace ordinairement l'acide sulfurique par l'acide cUorhydrique, qui donne naissance à un chlorure de calcium soluble dans l'eau r CaO,CO* 4- HCa = Caa + C0«+ 00.
L'acide carbonique gazeux peut être recueilli sur l'eau ou sur le mercure.
AGIDB CARBONIQUE LIQUIDE.
L'acide carbonique a été liquéfié pour la première fois par M. Faraday, en décomposant, dans un tube d« verre fermé aux deux bouts, un carbonate par l'acide sulfurique. Ce chimiste reconnut qu'à la température de 0% l'acide carbonique se liquéfiait sous une pression d'environ 36 atmosphères.
Ce mode de liquéfaction avait le double inconvénient de présenter des dangers4)our l'opérateur et de ne donner que de petites quantités d'acide carbonique liquide.
M. Thilorier proposa , il y a quelques années, un appareil qui pennet de préparer à la fois plusieurs kilogrammes d'acide carbonique liquide (pi. ll,fig. 7).
Le principe de l'appareil de M. Thilorier* est le même que celui de M. Faraday ; seulement le carbonate est décomposé dans un cylindre en fonte, et qui. peut supporter une pression énorme. M. Thilorier produit l'acide carbonique liquide en décomposant par l'acide sulfurique monohydraté le bicarbonate de soude :
S03,II0 + NaO,(C02ji,HO = 2H0 + 2C0» + NaO,SO».
L'appareil se compose d'un cylindre en fonte, garni de cercles de fer, dans lequel on introduit deux kilogrammes de bicarbonate de soude que l'on mélange à trois litres et demi d'eau. On verse ensuite l'acide sulfurique dans un tube en cuivre qui est maintenu dans une position verticale au milieu du bicarbonate alcalin.
Le cylindre générateur est fermé au moyen d'une forte vis appliquée sur une lame en plomb quipar sa malléabilité clôt toutes les issues.
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Lecylm(}!r8 étant suspendu À son centre, on lui imprime un mouve^ ment oscillatoire qui déverse lentement Tadde sulfurique sur le bicarbonate; la réaction se détermine, et Tacide carbonique ne trouvant pas d'issu^, produit une pression de près de 100 atmosphères qui détermine sa liquéfaction.
Ce moment de l'opération présent^ait du danger si Vacide sulfurique était déversé trop rapidement sur le carbonate , une faible élévation de chaleur suffisant pour augmenter la pression de plusieurs atmosphères.
C'est en faisant osciller le cylindre générateur trop rapidement que M. Hervy, préparateur de chimie à Técole de Pharmacie, a déterminé la rupture de l'appareil dont les éclata Vont att^nt mortellement.
On a proposé de rempll^oer dans la confection des cylindres la fonte par le bronze, ou par le fer f(»?gé, dont la résistance est beaucoup plus considérable.
Lorsque la liquéfaction est produite dans le cylindre, on opère la dis^ tillatiOQ de l'acide carbonique.
Le cylindre générateur est mis en communication avec un autre cylindre en fonte au moyen d'un tube en cuivre; dès qu'on ouvre le robinet de communication, l'acide carbonique distille et se condense dans le second réservoir qu'on a eu le soin de refroidir légèrement. Il suffit d'une différence de quelques degrés entre le générateur et le récipient pour que la distillation se fasse d'elle-même très rapidement.
On peut recommaicer plusieurs fois l'opération que nous venons da décrire, et accumuler dans le cylindre condensateur jusqu'à 5 ou 6 litres d'acide carbonique liquide.
- Les roWnets ordinaires étant incapables de résister aux énormes pressions nécessitées par la liquéfaction de l'acide carbonique, M. Thilorier a employé de nouveaux robinets dans lesquels les ouvertures sont fermées par des balles de plomb, qui se trouvent pressées par de fortes tiges en fe^ formant un véritable lut métallique.
Fropriétés de l'adde ear^ônl^ne ll^iilde.
L'acide carbonique liquide est incolore et très soluble dans Talcool , l'éther et les huiles essentielles; il tie se mêle pas à l'eau, sa densité à G* est 0,838.
M. Thilorier a déterminé la tension de l'acide carbonique liquide aux différentes températures :
A 0' sa tension est de 36 atmosphères.
