DANS LES EAUX

§ I er . — Dès que Théodore de Saussure eut constaté dans l'air de faibles quantités d'ammoniaque, il était facile de prévoir que la pluie présenterait des traces du même alcali. Cependant, bien que l'observation de Saussure ait été publiée en 1804, ce fut seulement en i8a5 que M. Brandes signala, entre autres substances, des sels ammoniacaux dans les eaux pluviales. Depuis, alors que l'on commençait à comprendre le rôle important de l'ammoniaque dans les phénomènes de la végétation, M. Liebig confirma le résultat énoncé par M. Brandes, en en mettant la présence hors de doute, non-seulement dans l'eau tombée pendant les orages, mais dans la pluie, dans la neige, et il insista très- particulièrement sur l'influence que cet alcali, apporté dans le sol p» 1 ' la pluie, exerce sur le développement des plantes- Pour apprécier cette influence, il est évident qu'il n e suffit pas de savoir que la pluie renferme de l'ami» ' niaque, mais qu'il faut encore connaître combien el» e en contient. Aussi, dans un remarquable travail sou-

I »7 [ ) »nis au jugement de l'Académie, M. Barrai a-t-il fendu np véritable service à la science agricole en introduisant, dans la question de l'ammoniaque atmosphérique, la notion de quantité, sans laquelle '] est absolument impossible de se former une idée tant soit peu exacte de ce que i hectare de terre reçoit d'azote assimilable par les eaux météoriques.

Jusqu'à présent, l'attention des chimistes semble avoir été uniquement dirigée sur l'ammoniaque des eaux pluviales, bien que, au point de vue agricole, il y ait peut-être tout autant d'intérêt à doser cet alcali «ans l'eau des fleuves, des rivières et des sources, si souvent employée à l'irrigation, surtout dans les contrées méridionales, où, pendant la plus grande partie de l'année, l'arrosage est le seul moyen possible d'humecter le sol (i). Il est vrai qu'il est tout naturel de déduire la présence de l'ammoniaque dans l'eau qui coule à la surface de la terre, de celle de l'ammoniaque dans la pluie; mais il reste toujours la question «e quantité. J'ajouterai, toutefois, que c'est dans une eau de rivière, dans l'eau de la Seine, qu'on a '"encontre, pour la première fois, cet alcali dans l, ne eau potable; la découverte en a été faite e " 1811, par M. Chevreul, alors qu'il étu~

, (1) Cette remarque n'est pas applicable à un très-habile chimiste ■ fecamp, M. Marchand, qui, dans un travail considérable sur la ^position des eaux de puits, de sources et de rivières des arrondissements du Havre et d'Yvetot, a dosé l'ammoniaque. M. Marchand a ,-^ Vé que les eiuix anal, ysées contiennent, par litre, de o"""*,.^ -, Â7 d'ammoniaque.

cm

( '7* ) tliait le principe colorant du bois de campêchë.

Si rien n'est pins facile que de déceler des traces d'ammoniaque dans une eau, le dosage, quand on l'applique à la détermination de très-petites quantités, offre de telles difficultés, il exige d'ailleurs un temps si long, qu'il est à craindre que, malgré tout l'intérêt qu'il y aurait à multiplier les observations, leur nombre ne soit jamais considérable. Cependant, ce n'est qu'en les réitérant dans les situations les plus diverses, qu'on parviendra un jour à savoir si le climat, les saisons, l'état de l'atmosphère, la direction des vents, la constitution géologique du sol, influent sur la proportion d'ammoniaque contenue dans les eaux.

Dans l'espoir de faciliter ce genre de recherches, et pour contribuer autant qu'il dépendait de moi à l'élude de questions qui intéressent, à un haut degré, l'agriculture et la physique du globe > j'ai imaginé une méthode qui, tout en donnant une garantie suffisante d'exactitude, peut être exécutée avec une grande rapidité. C'est cette méthode que je vais exposer ; j'indiquerai ensuite l'application que j'en ai faite à l'examen des eaux.

A la température ordinaire, l'ammoniaque manifeste une très-forte affinité pour l'eau ; cette affinité décroît rapidement par l'action de la chaleur : aussi une dissolution ammoniacale perd-elle tout son ga z alcalin par l'ébullition. Il y avait donc tout lieu de croire qu'en distillant de l'eau renfermant de l'ammoniaque, l'alcali serait dégagé en grande partie» quand le liquide approcherait de 100 degrés, et qu e ' par conséquent, l'eau n'en retiendrait qu'une quantité insignifiante. Cependant, en considérant qui*

( '73 ) e st rare que les eaux de pluies, de rivières, de sourds, contiennent plus de j^j^ d'ammoniaque, j'ai Pensé que, malgré son peu d'affinité pour l'eau chaude, le gaz ammoniac pourrait bien, en étant retenu par l'influence de la masse, ne se dégager qu'avec Ja vapeur aqueuse qui, en se condensant dans le référant de l'appareil distiîlatoire, reconstituerait de •eau ammoniacale. C'est, en effet, ce qui arrive, et le Procédé que j'ai suivi est fondé sur cette proposition : yunnd on distille de l'eau renfermant une très-faible Proportion d'ammoniaque, l'alcali se retrouve en to- Wité dans les premiers produits de la distillation.

L'appareil distiîlatoire dont je fais usage consiste e *i un ballon de i litres de capacité k(Jîg. i, PI. II), Placé sur un fourneau. Le bouchon du ballon est traversé par deux tubes : l'un b est droit et pénètre dans intérieur jusqu'à s ou 3 millimètres du fond du bal- °n ; c'est par ce tube qu'on introduit l'eau à distiller, et qu'on la retire après la distillation. L'autre tube c, e ourbé comme on le voit dans la figure, conduit la Va peur dans le réfrigérant d, dont le serpentin et le Manchon qui l'enveloppe sont en verre (i). Le diamètre intérieur du tube c est d'environ i centimètre •

II est nécessaire que ce tube ait au moins cette lar-

§ e «r, pour que, pendant l'ébullition, il n'y ait pas de

1( ïuide entraîné. Le bouchon e qui ferme le col du

«"'on, est recouvert par un manchon de caoutchouc

I II entoure, sur toute sa surface, un ruban de fil des-

•') l'ai trouvé, depuis, que le serpentin en verre peut être remu ac é sans aucun inconvénient pour la précision des expériences, par Ser pentin en étain fin, établi dans un manchon en laiton.

( '74 ) tiné à le maintenir. Ce caoutchouc est façonné en culotte, de manière à ce que les tubes b et c soient parfaitement liés au manchon. Le manchon e n'est pas indispensable, surtout si l'on a de bon liège; on peut, dans ce cas, le remplacer par la disposition indiquée à \ajîg. 3, PI. II, consistant en un anneau de caoutchouc, qui assujettit solidement le bouchon au col du ballon. L'extrémité du tuhe c qui pénètre dans le serpentin est également assujettie au moyen d'un caoutchouc recouvert d'un ruban de fil. E est un réservoir contenant l'eau destinée à rafraîchir le serpentin; g un tube de Mariotte, pour régulariser l'écoulement.

L'eau est introduite dans le ballon au moyen d'un petit entonnoir qu'on place à l'orifice du tube b. Lorsque les -^ on -^ de l'eau qui doit être distillée ont pénétré dans le ballon, on verse quelques centimètres cubes d'une dissolution alcaline faite avec une quantité connue d'hydrate de potasse qu'on a calciné au [rouge avant de le dissoudre, puis on ajoute le reste de l'eau pour entraîner la dissolution alcaline» et l'on ferme l'ouverture du tube b avec un petit bouchon. On peut alors procéder à la distillation- Quand la vapeur commence à se condenser dans I e réfrigérant, il est bon de modérer l'ébullition, à l'aide de la porte du cendrier; l'ébullition, cependant, doit être assez forte et. bien soutenue. Le liquide distilla est reçu dans des fioles portant un trait indiquant un e certaine capacité, soit de 5o, de ioo ou de 200 centi' mètres cubes, si l'on agit sur 1 litre d'eau, fig. 4, PL 1*' On n'est parfaitement certain d'avoir toute l'ammoniaque, qu'autant qu'on a recueilli les f du liquid e

( '75 ) soumis à la distillation. On peut, par exemple, retirer "n premier et un second produit, chacun de aoo centimètres cubes.

La distillation terminée, le feu est retiré, et, bien avant que le résidu soit refroidi, on Je retire du ballon. A cet effet, on adapte, au moyen d'un caoutchouc, le tube courbé à angle droit/, à l'extrémité inférieure h du serpentin ; ensuite on fixe, par le même moyen, le tube courbe/, à l'orifice débouché du tube b, de manière à former un siphon. Il suffit de souffler par le tube i dans l'intérieur du ballon, pour amorcer ce siphon, par lequel sort le liquide. Après avoir enlevé •es tubes ietj, on recharge de nouveau. Il n'est aucunement nécessaire, comme on voit, de démonter l'appareil pour en faire sortir l'eau lorsqu'une opér ation est achevée; le travail est en quelque sorte continu.

L'ammoniaque, une fois isolée de ses combinaisons et concentrée dans les premiers produits de la distil- •ation, est dosée par la méthode alcalimétrique par Je s volumes, inventée par Descroizilles, perfectionnée Par Gay-Lussac, et appliquée de la manière la plus heureuse, par M. Peligot, à la détermination de l'acte des matières organiques (i).

(«) A l'occasion du dernier paragraphe de ce passage de mon Mé-

m °ire, M. Bineau, professeur à la Faculté des Sciences de Lyon, a

a(lr essé à l'Académie une Lettre que je crois devoir reproduire ici :

(< La communication de M. Boussingault sur les eaux potables de

Paris m'appelle à faire remarquer que les eaux de Lyon se signalent

paiement par l'exiguïté de la proportion d'ammoniaque. Pour une

Partie notable d'entre elles, cette situation s'est déjà trouvée établie

1 dans le Rapport relatif à la question judiciaire qui me fit faire le

On dose l'ammoniaque en introduisant dans l'eau

ammoniacale un volume déterminé d'acide sulfurique

titré, c'est-à-dire un volume d'eau acidulée dont on

connaît l'acide réel ; puis, on cherche quel est le vo-

» travail mentionné dans les Mémoires de l'Académie de Lyon ( i85i, » P- 197)1 e ' a l'occasion duquel j'ai insisté sur la facilité d'évaluer » l'ammoniaque, à quelques centièmes de milligramme près. Je fus » amené alors à comparer une série assez considérable d'eaux pota- » blés, dont un certain nombre étaient prétendues infectées par les » eaux d'infiltration d'une usine à gaz. Or, dans les eaux examinées, » l'ammoniaque ne s'offrit jamais à une dose supérieure à yj de mil- » ligramme par décilitre. . . . J'ai, depuis lors, essayé, à diverses épo- » ques, les eaux de nos rivières, ainsi que quelques autres, et l'am- » moniaque s'y est toujours trouvée au-dessous de la proportion » indiquée, même dans la source de notre Jardin des Plantes, où « pourtant l'azote abonde, car elles renferment environ 2 décigrammes » de nitrate par litre.

» Je me suis beaucoup moins occupé de l'ammoniaque des eaux de » sources ou de rivières que de celle de l'air ou des pluies, faisant » de celle-ci l'objet d'un assez long travail auquel je pense mettre » bientôt un terme. Le genre d'appareil que j'ai décrit, il y a sept » ans, à la Société d'Agriculture de Lyon, m'offrait habituellement une » capacité suffisante. L'appareil que j'ai employé quand j'ai voulu » opérer sur des litres de liquides, analogue au précédent, différai! » de celui de M. Boussingault principalement parce que, n'ayant p» s » de serpentin pour assurer la complète condensation des vapeurs, » » eût exposé davantage à une déperdition d'ammoniaque, mais qu'on » en évitait la chance en forçant les produits aériformes à ne s'échap' » per au dehors qu'après avoir traversé un tube garni de fragments » de verre humectés d'acide. C'était l'acide titré lui-même, quand la » dose d'ammoniaque devait être évaluée immédiatement; mais quand » le liquide distillé était fort considérable, je préférais évaporer la Vf » queur et opérer sur le résultat de sa concentration. . . .

» Pour des appréciations d'une grande délicatesse, j'ai reconnu, » d'ailleurs, la nécessité (dans les expériences effectuées dans ^ » appareils dont je me sers) d'introduire une correction relative » » l'alcali fixe passant, sous une forme quelconque, à la distillation- » Cette correction est fort légère et devient inutile, soit quand ' e

( '77 ) lume d'une liqueur alcaline nécessaire pour compléter la saturation de l'acide, commencée par l'ammoniaque qu'il s'agit de doser. Voici comment M. Peligot, procède à la préparation de l'acide titré : On prend 6i sr ,a5o d'acide sulfurique pur monohydraté; c'est l'acide sulfurique du commerce préalablement distillé, qu'on a fait bouillir dans une capsule de platine, et qu'on a laissé refroidir sous une cloche. Dans un matras d'une capacité de i litre, on met d'abord de l'eau pure, puis on y ajoute les6i gr ,,25o d'acide; on lave la fiole dans laquelle cet acide a été pesé, le lavage est versé dans le matras-litre, qu'on achève de remplir avec de l'eau jusqu'à la marque tracée circulairement sur le col du matras, comme indicateur de

» dosage n'a pas besoin d'atteindre ses dernières limites de précision, » soit quand il y a peu de liquide distillé, soit quand on cherche seu- 8 lement à établir des différences entre des résultats d'opérations » semblablement exécutées.

» Je me félicite vivement de voir M. Boussingault déclarer haute-

* rnent la préférence qu'il accorde aux procédés ammonimètriqaes

* basés sur les liqueurs titrées. Mais puisque, généralement à Paris,

* l'habitude se conserve encore d'en attribuer l'invention à un mem-

* bre de l'Académie, qu'il me soit permis de rappeler ce que j'ai im- » primé dans les Mémoires del'Académie de Lyon (année i85i, p. 197);

* qu'on veuille bien se souvenir qu'aussitôt après la communication » faite à l'Académie des Sciences, par M. Peligot, au sujet du procédé " en question, j'ai eu l'honneur d'adresser un exemplaire de la des-

* cription que j'en avais donnée déjà à la Société d'Agriculture de » notre ville l'année précédente, et qui avait été publiée dans ses 8 Annales, t. IX, p. 585. »

J'ajouterai qu'en appliquant son procédé de dosage, M. Bineau a trouvé dans la pluie tombée à Lyon une quantité d'ammoniaque beauc °up plus grande que celle constatée par M. Barrai dans la pluie recueillie à l'Observatoire de Paris.