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PAUL SABATIER — LA CATALYSE PAR LES MÉTAUX COMMUNS 



LÀ CATALYSE PVIl LES MÉTAUX COMMUNS 



Diverses réactions cliimiques ne peuvent se 

 produire qu'en présence de certaines substances 

 qui se retrouvent inaltérées après la réaction. On 

 a donné le nom de catalyse à ce mécanisme parti- 

 culier, qui parut tout d'abord échapper aux condi- 

 tions habiUicUes des phénomènes, et l'on désigne 

 sous le nom de catalyseurs les substances spéciales 

 dont le contact est utile ou indispensable pour 

 provoquer les transformations chimiques, et qui 

 n'y subissent, au moins en apparence, aucune 

 modification. 



Les métaux précieux, surtout le platine et les 

 métaux voisins, rhodium, osmium, palladium, 

 ruthénium, iridium, employés sous forme divisée, 

 à l'étal spongieux ou pulvérulent, sont des agents 

 classiques de catalyse. Ils sont p-drliculièrement 

 efficaces pour déterminer par leur présence beau- 

 coup d'oxydations directes par l'air ou l'oxygène 

 gazeux. Un fragment de mousse de philine, intro- 

 duit à la température ordinaire dans un mélange 

 d'hydrogène et d'oxygène, en provoque immédia- 

 tement la combinaison brusque avec explosion. 



L'emploi de la mousse ou du noir de platine, 

 portés à une température peu élevée, permet de 

 réaliser l'oxydation directe de l'ammoniaque en 

 acide azotique, celle de l'anhydride sulfureux en 

 anhydride sulfurique, et cette dernière réaction est, 

 depuis quelques années, l'objet d'une application 

 industrielle assez étendue. Il permet aussi d'oxyder 

 directement les alcools primaires en aldéhydes et 

 acides correspondants. 



A côté de ces nombreuses réactions d'oxydation, 

 les métaux du platine peuvent également fournir 

 certaines réactions importantes d'hydrogénation. 

 Ainsi, la mousse de platine provoque, dès la tem- 

 pérature ordinaire, l'action de l'hydrogène sur 

 l'oxyde azoteux, donnant de l'eau et de l'azote: 

 celle de l'hydrogène sur l'oxyde azotique ou sur le 

 peroxyde d'azote, qui fournil de l'ammoniaque et de 

 ''eau. La présence de platine divisé permet de 

 réaliser très vite à 330° la production d'acide 

 iodhydrique à partir des éléments, réaction limitée 

 qui, elTecluée sans son secours, exige plusieurs 

 jours pour s'accomplir. 



Il y a une trentaine d'années, de Wilde avait cons- 

 taté que, si l'on introduit à fi-oid un peu de noir de 

 platine dans une éprouvette contenant des volumes 

 égaux d'acétylène C^II- et d'hydrogène, ces deux 

 gaz se combinent intégralement en donnant de 

 l'éthylène C-IT'*; de la même façon, de? volumes 

 égaux d'éthylène et d'hydrogène se combinent en 

 élhane CMl«. 



Nous pouvons citer aussi à l'actif de ces mêmes 

 métaux diverses réactions de déJoiiJjlement molé- 

 culaire. Ainsi le noir de rhodium dr'compose à h 

 froid l'acide formique en acide carbonique et hy- 

 drogène (Sainle-Clairo-Deville et Debray) ; il détruit 

 les hypochloritesalcalinsavec séparation d'oxygène. 



En dehors des catalyses d'oxydation, qui ont 

 reçu, depuis assez longtemps, des applications plus 

 ou moins importantes, ces diverses actions étaient 

 demeurées des faits isolés, et. par suite, peu féconds. 

 Pourtant, dans les travaux que j'ai poursuivis depuis 

 plu-^ de sept ans avec la collaboration de M. Sen- ' 

 derens, nous avons reconnu que les réactions 

 d'hydrogénation elTectuées par la mousse ou le 

 noir de platine sont bien plus nombreuses qu'on 

 ne le pensait, et leur r(Me comme catalyseurs 

 aurait ainsi acquis beaucoup d'importance si nous 

 n'avions découvert que divers métaux communs, 

 nickel, cobalt, fer, cuivre, employés à l'état divisé, 

 sont d'un emploi bien plus avantageux. Parmi 

 ces métaux, deux sont particulièrement intéres- 

 sants : ce sont le nickel et le cuivre, dont l'emploi 

 nous a permis d'édifier des méthodes générales 

 et très fécondes d'hydrogénation et de dédouble- 

 ment moléculaire, applicables <\ une infinité de 

 matières volatiles. 



Dans ses grandes lignes, le principe de ces mé- 

 thodes est déjà connu. 



Pour hydrogéner une matière organique volatile, 

 il suffit d'en diriger les vapeurs, entraînées par un 

 excès d'hydrogène, sur une colonne de nickel 

 divisé, maintenue à une température convenable ; 

 la réaction a lieu sans que le métal soit modifié, 

 et elle se poursuit indéfiniment, tant qu'on con- 

 tinue à envoyer sur le nickel le mélange d'hydro- 

 gène et de substance. 



De même, si l'on dirige sur le nickel ou sur le 

 cuivre, à température délinie, les vapeurs de 

 certains composés, ceux-ci subissent, au contact 

 des métaux divisés, des dédoublements réguliers, 

 et, dans un grand nombre de cas, ceux-ci se pro- 

 duisent très longtemps, sans modification apparente 

 des métaux catalyseurs. 



Tel est, dans sa simplicité, le schéma général des 

 ri'actions; mais il importe d'a])peler l'attention sur 

 un certain nombre de points importants. 



I. — Conditions d'eiMploi des métaux catalyseurs. 



.St. — État des métaux. 



Les métaux catalyseurs interviennent dans les 

 réactions par leurs surfaces ; leur activité clii- 



