C0MP0SITI0I
faitement sec : dans cet «îtat 'û est compost! de parties égales de carbone et d'eau, ou plutôt d'hydrogène et d'oxigénc, dans le rapport rigoureusement propre à constituer Teau. Ce résultat est tout-à-fait conforme à celui que MM. Gay-Lussac et Tliénard avaient obtenu il y a déjà long -temps.
Les bois ordinaires peu colorés , simplement séchés à Taîr pendant au moins un an , sont composés de :
Carbone , o,3848
Cendres o , o i oo
Eau combinée o , 3552 l ' '®^^^'
Eau hygrométrique .. . o,25oo Rumfort ayant chauffé de la sciure pendant quatre jours, Réiaiut ae à la température de 128**, Ta changée en une substance noire qu'il croyait être du charbon , et d'après cela il considérait cette sciure comme formée de
Charbon « . . « o ,43o ^
Cbaîr végétale o, i25 > i ,000,
Eau 0,44^ 3
la chair végétale étant formée de carbone et d'hydrogène sans oxigène , mais cette manière de voir est inexacte , et M. Karsten a prouvé que le résidu prétendu charbonneux n'est qu'un ligneux altéré qui contient encore de l'hydrogène et de l'oxigùne.
§ 2. — Distillation.
Produrts généraux. — Le bois donne à la distillation, !•. des gaz combustibles qui se composent essentiellement d'hydrogène carboné raélé d'acide carbonique , de gaz défiant, d'hydrogène pur etd'oxide de carbone^ 2". de l'eau, de l'acide acétique-, 3®. des huiles empyreumatiqucs qui, vers la fin, sont brunes et épaisses comme du goudron-, et 4"' il reste du charbon qui conserve la forme du morceau de bois, mais qui occupe un voimne beaucoup moindre. Dans le commencement de la distillation, il ne se dégage presque que de l'eau pure , ensuite vient de l'eau acide-, puis les substances qui se d(!gagent deviennent de moins en moins oxigénées , à tel point que les dernières équivalent au moins à la moitié de leur poids de carbone.
R<v«iau On a chauffe de la sciure de bois , à doses ëgales ^
«l'ekpèrîcaccs. - . -
dans des cornues -de terre , à une chaleur graduée et pendant des temps différens, de manière à en dégager des proportions diverses de substances volatiles , et Ton a recherche le pouvoir calorifique des résidus. La sciure employée était très sèche et laissait o^o^S de cendres ; elle donnait 9 par la calcination, 0,179 de charbon , qu^ produisait 32 fois son poids de plomb avec la litharge. On a eu les résultats suivans en exprimant le pouvoir calorifique par la quantité de plomb qu'une partie de chaque résidu a produite avec la litharge.
Proportion Poids fin rcsiilu. des snbslanccs Pouvoir calorîflque.
Tolalilet ntiimtes.
o,ao — 0,12 — 29*5
Effets de la température. — Les produits de la distillation du bois sont très différens, selon que Ton opère rapidement, ou lentement à une chaleur d'abord très basse , puis graduée successivement. Dans le premier cas les produits sont beaucoup plus riches en combustibles que dans le second : aussi par la distillation rapide n obtient-on ordinairement que les deux tiers du charbon que donne la distillation lente, et souvent même moi- Ké«uitatd« tié seulement. D'après M. de Saussure, le bois de chêne "^*"*' distillé à une température graduée donne les produits suivans sur 100 grammes :
litres gr.
Gaz hydrogène carboné.. 21 ,60 1 ..^ ^
r, -j r • c f i pesant 33, i5
Gaz acide carbonique.... 0,42 J '^
Eau contenant uu peu d'huile , d'acide acétique
et d'acétate d'ammoniaque 4^>^4
Huile empyreumatîque 5,55
Charbon 21,01
Gendres o ,25
DISTIIXATION. 343
Oa admet en gënëral que dans la distQlation que Ton opère par la méthode de M. MoUerat, on obtient o,3o à 0,37 de gaz » qui est conduit sous les foyers pour être brûle; 0,18 à 0)20 d*eau acide ou acide pyroligneux, dont on extrait 0,011 d'acide acétique pur; 0,1 5 de goudron, qui ne conmience à se vaporiser qu'à la température de a56% et o,a3 à 0,27 de charbon.
Stolts a trouvé que tous les bois, lorsqu'ils ont été bien lessivés et débarrassés des résines qu'ils peuvent contenir, donnent à peu près les mêmes produits à la distillation. Voici quels sont ces produits pour 100 p. d'un certain nombre de bois bien desséchés à l'air :
JUtnlUU de M. Hotlerat.
BiiulUU do Stoli,
Bouleau • ••••
Hélrc
Chêne
Frêne
Peuplier blanc. . . • .
Prunier sauvage. . . •
Genévrier
Sapin
Pin
Acide p]rrolign«iix>
Ifuile.
cmpjrcnina-
tique.
Gbarbea.
Gai.
xi,8o
L'acide pyroligneux que fournit chacun de ces bois a on pouvoir saturant qui est représenté par 55 , 5o , 5o , 44» 39, 37, ag, 29 et 28.
Dans la fabrique de produits chimiques de Than (Haut- Rhin) 9 le mètre cube de hêtre produit 69 kilogrammes de charbon et 4 kilogrammes d'acide acétique pur.
Produits liquides. — - Les produits provenant de la distillation du bois ont été examinés par plusieurs chimistes , et principalement par M. Berzelius. Les huiles empyreumatiques sont, comme nous l'avons déjà dit 9 des combinaisons d^huiles volatiles qu'on 9:çipâ[e pjrélaïdes^ de résines qu'on appelle pyrétines, et d'acide acétique. Lorsqu'on distille ces huiles sans addition , leur point d'ébulhtion s'élève graduellement 9 et elles fournissent les mêmes produits que le
Haih
iU
Goiidroii.
Pyrétjues.
Pjtêlines cl« bonlcav*
bois , en laissant nii résidu de charbon ; mais si on les distille avec de l'eau , les huiles volatiles ou les pyrélaïdes se dégagent seules , et les pyrétines restent dans la cornue , toujours combinées avec de Tacide acétique.
Le gçiuiron est le produit de la distillation du bois résineux. Il se compose de plusieurs résines , d'huiles cmpyreumatiques , de colophane et d'acide acétique. Il est brun et visqueux , fortement odorant , et est soluble dans l'alcool , l'éther, les huiles grasses et les huiles volatiles , et même un peu soluble dans l'eau. Quand on le distille avec de l'eau ^ il s'en dégage de l'huile de térébenthine et des huiles pyrogénées : le résidu ^ connu sous le nom de poix y se compose de colophane et de résine-, il est mou à 33*", fusible dans l'eau bouillante, soluble dans l'éther, les alcalis et les carbonates alcalins.
Les py rétines sont en général incolores ou légèrement jaunâtres , d'une odeur forte et très désagréable , et d'une saveur acre et nauséabonde. Elles brûlent avec flamme claire et fumée-, elles se vaporisent à l'air. Les unes sont inaltérables par l'air et par le protosulfate de fer *,. les autres sont rapidement converties en résine par ces substances. Elles sont très solubles dans Féther , les huiles grasses et les huiles volatiles \ mais il y en a qui sont peu solubles dans l'alcool. Elles dissolvent très aisément le caoutchou. Elles forment avec l'acide sulfurique concentré des composés analogues à l'acide sulfovinique. L'acide nitrique les convertit en résinoïdes. Les unes se dissolvent et les autres ne se dissolvent pas dans les alcalis. Elles forment des émulsions avec l'ammoniaque.
Les pyrétines qui proviennent de la distillation du bois renferment toujours de l'acide acétique en combinaison, et rougissent le tournesol. Celle quo donne le bouleau ressemble à la poix ordinaire ; elle est solide , noire ^ éclatante, à cassure vitreuse, plus pesante que leau-, elle se ramollit à la chaleur de la main. Quand on la distille , elle se gonfle et laisse dégager de l'eau acide , puis elle se fond, bout tranquillement, et se charbonne eu abandonnant de l'huile empyreumatique. Si l'on distille
avec de Feau cette kullc cmpyreuinatique , il reste uue pjrétine molle et visqueuse complètement soluble dans Fcithery Thuile y la tdrébeathine , et eu partie soluble dans Thuile d* olive et dans la potasse caustique. Quand on fait bpuillir pendant long-temps avec de l'eau la pyi^ tine du bouleau , et en renouvelant ce liquide , on obtient une liqueur jaune acide qui laisse déposer de la pyrétine par refroidissement , et en outre un rdsidu pulvérulent noir jaunâtre , soluble dans Tacide acétique y et en partie soluble dans l'alcool : la portion insoluble dans ce réactif a les plus grands rapports avec la substance que Ton nomme géine ou ulmîne.
Les pyrétines sont fixes par elles-mêmes-, mais les pyrélajdes, qui les dissolvent facilement, les rendent plus ou moins volatiles.
Les pjrélaïdcs, produites par une première distillation PyrêUidei. des huiles, sont jaunes*, mais on peut les décolorer complètement par distillation \ elles varient de nature, selon Fespèce de bois dont elles proviennent. La plupart sont liquides y mais il y en a de solides : on nomme celles-ci pyrostéarines .
M. Reichenbach a extrait des huiles empyreumatiques provenant de la distillation de divers végétaux, et principalement du bois de hêtre , deux pyrelaïdes particulières , Tune solide, quil a appelée paraffine , et Fautre liquide, qu'A a nommée eupion. Cette dernière s'extrait en plus grande abondance des huiles animales.
La paraffine est d'un blanc pur, cristalline , tendre , p«raiEo€. mate , mais prenant l'éclat gras par le frottement , sans odeur ni saveur -, sa densité est de 0,870. Elle se fond à 43'' 7, en un liquide incolore, transparent, oléagineux*, elle entre en ébullition à une température un peu plus élevée , et se distille sans altération. Elle brûle sans odem* et avec une flamme blanche, comme la cire. EUle est remarquable par son indifférence chimique *, elle est inattaquable par le plus grand nombre de réactifs, et à peu près insoluble dans l'alcool ordinaire *, elle se dissout bien dans l'éther et l'huile d'olive, mais seulement à
Eupion
a46 BOIS.
chaud -, rhuîle de tërëbenthine , Thuile de goudron , la dissolvent au contraire facilement à froid. Selon M. Jules Gay-Lussac, elle ne renferme pas d'oxigène , et elle a exactement la même composition que le gaz ol(!fîant. L'acide sulfurique concentré la décompose lentement, sans qu'il se produise d'acide sulfovinique. On peut s'en servir avec beaucoup d'avantage pour mastiquer les bouchons.
Ueupion est liquide même à 20**, incolore et limpide comme de l'eau, sans saveur ni odeur-, sa densité est de 0,740 • Elle bout à liSg**, et se distille sans se colorer-, elle brûle facilement au moyen d'une mèche, et c'est , de toutes les huiles connues , celle qui produit le plus de lumière. Elle est absolument insoluble dans l'eau , et très peu soluble dans l'alcool ordinaire j mais elle se dissout bien dans l'alcool absolu , dans l'éthcr, l'huile de térébenthine ou de naphte. Elle dissout à chaud le soufre , le sélénium , le phosphore et la naphtaline -, elle dissout à chaud, et sans s'altérer, le chlore, le brome et l'iode. Les acides, les alcalis, le peroxide de manganèse, etc., sont sans action sur l'eupion , et l'on peut s'en servir pour conserver le potassium.
La liqueur acide que donne le bois par la distillation ligneux. ^ acide pjroUgneux ) , consiste en une dissolution dans l'eau , d'un composé d'acide acétique , d'huile empyreuraatique, et d'une matière extractive. Suivant Stoltz , elle contient environ le seizième de son poids de ces deux dernières substances. Quand on la rapproche beaucoup, elle laisse déposer par refroidissement une pyrétine acide, et l'eau- mère retient toute la matière extractive. En y ajoutant de l'acétate de plomb , il s'en précipite du pyrétate de plomb -, et si , en rapprochant au bain - marie pour chasser la plus grande partie de l'acide acétique , on reprend par l'eau, la liqueur ne contient plus que l'extractif, qu'on peut en séparer à l'état de pureté en précipitant le plomb par l'hydrogène sulfuré, et en évaporant ensuite jusqu'à siccité, à la chaleur de loo*". L'extractif est jaune brunâtre , limpide à chaud, dur et friable à froid, d'une saveur amèrc faible, et d'une odeur qui s'approche de celle de l'extrait
Acirfe pyro •
de viaiide; Teau et Talcool le dissolYent en partie*, les liqueurs sont acides. La matière extractive soumise » à la distillation, donne de Tacide act^Uque, des huiles pyrogénëes j et un rtbidu composé de pyr^Stine végétale et d'extrait soluble.
lu^acide pyroUgneux possède au plus haut degré les Aria« K*i^»t, propriétés antiputrides. On le traite en grand par diiFérens procédés pour en extraire de Y acide acétique pur. Stoitz dit qu'en le distillant on peut en séparer les sept huitièmes de son poids d'acide incolore -, mais cet acide n'est pas pur et jaunit à Fair. Pour détruire les substances huileuses, etc., on peut, i*. le chauffer à 90** avec du peroxide de manganèse , et le faire digérer ensuite avec du charbon de bois calciné , et le distiller -, 2''. le traiter par Facide sulfiuique concentré *, 3°. le chauffer avec un mélange de sel marin, d'acide sulfurique et de peroxide de manganèse \ 4*"* 1^ combiner avec de l'hydrate de chaux en excès , puis le griller à une chaleur ménagée , laver le résidu et le distiUer, etc. -, S"", le combiner avec de la chaux, dessécher et laver-, puis décomposer l'acétate de chaux par le sulfate de soude, griller l'acétate de soude et le décomposer ensuite par l'acétate de plomb , puis décanter ou distiller-, &. le filtrer à travers du charbon de bouleau calciné, à travers un filtre à la Dumont, etc.
Jj esprit pyi\)ligneux a été découvert par P. Taylor. Il &pnt pyrJine se trouve qu'en très petite proportion dans les produits de la distillation du bois-, il a beaucoup d'analogie avec l'alcool , mais sa composition est différente. Pour l'obtenir on distille l'acide pyroligneux à une faible chaleur, en arrêtant l'opération dès que la liqueur qui se condense cesse d'être plus légère que l'eau-, puis l'on concentre cette liqueur en la distillant avec du carbonate de potasse, etc. , absolument de la même manière que pour l'alcool. Cet esprit est très fluide, incolore, d'une odeur éthérée un peu analogue à celle des fourmies , d'une saveur brûlante -, sa pesanteur spécifique est de 0,828. Il bout à 65*" \, U brûle facilement en répandant une flamme bleue qui n'est pas accompagnée de fumée. H est soluble dans l'alcool et
gneux.
Fëther, un peu soluble dans Teau, et insoluble dans Thuile de térébenthine et dans Fhuile d* olive. L*acide sulfurique le noircit et Taltère, mais sans produire d*éther. LVcide nitrique le transforme en un autre licpiide TolatQ \ il trans^ forme le chlore en acide muriatique*, il dissout la poU^se causticjue, le camphre, les résines et les gommes -ré nos. n est composé , selon Macaire et Tennant ^ de
Cai^bone 0,44^*7 — Satoiur.
Hydrogène 0,0940 — i3
Oxigène o,4633 — 4
on de 4 atomes d'eau et 5 atomes d'hydrogène carboné.
§ 5. — Carbonisation.
Contraction. — Le bois diminue de volume par la carbonisation. Cette diminution est différente selon les espèces , et varie selon que la carbonisation a lieu plus ou moins rapidement : elle est moins considérable dans la carbonisation brusque que dans la carbonisation lente. On Févalue , pour les espèces communes, du tiers aux trois cinquièmes. Elle est moins grande pour les branches que pour le corps des arbres, pour les bois tendres que pour les bois durs , pour les vieux bois que pour les jeunes.
SeiosM.Kar- Résultats. — Sclon M. Karsten, les bois communs, amenés au même degré de dessiccation, donnent chacun à peu près la même proportion de charbon. Cette proportion est, popr le bois desséché à l'air, de 0,1 33 par la calcination brusque, et de o,25i, c'est-à-dire à peu près le double, par la distillation lente et graduée.
^*7m*BiUi!"'" ^' M*rc^ ^^1 ^ complètement desséché différens bois , et les a soumis ensuite à une calcination rapide dans un creuset , après les avoir enveloppés de poudre de charbon , pour les préserver de la combustion *, il en a retiré les proportions de charbon ci -dessous :
Noyer à écorce écailleusc 0,2622
Chêne l)lanc, cliâlai^nier 0,2276
Frêne d'Amérique 0,2296
Hêtre des boi^ 0,2674
CJLRBOIIISATION. ^49
Charme o, 1900
Orme d'Amérique o,a485
Pin jaune 0,23^5
Bouleau à feuilles de peuplier.. 0,1900
Chàlaignier d'Amérique 0,2529
Peuplier d'Italie o ,2600
L'analyse iimnédiate faîte par calcination rapide au creu- J^^J^S^. set de platine, de différens bois communs et de quelques autres matières ligueuses y a donné les résultats suivans j auxquels nous joignons pour plusieurs l'indication du produit de la carbonisation en grand.
Fil blanc.
Coton blanc.
Charbon. ...
Cendres
Matières vola* tiles .1 0,895
Ch<ne.
Hêtre.
Aolne.
NotMtjer
o,oo3 0,845
Bonlcan.
Cbarbon. ...
Cendres
Matières volatiles
Bourdcnnc.
fiuia
S^pin* (10)
Pin.
0,020 o,oo4 0,825 o,8i3
Acajon.
o,i48 o.i83 o,oo4 0,002
Ebène.
(i) Toile de fil très blanche et à demi usée , que l'on peut considérer comme du ligneux pur. Le charbon avait l'aspect d'une toile assez consistante et élastique, tissue avec un fil d'un noir grisâtre métalloïde. Lorsqu'on traite la toile par de l'acide muriatique, les trois quarts de la matière des cendres se dissolvent.
(2) Coton cardé très blanc. Le charbon forme une
Fil.
Coton.
si5o
OlêM.
Hècrc.
AhIdc.
Noisetier*
Doulrau.
Méthode d'Aa- Teq(oe«
ëtoupe très <9astique, composée de filamens extrêmement fins, d^wi gris -noir métalloïde. En traitant le coton par l'acide muriatique , il se dissout beaucoup de chaux , et le résidu desséché ne donne plus que les 0,120 de son poids de charbon.
(3) Bois de chêne de Pontgibaud (Puy-de-Dôme ), en rondins de i décimètre de diamètre au plus, très sec 9 récolté dans un terrain sablonneux sur le bord de la Sioule : il donne en grand les o^Sgo de son volume, et les o,ai4 de son poids de charbon, ou 106 kilogrammes par stère.
(4) Bois de liétre de Pontgibaud, en rondins ayant trois mois de coupe, récolté sur les escarpemens de la vallée de la Sioule, dans un terrain très rocailleux : il donne en grand les o,34 de son volume, et les o,2o3 de son poids de charbon , ou 7 1 kilogrammes par stère.
(5) Bois d'aulne de Pontgibaud , très sec, et récolté dans le même terrain que le chêne (3) : il donne en grand les o,38o de son volume, et les 0,196 de son poids de charbon, ou 60 kilogrammes par stère.
(6) Noisetier de Pontgibaud, ayant trois mois de coupe , récolté dans le même sol que le hêtre (4) : il donne en grand les o,33o de son volume, et les o,23i de son poids de charbon , ou 64 kilogrammes par stère.
(7) Bois de bouleau de Pontgibaud, en rondins ayant trois mois de coupe, récolté dans le même sol que le hêtre (4) : il donne en grand les o,3io de son volume, et les 0,170 de son poids de charbon, ou 56 kilogrammes par stère.
La carbonisation des bois (3), (4), (5), (6) et (7) a été opérée avec un très grand soin, sous Tinspection de M. Foumet, directeiu* des mines de Pontgibaud, qui a mesuré et pesé tous les produits avec une exactitude scrupuleuse, n décrit ainsi la méthode qu'il a suivie , et telle qu'elle est pratiquée dans la contrée. Les bûches ont o"*,65 de longueur-, on les range en tas circulaires de I mètre de haut et de 8 mètres de circonférence, et qui se composent de deux assises de rondins empilés debout
CARBON ISÀTION . ^5 1
et disposés en dôme» Au centre se trouve une cheminée verticale remplie de menu charbon, et qui est destinée à propager le feu, en commençant par le sommet-, toute la surface est recouverte de mousse et de frasil tamisé, pour empêcher la trop grande affluence de Tair. Le feu dure environ trente -six heures, et deux heures après la fia on défoume. Les fumées qui se dégagent au corn* mencement de Topération sont plutôt aqueuses que bitumineuses-, mais au bout de douze heures Fodeur bitumineuse est très caractérisée, et les tas se recouvrent çà et là de taches blanches. Au bout de vingt- six heures, la chaleur est à son maximum, le frasil est aggloméré par du bitume torréfié, et l'odeur de la fumée est pénétrante et empyreumatique.
Les charbonniers regardent la production des efllorescences blanches comme un indice du succès de la carbonisation. Il est probable que ces efUorescences se composent principalement de paraffine \ mais en outre j'ai observé que quand les matières dont on se sert pour recouvrir les fauldc5 sont calcaires , elles contiennent , après l'opération , beaucoup d!acétate de cliaux. Cette observation porte à penser que l'on pomTait condenser l'acide acétique qui se produit dans la carbonisation du bois, et le recueillir à peu de frais , en saupoudrant les Saiuldes d'une couche mince de chaux , et enlevant cette couche à une certaine époque de l'opération.
(8). Boisi de bourdenne des empirons d* Essonne j dont Bountmoe. on Eût du charbon pour le service de la poudrière : û est en branches d'un centimètre de diamètre environ, entièrement dégarni d'écorce et parfaitement desséché-, il ne contient qu'une très petite quantité de cendres qui sont extrêmement manganésifères.
(9) Fragment d'un étui de buis. buî».
(10) Bois de sapin de Pontgibaud , en branches de s.?;». I décimètre de diamètre au plus, provenant d'arbres de
10 à 12 mètres de hauteur, récolté à la Chartreuse, dans un sol de mica-schiste et de gneiss, et très rocailleux : il a été analysé deux mois après avoir, été coupé.
1àS% BOIS.
M. Foumet en ayant soumis une certaine quantité à la carbonisation 9 immédiatement après Tabattage, en a obtenu les 0,363 de son volume, et les o,i46 de son poids de charbon, ou &k kilogranunes par stère.
Le même bois, carbonisé après trois mois de coupe, a donné les o,45 de son volume de charbon, et les p^igS de son poids. Il résulte de cette expérience, que la présence de Feau ne fait pas perdre sensiblement de charbon, et que le charbon provenant du bois non desséché est plus dense que celui qui résulte de la carbonisation du bois sec.
(il) Bois de pin de Niederhrunn (Bas -Rhin), en branchages et très sec : il croît dans le sol sableux des montagnes des Vosges. Il donne en grand, dans les usines de M. Dietrich, les 0,39 de son volume, et les 0,29 de son poids de charbon, ou 79 kilogrammes par stère. Ce produit est extrêmement considérable et dépasse la proportion qui a été indiquée jusqu'à ce jour. Mais comme il a été obtenu par M. Robin, directeur de Fusine de Niederhrunn , qui a mesuré et pesé le bois et le charbon avec le plus grand soin dans une expérience qu'il a dirigée lui-même, on ne saurait douter de l'exactitude du résultat. On doit donc croire que le grand avantage qu'il présente dépend de la bonté de la méthode de carbonisation. Voici quelle est cette méthode. ««i»»jic du Le bois est façonné avec beaucoup de soin. On le coupe à la scie en billons de la centimètres de Ion* gueur , et on le refend lorsqu'il dépasse la grosseur de la jambe. On prend aussi la précaution d'en retrancher tous les nœuds , pour n'avoir pas de bûches contournées , et afin de pouvoir serrer le bois le plus possible dans la construction des fauldes.
On choisit des places charbonnières qui soient à l'abri du vent, et on les nivelle parfaitement, en ayant soin d'enlever jusqu'aux moindres pierres.
Le bois est dressé verticalement sur trois étages* On le serre autant que possible, et l'on remplit le vide qui reste enti-e les bûches avec du bois que Ton coupe en
