ACÉTYLÈNE
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
Préparations
La synthèse de l'acétylène réalisée par Berthelot, en faisant éclater l'arc électrique dans de l'hydrogène (expérience classique de l'œuf électrique), n'a pas eu de conséquence pratique si ce n'est qu'elle a montré que l'acétylène formé à haute température devait être trempé (c'est-à-dire refroidi brusquement) si on voulait l'amener sans décomposition à la température ordinaire. On devait tenir compte de cette observation lorsque, entre les deux guerres, on a mis au point la préparation de l'acétylène par craquage d'hydrocarbures. Jusque-là l'acétylène était obtenu à partir du carbure de calcium, dont l'industrie s'est considérablement développée du fait des demandes croissantes en acétylène. Cette fabrication exigeant une grosse consommation d'énergie électrique, on a tenté d'y remédier en le préparant au départ du méthane ou d'essence.
Cette substitution de matière première, apparue vers 1938 en Allemagne, où 40 p. 100 environ de l'acétylène étaient obtenus dès 1965 à partir de méthane ou d'essences légères, risque d'être éphémère : l'éthylène résultant du « craquage à la vapeur » d'essences tend en effet de plus en plus à se substituer à l'acétylène.
Préparation de l'acétylène par hydrolyse du carbure de calcium
L'hydrolyse du carbure de calcium selon la réaction :

Étant donné la composition moyenne du carbure de calcium (80 à 82 p. 100 de CaC2), elle exige environ 500 g d'eau par kg de carbure et fournit 300 l d'acétylène et 1 100 g de chaux, tandis qu'il se dégage environ 1 800 kJ, quantité de chaleur considérable, qui entraînerait la polymérisation de l'acétylène si elle n'était pas en grande partie dissipée.
La préparation de l'acétylène s'opère dans des générateurs qui sont de deux types : humides ou secs selon que l'on extrait la chaux formée à l'état d'un lait à environ 10 p. 100, ou bien à l'état de chaux hydratée quasiment sèche.
Les générateurs humides
Les générateurs humides sont les plus utilisés par les producteurs d'acétylène. De divers types, ils dérivent des lampes à acétylène dont d'innombrables modèles ont été brevetés (6 000 brevets d'inventions en France entre 1895 et 1941), mais qui se ramènent quant à leur fonctionnement à trois catégories : générateurs à chute de carbure dans l'eau, générateurs à chute d'eau, générateurs à contact dont les figures indiquent le principe.
Générateur à chute de carbure dans l'eau
Schéma de principe d'un générateur à chute de carbure granulé dans l'eau. L'introduction du carbure, stocké en A au lieu de s'opérer à l'aide d'un clapet tel que B, lorsque le gazomètre descend au-dessous d'un certain niveau, est le plus souvent réalisée grâce à une vis d'Archimède...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Schéma de principe d'un générateur à chute d'eau. L'introduction d'eau est assurée par le clapet
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Schéma de principe d'un générateur à contact. Lorsque l'eau atteint le carbure placé dans le panier A, il se forme de l'acétylène qui se dégage en B, en passant par D et C. Si la vanne C est fermée, l'acétylène en s'accumulant en D, accroît la pression, et refoule l'eau dans l'espace...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Les générateurs à chute d'eau, dont la capacité de production peut atteindre 2 500 mètres cubes par heure, sont les plus utilisés dans les ateliers de production d'acétylène dissous. Ils sont en relation avec un gazomètre intermédiaire formant volant, un système d'épuration et un dispositif de remplissage des bouteilles.
Un modèle de gazomètre utilisé en chimie, en 1800.
Crédits : Hulton Archive/ Getty Images
Les générateurs secs
Les générateurs secs ont été mis au point en Allemagne, pour la production de l'acétylène utilisé comme matière première de l'industrie chimique. Compte tenu de la réaction d'hydrolyse du carbure, la chaleur dégagée permet d'évaporer environ 600 g d'eau par kg de carbure, de telle sorte qu'on peut ajouter un kg d'eau par kg de carbure si l'on veut obtenir de la chaux hydratée sèche.
Divers générateurs secs sont utilisés : celui de la Shaw Chemicals Ltd. (Canada) installé notamment à Saint-Auban permet de traiter 4 à 5 t/h de carbure 0-7 mm. Il comporte essentiellement trois cylindres superposés dans lesquels s'opère la décomposition complète du carbure et deux tours assurant le lavage du gaz. L'acétylène produit passe dans un gazomètre dont les déplacements peuvent, dans les générateurs humides, régler l'admission du carbure. Le gaz sec obtenu contient 99 à 99,8 p. 100 d'acétylène, de faibles quantités d'air et des traces d'ammoniac (20 p.p.m.), de phosphine (40 p.p.m.), d'arsine (6 p.p.m.) et de divers sulfures.
Les fabrications chimiques utilisant l'acétylène comme matière première exigent généralement l'élimination de ces impuretés, qui constituent notamment des poisons de catalyseurs. On procède donc au lavage du gaz par l'acide sulfurique à 96-98 p. 100 ou à 78 p. 100 ; dans certaines usines on utilise l'acide dilué, de l'eau de chlore et de la soude, ou une solution d'hypochlorite.
Cette purification est également pratiquée dans tous les ateliers de remplissage de bouteilles, où l'on oxyde les impuretés par le chlorure ferrique ; en fait, on utilise des mélanges de ce sel avec d'autres composés (H [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 8 pages
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par :
- Henri GUÉRIN : ingénieur de l'École supérieure de physique et chimie industrielles, professeur honoraire de l'université de Paris-XI
Classification
Autres références
« ACÉTYLÈNE » est également traité dans :
ALCYNES
Dans le chapitre « Méthodes synthétiques » : […] Le point de départ est l' acétylène : on fait barboter le gaz pur et sec dans la solution bleue résultant de la dissolution du sodium ou du lithium dans l'ammoniac liquide : en effet, l'hydrogène libéré par la métallation se fixe, en partie du moins, sur l'acétylène. À l'acétylène monosodé on oppose un bromure, un sulfate ou un sulfonate d'alkyle : L'acétylénique vrai R−C≡C−H est sodé à l'amidure […] Lire la suite
ARGENT, métal
Dans le chapitre « Chimie des solutions aqueuses » : […] Dans les calculs de l'enthalpie d'hydratation fondée sur le modèle ionique des solutions, on retrouve les mêmes divergences que dans le calcul des énergies de réseau fondées sur le modèle d'état solide. L'enthalpie d'hydratation standard de l'ion Ag + est relativement élevée (644 kJ ( mol -1 soit − 420 kJ ( mol -1 pour l'ion isolé). Cependant, il existe peu d'hydrates AgClO 4 . 2 H 2 O, AgF . H […] Lire la suite
HYDROCARBURES
Dans le chapitre « Une chimie brillante » : […] L'hydrocarbure le plus simple, ayant un atome de carbone et un atome d'hydrogène, est la molécule CH. Elle est très instable et ne survit qu'à l'état isolé, dans l'espace interstellaire en particulier. La molécule CH 2 , nommée méthylène, est le prototype des carbènes, très réactifs. L'atome de carbone y porte deux électrons de valence, non liés aux hydrogènes. Selon qu'ils sont appariés ou non, […] Lire la suite
JUPITER, planète
Dans le chapitre « Structure de la planète » : […] Jupiter, comme d'ailleurs les autres planètes géantes du système solaire, est un objet profondément différent des planètes telluriques : Mercure, Vénus, la Terre et Mars sont caractérisés par une surface solide de quelques milliers de kilomètres de diamètre, qu'entoure une atmosphère peu épaisse, voire très ténue dans le cas de Mercure. Au contraire, Jupiter est une énorme boule de gaz, composée […] Lire la suite
LIAISONS CHIMIQUES - Liaison et classification
Dans le chapitre « Hybridation sp » : […] L'hybridation sp apparaît dans les molécules linéaires, comme l'acétylène C 2 H 2 . La liaison entre les deux carbones est assurée par une liaison de type ω et deux liaisons de type π : π et π′, dont les axes des orbitales sont situés dans des plans rectangulaires. C'est une triple liaison notée C ≡ C. Elle est encore plus courte que la double 0,12 nm. Comme avec les systèmes sp 2 , il peut y avo […] Lire la suite
MÉTAUX - Métaux alcalino-terreux
Dans le chapitre « Propriétés chimiques des alcalino-terreux et de leurs composés » : […] Les métaux alcalino-terreux possèdent une grande réactivité chimique ; essentiellement réducteurs, ils s'unissent facilement avec la plupart des corps simples . Il est nécessaire de les conserver sous une couche d'huile minérale ou de pétrole, car à l'air, surtout humide, leur surface se ternit très rapidement, par suite de l'apparition d'une croûte d'oxyde, d'hydroxyde, et de carbonate. Dès la te […] Lire la suite
NICKEL CARBONYLE
Formule brute : Ni(CO) 4 Masse moléculaire : 170,73 g Masse spécifique : 1,32 g/cm 3 Point de fusion : — 25 0 C Point d'ébullition : 43 0 C Liquide incolore, volatil et inflammable, le nickel carbonyle est peu soluble dans l'eau, très soluble dans l'éthanol, le benzène, l'éther, le chloroforme. Les molécules d'oxyde de carbone CO se lient au métal en donnant le doublet électronique disponible sur […] Lire la suite
PHARES
Dans le chapitre « Lampes à gaz » : […] Les premières propositions suggérant d'utiliser le gaz de houille dans les phares ne rencontrèrent pas grand succès. De fait, il était en général difficile d'implanter une installation de gazéification sur place et la plupart des phares étaient trop éloignés pour être alimentés par des conduites. L'acétylène, gaz produit par l'action de l'eau sur le carbure de calcium, fut cependant utilisé au to […] Lire la suite
REPPE WALTER (1892-1969)
Chimiste allemand, né à Goringen, Walter Reppe est le fondateur d'une branche de la chimie dite « chimie de Reppe » (synthèses à partir de l'acétylène). Après des études couronnées en 1920 par une thèse de doctorat ès sciences soutenue à l'université de Munich, il entre au laboratoire central de la Badische Anilin und Sodafabrik (B.A.S.F.). Pendant plusieurs années il travaille sur les colorants a […] Lire la suite
SODIUM
Dans le chapitre « Action sur les composés » : […] Le sodium agit principalement comme réducteur, mais par des mécanismes divers (décomposition, substitution, addition). L' eau est violemment décomposée dès la température ambiante avec libération d'hydrogène et formation de l'hydroxyde NaOH, base forte, fusible à 328 0 C, sans déshydratation. La réaction des alcools qui conduit aux alcoolates RONa est moins vive. De nombreux oxydes sont réduit […] Lire la suite
Voir aussi
Pour citer l’article
Henri GUÉRIN, « ACÉTYLÈNE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 07 février 2023. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/acetylene/