COC1 + HO = HC1 + CO

Gu phosgène. Eu. Acide Acida

chlorfajdriqnfl. carbonique.

Chauffé avec de l'antimoine métallique, il donne du chlorure d'antimoine et laisse la moitié de son volume d'oxyde de carbone. Les oxydes, secs le décomposent en formant un chlorure et de l'acide carbonique. La composition, le mode de formation et certaines propriétés du gaz phosgène autorisent à rapprocher ce gaz de l'acide carbonique lui-même. On peut l'envisager comme de l'acide carbonique, dont 1 équivalent d'oxygène (1 volume) a été remplacé par 1 équivalent de chlore (2 volumes).

CO.O acide oiycarbonique {carbonique).

CO.C1 acide chïoroxycarnonique.

Action de l'oxyde de carbone aur l'économie animale. — Le gaz oxyde carbone est non-seulement impropre à la respiration, mais il est délétère. Non-seulement il peut suffoquer, il empoisonne. C'est ce qui résulte des expériences qui ont été entreprises par plusieurs observateurs. M. Tourdes a vu des lapins périr en vingttrois minutes lorsqu'il les plongeait dans de l'air renfermant un quinzième de son volume d'oxyde de carbone. Lorsque le mélange était fait dans la proportion d'un trentième, la mort arrivait au bout de trente-sept minutes. A la dose d'un huitième les lapins périssaient en sept minutes. D'après M. F. Le Blanc, les oiseaux sont encore plus impressionnables à l'action délétère du gaz oxyde de carbone. Un moineau périt instantanément dans l'air renfermant 4 à 5 7» de ce gaz, et îl suffit d'un centième pour déterminer la mort au bout de deux minutes. Si au moment de la mort apparente on se hâte de soustraire l'animal à l'action du gaz délétère, il peut revenir peu à peu à la vie; mais ce n'est souvent qu'au bout de quelques heures que les phénomènes de paralysie se dissipent.

Nous verrons plus tard que les effets funestes des gaz provenant

de la combustion du charbon doivent être attribués, en

l'oxyde de carbone qu'il renferme en petite proportion,

COî ou &0*.

Ce corps est un des éléments de l'air atmosphérique. Il se produit dans un grand nombre de réactions qui se passent à la surface du globe, comme la combustion du charbon et des matières organiques, les phénomènes de la fermentation, de la putréfaction, de la respiration. Il se dégage du sein de la terre dans les contrées volcaniques. Souvent ces sources d'acide carbonique sont Tort abondantes et se répandent en nappe à la surface du sol. Préparation. — On introduit des fragments de marbre blanc dans , un flacon de Woulf à deui

tubulures, muni d'un tube de sûreté et d'un tube de dégagement {fig. 73). On remplit le flacon à moitié d'eau, puis on verse peu à peu de l'acide chlorhydrique par le tube de sûreté. 11 se fait aussitôt une effervescence due au dégagement de l'acide car- „ bonique. On recueille ce gaz ordinairement sur la cuve à eau. Si ou veut l'avoir sec, on le fait passer à travers un tube renfermant du chlorure de calcium, et on le recueille daus des éprouvettes remplies de mercure.

La réaction qui lui donne naissance est bien simple : l'acide chlorhydrique décompose le carbonate de chaux (marbre blanc), en dégageant l'acide carbonique et en formant de l'eau et du chlorure de calcium selon l'équation suivante ■

CCH.CaO 4- HC1 = HO + CaCl + CO*.

Carbonate Acido E«u. Chlorure Acide

Composition du gaz acide tarboniqua. — Si l'on fait brûler du charbon dans un volume déterminé d'oxygène, celui-ci se transforme en acide carbonique sans changer sensiblement de volume.

Un volume d'acide carbonique renferme donc un volume d'oxy-

Fiff. 73.

gène. Cette donnée permet de déduire la composition de l'acide carbonique de sa densité même et de celle de l'oxygène. En effet, si du poids d'un volume d'acide carbonique, c'est-à-dire de la densité de ce gaz, nous retranchons le poids d'un volume d'oxygène, c'est-à-dire sa densité, nous aurons le poids du carbone que renferme un volume d'acide carbonique.

Poids du carbone contenu dans 1 vol. d'acide carbonique 0,4234 On en déduit la composition centésimale de l'acide carbonique à l'aide de la proportion suivante :

v,vm ~ x ' x ~ ' D'après cela, 100 parties d'acide carbonique renferment :

Les nombres s'accordent sensiblement avec ceux que MM. Dumas et Stas ont obtenus en faisant la synthèse directe de l'acide carbonique par la combustion du diamant. Le diamant, placé dans une nacelle de platine, était chauffé au rouge dans un tube de porcelaine, au milieu d'un courant d'oxygène; l'acide carbonique formé était condensé avec soin dans des appareils renfermant de la potasse caustique. L'expérience terminée, l'augmentation de poids des appareils condensateurs indiquait le poids de l'acide carbonique formé, et la différence de poids de la nacelle de platine, après et avant l'expérience, donnait le poids du diamant brûlé. Il suffisait de soustraire ce dernier poids de celui de l'acide carbonique recueilli pour avoir le poids de l'oxygène combiné avec le charbon.

Ces expériences ont conduit MM. Dumas et Stas à admettre, pour la composition de l'acide carbonique, les nombres suivants ;

Carbone 27,27

Oiygène 72,73

100,00 En équivalents, cette composition est représentée par la formule CO1, qui se déduit des considérations suivantes : on sait que 1 volume d'acide carbonique renferme I volume d'oxygène; mais l'expérience ne peut apprendre quel est le volume qu'occupe le

carbone au moment où il devient gaz pour se combiner avec 1 volume d'ox;gène, car on ne connaît point la densité réelle de la vapeur du carbone. A cet égard, on en est réduit aux hypothèses, et on peut choisir entre les deux suivantes : ou 2 volumes d'oxygène sont unis à 2 volumes de vapeur de carbone, pour former 2 volumes d'acide carbonique, ou 2 volumes d'oxygène sont unis à 1 volume de vapeur de carbone pour former 2 volumes d'acide carbonique.

La seconde hypothèse est la plus probable d'après tout ce qu'on sait sur les condensations des gaz au moment de leur combinaison. Gay-Lussac a fait voir, en effet, que lorsque deux gaz se combinent à volumes égaux, il n'y a pas, en général, de contraction, tandis qu'on observe une contraction d'un tiers lorsque la combinaison s'accomplit dans le rapport de 2 volumes à i volume. Ce dernier cas se présente si l'on admet que dans 4 volume d'acide carbonique 1 volume d'oxygène est uni à un j volume de vapeur de carbone.

On peut exprimer la composition de l'acide carbonique par la formule CIO, qui répond à 1 volume, et dans laquelle 0 représente un équivalent d'oxygène (répondant à 1 volume) et Ci un demiéquivalent de carbone. On double cette formule pour éviter l'équivalent fractionnaire. Elle répond alors à 2 volumes. L'acide carbonique renferme donc 1 équivalent de carbone et 2 équivalents d'oxygène, composition qui est exprimée par la formule CO1, dans laquelle

C = tt o* = te

CO* = 2a

Propriété! de l'acide carbonique. — L'acide carbonique est ungaz incolore doué d'une odeur faible, légèrement piquante. Sa densité est = 1,529. Un litre de ce gaz pèse t«r,966 à 0° et à 760"-.

Il n'est point permanent. M. Faraday l'a liquéfié en le refroidissant à 0" et en le comprimant a 36 atmosphères. A — 10" il suffit d'une pression de 27 atmosphères, à — 30°, d'une pression de 18 atmosphères pour le liquéfier. Au contraire, à des températures supérieures à 0°, les pressions nécessaires pour le liquider augmentent rapidement. A -(- 30° il ne se liquéfie que sous l'énorme pression de 73 J atmosphères. Thilorier est parvenu le premier à solidifier l'acide carbonique en faisant arriver un jet d'acide liquéfié dans un récipient métallique à minces parois. Brusquement soustrait à l'énorme pression sous laquelle il s'est liquéfié, l'acide redevient

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gazeux au moment où il arrive dans le récipient, et ce changement d'état détermine un tel abaissement de température que le reste de l'acide se solidifie. Il se présente alors sous la forme d'une matière blanche possédant l'apparence de la neige. Il est mauvais conducteur de la chaleur; aussi lorsqu'on l'expose à l'air, à la pression ordinaire, il se maintient solide pendant quelques minutes. En se vaporisant il produit un grand froid. Additionné d'éther, il donne un mélange avec lequel on peut facilement solidifier de grandes quantités de mercure. Ce mélange est moins poreux et meilleur conducteur que l'acide seul. Il produit un abaissement de température qu'on évalue à — 90°, et lorsqu'on le place sous le récipient de la machine pneumatique on produit un abaissement de température de — 110°.

Récemment MM. Drion et Loir sont parvenus à solidifier l'acide carbonique en le faisant arriver à l'état de gaz et sous une pression de plusieurs atmosphères dans un tube qui plongeait dans un bain d'ammoniaque liquéfiée, qu'on faisait vaporiser rapidement à l'aide d'une machine pneumatique. L'abaissement de température produit par l'ébullîtion de l'ammoniaque liquide refroidit le tube à — 87°, et à cette basse température l'acide carbonique comprimé qui y arrive se solidifie. Il se présente dans ce cas sous la forme d'une masse transparente analogue à la glace. Un fragment de cette substance que l'on serre entre le pouce et l'index produit la sensation d'une vive brûlure. L'acide carbonique solide fond à— 65°.

L'acide carbonique liquide est incolore, mobile, d'une densité de 0,72 & + 27e, et de 0,98 à — 8". Cette différence considérable entre les densités est due à la dilatation énorme qu'éprouve l'acide carbonique liquide entre ces limites de température. £n passant de 0* à 30*, iO volumes d'acide carbonique liquide se dilatent de manière à occuper 14 volumes. On voit que le coefficient de dilatation de l'acide carbonique liquide est supérieur à celui des gaz.

De 9° à 10° il est de 0,00633

De 10° à 20» — 0,00971

De 20° 4 30" — 0,02067

Celui du gaz carbonique est de 0,00367 environ.

L'acide carbonique est indécomposable par la chaleur. Lorsqu'il est traversé par une série d'étincelles électriques, il est décomposé partiellement en oxjde de carbone et en oxygène; mais comme ces deux gaz peuvent se combiner de nouveau sons l'influence des

étincelles, on conçoit que la décomposition de l'acide carbonique

ne puisse être que très-incomplète.

Lorsqu'on fait passer de l'acide carbonique dans un tube de porcelaine rempli de charbons et chauffé au rouge, il est réduit et transformé en oxyde de carbone. Le volume de l'oxyde de carbone produit est le double de celui de l'acide carbonique employé. Deux volumes d'oxyde de carbone renferment donc autant d'oxygène qu'un seul volume d'acide carbonique.

La réaction du charbon sur l'acide carbonique est exprimée par l'équation suivante ;

CO* + C = CKP.

a toI. d'acide Charbon. + vol. d'oijde

L'hydrogène exerce, au rouge, une, action réductrice analogue à celle du charbon : il transforme l'acide carbonique en oxyde de carbone et en eau. Le potassium et le sodium le réduisent complètement en mettant le charbon en liberté et en formant des carbonates.

L'acide carbonique éteint les corps en combustion. Il est luimême incombustible. On le reconnaît à ce double caractère et à la propriété qu'il possède de troubler l'eau de chaux. Il forme avec cette base un carbonate de chaux insoluble.

L'eau dissout son propre volume d'acide carbonique à 15" et à la pression ordinaire. Si la pression augmente, la solubilité augmente dans la môme proportion, de telle sorte que les quantités de gaz dissoutes sont proportionnelles à la pression. Ainsi, sous la pression de 10 atmosphères, 1 litre d'eau dissoudra 10 litres d'acide carbonique pris à la pression ordinaire. Mais 10 litres d'acide carbonique soumis à la pression de 10 atmosphères se réduisent à 1 litre; 1 litre d'eau qui dissout 1 litre d'acide carbonique à la pression ordinaire, dissout donc aussi 1 litre d'acide carbonique comprimé par une pression de 10 atmosphères. On voit donc que l'eau dissout toujours son propre volume d'acide carbonique, quelle que soit la pression a laquelle cet acide ait été soumis.

Les eaux acidulés gazeuses naturelles ou artificielles sont des solutions d'acide carbonique, saturées à des pressions supérieures à celle de l'atmosphère. Aussi laissent-elles dégager de l'acide carbonique lorsque la pression vient à diminuer. Tout le monde sait qu'une bouteille d'eau de Selz mousse lorsqu'on la débouche. La mousse du vin de Champagne et de la bière est due à la morne

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L'eau saturée d'acide carbonique possède une saveur aigrelette.

Elle fait virer au rouge pelure d'oignon la teinture de tournesol.

Mais cette teinte est fugace, car l'acide carbonique dissous ne

tarde pas à se dissiper dans l'air.

L'eau chargée d'acide carbonique manifeste, pour certaines substances, des propriétés dissolvantes plus énergiques que ne fait l'eau pure. Elle dissout le carbonate de chaux en formant du bicarbonate soluble. Elle est même capable de dissoudre le phosphate de chaux en le transformant en phosphate acide.

L'acide carbonique est plus soluble dans l'alcool que dans l'eau. La solubilité dans les deux liquides diminue avec l'élévation de la température. Voici, d'après M. Bunsen, les coefficients d'absorption ou de solubilité de l'acide carbonique dans l'eau et dans l'alcool à la pression ordinaire :

SOLUBILITÉ DE L' ACIDE CABBONiQUK

3,fiS»8

3,fi!î73

Préparation de l'acide carbonique liquide. — On prépare l'acide carbonique liquide en faisant dégager de grandes quantités de gaz carbonique dans des vases clos et très-résistants : le gaz accumulé se résout en liquide sous l'effort de sa propre pression. L'appareil employé se compose de deux vases cylindriques A et B (fig. 74) en plomb recouvert de cuivre rouge et renforcés à l'extérieur par des cercles et des barres de fer forgés d, e. L'un de ces vases B est le générateur où l'acide carbonique est dégagé et liquéfié, l'autre A est le récipient où il distille.

On introduit dans le générateur 1,800 grammes de bicarbonate de soude qu'on délaye dans 3 litres d'eau tiède; puis on y place un vase cylindrique en cuivre D renfermant i kilogramme d'acide sulfurique concentré. On ferme ensuite l'appareil hermétiquement a l'aide d'un bouchon en fer et à vis/1. Les choses étant ainsi disposées, on imprime au cylindre un mouvement de balancement autour de l'axe horizontal hh, mouvement qui fait déverser l'acide par petites portions. Le carbonate de soude est décomposé, et l'acide

carbonique se dégage, s'accumule dans le vase et s'y liquéfie. La

réaction qui lui donne naissance dégageant de la chaleur, il en ré-

Fig. 74.

suite que la température s'élève dans le cylindre générateur vers 30 ou 40". A cette température, la tension de l'acide liquéfié est énorme; elle atteint 70 à 80 atmosphères. Cette circonstance permet de le distiller. En effet, la température du récipient étant de 15° environ, et l'acide liquéfié ne possédant, à cette température, qu'une tension de 50 atmosphères environ, si l'on met en communication le générateur avec le récipient par le moyeu du tube (, l'acide passera rapidement à la distillation en vertu d'une différence de pression de 25 atmosphères environ.

On répète plusieurs fois l'opération qui vient d'être décrite, de manière à accumuler dans le récipient i à 2 kilogrammes d'acide carbonique liquide. Un tube plonge au Tond de celui-ci. En ouvrant un robinet qui garnit l'extrémité supérieure de ce tube, on met l'intérieur du réservoir, où la tension est énorme, en communication avec l'atmosphère, et on voit instantanément un jet d'acide carbonique liquide jaillir avec force. En s'échappant

dans l'air, il y reprend instantanément la forme de gaz, et ce changeaient d'état produit une absorption de chaleur telle, qu'une portion de l'acide liquide se solidifie et apparaît dans l'air sous forme d'un nuage. Pour recueillir une quantité considérable d'acide solide on fait arriver le jet du liquide tangentiellement dans une boite métallique A.V {fig. 75) à parois très-minces; les flocons d'acide solidifié se roulent alors sur euxmêmes et prennent, en s 'agglomérant, l'apparence d'une masse de neige.