CHAPITRE XXV

La plupart des chimistes et médecins hydrologues sont d’accord pour admettre qu’une analyse d’eau minérale ne peut être conduite ni exprimée comme celle d’une eau potable ordinaire, ni surtout envisagée comme une eau d’alimentation de chaudière; mais il est parfois bien difficile de rompre avec la routine ; et, depuis que la question est nettement posée, aucune méthode d’unification n’a encore été adoptée pour nous permettre d’arriver à mieux connaître la composition exacte et complète de toute eau minérale.

En attendant, nous devons employer tous les moyens physiques et chimiques les plus en rapport avec les découvertes modernes, en insistant sur ceux qui permettent le mieux d’expliquer le mode d’action de l’eau soumise à l’examen ; car en hydrologie médicale, la chimie doit tenir le plus grand compte des indications de la médecine. Agir autrement c’est s’exposer à remettre des résultats par trop hypothétiques qui peuvent conduire dans une fausse direction.

Depuis quelques années, une théorie célèbre dont le nombre des adhérents augmente chaque jour, attribue

les propriétés cliiniiques et physiologiques des dissosolutions salines, non pas aux corps solides ou gazeux qu’on peut en retirer par évaporation ou élévation de température ; mais à des particules spéciales ou portions de molécules appelées ions et qui ne peuvent exister qu’en dissolution.

Théorie des ions^ — « On donne le nom de théorie des ions aux nouvelles interprétations sur les combinaisons et les décompositions des sels par l’eau dans les eaux minérales.

Jusqu’en 1887, nous avons été dans l’ignorance sur l’état des sels en solution dans l’eau; car c’est seulement à cette époque que le physicien suédois Arrhénius émit sa théorie des solutions dans laquelle il admettait que dans les solutions aqueuses étendues, les sels ne se trouvent pas à l’état de sels ; mais à l’état de ions séparés d’acides et de bases.

Depuis, on a pu démontrer que, dans une solution aqueuse faible, aucun sel ne peut exister comme tel, car il est dédoublé en ses composants, en ses ions : la non existence de sels formés dans les eaux minérales paraît donc vraisemblable.

Pour les exprimer, on calcule de la façon suivante :

Dans l’ion de l’acide sulfurique SO''H-, ou des sulfates dissous SO^M^, se trouve SOh On obtiendra le nombre des ions SO"' contenus dans un litre de l’eau minérale, en divisant le poids gramme du sulfate de baryte donné

1. Les « ions » sont les produits de la décomposition d’un électrolyte.

Quand un composé liquide est traversé par un courant, il se dédouble en deux parties appelées ions. L’une (anion) apparaît sur l’électrode positive (anode). L’autre (cathion), apparaît sur l’électrode négative (cathode).

à l’analyse directe, par le poids moléculaire 233,28 du sulfate de baryte SO^Ba. Le quotient représente le nombre dions grammes de SO'‘ par litre.

Ce qui vient d'être dit pour Lacide sulfurique pourra se répéter pour tous les autres éléments dosés.

Pour éviter les nombres trop petits, on multiplie les résultats par 1.000. On a ainsi le nombre d’ions milligrammes ou de milligrammes ions par litre ; et les nombres ainsi obtenus donnent une idée plus nette delà valeur curative que le poids des matières évaluées par lequelon exprime habituellement le résultat des analyses d’eau.

Cette nouvelle manière de voir qui établit un principe unique pour le calcul de l’analyse est surtout admise à l’étranger; mais en France, malgré les efforts de P>enkel et de plusieurs chimistes distingués, cette théorie est encore peu suivie. Pour l’interprétation publique des résultats, elle présente d’ailleurs des inconvénients qui seront exposés plus loin. ^

M. Garrigou l’expose ainsi dans le rapport que nous avons déjà cité :

Les recherches physico-chimiques modernes ont conduit les chimistes hydrologues à adopter une théorie des plus simples et des plus scientifiques sur l’allure des composés qui constituent la base saline des eaux minérales.

On a admis que sous l’inlluence seule de l’eau et suivant son volume plus ou moins grand, avec une limite maximum, un sel se décompose en deux éléments, l’un électro-négatif, l’autre électro-positif, qu’on a appelés cathion et anion ; et que ces éléments chargés d’électricité, négative pour les premiers et positive pour les seconds, représentent le sel primitif.

Sous riniluence du passage du courant électrique dans le liquide auquel on a confié le sel pour le dissoudre, chaque genre d’électricité entraîne l’ion qui lui correspond. Cette décomposition spontanée du sel en ion s’active et se poursuit par l’addition d’eau jusqu'au moment où, la dilution augmentant par suite de l’augmentation du volume de l’eau, tout le sel est décomposé, la concentration étant descendue à son minimum et le volume utile de l’eau à son maximum.

Il se passe dans le liquide des faits physiques analogues à ceux que l’on observe au sein des substances gazeuses. Les molécules séparées des composés salins exercent sur les parois du vase une pression ; et l’existence de cette pression, qui a reçu le nom de pression osmotique^ se démontre expérimentalement. Elle est indépendante de la nature chimique de la solution et ne varie qu’avec la concentration, finissant par s’établir et par disparaître, à mesure que l’on augmente le volume d’eau de dissolution.

Le nombre des sels dissous dans un même liquide ne change rien aux lois établies à ce sujet.

La somme des pressions osmotiques de chaque élément dissocié représente la pression osmotique totale qui règne dans la solution ; de même que dans un mélange de gaz, la somme des pressions osmotiques de chacun représente la pression totale du mélange.

L’exposé très sommaire des faits relatifs à la dissociation nous amène donc à dire que dans les eaux minérales les substances salines sont décomposées en éléments simples appelés cathions (métaux), et unions (molécules d’acides), soit partiellement, soit totalement.

Pour représenter non seulement la composition théorique d’une eau minérale, mais surtout sa composition

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réelle, il est donc logique d’adopter la formule des ions (cathions et anions) ; et c’est même une nécessité absolue, si l’on veut se trouver d’accord avec la science actuelle, et faire en chimie hydrologique des comparaisons utiles des sources entre elles. »

Conductibilité électrique. — L’application de la conductibilité électrique à l’analyse des eaux minérales est également de date récente; cependant, elle mérite d'être sérieusement étudiée, car c’est probablement de ce côté qu’on trouvera l’explication de l’activité de bon nombre d’eaux minérales.

Elle est assez facile à mettre en évidence, surtout par le téléphone qui permet de saisir au passage, au moment de la rupture, l’existence manifeste des bruits téléphoniques dus à des courants même excessivement faibles.

Après avoir été nié, on peut dire aujourd’hui que les eaux minérales portent constamment en elles un état électrique spécial, qu’on n’a pu encore définir d’une manière exacte, mais qui se manifeste par des courants agissant sur le téléphone, mieux encore que sur les galvanomètres les plus sensibles, et qu’une oreille même inexpérimentée peut parfaitement entendre et constater.

Les sels en leur forme solide, conduisent aussi mal l’électricité que l’eau distillée, tandis qu’une solution d’un sel dans l’eau distillée, conduit très bien le courant. Le sel a donc dû subir un changement considérable; il est décomposé en ses éléments, en ses ions. Ce sont les ions qui permettent au courant dépasser dans la solution et pour une température donnée, cette conductibilité sera d’autant plus grande qu’il y aura plus de ions dans la colonne liquide traversée par le courant. Lorsque la

solution est trop concentrée, les sels ne se scindent pas complètement en leurs ions; et la solution qui contient le sel et des ions ne conduit plus aussi bien l’électricité.

Par dilutions successives avec de l’eau, le sel non dissocié se dédouble peu à peu en ses ions, jusqu’à ce qu’enfin la dissolution soit complète. La conductibilité grandira avec l’augmentation du nombre des ions, jusqu’à un certain maximum. Une plus grande dilution provoquera une diminution du nombre des ions, et par là amoindrira la conductibilité. Lorsqu’on trouve que la conductibilité d’une eau minérale diminue avec l’addition successive d’eau distillée, et cela progressivement au degré de dilution, on peut en conclure sûrement que le dédoublement des sels en leurs ions a été complet.

La détermination de la conductibilité spécifique, se fait à la température rigoureusement constante de 25®; et les nombres qui servent à l’exprimer, représentent l'inverse de la résistance en ohms, de 1 centimètre cube à la température de 25®.

Les substances insolubles ou simplement colloïdales comme l’oxyde de fer et îa silice par exemple, n’ont pas d’aclion sur le résultat de cette détermination. D’autre part, la sensibilité de la méthode est telle que la plus petite variation dans la minéralisation de l’eau, fait varier dans des proportions énormes, la conductibilité spécifique du liquide examiné.

Cette méthode permet donc de vérifier l’identité de tous les envois d’eau effectués.

Essais préliminaires. — L’analyse d’une eau minérale comporte un certain nombre d’essais préliminaires à effectuer à la source, et d’essais chimiques sommaires à

pratiquer au laboratoire, avant d’instituer le programme définitif de recherches.

Operations à la source — Elles consistent : l'" A prélever des échantillons destinés à l’analyse chimique et bactériologique, en prenant toutes les précautions indiquées pour les eaux potables.

Pour l’analyse chimique, on remplira plusieurs bonbonnes en verre de 20 à 50 litres, préalablement passées à Facide sulfurique au 10% puis rincées plusieurs fois avec l’eau minérale à analyser.

Pour l’analyse bactériologique, on pourra faire un certain nombre d’ensemencements à la source, et recueillir plusieurs flacons bouchés à l’émeri, qui seront disposés dans de la glace, pour être employés à des recherches bactériologiques diverses, aussitôt leur arrivée au laboratoire.

2° Les essais à la source comportent en outre la détermination des gaz spontanément émis au griffon.

Ci) On fixera à part l’acide carbonique libre et combiné, en emplissant avec précautions deux bouteilles de un litre bien jaugées, contenant 20 centimètres cubes de solution saturée de chlorure de baryum pur, et 20 centimètres cubes d’ammoniaque non carbonatée. 11 se forme ainsi du carbonate de baryte, dont le poids permet de calculer Facide carbonique recueilli et contenu dans 960 centimètres cubes d’eau : i de carbonate de baryte renferme 0,223 d’acide carbonique.

h) l.a détermination de Facide sulfhydrique se fera aussi à la source; car les eaux sulfurées froides, et surtout les thermales, sont très altérables.

A cet effet, on se servira d’une solution d’iode normale centime à 1^%27 d’iode dans un litre d’eau distillée bouillie avec quantité suffisante d’iodure de potassium.

On reçoit 100 centimètres cubes de l’eau dans un vase ' à précipiter, on ajoute 5 centimètres cubes d’empois d’amidon frais et clair, puis on verse à l’aide d’une burette graduée, goutte à goutte, la liqueur centinormale jusqu’à la coloration bleue : 1 centimètre cube de ; cette solution correspond à 0»%0017 d’hydrogène sulfuré. j

Quand l’eau sulfurée est très chaude et qu’il s’agit j d’agir vite, sans perdre ni gaz ni iode; on pourra la diluer avec son volume d’eau distillée froide bouillie, et en tenir compte.

Si l’eau sulfurée contient en même temps des hyposulfites, des carbonates et des silicates qui agissent sur l’iode, on opérera de la façon suivante :

On précipitera l’hydrogène sulfuré et les sulfures, en mélangeant à un volume connu d’eau, du carbonate ou du sulfate de plomb ; puis on effectuera un second dosage sulfurométrique, qui, retranché du premier, donnera la quantité d’iode réellement absorbée par l’hydrogène sulfuré.

En dehors de ces opérations, on devra noter toutes les propriétés physiques et organoleptiques de l’eau, et en général toutes les indications qui peuvent être utiles pour faire entrevoir dans quel sens on devra diriger les recherches.

On notera donc :

Température;

Densité de l’eau ;

Limpidité ;

Odeur ;

Saveur ;

Onctuosité ;

Débit;

Tflhr liïiiiiiiiliiïiiiif n'i rtitf

Boues déposées ;

Captage et aménagement ;

Description des sources.

L'odeur et la saveur permettent de reconnaître les eaux sulfurées, acides, ferrugineuses et salines.

L’onctuosité indique la présence des silicates, des sulfures alcalins ou de certaines matières organiques.

Essais chimiques sommaires, — A l’aide de quelques réactifs d’un usage courant, on pourra pratiquer à la source plusieurs réactions chimiques propres à classer l’eau minérale, telles que:

Réaction au tournesol ;

Action des acides minéraux;

— de l’ammoniaque; .

— de l’eau de baryte;

— de l’acétate de plomb ;

— du chlorure de baryum ;

— de l’azotate d’argent;

— de l’oxalate d’ammoniaque;

— du phosphate de soude ammoniacal ;

— du nitroprussiate de soude.