Nous avons alors imaginé la disposition ci-contro
Une grosse boule A (fig. 7), de 150 centimclres cubes environ de
Fï^. 7.
capacité, est soudée à deux tubes diamétralement opposés; le tube inférieur B est recourbé en S et son extrémité ofliléc o s'ouvre au-
liGO ANNALES DK LA SCIENCE AGRONOMIQUE.
(Je.-sus d'un verre à piedC; le tube supérieur D', deux fois recourbé, esl elHIé à son extrémité a, et |»orte latéralement, au point le plus élevé, un petit tube c étranglé et muni d'une bourre de eoton b.
Après avoir intH^luit du mercure en A jusque vers le milieu de la boule, on l'erme les ellilures a et o et l'on stérilise le tout dans l'air cbaud. Pendant le refroidissement, Tair extérieur, en pénétrant dans la boule, se purifie sur le colon b.
I*our remplir cet appariîil de bouillon nitrate, on flambe la pointe a, on la brise, on la llanibe de nouveau, et on l'introduit dans le flacon contenant le liquide préalablement stérilisé; on aspire alors par la tubuhire c, et, quand la boule est pleine, on retire le tube a qu'on scelle à la lampe.
La prise di; la semence se fait de la même manière. Dès fpi'elle est introduite, on brise l'extrémité o, et Ton scelle à la lampe la tubulure c.
S'il y a déjjag^ement de gaz, celui-ci s'accumule dans la partie supérieure de la boule A, et refoule à la fois le liquide et le mercure. Ce derni(îr sort alors par Torifice o et s'écoule dans le verre ; son poids permet de calculer le volume du gaz produit, en tenant compte de la température et des divers éléments de la pression. On peut d'ailleurs recueillir le gaz lui-même dans une éprouvctte graduée, en recourbant rextrémité^f en l'orme de tube abducteur, et en exerçant en o une pression «convenable de mercure.
52. Le 25 janvier, un de ces appareils fut rempli, comme il vient d'être dit, avec du bouillon contenant 10 grammes de salpêtre par litre, et ensenicn<*é avec le liaderhim denilnlicaiu ^.
Après un séjour de trois jours à la température de 35 degrés, le Ii(]uide est resté limpide, tandis que dans nos tubes liabituels de culture, la fermentation s'était déclarée en moins de vingt-quatre heures, avec la même semence.
Le 28 janviiîr, l'expérienccî fut répétée avec une semence plus jeune et plus active ; même résultat. Tandis que dans un ballon sans mercun; ensem(Micé le même jour, avec le même microbe, la fermenlalion s'est régulièrement établie, au contraire, le li(p]ide en cnnlartavec le mercure est resté limpide jusqu'au 23 février suivanr, c'esl à-dire pendant près d'un mois. Le microbe soumis à
rinfluence du nien-ure n'était cependant pas mort, car semé dans un lulio de culture, il s'y est développé avec ses caractùn^s ordinaiies, seulement avec un peu plus de lenteur.
53. La présence du mercure a donc complètement empêché la multiplication et les fonctions du D, ilenUrilkans ^. Avec le IL déniirificansoLy dont l'activité est beaucoup plus y:rande, l'action du mercure dans les appareils à boule est seulement diminuée ; la fermentation y commence plus tard, dure plus longtemps et donne moins de mousse que dans une fermentation comparative faite sans mercure.
Dans réprouve tte renversée sur le mercure, le IL dcnilri/icffns ol s'est développé plus péniblement encore (jue dans l'appareil précédent; le liquide s'est à peine troublé, et n'a point donné de gaz. Cette différence tient sans doute à ce que la slériiisntion du bouillon etcellc du mercure ont été simidtanées, et que, dans ces conditions, ù a dû se diffuser plus de vapeurs mercuriidles au sein du liquide nilralé que dans l'appareil à boule, où ce licjuide a été superposé au mercure, à froid, après une stérilisation indépimdante.
54. Quant à la présence du mercure dans le bouillon, clic est facile à démontrer par les méthodes si sensibles et si précises imaginées par M. Merget. Le savant professeur de la Faculté de m<;deciiie de Bordeaux a bien voulu le rechercher lui-même dans les tnns échantillons suivants :
« Bouillon stérilisé et non ensemencé, en contact avec du mei*cure également stérilisé ;
ff Bouillon non stérilisé et non ensemencé, en contact avec du mercure stérilisé ;
^' Bouillon stérilisé ayant fermenté en contact avec du merciu'e •*^lenlisé, sous l'iniluence du B. datif riftanis ol. * Les trois échantillons de bouillon de culture, dit M. Mergeldans
• w note qu'il nous a remise, ont été soumis au même mode d'ana-
• lyse.
* *^ne première prise, faite sur chacun d'eux, a été traitée par 3<^iae sulfliydrique et les sulfliydrates alcahns, sans donnerla P^^ niiniiscule trace de précipilé de sulfure de mercui'c.
^** une seconde prise, on a fait agir un fil de cuivre bien pur et
« bien décapé, plongeant d'un centimètre environ, qui a été retiré (f après vingt-quatre heures d'immersion, et introduit, après avoir « été lavé à grande eau et desséché, dans un [)li de papier sensible à « Tazotale d'argent ammoniacal, dont il était séparé par quelques' « doubles de papier de soie ; on n'a constaté aucune apparence « d'impression mercurielle.
f Une troisième prise, au contraire, traitée comme la précédente, « mais après avoir été préalablement additionnée d'acide nitrique « et portée pondant quelques instants à l'ébuUition, a fourni des (k impressions mercurielies très nettement accusées.
« Les résultats négatifs des deux premières séries d'essais per- « mettent de conclure que les trois échantillons de bouillon de « culture ne renfermaient pas de sels de mercure en dissolution. « Comme on y rencontre néanmoins ce métal, ainsi que le démon- <( treiil les résultats positifs de la troisième série d'essais, c'est qu'il « s'y trouvait diffusé en vapeur, c'est-à-dire au même état que dans « l'eau mercurielle.
« Cette conclusion est confirmée par l'expérience suivante : des « papiers sensibles disposés au-dessus de couches de bouillon , sté-
BECHBHCKES StlR LA RËDUCTION DUS NITRATE», 263
1 rflisé ou non, recouvrant du mcn-nre, sont ncttcinonl iinprcs- ■■ MOiinées par les vapeurs mcrcuriollcs qui traversent les lî(]uiijes I superposés. >
Les constatations faites par M. Merget, en établissant que le inerire se volatilise el se retrouve en nature dans les bouillons de
culliirn*, exi)li(|U(Mit les insufTi''S dont nous avons parlé plus haut, et prouvent que ce métal ne peut pas être employé sans inconvénient dans Têtude de certains infiniment petits.
55. Obligés de renoncer aux appareils précédents, nous avons, après plusieurs tentatives infructueuses, adopté le dispositif de la ligure 8, p. 26^.
Une boule A, de 150 centimètres cubes de capacité environ, est soudée à deux tubes diamétralement opposés. Lje tube inférieur est retourné en bec effilé a ; le tube supérieur porte un tube de dégagement capillaire B, et un étranglement c, au-dessus duquel on place une bourre de coton h.
Les ouvertures a eid étant scellées à la lampe, on flambe cet appareil dans un poêle îi air chaud; pendant le refroidissement, Tair se purifie sur la bourre de coton.
Pour introduire un liquide, bouillon ou semence, on y plonge le tube (/ préalablement flambé et ouvert, et on aspire par b. On retire ensuite t/, on le flambe, et on détache à la lampe l'extrémité b.
L'appareil ainsi ensemencé est plongé dans un bain-marie à température constante, coumie le montre la figure 9 oùT est un thermomètre et R un régulateur de M. Dupetit*.
Le tube abducteur seul et la pointe c sortent du bain. Le tube à
1 . M. Koyer a montré que les vapeurs de mercure peuvent se diffuser k travers les liquides {Mémoires de la Société des Sciences physiques et naturelles de Bordeaux, 2* série, t. IV, p. xiv, xxvii et *2ô9).
2. Le régulateur dont nous nous servons a été imaginé par M Dupetit {Mémoires de la Société des Sciences physiques et naturelles de Bordeaux, 2* série, t. V, p. 47f,
\\ se compose (fig. 10 et 11) d'un gros réservoir A contenant du mercure et do pétrole superposés; un tube central B, soudé au réservoir dans sa partie rétrécie, plonge dans le mercure M et est lui-même rempli de ce liquide. Par sa dilatation, le pétrole fait monter le mercure dans le tube B; en même temps un flotteur en verre F, lesté en m. et dont les mouvements sont facilités par quelques gouttes d*eau glycérînèe, se soulève et vient Termer plus ou moins loriliee d'arrivée du gaz. L'obturation est obtenue à Taide dun disque de verre D, relié au flotteur par un petit ressort en spirale r: une tige mUallique /. qu'on peut élever ou abaisser à volonté, permet de laisser entre le tube à gaz C et le disque 1) l'ouverture nécessaire à l'entretien de la flamme minimum du bec. On rè^le à des températures plus ou moins élevées, en remontant plus ou moins le tube C, qui est maintenu dans Taxe de Pappareil k Taide d'une couronne de bourrelets de verre b.
Cet :ippnreil est d'une très grande sensibilité.
hbchkrches b^r la réddctioh dbs nitrates.
lêgageraent se rend sous une éprouvette pleine de mercure, mais >D atlend pour roetlre t' éprouvette que le bouillon ait pris la température du bain ; la dilatation du liquide chasse alors la plus grande
Fi^JÛ.
Fi^.li.
artie de l'air contenu en \\, de sorte que ce qui en reste esl absoluleol négligeable.
56- Appliquons maintenant l'appareil de la figure 8 à l'élude delà
réduction du nitrate de potasse par le B, dmitrifi^ans ol^ le pi v^ actif de ceux que nous avons isolés.
Le 12 février, on met dans le bain à la température de 35 degrés, un vase plein de bouillon de bœuf contenant 12 grammes par litre d'azotate de potasse avec une petite quantité de semence âgée de trois jours.
Le liquide s'est troublé en quelques heures, et en moins d'un jour la fermentation est complètement établie. La mousse gagne le tube abducteur et vient se liquéfier à la surface du mercure, où le nitrate entraîné continue à fermenter.
Le 14, la fermentation est moins tumultueuse.
Le 16, elle est très ralentie.
Le 20, elle est à peine sensible.
Le 23, elle est nulle ; on met fin à l'expérience.
A ce moment la plus grande partie du gaz est dans l'éprouvelte, en contact avec une petite quantité de liquide fermenté ; le reste est dans le ballon, à la place du bouillon que la mousse a entraîné. Pour recueillir ce dernier gaz, on relie par un caoutchouc le tube a avec un réservoir plein de mercure, et l'on brise la pointe; en pénétrant dans l'appareil, le mercure chasse le gaz dans une éprouvette disposée à cet effet.
Ces deux volumes gazeux sont mesurés à 0"* dans la glace fondante ; pour tenir compte de la pression propre à la vapeur du liquide fermenté, on la détermine directement dans un baromètre mouillé dont la chambre est recourbée et entourée de glace fondante.
Quant au liquide fermenté, on s'assure qu'il ne renferme plus de nitrate, et on l'utilise pour le dosage de l'acide carbonique dissous ou combiné et de l'ammoniaque formée.
Voici les données de l'expérience actuelle :
Volume de Tappareil 15S°^,8
Densité du bouillon nitrate 1014
Richesse du bouillon en nitrate de potasse .... 12*',000 par litre.
Poids du nitrate dissous 1 ,870
i azote 0 ,259
contenant . oxygène nitrique 0 ,741
( pousse 0 ,870
Pour déterminer le volume à 0"* et à 760 du gaz contenu dans la première éprouvette, on a les observations suivantes :
VolDjne la à 0"» 208*^"
Pression atmosphérique réduite à 0" 764"",0
A retrancher :
l<>Haatenr do mercure dans Téprouvette. . . . Sf^^O |
2* Hauteur en mercure du liquide fermenté. . . 1 ,4 | 3j ,'>
3» Tension de vapeur à 0» du liquide fermenté. . 3,1 )
Pression de gaz 728'"",i>
On en déduit par le calcul :
Volume do gaz à 0« et à 760 IQQ'^fi
La composition de ce gaz, déduite de deux analyses concordantes, est de :
Azote 93.01
Acide carbonique 6.09
On a de même pour la seconde éprouvette de gaz :
Volume lu à 0« 23««,4
Pression atmosphérique réduite à 0* 764"", 0
A retrancher :
1* Hauteur du mercure dans l'éprouvette. . . . SO^'^O )
2* Hauteur en mercure du liquide fermenté. . . 1 ,3 > 84 ,4
3° Tension de Tapeur à 0^ du liquide fermenté. . 3 ,1 )
Pression du gaz 679»»,6
D'où l'on déduit :
Volume du gaz à 0<* et à 760 20^,9
Ce gaz est composé de :
Azote 97.67
Acide carbonique 2.33
Le gaz produit par la fermentation se compose donc de :
Asote.
Acide carbonique.
Gai total
1« éprouvette. .
ToTAcx. . . . 207",7 12'^^6 220««,3
A ce volume d'acide carbonique, il faut ajouter celui qui a été
retenu dans le liquide fermenté. Or, 50 centimètres cubes de ce
liquide, tr«iités par un acide dans le vide, ont donné 159 centimètres
cubes d'acide carbonique pur, mesuré à 0** et à 760 ; les 455*'%8 de
455 8 bouillon en contenaient donc 459 X >,' = 495" ,4.
On a par conséquent :
Acide carbonique gazeux 1 2^,6
— dissous ou combiné .... 495 ,A
Total 508«,0
Si Ton suppose que tout l'azote du nitrate se dégage à l'étal de gaz et que tout l'oxygène nitrique donne un volume d'acide carbonique égal au sien, on pourra calculer les volumes théoriques et les rapprocher des volumes donnés par l'expérience, comme il est fait dans le tableau suivant :
VOLUIIBS VOLUMaS
calculés *. troavéf.
Azote 206«« 207",7
Acide carbonique 515 508 ,0
57. Ces nombres sont assez voisins pour qu'on puisse admettre que la réaction se passe suivant la formule simple :
2(ÂzO' KO) + 5C =2 Az + 2 (KO, 2C0*) + CO», le carbone étant emprunté à la matière organique du bouillon.
1. On a pris pour le poids du litre d'azote le nombre H^,256, et pour rapport des
5 Yol 0' volumes d'oxygène nitrique et d'azote le nombre —- =
2 vol Az
L'acide carbonique non combiné à Télal de bicarbonate de potasse s'unirait en partie à Tammoniaque formée pondant la réaction ; une autre partie se trouverait en solution dans le bouillon et le reste se dégagerait à Tétat gazeux.
11 se fait en effet de l'ammoniaque, (-ar on trouve, à l'aide de l'appareil de M. Scblœsing :
Par litre. ToUl,
AmmonîaqQe dans le bouillon fermenté. . . -i93'"< TG^^S
— — non ensemencé. 19 3 ,0 .
Ammoniaque formée pendant la réaction . . 47 1°'^ 73°'f,8
58. Voici les résultats d'une autre expérience, faite aussi à 35** avec le B. denihificans a, commencée le 29 janvier et terminée le 9 février suivant :
Volume du liquide employé 60*^
Poids de nitrate de potasse 0*%725
( azote 0 ,100
contenant | oxygène nitrique 0 ,287
Volume et composition du gaz recueilli :
Azote 9Ô.84 soit 83",0
Acide carbonique 4.16 — 3,6
Volume d*acide carbonique extrait du bouillon fermenté : 200*^*^.
Comparaison entre les volumes calculés et les volumes trouvés :
TOLUMKII VOLUMES
calculés. trouvés.
Azote 80" 83",0
Acide carbonique 200 203 ,6
Dosage de Tammoniaque :
Dans le liquide fermenté 577'°'^ par litre.
Dans le liquide non ensemencé 19 —
Ammoniaque formée dans la réaction . . . ôSS*"' par litre. Soit 33"<,5 pour le bouillon employé.
59. Citons encore Texpérience suivante, relative aussi au Bacterium deiiitrificam a^ commencée le 29 janvier à la température de 35"* et terminée le 4 février suivant :
Volume du bouillon nitrate 157^
Poids du nitrate de potasse employé It^'iSSi
Î azote 0 ,261
oxygène nitrique 0 ,746
Volyme et composition du gaz recueilli :
Azote 90.82 soit 225",5
Acide carbonique 9.18 — 22 ,8
Volume de Tacide carbonique dissous 498^%0
— — dégagé 22 ,8
— total de Tacide carbonique produit 520^,8
Comparaison entre les volumes calculés et les volumes trouvés :
Oalcoléi. Troavés.
Azote 208~ 22o*",S
Acide carbonique 520 520 ,8
Ammoniaque formée pendant la réaction : 576"^ par litre. Soit 90"'' ,4 pour le bouillon total.
60. Enfin, dans la dernière expérience que nous rapportons, l'ensemencement a été fait le 27 février ; on a recueilli successivement quatre éprouvcttes de gaz jusqu'à la fin de la fermentation, arrivée le 9 mars. La température était toujours de 35" :
Volume du ballon 151**
Poids du nitrate de potasse H',832
! azote 0 ,254
oxygène nitrique 0 ,726
potasse 0 ,852
Volumes de gaz dégagés dans les quatre éprouvettes :
lf« éproa- 2« éprou- 8« épron- 4» épron- *, tot«l vette. vetto. ▼ette. vette. w" ^owi.
Azote 70",1 77«,8 49«,5 20«,3 2I7*«,7
Acide carbonique . 5 ,9 5 ,2 3 ,2 0 ,3 14 ,6
L'acide carbonique dissous ou combiné n'ayant pas été dosé exactement, on ne peut comparer que les volumes d'azote. On a ainsi:
Volome d'azote calculé 202"
— — trouvé 217 ,7
Ammoniaque produite pendant la réaction : 576<"'^par litre. Soit 87"' pour le volume de bouillon mis en expérience.
61. Résumons les quatre expériences précédentes et nous aurons le tableau suivant :
