CB

pspérience. on évilera l'emploi de fragments de sodium coureris deFl duil quise forme toujours à leur «uriace dans l'huile dena|Ale mal if^ qui pourraient occasionner des esplosions au contact de l'eau ; la sufl du mêlai doit être rendue nette par une seclioD Iraicbe. On peut eod faire u:iage d'un amalgame du sodium (alliage de sodium et de mercun L'n courant de vapeur d'eau dirijïé à travera un lube en grès,

DécanpoùUoo de l'nu par la ter.

porcelaine ou en ter, chaunié au rouge et contenant de la tournure defa ou des fils de fer réunis en paquets ou en faisceaux, se décompose ■ liyilrogcne que l'on recueille à l'autre extrémité au moyen d'un tiik adducteur se rendant sur une cuve à eau, et en oxygène qui s'unit n Fer pour donner de l'oxyde magnétique Fe*ô' (fig. 175) :

|(ll'e)'4-Fc'=H' + Fe»e*l.

4II0 + Fe'=Fe»0*-t-H*.

L'cnu est renfermée dans une petite cornue fixée i Taulre citréfflitJ du tuiie et portée à i'cliullition.

Si le fer ou le zinc sont chimiquement purs, il en sera de méoK de riij'drogciic olilenu; mais comme ces métaux, le fer surtout, contieniKiil généralement du carbone, le gaz est souillé par de l'oxyde de cariMXK-

Ces procédés ne sont appliqués qu'esceptionnelleiiient. La niélbooe Hiiivaule est moins coûteuse cl permet de préparer l'Iiydrogonc à fn" el instauluiiémcnt,

Klic est fondée sur l'action exercée sur l'eau par le zinc ou le kf '^ présence des acides forts, tels que les acides chlorhydriquc, sulfurifl''^' acétique, etc.

Les métaux précédents, qui n'agissent sur l'eau seule qu'à uoetemp^ rature élevée, la décomposent à froid et mettent l'hydrogène en libC*; dès qu'ils se trouvent en présence d'un acide susceptible de s'unir l'oxjdo métallique formé aux dépens de l'eau. La même chou «m**

PflEHIËRB FAMILLE. — HYDROGÈNE. 315

iTee les alcalis, si l'oxyde métatliquc qui tcad à se furmcr est capable de s'unir à. eux. Ainsi le zinc divisé décompose l'eau aussi bien soua l'influence de la potasse, de la soude, de la chaux, qu'au contact des acides. Il ai est de même de l'étaîn, qui dégage de l'hydrogène sous

I l'influence de l'acide chlorhydrique ou des lessives alcalines.

I Ces réactions sont aussi interprétées autrement. Le métal se substî-

I tuerait simplement à l'hydrogène entrant dans la constitution de l'acide.

f Les équations suivantes rendent compte des phénomènes :

[2(ClB)-+-Fe = H*-(-FeCi'J.

(2(CIB)-hîn=H'-t-ZnCl'i.

(se-ipe -h 2n=se»Zn«e-t-H'i.

SO'HO + Zn = SO'ZnO-t-H.

Pour |«^parer l'hydrogène dans les laboratoires, on introduit du zinc S^naillé ou en lames découpées dons un ilacon à deux tubuluies. L'iiQe d'elles est munie d'im ^ube droit plongeant jusqu'au fond et portant un ^nioonoîr à son orifice su- P^ieur.el l'autre d'un tube 4e dégagement à trois aneles droite (Bg. 174).

En versant de l'acide sul- 'iriquc étendu de 5 â 6

Parties d'eau, ou de l'acide

*^«lorhydrique du com-

***erce, également étendu -. ,

4ft 2 à S parUeS d'eau, on «g. n4. -Prépuillandelhidrogcnc

^ojt le dégagement d'hy- ***ogène se faire immédiatement avec elTcrveaccnce. On attend quelques ^^^inutes, pour laisser au gaz produit h temps d'expulser l'air con- ^nu dans le vase, puis on recueille l'hydrogèac. Si le zinc employé ^t tout A fait pur, l'acide sulfurique dilué no l'attaque que très-faiolement ou pas du tout; mais il suffit de verser par le tube de su fêté quelques gouttes d'eau saturée de suKute de cuivre pour voir la t^ction commencer, dès qu'il s'est formé un couple voltalque par le dépôt, à la surface du zinc, d'une légère couche de cuivre. L'opéraleur réglera les additions successives d'acide de manière à maintenir UD dégagement régulier, ni trop lent ni trop tumultueux. Dans ce de^ nier cas, le liquide mousserait fortement et déborderait. Il convient également de refroidir le flacon à réaction, en l'immergeant dans l'eau froide* La température tend, en etîet, à s'élever, et si l'on atteml cor-

Tiii CHIMIE 6ËNÉRAUB.

taines limites, l'hydrogène décompose Tacide sulfurique et domie de rhydrogène sulfuré.

Du reste, à moins que le zinc et l'acide employés ne soient purs, le gaz obtenu est toujours souillé par de petites quantités de substances étrangères (hydrogène sulfuré, hydrogène arsénié, hydrogène carboné; ce dernier apparaît surtout en forte proportion lorsqu'on remplace le zinc par du fer carbure). Ce cas se présentant le plus souvent, on est amené à puriRcr l'hydrogène une fois formé. On y arrive en dirigeant le gaz dans une série de flacons laveurs ou de tubes en U, contenant des substances aptes à absorber les matières étrangères. Ces substances sont employées en solutions dont on imprègne de la ponce calcinée placée dans les tubes en U, afin d'augmenter les surfaces de contact du gaz avec les corps actifs. Au moyen de la lessive de potasse, on arrête les projections de liqueur acide ; l'hydrogène sulfuré est éliminé par l'acétate de plomb, rhydrogène arsénié par le nitrate d'argent, l'hydrogène phosphore par le sublimé corrosif.

Pour être absolument certain d'avoir de l'hydrogène pur, il convient de faire passer le gaz à travers un tube rougi, contenant du cuivre en tournure ; les moindres traces d'hydrogène arsénié, phosphore, sulfuré, sont ainsi enlevées.

Quant aux carbures d'hydrogène volatils ou gazeux, la ponce imbibée d'acide sulfurique fumant les retient; mais il vaut mieux éviter l'emploi du fer, qui en donne une proportion trop sensible, et faire usage du zinc. On termine par l'action de corps déshydratants (chlorure de calcium sec, ponce sulfurique).

L'appareil de la figure 175 permet de préparer l'hydrogène d'une manière intermittente.

U se compose de deux flacons tubulés par le bas et d'une dimension variable selon le but que l'on se propose.

Dans les grands laboratoires, il est bon d'employer des flacons de 8 à 10 litres de capacité^ afin de disposer d'une grande quantité d'hydrogène, sans avoir à toucher au contenu.

Ces deux vases sont réunis l'un à l'autre par les tubulures inférieures au moyen d'un gros caoutchouc, long et fort, qui coiffe ces tubulures et s'y trouve fixé par des lanières en caoutchouc fortement serrées. Cette disposition permet d'élever l'un des flacons à la hauteur du bord supérieur de l'autre et de l'y maintenir par un support en bois. Ce flacon reçoit de l'acide chlorhydrique étendu de son volume d'eau. L'autre est garni à la partie inférieure, sur une hauteur de 1 à 2 centimètres audessus de la tubulure du bas, d'une couche de fragments de porcelaine ou de coke, sur laquelle on empile du zinc grenaille ou en lames découpées, de manière à remplir presque entièrement le vase. A la tubu«

PREMIEnE FAMILLE. — HÏDI\nGKSE. 3*5

|i supérieure du flacon à zinc on adapte, par un Itoucbon en caoutchouc. Élulw en cuivre jaune ou en verre muni d'un rohinet. Ce lube sert à oolenienl de riijdrogène, qui se rend dans les appareils purilicaleurg

!s gazoruêlres ou les vases où on doit l'utiliser.

Supposons le flacon à acide dans sa position élevée, son fond étant un

i feu au-dessous de la tubulure supéneure du flacon à zinc. Tant «pic

I lu robinet est fermé. le liquide ne peut pénétrer dans celui-ci et se

I mettre en contact otcc le zinc. En ouvrant le robinet, l'air s'échappe, le

Fig. 175.

'bydrogéne.

liquide monte et la réaction commence. Si l'on veut interrompre l'opéralion, ou n'a qu'à fermer de nouveau l'issue du gaz. Celui-ci, en continuant à se dégager, refoule le liquide acide dans le flacon vide que l'on mettra i cet effet au même niveau que l'autre. L'acide chlorhjdrîque <^viGDt mieux que l'acide sulfurique, parce que la grande solubilité in chlorure de zinc empêche la formation de cristaus susceptibles d'obsbmer le tube en caoutchouc.

On emploie encore d'autres dispositifs, différemment construits, mais UQdés sur les mômes principes.

U. Giffard a imaginé et fait connnltre d'ingénieux appareils destines * Il fabrication industrielle de l'hydrogcne. en vue de ses applications ^aérostats, La production du gaz se tait soit par l'action des acides "f le fer, soit par la décomposition de l'eau par le même métal. Le H'deur trouvera des détails sur ce sujet dans lo volume de VAssocia- '""> française pour l'avancement des sciences de Vannée 1877, ainsi

ye dans la brochure de M. Tissandier, le Grand Ballon captif de

*■ U. Giffard, L'appareil qui a servi à gonfler et ix alimenter le ballon captif de l'Ex-

P^'ilion de 1878 se compose (fig. 176) d'un générateur A dans lequel

""introduit la tournure de fer au moyen d'un plan incliné fi pouvant

••«ïculer à volonté.

jM CmUE GâNËRALE.

Ccllc-ei tombe dans le large conduit C disposé conune le | d'un baut fan fermé I par un cmm l'on soulèrc, i ment da i au moyen d*ii.

enroulée but fa UcD.

La tournore i remplit le ^ qu'à UDG p ^ rieurs percée dl etfomuDtdonbii

L'acide snl versé dans le .

voir 0 ; mie pi le bit oionter i bauin Q poonii QotteuràniveH; s, il se rend dansa ^ obloog b, I l'esu arrin lUMi f vase semblable h 4 j à droite de la figl ^ L'écoulement eaA s convenables da I et de l'acide est f

mélange dea duoi quides s'effectua leur passage k tn une colonne verti munie de chîcsnes, il se rend dans la tie inférieure dn producteur. Laaidi de sulfate de Eer conle par on tiA ph(tt dans la ' -' j^ TCauLet&làdi baquet II; l'bydrogcne se rend dans i» lamurB an •'illapfHlJ

PREMIÈRE FAMILLE. H\DKUGK.NL ôiT

irers une série de tubes percés de ti*ous et immergés dans l'eau, puis dans le dessiccateur S, ou grand cylindre rempli de chaux vive. Un condiûl ramène de là dans le réfrigérant T et dans la cloche V où une ingénieuse disposition permet de mesurer le débit. Enfm il est omma- .gisiné» soit dans un gazomètre» soit dans le ballon.

Vropriétéê chimiques de Vhydrogène. — L'hydrogène libre est un '§iu combustible; il s'unit directement et facilement à l'oxygène, au dilore, au brome et même à l'iode, au soufre, au sélénium et au carbone ; a^ec les autres métalloïdes, l'union n'est réalisée qu'indirccte- ■lent. On a cependant constaté que l'eflluve et l'étincelle électriques détnminent la formation de petites quantités d'ammoniaque AzlP dans un mélange d'azote et d'hydrogène.

Les métaux alcalins, potassium et sodium, chauffés dans une atmoiphère d'hydrogène, s'unissent à ce corps et forment des hydrures de famules Na H', KH*. Nous rappelons également l'hydrure de palladium Pd Hy qui peut à la rigueur être envisagé comme une combinaison. Les inires hydrures métalliques ne prennent naissance qu'indirectement et Mus rinfluence de l'hydrogène naissant.

Nous développerons, lors de l'étude de chaque élément, les particu* Urités qui accompagnent sa ^combinaison avec l'hydrogène et les conditions qui la déterminent.

Épplicaiiùnê. — L'hydrogène est utilisé, en raison de sa faible denlilé, pour gonfler les ballons. Mélangé à l'oxygène dans les proportions de combinaison, il brûle en dégageant beaucoup de chaleur. La tempéntnre de la . flamme s'élève à environ 2500 à 2800 degrés dans les conditions les plus favorables et à la pression ordinaire. On tire parti de tt tût pour opérer la fusion des corps réfractaires, tels que les métaux di groupe du platine. Cette application trouvera sa place dans le chapitre réservé à la combustion. Enfin l'hydrogène sert dans les labora- Wies conune moyen de réduction; l'emploi de l'hydrogène naissant pour transformer les composés organiques est très-fréquent.

ÊquivaletUf poids atomique. — L'équivalent ou le poids atomique ^ l'hydrogène a été pris comme unité. II n'y aurait donc pas lieu de diercher comment il a été déterminé. Cependant nous devons rappeler que ce n'est pas de prime abord que l'hydrogène a servi de base au tjstème des poids atomiques. Ceux-ci avaient d'abord été calculés par 'ipport i celui de l'oxygène pris égal à 100 ou 1 . Ce n'est qu'à la suite de Is remarque faite par le docteur Prout de la divisibilité de la plupart dtt équivalents ou poids atomiques par 12,50, équivalent de l'hydrog^, que l'on simplifia tous les nombres proportionnels par cette division, hs mesure de l'équivalent de l'hydrogène se confond avec celle de l'équivalent de l'oxygène. L'un ou l'autre, le second él^wV ^m ^^^V

à 1, s'établissent d*après la composition centésimale de l'eau. N terons celte question en détail lorsque nous nous occuperons < lyse quantitative de Teau.

En se fondant sur la composition en volumes de Teau qui r 2 volumes d'hydrogène pour 1 volume d'oxygène, ainsi que poids spécifiques des deux gaz déterminés par Biot et Arago, E avait d'abord pris pour équivalent de l'hydrogène le nombre i Ayant reconnu, par la comparaison du poids de l'oxygène en l'hydrogène aux oxydes métalliques au poids de l'eau formée, nombre 13,2676 était trop fort, l'illustre chimiste suédois entr 1819, en commun avec Dulong, de nouvelles expériences sur la sition de l'eau et la densité de Toxygène et do l'hydrogène, dans ratoire de Berthollel à Arcueil. Les deux savants se servirent de thode de réduction d'un poids connu d'oxyde de cuivre, suivi pesée de l'eau formée. Ils trouvèrent le nombre 12,48, qui fut c par la comparaison des poids spécifiques.

M. Dumas adopta cette même méthode en 1842 et la perfection résultats sont compris entre 12,481 et 12,515, nombres entre I tombe celui de 12,50, dont on fait généralement usage 8i0= qui conduit à 11 = 1 pour 0 = 8 ou 6 = 16.

Analyse, — L'hydrogène libre est toujours sous forme de j raison de sa faible solubilité. On le reconnaît à ses caractères ph et à la pro[)nélé de brûler avec une flamme très-pàlc, en doni l'eau. Lorsqu il est mélangé à d'autres gaz combustibles ou noi plus difficile d'en mettre la présence eu évidence. Avec des c d'hydrogène, par exemple, l'analyse eudiométrique qùantitatr seule fournir le moyen de résoudre la question. Nous résen sujet, qui sera traité au chapitre consacré spécialement à l'anal gaz et des mélanges gazeux.