I. Ua carat équivaut iOi'.îOjr
cl une petite quantité de chlorate de potasse jusqu'à ce que le gaz oxyde de chlore ait cessé de se dégager, et qu'on lave ensuite la masse avec de l'eau, on obtient un produit qui a subi un changement moléculaire curieui. Chauffé au rouge, il augmente considérablement de volume et se réduit en une poudre d'une ténuité extrême (Brodie).
En soumettant plusieurs fois le graphite à l'action oxydante de l'acide sulfuriquc et du chlorate de potasse, M. Brodie a fini par le transformer en une matière jaune, cristalline, acide, qu'il a désignée sous le nom d'acide graphitique. Il admet que le graphite y existe comme tel, avec un poids atomique particulier (33) différent de l'équivalent du carbone (6).
Anthracite, houille, coke. — On trouve dans la nature une variété particulière de charbon dense, compacte, d'un noir brillant, peu combustible et qu'on désigne sous le nom d'anlhracitt. Cette substance renferme environ 90 à 02 "/„ de carbone.
La houille est un combustible minéral formé, comme l'anthracite, par suite de la décomposition de matières ligneuses, dans des circonstances qui ne sont pas encore bien connues. Mais elle est de formation plus récente, moins compacte, moins riche en carbone et plus combustible que l'anthracite. Lorsqu'on la calcine en vase clos, elle laisse dégager, d'une part, des gaz combustibles doués d'un grand pouvoir éclairant, et, de l'autre, des produit: liquides qui se partagent en deux couches. L'une est aqueuse et ammoniacale, l'autre est formée par du goudron. Le résidu de la calcinalion de la houille porte le nom de coke. Les parois intérieures des cylindres de fonte où l'on distille la houille se rêvelent d'une couche compacte d'un charbon gris, dense, dur, sonore, bon conducteur de la chaleur et de l'électricité. C'est le charbon des cornues à gaz. Il provient de la décomposition ignée de carbures d'hydrogène riches en carbone, carbures que la houille laisse dégager pendant la calcinalion.
Lorsqu'on dirige la vapeur d'un semblable carbure d'hydrogène, de l'essence de térébenthine, par exemple, à travers un tube dt porcelaine fortement rougi au feu, il s'y dépose du carbone sous forme d'un enduit gris, doué de l'éclat, métallique du côté où il revêtait la surface de la porcelaine.
Charbon de bol*. — Le bois carbonisé en vase clos laisse un résidu qui est le charbon ordinaire. On le prépare en grand par deui procédés, la carbonisation en meules, qui s'exécute dans les forêts. et la distillation en vase clos. Tout le monde en connaît l'aspect el
les principales propriétés. À la différence des charbons denses cristallins dont le diamant et le graphite sont les types et dont se rapprochent l'anthracite et le charbon des cornues a gaz, le charbon de bois, complètement amorphe, est mauvais conducteur de la chaleur et de l'électricité. 11 est cassant et sonore. Sa densité n'est que de 1,57 environ. Il est d'autant plus combustible qu'il est plus léger. Sa combustion laisse 1 à 2 °ja de cendres principalement formées par des sels minéraux, parmi lesquels les plus abondants sont le carbonate de chaux et le carbonate de potasse.
Hoir de fumée. — Lorsqu'on écrase une flamme très-éclairante, celle d'une bougie, par exemple, avec une soucoupe de porcelaine, celle-ci se couvre de taches noires. C'est du charbon trèsdivisé qui s'y dépose. Il provient de la combustion incomplète qu'éprouvent les corps organiques qui brûlent. Lorsque ces corps sont très-riches en carbone, ils répandent eu brûlant une fumée épaisse qui est formée par du carbone ayant échappé à la combustion. Les corps gras, les résines, les huiles essentielles sont dans ce cas. La fumée provenant de leur combustion dépose sur les surfaces avec lesquelles elle est contact une poussière noire trèstenue, qui est le noir de fumée. Lorsqu'on la dirige dans une chambre cylindrique dont les parois sont recouvertes de toile grossière ou de peaux de mouton, cette fumée y laisse un dépôt que l'on enlève de temps en temps. Tel est le procédé qui sert à la préparation du noir de fumée.
Le noir de fumée n'est point du carbone pur. 11 renferme des parties goudronneuses et même des matières salines entraînées. Maïs il suffit, pour le débarrasser de ces impuretés, de le calciner en vase clos et de le soumettre ensuite à des lavages à l'acide chlorhydrique étendu et finalement à l'eau pure.
La suie qui s'attache à nos cheminées a une origine et une composition analogues à celles du noir de fumée.
Charbon animal. — La calcinalion en vase clos des matières animales, telles que le sang, les débris de peau, la corne, les os, laisse pour résidu un charbon qu'on désigne sous le nom de noir animal, et dont on fait un grand usage comme décolorant. Le charbon d'os ou le noir d'ivoire est le plus employé. Les os renferment, indépendamment du phosphate et du carbonate de chaux, qui en forment la charpente minérale, divers éléments organiques qui s'y distribuent. Après leur calcination en vase clos, le résidu de sels m inéraux reste imprégné de charbon provenant de la destruction des matières organiques. Ce n'est donc point du charbon qu'on
obtient ainsi, mais un mélange de matières minérales et de charbon, matière très-poreuse et dans laquelle le charbon se trouve dans un certain état de division. Cette condition explique les propriétés particulières du charbon animal. Le noir d'os est sous forme de grains ou en poudre. Il est souvent nécessaire d'en extraire les parties minérales. On y arrive facilement en l'épuisant par l'acide chlorhydrique étendu d'eau; qui dissout le carbonate et le phosphate de chaux, et en le soumettant ensuite à des lavages a l'eau. Le charbon ainsi purifié porte le nom de charbon animai lavé.
Faculté d'absorption do charbon. — Les charbons amorphes possèdent la propriété d'absorber des gaz, des liquides et des solides. C'est à cette faculté d'absorption que se rattachent les propriétés décolorantes et désinfectantes du charbon, propriétés dont on tire un si grand parti.
Le charbon de bois absorbe les gaz, et les absorbe inégalement; en général, les plus solubles sont aussi ceux qui sont condensés en plus grande quantité. Que l'on plonge un charbon incandescent dans la cuve à mercure pour le refroidira l'abri du contact de l'air, qu'on l'introduise ensuite dans une éprouvette remplie de gaz chlorhydrique ou de gaz ammoniac, on verra aussitôt ces gaz disparaître et le mercure remonter rapidement dans l'éprouvelte. Le tableau suivant indique, d'après Th. de Saussure, les quantités de gaz qui sont absorbées par un même volume de charbon :
t volume de charbon absorbe 90 vol. de gaz ammoniac.
— 8a vol. de gaz chlorhydrique.
— 65 vol. de gaz sulfureux.
— 55 vol. de gaz sulfhydrique.
— 40 vol. de proloiyde d'azote.
— 33 vol. d'acide carbonique.
— 9,42 vol. d'oxyde de carbone.
— 9,23 vol. d'oxygène.
— 7,50 vol. d'azote.
— 1,75 vol. d'hydrogène.
Ajoutons que d'après MM. Favre et Silbermann, le coefficient d'absorption de l'acide sulfureux par le charbon est plus considérable que celui du gaz chlorhydrique, puisque i volume de charbon absorberait, d'après ces observateurs, 83,2 du premier, et seulement 69,2 du second de ces gaz.
Le charbon de bois qu'on abandonne à l'air augmente de poids: il absorbe et condense l'humidité atmosphérique.
Au contact du noir animal, l'eau faiblement chargée d'hydrogène sulfuré perd son odeur, car le charbon lui enlève le gai
qu'elle tenait en dissolution; il jouit donc de propriétés désinfectantes. On sait qu'il enlève la mauvaise odeur que dégagent l'eau de mare croupie, les viandes un peu avancées, et en général les matières organiques en état de putréfaction. Aussi entre-t-il dans la composition de divers mélanges désinfectants. Son emploi pour la flltration de l'eau a un double but. Le charbon enlève à l'eau non-seulement toute odeur désagréable, mais encore certaines matières minérales ou organiques fixes. On sait, en effet, qu'il possède la propriété d'absorber une foule de sels, le plus souvent sans les altérer. Il peut enlever à l'eau de petites quantités d'acétate de plomb, de sulfate de cuivre, de sublimé corrosif, etc. Un grand nombre de matières organiques sont absorbées de même par le charbon.
Propriété» décolorantes do charbon. — La faculté que possède ce corps d'absorber les matières colorantes d'origine organique n'est qu'un cas particulier des propriétés que nous venons d'indiquer. C'est le charbon animal qui en est doué au plus haut degré. Qu'on agite de la teinture de tournesol, ou du vin rouge, avec une quantité suffisante de noir animal, et qu'on jette le tout sur un filtre, les liqueurs passeront incolores. On connaît le parti que tire l'industrie de cette précieuse propriété, principalement pour le raffinage du sucre. Les pharmaciens la mettent à profit pour décolorer les sirops et pour purifier certains principes immédiats auxquels adhère de la matière colorante. Dans des opérations de ce genre, il convient de se rappeler que l'emploi d'un excès du décolorant peut donner lieu à une perte de la substance que l'on veut purifier.
Propriétés chimique » du charbon. — Le charbon se distingue par sa puissante affinité -pour l'oxygène, affinité qui ne s'exerce pourtant qu'à des températures assez élevées. 11 ne se combine avec l'oxygène libre qu'à une température rouge, et cette combinaison est accompagnée d'un dégagement de chaleur suffisant pour entretenir la combustion. Tant qu'il se combine avec l'oxygène, le charbon reste incandescent. Dans l'oxygène pur, il brûle avec un vif éclat. Le produit de sa combustion est l'acide carbonique.
Le charbon réduit, à l'aide de la chaleur, un très-grand nombre de composés oxygénés, acides, oxydes, sels, en s'emparant de la totalité ou d'une portion de leur oxygène. Lorsque le corps oxygéné retient faiblement l'oxygène, la réduction s'opère à de basses températures, et il se forme de l'acide carbonique; dans le cas contraire, cette réduction exige l'intervention d'une température trèsélevée et donne lieu à la formation de l'oxyde de carbone.
Lorsqu'on fait passer de L'eau à travers un tube de porcelaine incandescent et rempli de charbon (/îj. 71), elle est décomposée,
Kg. 71.
et il se forme de l'hydrogène, de l'oxyde de carbone, de l'acide carbonique et une petite quantité de gaz des marais (hydrogène protocarboné). Les trois premiers gaz sont mélangés dans le rapport de 4 volumes d'hydrogène, 2 volumes d'oxyde de carbone et 1 volume d'acide carbonique. Lorsqu'on plonge des charbons incandescents sous une cloche remplie d'eau, on recueille une petite quantité de gaz combustibles.
Le charbon se combine directement avec le soufre, à une haute température, pour former du sulfure de carbone.
Elles sont au nombre de deux : l'oxyde de carbone et l'acide carbonique. L'acide carbonique est le produit direct de la combustion du charbon dans l'oxygène. Lorsqu'il est en contact avec un excès de charbon incandescent, il est réduit en oxyde de carbone. On voit souvent apparaître des flammes bleues au-dessus des foyers de charbons incandescents. C'est de l'oxyde de carbone qui brûle. Ce gaz se forme dans l'intérieur du foyer et constitue un produit secondaire de la combustion du charbon dans l'air.
CO ou CIO* Préparation. — 1. On calcine dans une cornue de grès un mélange intime d'oxyde de zinc et de charbon, et on recueille le gaz
-0 0'é sur la cuve à eau. L'oxyde de zinc, d'une réduclion difficile, ne cède son oxygène au charbon qu'à une haute température, 2ZnO + 2C = C*OS + 2Zq.
'Oiyde Cbirbon. Oijds 7 me.
de (iDB. ds carbone.
2. On chauffe dans un ballon A (fig. "32) de l'acide oxalique (l'a-
cide du sel d'oseille) avec un excès d'acide sulfurique. L'acide oxalique perdant les éléments de l'eau, se résout en acide carbonique et en oxyde de carbone. On fait passer le mélange gazeux à travers un flacon laveur B renfermant une solution de potasse caustique. Celle-ci retient l'acide carbonique pour former du carbonate de potasse. L'oxyde de carbone qui se dégage seul est recueilli sur la cuve à eau. Le dédoublement de l'acide oxalique par l'acide sulfurique est déterminé par la puissante affinité de ce dernier acide pour l'eau. II est représenté par l'équation suivante : OHW = PO* + C20* + IPO!.
Acide Oiyde Acide E«n.
oiUiqas. de cersuoe. cirbonique.
Propriétés de l'oxyde de carbone. — L'oxyde de carbone est un gaz incolore et inodore. Jusqu'ici on n'est pas encore parvenu à le liquéfier. Sa densité est = 0,967. L'oxyde de carbone est parfaitement neutre; il ne trouble point l'eau rie chaux. 11 est combustible
et brûle à l'air avec une flamme bleue caractéristique en se transformant en acide carbonique. Le produit de la combustion trouble l'eau de chaux.
Si l'on fait passer, dans l'eudiomètre , une étincelle électrique à travers un mélange d'un volume d'oxyde de carbone et d'un demi-volume d'oxygène, les deux gaz se combinent intégralement en formant 1 volume d'acide carbonique. On voit que cette combinaison donne lieu à une contraction qui est égale au tiers da volume du mélange. Mais 1 volume d'acide carbonique, on le verra plus tard, renferme 1 volume d'oxygène. De ce fait et de l'expérience précédente on déduira la conclusion que 1 volume d'oxyde de carbone renferme £ volume d'oxygène. Si donc on retranche
de la densité de l'oxyde de carbone 0,9674
la demi-densité de 1 oxygène 0,532s
on trouve le nombre 0,414(i
qui représente le poids du carbone contenu dans i volume d'oxyde de carbone.
On a été conduit à admettre que le nombre 0,4146 représente le poids de t volume vapeur de carbone, et que l'oxyde de carbone renferme en conséquence j volume de vapeur de carbone et j volume d'oxygène. On peut donc exprimer sa composition par la formule Ci 01 qui représente I volume, ou CO qui représente 2 volumes. La dernière est généralement adoptée. Il conviendrait de la doubler pour la rapporter à 4 volumes.
L'oxyde de carbone est facilement absorbé par une dissolution ammoniacale de prolochlorure de cuivre (Doyère et F. Le Blanc). On tire parti de celle propriété dans l'analyse eudiométrique pour séparer l'oxyde de carbone de certains autres gaz.
Lorsqu'on le chauffe pendant longtemps à 100°, dans des tubes scellés, avec de la potasse caustique, il se fixe sur cet alcali et donne du formiate de potasse (Berthelot).
CO* + KHO* = PHKO*
Oijde Hydrata Fonniile
de cirboDC. de pollue. de polmie.
L'oxyde de carbone réduit un grand nombre d'oxydes et de sels métalliques. Lorsqu'on dirige un courant de ce gaz sur du sesquioxyde de fer incandescent, il se forme de l'acide carbonique et du fer métallique renfermant du carbone. Cette réaction s'accomplit sur une grande échelle dans les hauts-fourneaux.
Action do chlore sur l'oxyde de carbone. — Sous l'influence de la
lumière, l'oxyde de carbone se combine directement avec le chlore pour former un gaz qui a reçu le nom d'acide chloroxycarbonique ou de gaz phosgène. 1 volume d'oxyde de carbone absorbe 1 volume de chlore et forme 1 volume de gaz phosgène. Le gaz phosgène est incolore, d'une odeur suffocante. Il provoque le larmoiement. Sa densité est = 3,399 et représente la somme des densités de l'oxyde de carbone et du chlore. Il est instantanément décomposé par l'eau avec formation d'acide carbonique et d'acide chlorhydrique.
