L’OSMOSE DES SELS

PAR

J. E. ENKLAAR.

§ 1. Méthode suivie pour V examen. M. Lothar Meyer, dans son ouvrage bien connu, ^^Die modernen Theorien der Chemie und ihre Bedeutung für die chemische Statik'\ a écrit ce qui suit: „Le plus sûr appui pour la détermination des poids moléculaires qui existent réellement à l’état liquide se trouvera vraisemblablement dans l’étude approfondie des mouvements internes des liquides, en particulier, du frottement, de la conductibilité calorifique et de la diffusion. Il est vrai que la théorie de ces phénomènes a elle-même encore besoin d’une élaboration plus spéciale, fondée sur une conception bien nette de la constitution des molécules; mais, ce qui manque avant tout, ce sont les observations nécessaires au contrôle de la théorie , observations qui jusqu’ici n’ont été faites ni en nombre suffisant , ni de la manière la plus approp.iée au but” (Première moitié, p. 231).

En relisant ce passage, l’idée m’est venue d’essayer de fournir, en ce qui concerne la diffusion, quelques-unes des données que M. Lothar Meyer réclame comme pierre de touche de la théorie. Je m’y suis décidé d’autant plus volontiers, que les excellents régulateurs de température, construits dans ces derniers temps, rendent facile de maintenir constant, pendant une durée indéfinie, un degré quelconque de chaleur.

3, E. ENKLAAR. SUR l’OSMOSE DES SELS , ETC.

L’appareil que j’ai employé pour l’exécution des expériences est représenté dans la figure ci-jointe. Un tambour en tôle de

fer A est rempli d’environ 7 litres d’eau. Au fond de ce tambour repose, sur un pont en gaze de cuivre F, un verre cylindrique B à bouchon de verre rodé, qui possède une hauteur de 21 centim. et un diamètre de 8,5 cm. et qui est entièrement immergé dans l’eau. A côté du verre cylindrique , dans le liquide qui l’entoure, se trouve un régulateur de température d’Andreae , D. La flamme de gaz étant placée sous le tambour, au moyen du régulateur on amène le liquide à un degré de chaleur déterminé et fixe. Une flamme menue , brûlant à l’extrémité d’une fine pointe 6^, est destinée à empêcher que la grande flamme ne s’éteigne complètement, ou, si cela arrive, à la rallumer lorsque le gaz afflue de nouveau en quantité sufflsante. Deux

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thermomètres K et L, dont l’un divisé en dixièmes de degré, font connaître la température de l’eau. L’appareil à osmose consiste en un petit flacon à col droit , de 150 cc. de capacité , dont le fond a été enlevé et dont le bord inférieur a ensuite été dressé avec soin. Une membrane tendue remplace le fond de verre. Le col du flacon est fermé par un bouchon de liège, à travers lequel passe un petit tube capillaire. Après avoir introduit dans le flacon 50 cc. d’une solution saline , on le suspend, à l’aide d’une petite plaque de cuivre, dans un verre à précipité J/, qui n’est pas beaucoup plus large que lui et qui contient 100 cc. d’eau distillée. On retire ensuite le verre cylindrique B de l’eau chauffée du tambour et on y introduit le verre à précipité avec son contenu. Après avoir bien fermé le verre cylindrique, on le replace finalement dans le tambour et on note le temps. Les choses ainsi disposées, je laissais l’osmose s’opérer pendant 6 heures. Au bout de ce temps, l’expérience était interrompue et le contenu du verre à précipité était examiné. Cet examen consistait en un titrage avec une solution de nitrate d’argent à i/io du titre normal, le chromate de potasse faisant fonction d’indicateur (provisoirement, je n’ai étudié que chez des chlorures l’intensité des courants osmotiquesC

Quelques détails doivent encore être ajoutés au sujet de certaines parties de l’opération.

En premier lieu, le choix de la membrane a été l’objet de beaucoup de soins. A l’origine, j’employais le papier-parchemin? mais j’en fus peu satisfait. Il me parut éprouver des changements, qui exerçaient de l’influence sur l’intensité de l’osmose. Après de nombreux essais, mon choir se fixa sur la vessie de lapin ou de lièvre. Elle me fournit une membrane transparente, extrêmement fine, satisfaisant à toutes les conditions. Volontiers J’aurais expérimenté sans membrane, et éliminé ainsi l’un des facteurs en action. L’intensité de l’osmose, déterminée de la manière susdite, doit en effet dépendre et du pouvoir d’imbibition de la membrane et des attractions moléculaires des liquides. Dans les résultats obtenus, ces influences trouvent toutes deux

leur expression , et comme ni l’une ni l’autre n’est exactement connue en elle-même, il est généralement impossible de décider quelle part revient à chacune d’elles. Aucune des méthodes de diffusion sans membrane, que j’ai trouvées décrites, ne m’a toutefois paru se prêter à une détermination exacte de la quantité du sel diffusé, et tous mes efforts, pour découvrir et appliquer une méthode qui permît cette détermination, ont échoué devant des difficultés techniques. La séparation nette des liquides , nécessaire pour le titrage, ne peut être obtenue, à cause surtout des déplacements de la surface limite , produits par la pression hydrostatique. Même dans la méthode de Beilstein , le mélange des liquides ne saurait être entièrement évité. En outre, des forces étrangères à la diffusion proprement dite entrent en jeu dans cette méthode. Les molécules de l’eau diffusant plus rapidement que les molécules du sel, du liquide doit être refoulé du tube fermé à sa partie supérieure, dans le tambour. Quelques-unes des méthodes en question permettent , il est vrai , de mesurer les volumes des liquides avant et après la diffusion , ce à quoi j’ai dû renoncer; mais, par contre, ma manière d’opérer présente d’autres avantages, beaucoup plus grands, et d’ailleurs la mesure dont il s’agit n’était pas de première importance pour le but que je me proposais.

Par le choix d’une membrane convenable, j’ai cru pouvoir réduire à un minimum l’inconvénient ci-dessus signalé. Une bonne vessie de lièvre (préalablement débarrassée de toute trace de graisse et d’impuretés, au moyen de traitements prolongés par l’eau , l’alcool et l’éther) est si mince , si perméable aux liquides, que son influence sur les courants osmotiques peut être estimée très faible. Et celle-ci fût-elle plus grande qu’il n’y a lieu de le penser, il n’en resterait par moins très vraisemblable que , chez des sels analogues , elle ne diffère pas assez pour que la signification des résultats en soit notablement modifiée. Je pars donc de l’hypothèse que ces résultats expriment, par rapport à l’osmose , les propriétés spécifiques des sels , et non , ou seulement à un très faible degré, celles de la membrane.

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Beaucoup d’attention devait aussi être apportée à la manœuvre du petit flacon lorsqu’il s’agissait de le retirer de l’appareil ou de l’y remettre. Des mesures spéciales étaient nécessaires pour empêcher que , durant cette opération , des gouttes du liquide ne fussent exprimées à travers la membrane. La mise en place du flacon se faisait de la manière suivante. Le verre à précipité recevait 100 cc. d’eau distillée et portée préalablement à la température de l’eau contenue dans le tambour. Dans le flacon on versait alors les 50 cc. de solution saline, pendant qu’un aide le laissait descendre de telle sorte dans l’eau du verre à précipité, que les surfaces des liquides , dans le verre et dans le flacon , restassent toujours au même niveau. La solution saline n’était pas chauffée préalablement, afin d’en prévenir l’expression à travers la membrane. A l’aide de marques faites au verre et au flacon, ce dernier était suspendu dans une position qui pouvait toujours être retrouvée exactement. Le verre cylindrique B, qui entretemps avait pris dans le tambour la température voulue, était alors amené au jour; on y introduisait le verre à précipité, après quoi on le replaçait dans le tambour, où il était fixé par une tringle.

Lorsqu’un intervalle de 6 heures était écoulé, on enlevait du tambour le verre cylindrique, dont on retirait le contenu. Un siphon était alors introduit dans le flacon, et celui-ci, à mesure que le liquide s’en écoulait, était soulevé dans le verre à précipité de façon que, maintenant aussi, la pression hydrostatique restât la même en dedans et en dehors. On nettoyait ensuite le flacon à l’extérieur au moyen d’un jet d’eau distillée, qui s’écoulait dans le verre à précipité; on en lavait l’intérieur, à différentes reprises , avec de petites quantités d’eau , enfin on le suspendait, pourvu d’un peu d’eau distillée, dans un autre verre à précipité, qui contenait également de l’eau pure. On le laissait ainsi pendant 24 heures, pour épuiser la membrane. Au bout de ce temps , les liquides contenus dans les deux verres à précipité et dans le flacon étaient réunis et amenés à un

volume de 200 cc. Dans 10 ce. de ce mélange on dosait le chlore, par voie de titrage, ainsi qu’il a été dit plus haut. Le régulateur de la température fonctionnait admirablement. A l’œil nu, il était à peine possible de constater une oscillation dans la colonne thermométrique.

Les sels, avant d’être employés aux solutions, étaient amenés avec soin à l’état de pureté chimique.

Tout l’appareil se trouvait dans une cave, à l’abri de la' poussière et des courants d’air.

Quelques essais préliminaires, avec une même solution saline, fournirent la preuve que toutes les circonstances de l’expérience étaient parfaitement constantes. L’accord des résultats ne laissait rien à désirer.

§ 2. La loi de la ^proportionnalité. M. Wüllner, dans son Lehrhuch der Experimentalphysik , écrit: „Les expériences de Graham , de Fick et de Beilstein ont appris que la diffusion des molécules des sels dans l’eau est proportionnelle à la densité des solutions salines, lorsqu’on laisse celles-ci diffuser dans l’eau

pure ; en d’autres termes, la quantité de sel qui

passe , toutes choses égales d’ailleurs , est proportionnelle à la quantité de sel dissous” (tome I, p. 238, 2® éd.).

Dans un autre passage , on lit : .... „Mais à cela nous ne sommes pas autorisés , attendu surtout que M. Beilstein conclut de ses expériences que la loi de proportionnalité entre les quantités diffusées et les densités des solutions est seulement approximative; conclusion que M. Wildt, toutefois, ne regarde pas comme justifiée” {Lehrb. d. Exp. Phys.^ t. I, p. 239).

Des doutes paraissent donc encore subsister à l’égard de la loi de la proportionnalité. Comme je ne connaissais pas de recherches postérieures , tranchant la question dans l’un ou dans l’autre sens, je résolus de faire, en premier lieu, quelques expériences à ce sujet.

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Tableau I.

Composition de la solution saline contenue dans le flacon ; exprimée en grammes.

Température dans le tambour.

Durée de l’osmose, en heures.

Quantité de chlore qui a traversé la membrane; expr. en grammes.

Quantité de chlore qui doit traverser la membrane suivant le calcul ; expr. en grammes.

Différence entre les résultats de l’expérience et du calcul.

Espèce

de la membrane employée.

Chlorure de

po-

tassiura . .

Vessie de lapin.

Vessie de lapin

Idem. .

de l’expérience 1.

Vessie de lapin

Idem. .

de l’expériencê 8.