OCCLUSION DE L’HYDROGÈNE PAR LES MÉTAUX

Le même redressement, accompagné d’une contorsion de la lame de palladium se produit lorsqu’on renverse le courant et surtout lorsque, après avoir détaché la lame de son pivot, on l’introduit dans une flamme. On voit alors l’hydrogène abandonné par la lame prendre feu.

Graham a envisagé le palladium hydrogéné comme un alliage de palladium et d ' hydrogénium. Les expériences thermiques et de dissociation sont venues confirmer cette interprétation. L’hydrogène dans cet alliage participe des propriétés des métaux. Le palladium chargé d’hydrogène a conservé en effet une ténacité considérable; celle du palladium étant 100, celle de l’alliage est 81,29. La conductibilité calorifique devient 5,9, celle du palladium étant de 8,10 (pour Cu = 100). Le palladium, qui est paramagnétique, devient magnétique lorsqu’il a fixé de l’hydrogène.

Ces expériences jointes à la conductibilité propre de l’hydrogène confirment les vues émises autrefois par Dumas qui, en se fondant sur des raisons d’ordre chimique, assimilait l’hydrogène aux métaux.

La densité de Y hydrogénium solide, déduite de celle de son alliage avec le palladium, est 0,733 d’après Graham. MM. Troost et Hautefeuille, calculant cette densité d’après celle de l’alliage correspondant à la formule atomique Pd4H2 et renfermant 625 fois son volume d’hydrogène, ont trouvé le nombre 0,62. La densité de l’hydrure de potassium K TP les a conduits au même résultat, soit 0,63, densité très voisine de celle du lithium, qui est 0,59. La chaleur atomique de l’hydrogénium, déduite de la chaleur spécifique de l’hydrure de palladium, est' 5,9 (Beketoff).

L’hydrure de palladium se dissocie sous l’influence de la chaleur et sa tension de dissociation est égale à 760mm pour la température de 130-140°. L’absorption de l’hydrogène par le palladium peut atteindre 980 volumes, mais si l’on étudie la dissociation de ce palladium hydrogéné, on voit que la dissociation ne suit une marche normale que lorsque la combinaison a perdu l’hydrogène en excès sur PdTP ; l’élimination de cet excès obéit à la loi de dissolution des gaz (Troost et Hautefeuille).

La chaleur de combinaison du palladium avec l’hydrogène est de 4cal,147 pour 1 gramme d’hydrogène (Moutier). Cette chaleur est la même au début et à la fin de l’absorption, d’où l’on peut conclure avec M. A. Favre que cette absorption est bien le résultat I. — Chimie minérale. 10

HYDROGENE.

d’une combinaison chimique. Celte constance ne s’observe pas avec le platine.

L c platine absorbe au ronge 3V0|,8 d’hydrogène et à 100°, 0vol,76. Le fer au rouge n’en absorbe que 0vül,4G.

Le potassium absorbe l’hydrogène à 200’ et cette absorption est surtout active à 350°. Le métal absorbe 126 fois son volume de gaz hydrogène. L’hydrure, qui a pour composition K4112, se dissocie à une température plus élevée. La tension dedissociation est égale à 760 millimètres à 411° (Troost et Hautefeuille). La chaleur de combinaison est de 9cal,300 (Moutier).

On obtient de même Yhydrure de sodium Na4IP ; l’absorption de l’hydrogène par le sodium a surtout lieu vers 300°, et la dissociation est maximum à 421°. La chaleur de combinaison est de 13 calories (Moutier).

Le lithium n’absorbe que 17 volumes d’hydrogène à 500° et le thallium seulement 3 volumes (Troost et Hautefeuille).

Le nickel en cubes absorbe, par voie d’électrolyse, 165 fois son volume d’hydrogène.

Rappelons que Graham a rencontré de l’hydrogène occlus dans les fers météoriques. Celui de Lenarto a fourni 2vol,85 de gaz. Dumas a constaté que l’aluminium du commerce peut donner son volume d’hydrogène lorsqu’on le chauffe dans le vide.

L’hydrogénium, ou hydrogène occlus, possède des affinités plus énergiques que le gaz hydrogène lui-même.

83. Propriétés chimiques. — Le gaz hydrogène est combustible et brûle avec une flamme très pâle lorsqu’il est pur et qu’il brûle à l’extrémité d’un tube de platine ; lorsqu’on l'enflamme à l’extrémité d’un tube de verre, la flamme est jaune, mais cette couleur est due à la soude du verre. L’inflammation a lieu au rouge et peut être provoquée par une baguette de verre portée à cette température. Le produit de la combustion de l’hydrogène est l’eau, fait facile à constater en faisant brûler un jet d’hydrogène sous une cloche sèche (fig. 52). Les parois de celle-ci se recouvrent immédiatement d’une buée qui s’accumule peu à peu, en produisant des gouttes d’eau qui ruissellent le long du verre.

Lorsque l’hydrogène est mélangé d’air ou d’oxygène, la combustion a lieu instantanément dans toute la masse en produisant une violente explosion. Celle-ci résulte de l’expansion considérable de la vapeur d’eau produite, qui est chassée hors du vase,

PROPRIÉTÉS CHIMIQUES

puis (le la rentrée subite de l’air. Un mélange détonant parfait doit renfermer 2 volumes d’hydrogène pour un volume d’oxygène (ou 5 volumes environ d’air) rapport dans lesquels ces gaz se combinent pour donner l’eau. On obtient ce mélange, désigné sous le nom de gaz tonnant , lorsqu’on recueille ensemble le gaz résultant de l'électrolyse de l’acide sulfurique étendu.

Fig. 52.

L’inflammation du gaz tonnant peut être produite par une llamme, par l’étincelle électrique ou par le noir de platine. L’explosion peut se produire avec des proportions de gaz très différentes de celles indiquées ci-dessus. Lorsqu’on enflamme un jet d’hydro- : gène produit à l’extrémité de la lampe dite philosophique (fig. 54), il est nécessaire d’attendre que l’air ait été complètement expulsé de l’appareil par le dégagement d’hydrogène; sans cette précaution, l’opérateur serait exposé à un accident.

L'inflammation du jet d’hydrogène peut être provoquée par la mousse de platine ou par une mèche d’amiante recouverte de noir de platine. Dès que ce métal est placé dans le jet d’hydrogène, d rougit puis met le feu au jet, cette action du platine, qu’on a mise sur le compte d’une force catalytique ou de présence, tient à la condensation du gaz dans ses pores, condensation qui produit une élévation de température suffisante pour le faire rougir; il faut y ajouter la chaleur de combinaison du platine avec l’hydrogène. Le briquet de Dœbereiner , représenté (fig. 53), est fondé sur ce phénomène. G est un petit appareil analogue aux appareils continus et dans lequel le jet d’hydrogène rencontre de la mousse de platine. L ouverture du robinet donnant issue au gaz provoque en même temps l’interposition d’une petite mèche à huile.

HYDROGÈNE

fi8

Lorsqu’on fait brûler un jet d’hydrogène dans l’intérieur d’un tube ouvert vertical (%. 54), celui-ci rendjun son musical qui a lait donner à cette expérience le nom d’ orgue philosophique ou harmonica chimique. Ce son, qui est le son fondamental du tube ou une octave, est dû aux vibrations de l’air produites par une série de condensations de la vapeur d’eau produite. Faraday admettait que le courant d’air ascendant entraîne de l’hydrogène qui

vient brûler un peu au-dessus de 1 rapide de détonations. Lorsqu’on examine la flamme dans l’obscurité, on voit outre la flamme qui se produit au-dessus de l’orifice

Fig. 53.

orifice et produit ainsi une série

du tube de dégagement, une petite flamme bleue qui semble y entrer; de plus, les deux flammes ne brûlent pas simultanément (Schæffer). Ce sont là sans doute plutôt les effets que la cause des vibrations du tuyau sonore. On produit en effet le même son en disposant dans un tube de quelques centimètres de diamètre et de 80 centimètres de longueur environ, un amas de toile métallique maintenu au tiers inférieur de la longueur du tube. En chauffant cette toile à l’aide d’une flamme, le tube ne rend pas de son, mais celui-ci se produit aussitôt que l'on enlève la flamme et il se poursuit jusqu’au refroidissement presque complet de la toile (Bœttger).

Chaleur de combustion. — L’hydrogène produit, par sa combustion dans l’oxygène, une température que M. Bunsen évalue

PROPRIÉTÉS CHIMIQUES

à 3259° ;E. Becquerel, à 1700°. On calcule que cette température devrait être de 6 000°; mais la dissociation partielle qu’éprouve l’eau formée absorbe une partie de la chaleur produite. La chaleur de combustion de l’hydrogène pour produire 1 molécule d’eau [PO en vapeur est de 59cal,0 et pour 1 molécule d’eau liquide 69cal,0.

La haute température que produit la combustion de l’hydrogène fait employer le chalumeau à gaz oxhydrique (oxygène et hydrogène), pour fondre les corps très réfractaires, par exemple, la platine. On utilisait autrefois pour cela un réservoir très résistant en métal où l’on accumulait par compression le mélange détonant auquel on donnait issue par un robinet. Pour empêcher la combustion de pénétrer dans le réservoir où le mélange aurait fait explosion, on interposait dans l’ajutage portant le robinet une série de toiles métalliques destinées à arrêter la flamme en la refroidissant. L’appareil, malgré cette précaution, offrait de graves

Fig. 55.

dangers, aussi le remplace-t-on aujourd’hui par une disposition qui permet de ne mélanger les gaz qu’au moment de leur combustion. Chaque gaz est contenu dans un réservoir spécial, par exemple dans des sacs de caoutchouc et arrive séparément, par les ajutages O et H, au besoin sous pression, dans le chalumeau oxhydrique DE (fig. 55).

Le phénomène de combustion de l’hydrogène peut être renversé, c’est-à-dire qu’on peut tout aussi bien faire brûler le jet d’oxygène dans l’hydrogène.

La flamme de l’hydrogène est presque invisible ; mais on peut la rendre très lumineuse en mélangeant à ce gaz des vapeurs carburées, par exemple la benzine, ou bien en y introduisant des corps solides qui, portés ainsi à une haute température, deviennent incandescents ; il en est ainsi d’une spirale de platine. Lorsqu’on introduit un cône de chaux dans la flamme oxhydrique, il acquiert un pouvoir lumineux considérable et produit ce que l'on nomme la lumière de Drummond.

HYDROGÈNE

L’hydrogène éteint les corps en combustion. Il est incapable aussi d entretenir la respiration, mais il ne paraît pas être vénéneux. M. Régnault a pu faire vivre des animaux dans une atmosphère formée de 76 p. 100 d’hydrogène et de 24 p. 100 d’oxygène ; les accidents qu’il peut provoquer son dus à l’asphyxie.

84. Affinités chimiques de l’hydrogène. — L’hydrogène libre n’a, dans les conditions ordinaires, que des affinités peu prononcées; c’est pour le chlore que cette affinité se manifeste le plus énergiquement; encore faut-il l’intervention des radiations lumineuses ou de la chaleur pour déterminer la combinaison de ces gaz.

L’hydrogène pur agit faiblement sur une solution neutre d’azotate d’argent, en mettant de l’argent en liberté ; il déplace de même le platine et le palladium ; mais ces réactions sont très limitées. Elles paraissent être plus actives sous l’influence la pression (Beketoff). Les données relatives à ces réactions sont du reste contradictoires.

L’hydrogène exerce une faible action sur la solution de permanganate de potassium.

Les sels d’or ne sont pas réduits par l’hydrogène seul ; mais si celui-ci est en présence d’une tige de la platine, il se produit un dépôt d’or, ce que E. Becquerel a attribué à la production d’un couple voltaïque. Les sels de cuivre éprouvent aussi une réduction dans ces conditions.

A une température élevée, l’hydrogène enlève facilement l’oxygène à certains oxydes métalliques, le chlore aux chlorures, le soufre aux sulfures.

L’hydrogénium, c’est-à-dire l’hydrogène occlus par les métaux manifeste des affinités bien plus énergiques. Il s’unit directement au chlore et même à l’iode ; il réduit les sels mercuriques et ferriques à l’état de sels mercureux et ferreux. Une lame de palladium hydrogéné décolore une solution très étendue de sulfocyanate ferrique rouge et bleuit un mélange de sel ferrique et de ferricyanure de potassium, etc. Elle convertit le chlorure de benzoïle en aldéhyde benzoïque.

Suivant Hoppe-Seyler rhydrogénium convertit, au contact de l’air, la benzine en phénol; le toluène en acide benzoïque. Ces réactions, en apparence paradoxales, puisqu’elles sont oxydantes, doivent être attribuées à la production d’ozone par suite de l’oxydation de l’iiydrogénium à l’air.