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L'histoire mystérieuse de l'éthane : comment Michael Faraday a-t-il découvert accidentellement ce gaz ?
L'éthane, de formule chimique C2H6, est un composé organique naturel. À température et pression standard, l’éthane est un gaz incolore et inodore. Il est généralement séparé du gaz naturel ou extrait comme sous-produit du raffinage du pétrole. L’utilisation principale de l’éthane est comme matière première pour la production d’éthylène.
Synthèse et découverte précoces
L'histoire de l'éthane remonte à 1834, lorsque Michael Faraday a accidentellement synthétisé le composé lors d'une électrolyse. À l’époque, il menait des expériences sur une solution d’hydroxyde de potassium, mais il a identifié par erreur l’éthane comme du méthane et n’a pas approfondi ses recherches. Aujourd’hui, ce processus est connu sous le nom de réaction d’électrolyse de Colby.
« De nombreuses réactions chimiques explorées jusqu'à présent ont été accompagnées de malentendus, et la découverte de Faraday ne fait pas exception, ce qui montre le caractère fortuit de la découverte scientifique. »
La synthèse de l'éthane a ensuite été explorée plus avant par les chimistes Hermann Colby et Edward Frankland entre 1847 et 1849. Ils ont synthétisé l'éthane en réduisant l'acrylonitrile et l'iodure d'éthyle et en électrolysant l'acide acétique hydraté, mais l'ont néanmoins identifié à tort comme un radical méthyle. Ce n’est qu’en 1864 que Carl Schroemer a démontré que le produit de ces réactions était en fait de l’éthane. En 1864, Edmund Ronalds a découvert pour la première fois de l'éthane dissous dans du pétrole léger de Pennsylvanie.
Propriétés de l'éthane
Dans des conditions standard, l'éthane est un gaz incolore et inodore avec un point de fusion et un point d'ébullition respectivement de −182,8 °C et −88,5 °C. L'éthane n'est que légèrement soluble dans l'eau, ce qui le rend unique dans les applications environnementales et de laboratoire.
« Les expériences d’évaporation et de refroidissement de l’éthane révèlent la complexité de ses applications pratiques. »
Éthane dans l'atmosphère
L'éthane existe sous forme de gaz trace dans l'atmosphère terrestre, avec des concentrations actuelles d'environ 0,5 ppb. Les émissions mondiales d’éthane dues aux émissions des gisements de gaz naturel ont varié au fil du temps, la baisse la plus importante ayant eu lieu entre 1984 et 2010. Les émissions d’éthane se sont stabilisées dans une certaine mesure grâce à l’augmentation de la production de gaz de schiste de la formation de Bakken aux États-Unis.
Réactions chimiques de l'éthane
Les réactions de l'éthane impliquent principalement des réactions radicalaires, en particulier avec des halogènes tels que le chlore et le brome. Selon l’équation chimique, la combustion de l’éthane libère une grande quantité d’énergie thermique et produit du dioxyde de carbone et de l’eau. Ce procédé est également largement utilisé dans l’industrie, notamment dans la production d’éthylène.
Production et utilisation
En tant que l’un des principaux composants du gaz naturel, la production d’éthane varie selon les champs gaziers. Aujourd’hui, l’éthane est largement utilisé pour produire de l’éthylène et est séparé et utilisé dans de nombreux champs gaziers avancés. Sa production efficace fait de l’éthane une matière première pétrochimique importante.
« Les applications de l'éthane ne se limitent pas aux carburants, mais incluent également diverses matières premières dans la fabrication de produits chimiques de base. »
Application en laboratoire
Dans la recherche scientifique, l'éthane liquide est utilisé pour congeler rapidement des échantillons à forte teneur en eau, ce qui est particulièrement important en microscopie électronique. L'éthane liquide refroidit rapidement l'échantillon, empêchant la formation de cristaux et préservant ainsi sa microstructure. De plus, le développement de cette technologie a sans aucun doute favorisé les progrès de la recherche contemporaine en physique et en chimie.
Santé et sécurité
L'éthane est un gaz extrêmement inflammable à température ambiante et formera un mélange explosif lorsqu'il est mélangé à l'air dans une certaine proportion. Cependant, l’éthane n’est pas cancérigène et sa sécurité peut être garantie dans certaines limites.
La découverte inattendue de Michael Faraday a non seulement enrichi notre compréhension de l’éthane, mais a également posé des bases importantes dans le domaine de la chimie. Mais quel est le potentiel inexploité de telles découvertes fortuites ?
