SULFURE DE CARBONE

A la température rouge , le sulfure de carbone réduit presque tons les oxydes et les transforme en sulfures en formant avec leur oxygène de l'oxyde de carbone ou de l'acide carbonique.

Lorsqu'on le soumet & l'action de l'hydrogène naissant, il perd la moitié de son soufre et se convertit en un corps hydrogéné dont la composition est probablement représentée par la formule COTS*. (Aimé Girard.)

Le sulfure de carbone se rencontre en petite quantité dans le gaz de l'éclairage provenant de la décomposition de la bouille.

Conformément aux traditions de l'enseignement élémentaire, nom avons admis, pour l'acide carbonique et pour le sulfure de carbone, les formules

Hais les mêmes raisons qui conduisent à doubler la formule de l'acide sulfurique et à considérer ce corps comme un acide bibasique SxH*08, militent aussi en faveur d'une formule double pour l'acide carbonique, qu'il convient d'envisager1 comme un acide bibasique. La composition des carbonates neutres est exprimée, en équivalents, par la formule

CMPO* = 2RO,C*0*, et l'acide carbonique hydraté, s'il existait, aurait pour formule C»H*0« = zHO.CW.

11 convient donc d'exprimer la composition moléculaire de l'oxyde de carbone et de l'acide carbonique par les formules suivantes, qui expriment 4 volumes de vapeur :

C*0* ■-- 4 volumes d'oxyde de carbone.

C*04 — 4 volumes d'acide carbonique.

L'oxyde de carbone joue le rôle de radical; car il se combine directement avec le chlore et avec l'oxygène. On peut le nommer carbonyle, et on peut envisager l'acide carbonique comme l'oxyde de carbonyle, et le gaz cbloroxycarbonique comme le chlorure de carbonyle.

[C'O*] carbonyle (oxyde de carbone).

[C^OTCl* chlorure de carbonyle (KM chloroiy carbonique).

[CO^O1 oxyde de carbonyle (acide carbonique).

Les mêmes considérations s'appliquent au sulfure de carbone,

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dont U formule doit être doublée pour représente)- A volumes de vapeur. On peut envisager le sulfure de carbone comme le sulfure de sulfo carbonyle.

On connaît aussi une combinaison de chlore et de sulfo-carbonyle, combinaison qui correspond au gaz phosgène et qu'on obtient en traitant le sulfure de carbone par le perchlorure de phosphore (Rolbe.)

[tfS'lS* sulfure de sulfo-carbonyle {sulfure de carbone). [C*S']Cl* chlorure de sulfo-carbonyle.

En se combinant avec les sulfures alcalins, le sulfure de carbone forme les sulfo-carbonates CîRîSfl = 2RS,C1S*, qui correspondent, comme on voit, aux carbonates neutres. Ainsi, on obtient le sulfocarbonate de potassium CK^' =2KS,C*S4,eodissolvantlesulfure de carbone dans une solution alcoolique de monosulfure de potassium; par l'évaporation de laliqueurlc sulfo-carbonate cristallise.

En le traitant par l'acide chlorhyd rique, on voit se séparer un corps oléagineux brun qui constitue l'acide hydrosulfocarbonique CWS* = H!S,,C1S*. On voit que ce corps correspond à l'acide carbonique hydraté C*H!06 qu'on ne peut obtenir.

Action du sulfure de carbone sur l'économie animale. — Le sulfure de carbone csl employé depuis quelques années comme dis* solvant du caoutchouc. L'industrie en consomme des quantités énormes. L'emploi qu'on en fait offre de sérieux inconvénients au point de vue hygiénique. Le sulfure élant très-volatil, sa vapeur se répand dans les ateliers et exerce une influence très-fâcheuse sur la santé des ouvriers. Ceux-ci éprouvent des maux de tète, des vertiges, des nausées, des vomissements, de l'anorexie, un affaiblissement marqué de la vue, quelquefois de l'ouïe, une dépression notable des forces musculaires, des accidents de paralysie, un trouble prononcé de l'intelligence et un amoindrissement des fonctions génitales. Lorsqu'ils restent longtemps sous l'influence des conditions dans lesquelles ils sont placés et des altérations survenues dans leur nutrition, ils finissent par tomber dans un état de dépérissement et de cachexie (Delpech).

Ces combinaisons sont fort nombreuses. On les nomme hydrogènes carbonés ou carbures d'hydrogène. Beaucoup de ces composés résultent des transformations qu'on fait subir artificiellement aux matières organiques. Quelques-uns ont été formés de toutes

COMBINAISONS DU CARBONE AVEC I/HVDBOGÉNt. 347

pièces. Il en est ainsi de l'acétylène C*H* (Berthelot). D'un autre côté, la nature en élabore un grand nombre dans les organes des végétaux. Les essences qu'on tire des plantes aromatiques ou de certains produits odorants d'origine végétale en sont essentiellement formées ou tes renferment à l'état de mélange avec d'autres principes. On voit que l'élude de ces composés rentre dans le domaine de la chimie organique, et nous en traiterons dans le second volume de cet ouvrage. Pourtant nous croyons devoir indiquer ici, d'une manière sommaire, la composition de deux hydrogènes carbonés gazeux qu'on désigne sous le nom d'hydrogène protocarboné et d'hydrogène bicarboné.

L'hydrogène protooarboné a été nommé aussi gai des marais, parce qu'il se dégage, à l'état impur, de la vase des marais. il s'y forme par la décomposition spontanée des débris organiques, et l'on sait qu'il suffit de remuer le limon des eaux stagnantes pour qu'il s'en dégage des bulles nombreuses. On peut les recueillir en les recevant sous l'eau dans un entonnoir dont le bec s'engage dans on flacon rempli d'eau. Ce gaz n'est pas pur. Il est môle d'oxygène, d'acide carbonique et d'azote.

Dans quelques localités il existe de véritables sources d'hydrogène protocarboné qui se forme dans le sein de la terre par la décomposition des matières organiques, et dont on tire parti comme combustible. Le dégagement de ce gaz est quelquefois accompagné de l'éruption d'une matière boueuse imprégnée de sel.

Certaines houilles renferment de l'hydrogène protocarboné. Il y est comprimé plus ou moins fortement et s'échappe avec sifflement lorsque les masses qui le renferment sont entamées. Telle est l'origine du feu grisou, ce fléau des mines de houilles.

On se procure l'hydrogène protocarboné à l'état de pureté en décomposant l'acétate de soude par un alcali, réaction que nous décrirons dans le tome II de cet ouvrage. A l'état de pureté, l'hydrogène protocarboné est un gaz incolore, doué d'une odeur faible, peu agréable. Sa densité est de 0,559. Il est indécomposable par la chaleur seule. Il éteint les corps en combustion, mais s'enflamme d'abord lui-même au contact de l'air. II brûle avec une flamme peu éclairante. Mêlé avec de l'oxygène, il détone fortement, soit par la chaleur, soit par le passage de l'étincelle électrique, en donnant naissance à de l'acide carbonique et à de l'eau. L'expérience faite dans l'eudiomètre permet d'établir la composition du gaz hydrogène protocarboné. On reconnaît, en effet, que 1 volume de ce gaz exige, pour sa combustion complète, 2 volumes d'oxygène

et produit 1 volume d'acide carbonique. Mais 1 volume d'acide

carbonique renferme £ volume de vapeur de carbone (page 332) et

1 volume d'oxygène. Le second volume d'oxygène consommé a donc été employé à former de l'eau avec 2 volumes d'hydrogène. 11 en résulte que 1 volume d'hydrogène protocarboné renferme î volume de vapeur de carbone et 2 volumes d'hydrogène, ou que

2 volumes du premier gaz renferment 1 volume de vapeur de carbone et 4 volumes d'hydrogène. Mais 1 volume de vapeur de carbone correspond à 1 équivalent de carbone, 4 volumes d'hydrogène correspondent à 2 équivalents d'hydrogène (HO étant formé de 2 volumes d'hydrogène et de 1 volume d'oxygène). En équivalents, la composition de l'hydrogène protocarboné sera donc exprimée par la formule CH* = 2 volumes. Les chimistes ont été conduits à doubler cette formule, qui devient alors C*H4 et se rapporte à 4 volumes de gaz.

L'hydrogène bicarboné ou gaz oléfiant se forme par la distillation sèche d'un grand nombre de substances organiques, principalement de celles qui sont riches en carbone et en hydrogène, comme les matières grasses et résineuses. Mais dans ce cas il est toujours mêlé à d'autres gaz. On l'obtient à l'état de pureté en décomposant l'alcool par un excès d'acide sulfurique (voir tome II).

L'hydrogène bicarboné, qu'on nomme aujourd'hui éthylène, est un gaz incolore, doué d'une faible odeur éthérée. Il n'est point permanent. M. Faraday l'a liquéfié en le comprimant dans un tube entouré d'un mélange d'acide carbonique solide et d'éther.

Le gaz hydrogène bicarboné possède une densité de 0,985. Exposé à l'action d'une série d'étincelles électriques ou d'une température très-éievée, il se décompose en carbone et en hydrogène.

Au contact d'un corps en ignition il s'enflamme et brûle avec une flamme blanche très-éclairante. Mêlé avec une quantité suffisante d'oxygène, il donne lieu, par l'action de la chaleur, à une violente détonation. L'expérience est dangereuse et occasionne souvent la rupture du vase, que l'on doit entourer d'une serviette pliée en plusieurs doubles. Elle peut se faire dans l'eudiomètre sur de petites quantités de gaz; car l'étincelle enflamme le mélange d'hydrogène bicarboné et d'oxygène. On reconnaît alors que 1 volume d'hydrogène bicarboné exige, pour sa combustion complète, 3 volumes d'oxygène et produit 2 volumes d'acide carbonique. On déduit de là la composition du gaz par une suite de raisonnements analogues à ceux que nous avons présentés plus haut en traitant du gaz hydrogène protocarboné. On est ainsi conduit à admettre

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que i volume d'hydrogène bicarboné renferme 1 volume de vapeur de carbone et 2 volumes d'hydrogène. En équivalents, cette composition est exprimée par la formule CH = i volume, ou C*H4 = 4 volumes.

C'est la dernière formule qui est généralement adoptée.

Lorsqu'on fait, dans une éprouvette, un mélange de 1 volume d'hydrogène bicarboné et de 2 volumes de chlore, et qu'on en approche rapidement une bougie allumée, on le voit s'enflammer et brûler avec une flamme rouge et fuligineuse qui se propage rapidement jusqu'au fond de l'éprouvette. Celle-ci se recouvre d'une couche épaisse d'un charbon noir et divisé. Dans cette expérience on voit un gaz brûler dans le chlore. La combustion est déterminée par la puissante affinité de ce dernier corps pour l'hydrogène du gaz combustible : il se forme du gaz chlorhydrique, et le charbon, qui, dans ces circonstances, ne possède aucune affinité pour le chlore, se dépose.

Les choses se passent autrement lorsqu'on abandonne à la température ordinaire et à la lumière diffuse un mélange de volumes égaux d'hydrogène bicarboné et de chlore. On voit alors les deux gaz disparaître et l'eau remonter rapidement dans l'éprouvette qui les renferme. En même temps un liquide oléagineux apparaît sous forme de gouttes qui tombent au moindre choc. Ce corps constitue ce qu'on nomme la liqueur des Hollandais, ou le chlorure d'éthylène C*H*C1*. Nous le décrirons dans le tome II.

Pour le moment, les indications sommaires que nous avons données sur la composition et les propriétés des carbures d'hydrogène gazeux suffisent pour l'intelligence des développements que nous allons présenter concernant le phénomène de la flamme.

Théorie do la flamme. — Une flamme est un gaz ou une va*peur qui brûle. La combustion s'exécute ordinairement dans l'air, et c'est l'oxygène qui en est l'agent. Pourtant la présence de l'oxygène n'est point une condition indispensable; nous avons vu que l'hydrogène bicarboné brûle dans une atmosphère de gaz chlore. Mais nous n'aurons à considérer ici le phénomène de la flamme que dans les circonstances ordinaires où il s'accomplit.

Prenons pour exemple le gaz de l'éclairage.

Un jet de ce gaz s'échappe dans l'air. On en approche un corps en combustion, c'est-à-dire qu'on élève jusqu'au rouge la température du mélange gazeux qui environne ce corps en combustion. Le gaz de l'éclairage s'enflamme et continue à brûler avec une vive lumière et en dégageant une chaleur intense. Pourtant les diverses

parties de la flamme ne sont ni également brillantes ni également chaudes. Tels sont les divers points que nous aurons à examiner. Pour que l'oxygène agisse sur les éléments combustibles du gaz de l'éclairage, il est nécessaire de porter le mélange à une température très-élevéc. D'autres gaz exigent, pour leur combustion, une chaleur moins intense. Il existe même un hydrogène phosphore et un hydrogène silicié qui s'enflamment à l'air, spontanément, à la température ordinaire.

La combustion du gaz de l'éclairage une fois commencée, continue d'elle-même, car la chaleur qu'elle dégage suffit pour l'entretenir. Un refroidissement brusque la fait cesser. C'est ce qui arrive lorsqu'on écrase la flamme avec une toile métallique qui tamise en quelque sorte le mélange gazeux. Les gaz passent sans obstacle à travers les mailles des tissus, se refroidissent par leur contact avec le métal, bon conducteur, et la combustion cesse au-dessus de la toile. On peut faire l'expérience inverse. En disposant une toile métallique à une certaine distance du bec par où s'échappe un jet de gaz, on divise ce jet en deux parues; on peut alors allumer la partie supérieure, celle qui se trouve au-dessus de la toile métallique, sans que la combustion se propage du côté du bec.

Cette propriété des toiles métalliques de s'opposer à la propagation des flammes a été reconnue d'abord par sir Humphry Davy, qui en a tiré un parti merveilleux dans la construc- * lion de la lampe de sûreté ou lampe des mineurs. C'est une lampe ordinaire entourée d'un cylindre en toile métallique (fig. 8i). Elle projette moins de clarté qu'une autre lampe non Fig. S). protégée par une enveloppe, mais elle prévient

les explosions de feu grisou. Lorsqu'un mélange explosif vient à se former dans une galerie, le gaz pénètre bien dans l'intérieur de la lampe, s'y enflamme, mais la flamme ne peut franchir l'enveloppe qui la refroidît.

La lampe perfectionnée qu'a construite M. Combes (fig. 82), repose encore sur le même principe. La combustion s'accomplit dans un rylindre en cristal A, où l'air entre par des orifices étroits

COMBINAISONS DU CARBONE AVfcC L'KÏBROGÉNË. 381

percés dans une plaque métallique dû disposée au-dessus du réservoir. Dans cette enveloppe en cristal s'engage un tube en cuivre Ë qui sert de cheminée el qui est enveloppé d'un cylindre en toile métallique B. On voit que l'air extérieur n'est en communication avec l'intérieur de la lampe que par les orifices étroits qui servent au tirage et par la toile métallique, double disposition qui ne permet pas à la flamme de se propager au dehors. Lorsqu'on examine avec attention la flamme d'une bougie, on y distingue nettement plusieurs parties. Ce qui frappe d'abord, c'est le champ brillant de la flamme qui répand une vive lumière. Il occupe la partie centrale. À la base se trouve une partie qu'on nomme le cône obscur de la flamme. A la périphérie on remarque de môme une couche assez mince, peu éclairante, et qui x

constitue en quelque sorte l'enveloppe de la flamme tout entière. Cette dernière partie est le principal siège des phénomènes de combustion; car c'est par sa surface que le jet de gaz est en rapport avec l'air. L'oxygène y est en quantité suffisante et la combustion y est complète. C'est là aussi la partie la plus chaude de la flamme, et celte chaleur rayonne en tous sens, au dehors et . à l'intérieur. A l'intérieur elle décompose les gaz riches en carbone, de manière à mettre du charbon en liberté. Celui-ci, suspendu dans le gaz à l'état de particules Fig. 82.

solides et très-tenues, y est porté à une vive incandescence. Voilà ce qui donne de l'éclat à la flamme. Voilà aussi pourquoi l'hydrogène protocarboné brûle avec une flamme peu éclairante, pourquoi la flamme de l'hydrogène est pâle. La première ne renferme que peu de particules de charbon suspendu et incandescent; la seconde ne contient aucune particule solide. Cette dernière prend immédiatement de l'éclat lorsqu'on fait passer préalablement l'hydrogène à travers un carbure d'hydrogène volatil, la benzine, par exemple, dont il entraîne les vapeurs, ou môme à travers tout autre corps volatil susceptible de se décomposer à une haute température, de manière à former un prod-iit solide.