EAU

20. Historique, — C'est indépendamment les uns des autres que les chimistes anglais et français reconnurent la nature complexe de l'eau. Waltire le premier vit en 1781 qu'il se forme de l'eau par la détonation d'un mélange d'hydrogène et d'oxygène provoquée par l'étincelle électrique, et Gavendish confirma peu de temps après cette observalion, mais c'est en 1783 seulement que l'eau fut considérée comme un composé d'hydrogène et d'oxygène, en Angleterre par Priestley et Watt, en France par Monge à Mézières, par Lavoisier et Laplace à Paris. Lavoisier, poursuivant ses recherches soit seul, soit en collaboration avec Meusnier, mit le fait hors de doute, non seulement en réalisant la synthèse de l'eau, mais encore en la décomposant.

21. Composition de Veau, — Divers procédés d'analyse permettent de déterminer la composition de l'eau.

1° Lavoisier dirigeait de la vapeur d'eau sur du fer chaufifé au rouge. Le fer s'emparait de tout l'oxygène,

et l'hydrogène qui se dégageait fut recueilli sur le mercure. En connaissant le poids do l'eau employée, l'augmentation de poids du fer et le volume de Tliydrogène dégagé, volume dont on déduisait le poids du gaz. on avait tous les élémenls pour connaître les quantités pondérales d'hydrogène et d'oxygène qui entrent dans la composition de l'eau.

2« On peut aussi décomposer l'eau par voie électrotique. Dans un verre renfermant de l'eau additionnée

Fig. ;;. — Analyse de l'eBu pir lu pilo.

1 marin pour la rendre meilleure conductrice de^

ricité, on renverse de petits tubes gradués rera-J

Bd'eau ; dans l'un d'eux se rend l'électrode positiveÉ

Eté pile; dans l'autre, l'électrode négative (fig. 8)..r

(US l'influence du courant électrique, l'eau est décora- j

posée; l'hydrogène se rend au tube correspondant aql

We négatif, tandis que l'oxygène se réunit dans l8(j

i qui correspond au pûle positif, el Von iowîM

que le volume d'hydrogène mis en liberté est exactement double de celui de l'oxygène.

Cette analyse de l'eau, faite pour la première fois ^n 1800 par les physiciens anglais Carlisle et Nicholson, nous apprend que l'eau renferme 2 volumes d'hydrogène pour un volume d'oxygène.

Gomme on connaît la densité de ces deux gaz, on peut en déduire le poids relatif.

La densité de l'oxygène étant 1,10563, et celle de l'hydrogène 0,0693, c'est dire qu'un volume du premier pèse environ seize fois celui du second, car

Puisque, dans l'eau, il y a 2 volumes d'hydrogène pour

1 volume d'oxygène, nous voyons que le rapport pondéral des éléments de l'eau est de 2 parties d'hydrogène pour 16 parties d'oxygène, ou en d'autres termes -que 18 grammes d'eau , par exemple , renferment

2 grammes d'hydrogène pour 16 grammes d'oxygène. 22. La formation synthétique de l'eau vient à l'appui

des données fournies par l'analyse. L'appareil dont on se sert, connu sous le nom d'eudiomètre, est essentiellement formé d'un tube en verre épais, dans lequel on introduit un mélange d'hydrogène et d'oxygène, mélange que l'on fait traverser par une étincelle électrique. L'eudiomètre le plus simple est formé d'un «tube en verre résistant, gradué, et muni à sa partie supérieure de deux fils minces de platine soudés dans le verre, dont les extrémités intérieures sont très voisines. On remplit ce tube de mercure, on le renverse sur la cuve, et l'on y fait arriver un mélange de 2 volumes d'hydrogène et 1 volume d'oxygène. On met alors les fils de platine en communication avec les ^pôles d'une pile ; la combinaison des deux gaz a lieu.

Quand les paz ont été rigoureusement mesurés, ils s'unissent intégralement pour se convertir en eau et <lisparaissent sans laisser de résidu.

Si l'on introduisait dans l'eudiomètre des volumes égaux des deux gaz, soit 100 vnlumes d'hydrogène et -100 volumes d'oxygène, les 100 volumes d'hydrogène auraient consommé seulement 50 volumes d'oxygène, et, après la réaction, il y aurait un excès de 50 volumes de ce gaz. C'est toujours, en effet, i volume d'oxygène qui se combine à 2 volumes d'hydrogène ; ce rapporU est invariable. -M

Le mélange de 2 volumes d'hydrogène et de 1 volume 1 d'oxygène a été appelé gax tonnant. Si l'on enflamme ce mélange, la combinaison des deux gaz a Ueu avec une violente explosion. Cette explosion a pour cause l'expansion considérable de la vapeur d'eau produite instantanément à une haute température, et qui, se condensant ensuite rapidement, amène une brusque rentrée de l'air dans le flacon oii a lieu la détonation. J Aussi, quand on fait cette expérience, comme le Qacon I est souvent brisé, il est nécessaire de l'entourer de.l linges épais, pour que les débris de verre ne soient 1 pas projetés sur l'opérateur. I

23. La métliode eudiométrique a permis â Gay-Lussac n «t Humboldt de déterminer la composition volumétrîque de l'eau ; on en déduit la composition pondérale. Comme le mesurage et la pesée des gaz présentent des difficultés sérieuses d'expérience et peuvent entraîner des causes d'erreur, il était bon de contrôler la composition de l'eau au moyen d'une méthode pondérale précise. C'est ce qu'a fait Dumas par son procédé de j synthèse de l'eau. I

Ce procédé est fondé sur les propriétés de l'oxydel de cuivre. ■

L'oxyde de cuivre est une matière noire, pulvérulente, formée par l'union de Toxygène et du cuivre. Quand on chauffe au rouge sombre cet oxyde de cuivre et que l'on y fait arriver un courant de gaz hydrogène bien pur et parfaitement desséché, Thydrogène se combine à l'oxygène de l'oxyde de cuivre pour former de Teau. Gomme, d'une part, on peut savoir exactement le poids de l'eau formée, que d'autre part on a pesé l'oxyde de cuivre avant et après l'opération, ce qui indique la quantité d'oxygène abandonné par l'oxyde, on n'a plus qu'à défalquer ce poids d'oxygène du poids total de l'eau formée pour connaître la quantité de l'autre élément, l'hydrogène.

La figure 9 indique la disposition de l'appareil. A est un flacon destiné à dégager de l'hydrogène au moyen du zinc et de l'acide sulfurique. Les tubes B, G, D, E, F sont destinés à purifier l'hydrogène; le premier renferme de l'azotate de ploml) pour fixer l'hydrogène sulfuré, le second du sulfate d'argent destiné à retenir l'hydrogène arsénié et l'hydrogène phosphore ; les deux autres contiennent des fragments de potasse, qui arrête l'hydrogène siliciô et l'hydrogène carboné. Enfin les tubes G et H sont remplis de ponce imbibée d'acide sulfurique; ils sont eux-mêmes refroidis ; ils ont pour but de dessécher parfaitement le gaz. Le petit tube I, également rempli de ponce sulfurique, sert de tube témoin pour indiquer que le gaz est complètement sec; il ne doit pas varier de poids pendant l'expérience.

Toutes les parties de l'appareil que nous venons de passer en revue sont donc destinées à fournir de l'hydrogène pur et sec.

La réduction de l'oxyde de cuivre s'opère dans le ballon L où l'on a introduit de l'oxyde de cuivre récem-

"ïrient calciné, et qu'on a pesé après y avoir l'ait le vide. Le ballon I, étant chaulTé au rouge sombre, la réduction de l'oxyde de cui^Te s'opère, et l'eau formée se rend ilans le ballon M, où elle se con- (lenâe eji partie. L'eau non condensée dans ce ballon est retenue par les tubes P, Q, a, s, qui renferment des substances avides d'eau, L'aug- Rientalion de poids du ballon M et des tubes P, Q, R, S indique la quantité d'eau formée; la perte de poids du ballon L, pesé vide d'air et refroidi après l'opération, indiiiue la quantité d'oxygène employée pour la production de l'eau.

L'expérience a montré à Dumas que l'eau ren-

riae en poids :

ndroKËtie H. 11

eygène ss.a»

^dire que l'hydrogène ! sont dans !e

rapport de 1 à 8 ou 2 à 16. 9 grammes d'eau renferment 1 gramme d'hydrogène et 8 grammes d'oxygène.

24. Si maintenant nous voulons comparer l'eau à ses constituants sous le même état, c'est-à-dire à l'état gazeux, nous arrivons à nous demander combien de volumes de vapeur d'eau sont fournis par la combinaison de deux volumes d'hydrogène et d'un volume d'oxygène; en d'autres termes, quel volume occupe la vapeur d'eau produite par cette combinaison.

L'expérience et le raisonnement permettent également d'arriver à résoudre ce problème.

L'expérience se fait au moyen de l'appareil repré- -senté par la figure 10.

Il se compose d'un eudiomètre B en communication par un tube en caoutchouc avec un tube vertical. L'eudiomètre B est enveloppé d'un manchon C dont la partie supérieure est traversée par les deux fils de ,platine de l'eudiomètre. Le manchon C est en communication avec un ballon A dans lequel on met de Falcool amylique, qu'on portera à l'ébuUition et dont la vapeur arrivant dans le manchon G élèvera à 130** la •température de l'eudiomètre. Les vapeurs d*alcool amylique sont dirigées ensuite dans un serpentin S, où •elles se condensent.

L'eudiomètre et le tube correspondant sont placés sur une même ligne verticale, grâce à la flexibilité du tube en caoutchouc qui les rejoint, remplis de mercure et renversés sur la cuve à mercure. On fait arriver dans l'eudiomètre un mélange de deux volumes d'hydrogène et d'un volume d'oxygène, on retourne le tube de manière qu'il devienne vertical comme dans la figure, et l'on porte l'alcool amylique à l'ébuUition. On élève le tube ouvert plus ou moins sur le support, jusqu'à ce que le niveau du mercure soit le même dans

i'eudiomètre et dans le tube. On note alors sur I manchon le volume occupé par le mélange gazeux. Ouand les vapeurs d'alcoot amylique ont échauffé

reudlomètre au-dessus de lOO", on met en communication les deux flls de platine de I'eudiomètre avec une bobine ; la combinaison a lieu, et, comme I'eudiomètre est à une température supérieure à 100", l'eau s'y trouve a l'état de vapeur. On rétablit alors les deux niveaux du mercure en élevant le tube ouvert, et l'on constate que le volume occupé par la vapeur (Yeaw

dans l'eudiomètre n'est que les deux tiers du volume gazeux primitif; c'est-à-dire que les deux volumes d'hydrogène et le volume d'oxygène se sont combinés en donnant deux volumes de vapeur d'eau.

On arrive immédiatement à la même solution par le raisonnement, en connaissant la densité des gaz et celle de la vapeur d'eau. En effet, un volume d'air étant pris pour unité, la densité de l'hydrogène est de 0,0693, et celle de l'oxygène est de 1,1056. Si les 2 volumes d'hydrogène et le volume d'oxygène se condensaient en un seul volume de vapeur d'eau, il est évident que la densité de ce volume de vapeur d'eau serait la somme des densités de ses constituants.

Cette densité serait de 1 ,2442, car l'eau est formée de :

2 vol. d'hydrogène pesant 2 x 0,0693 = 0,1386 1 vol. oxygène = 1,1056

En d'autres termes, un volume d'air pesant 1, un volume de vapeur d'eau pèserait 1,2442.

Mais, si nous déterminons par l'expérience la densité de la vapeur d'eau, nous trouvons que cette densité est seulement de 0,622. Ce chiffre de 0,622 est la moitié du chiffre qu'offrirait la vapeur d'eau, si les 3 volumes de gaz constituants étaient condensés en un seul volume de vapeur; il en résulte donc que ces trois volumes, en se condensant, donnent 2 volumes de vapeur d'eau.

25. Il nous est donc acquis maintenant : 1° que l'hydrogène et l'oxygène se combinent pour former de l'eau, dans des rapports pondéraux de 1 d'hydrogène pour 8 d'oxygène, et dans des rapports volumétriques de 2 volumes du premier pour 1 du second ; 2** que la condensation due à la combinaison est d'un tiers,

c'est-à-ilire que les deux volumes d'hydrogène et le volume d'oxygène fouroissent deux vulumes de vapeur (l'eau :

2 vi.l. liMlrng&ro 2 X 0,0CI!3 = 0,1386 1 vol, iisyRÈne = 1,1 D56

2 vol- de VHpeur d'eau l,2(ia

Voici des faits précis, des relations pondérales résultant même de l'expérience. Pour arriver à réunir ces données dans une même formule qui les comprendra toutes, il faut exposer les lois primordiales de la chimie et ahonier les théories chimiques.

C'est ce que nous ferons aussitôt que mjus aurons terminé l'histoire de l'eau.

2b. Propriétés de l'eau. — L'eau, telle que nous la fournit la nature, n'est jamais a i'état de pureté absolue; elle renferme^ en .suspension ou en solution des matières étrangères, des sels, des gaz. Pour l'eu débarrasser, on la soumet à la distillation, de manière à la réduire en vapeurs qui se séparent des substance.? solides et vont se condenser dans des récipients.

L'eau distillée pure ne laisse aucun résidu parl'évaporation et ne doit troubler par aucun réactif.

L'eau est liquide à la température ordinaii-e, transparente, inodore, insipide. Vue en petite quantité, elle est incolore, mais les grandes masses d'eau présentent une belle couleur bleue.

Par un refroidissement suffisant, elle se solidifie, se Congèle. C'est ce point de congélation de l'eau qui, étant un terme fixe, a été pris pour tej'rne de graduation inférieur du thermomètre centigrade et du thermomètre de Réauraur. Le zéro de ces instruments correspond au point de solidification de l'eau, ou, ce qui revient au niéiiie, au point de fusion de la gVace,

car la température de fusion de la glace est invariable. Lorsqu'une masse d'eau, dans un repos complet, est refroidie lentement, elle peut s'abaisser au-dessous de zéro sans se solidifier; mais par l'agitation elle se solidifie immédiatement, et la température remonte brusquement à zéro.

Si la température de la glace est constante pendant la durée de sa fusion, c'est que toute la chaleur empruntée au milieu ambiant est employée à la faire changer d'état. La glace, en effet, en se liquéfiant, absorbe 79 calories, c'est-à-dire que la chaleur nécessaire pour transformer la glace à 0° en eau également à zéro serait suffisante pour élever le même poids d'eau de 0° à 19\

L'eau solide est cristallisée : la glace est formée par l'enchevêtrement de petits cristaux qui sont des prismes à six pans ou de doubles pyramides hexagonales. La neige, qui est de l'eau congelée dans l'atmosphère, présente souvent des étoiles à six rayons réguliers.

Quand sa température s'abaisse, l'eau se contracte, et son volume diminue jusqu'à 4°, mais au-dessous de 4° elle se dilate, et la glace occupe un volume d'un dixième plus considérable que celui de l'eau à 4*. Aussi, lorsque l'eau vient à se solidifier dans des vases, elle en amène souvent la rupture en brisant les obstacles qui s'opposent à son expansion. Pendant les froids de l'hiver, on doit veiller à ce que les tonneaux, les fontaines, les tuyaux de conduite, soient vides, s'ils sont exposés à la gelée. La force d'expansion de la glace est si considérable que des bombes, des canons de fusil, peuvent être brisés quand on les remplit d'eau et qu'on les expose à un grand froid, après les avoir hermétiquement fermés.

C'est la même cause qui fait périr les végétaux pen-

: déchire les vaisseaux cle la plante.

Du moment cjue le volume de l'eau diminue jusqu'^ 4'. et qu'il augmente au-dessous de cette températurt c'est à 4° que se trouve le maximum de deosité i l'eau. Cette densité a été choisie pour l'unité à h on compare les liquides et les solides. C'est égaleraeny à la température de 4° qu'on a. pris 1 centimètre cul d'eau pour l'unité de poids, le gramme.

La glace et l'eau émettent des vapeurs seni toutes les températures, mais l'eau n'entre en ébulli- ' lion, comme tous les liquides, que lorsque sa tension de vapeur fait équilibre h la pression atmosphérique. La température constante à laquelle a lieu cette ébullition, sous la pression normale de 760 millimètres, a été choisie pour poiut flxe supérieur des échelles thermométriques, 80" pour le thermomètre Réaumur,- 100° pour le thermomètre centigrade.

Tous les changements d'état des corps eorrespoa-J dent à des phénomènes thermiques; de môme que la glace absorbe 79 calories pour se transformer en e à 0", ce qu'on ajjpelle chaleur latente de fusion, môme l'eau, pour passer à l'état de vapeur, absorbe une grajide quantité de chaleur. La chaleur latente de v^orisalion de l'eau est de 537 calories, c'est-à-dire que la chaleur nécessaire pour réduire en vapeur jl i kilogramme d'eau à. 100° est égale à celle qu'il fau- 'P lirait pour élever, de 0" à 100", 5',37 d'eau (la calorie' J étant la quantité de chaleur qu'absorbe i kilogramme/ d'eau pour s'échaulTer de 0" à 1°).

La vapeur d'eau à 100° occupe un volume iôiiG (> plus grand iiue le volume d'eau qui lui a donné na »anee.

L'eau joue un grand rûle dans les réactions chU

miques; tantôt elle agit simplement comme dissolvant^ sans altérer I9, nature des corps avec lesquels on la met en contact; tantôt elle s'y combine, et cette combinaison détermine la forme cristalline du composé; tantôt elle les décompose en se détruisant elle-même. Nous aurons souvent Toccasion d'observer ces divers ordres de phénomènes.

27. Les agents physiques peuvent décomposer l'eau; nous avons vu que le courant électrique la dédouble en ses éléments; il en est de même de la chaleur, ainsi que Ta constaté M. Deville.

Fig. 11. — Dissociation de l'eau.

La décomposition de l'eau par la chaleur a déjà lieu vers 4200®. Quand on dirige de la vapeur d'eau dans un tube porté à la température de 1200o, une partie de l'eau se scinde en hydrogène et en oxygène. Cette décomposition partielle, qu'on désigne sous le nom de dissociation, se démontre au moyen de l'appareil cidessus (fig. 41).

Cet appareil se compose de deux tubes concentriques, l'intérieur en terre poreuse, l'extérieur en porcelaine. Dans le tube intérieur B on fait arriver un courant de vapeur d'eau, et dans l'espace annulaire A que

pent les deux tubes, un courant de gaz carboniqi tiiié îi entraîner I133 gaz qui s'y trouveronl. [uand on chaufle les tubes à 1200", la vapeur d'eau ' &déconi)K)se partiellement dans le tube poreux, et, aame l'hydrogène est beaucoup plus diffusible que ^autres gaz, il traverse le tube poreux, passe dans ^ace circulaire, oii il est entraîné par le gaz carbotae. et vient se rendre dansT^éproiivette C renversée

. Dans le tube intérieur se trouve de l'oxygène . l ne se diffuse que très lentement et par conséquent e rendre dans l'éprouvette D en communicatioaJI i tube. On recueille donc séparément l'oxygène-'' li'hydrogène provenant de la dissociation de l'eau h î température, et qui reibrraeraient de l'eau s'ils

ïrésence au-dessous de -t'iUO".

i. Des eaux. — Les eaux que fournit la nature sont Irgées de principes étrangers en proportions varia- . Suivant qu'elles sont plus ou moins propres à

1 complètement inaptes à cet usage, distingue en eaux douces ou potables et en eauifi* h potables.

i premières compi'ennent les eaux de pluie, les iff de sources, les eaux de rivières et de Heuves, et 6 puits. Les secondes comprennent l'eau des s et la plupart des eaux dites minérales. !9, Eaux potables. — Toutes les eaux douces pea<^ t êlre bues par l'homme, mais elles ne sont pas^

s inconvénient, et il faut préciser avec soin Saractêres des eaux potables.

9 eau potable de bonne qualité doit présenter les riétés suivantes : être fraîche, limpide, sans odeur, pe saveur agréable et très faible, ni douce, ni alée, renfermer de l'air en dissolution, ioudre le sa\ûn sans former de grumeaux, et cour- J

tenir une petite quantité de matières minérales dissoutes, dont le poids ne s'élève pas au-dessus de 50 centigrammes par litre .

La fraîcheur, la limpidité, le manque d'odeur, sont des qualités des eaux potables que notre goût même nous indique. La température de Teau potable doit être de 8 à 15 degrés. Au-dessus, elle ne nous donne pas cette sensation agréable que nous recherchons; au-dessous, elle est fatigante pour Testomac, et quelques hygiénistes pensent que l'usage d'eaux trop fraîches peut amener des engorgements glandulaires.

La présence de l'air dans les eaux potables est indispensable; les eaux non aérées sont fades, d'une digestion laborieuse. Ainsi les eaux très pures qui proviennent de la fonte des glaciers exercent une influence fâcheuse sur la santé, parce qu'elles ne renferment pas d'air en dissolution. M. Boussingault, ayant remarqué que le goitre est endémique sur les hauts plateaux des Cordillères, en attribue la production à l'usage exclusif d'eau provenant de la fonte des glaciers.

Au contraire, l'eau qui a séjourné quelque temps à l'air libre retient des gaz en dissolution, de l'acide carbonique, de l'oxygène, de l'azote. Un litre d'eau de Seine renferme au mois de janvier :

Azote 21 cent, cubes.

Oxygène 10 —

Acide carbonique 22 —

(Péligot.)

Le mélange des gaz dissous dans l'eau ne présente pas la composition de l'air atmosphérique ; il est plus riche en oxygène et en acide carbonique. L'air n'étant pas une combinaison, ses gaz constituants se dissolvent dans l'eau suivant leur solubilité propre.

Les différentes eaux potables ne renferment pas la même proportion de gaz ; pour qu'elles soient bonnes, elles doivent en tenir en solution de 50 à 85 centimètres cubes par litre, formés de 8 à 10 pour 100 d'acidp carbonique, 27 à 30 d'oxygène, OU à 03 d'azote.

30, Les matières salines qui existent dans les bonnes eaux potables varient do 0«',13 k Oï',50 par litre. Elles consistent en carbonate de chaux, Ofi",04 à Or ,17; ublorures alcalins, environ le même cbiffre; sulfate chaux, 3 milligranimes à 2 centigrammes; silice silicate, 2 à 5 milligi-ammes.

Ces éléments minéraux servent non seulement communiquer à l'eau une Iiîgôre saveur, mais encor»] ils sont absorbés par l'organisme. Il résulte des exp( riences de Chossat sur les pigeons, et de M. Boussingault sur les porcs, que toute substance saline contenue dans les eaux est utilisée du moment qu'elle peut faire partie de l'organisme. Entre autres faits, M. Boussingault a constaté qu'un porc avait fixé dans son squelette, en quatre-vingt-treize jours, une quantité de chaux s'élevant à 150 grammes, fournie tout entière par les 900 litres d'eau (ju'il avait ingérés, tandis que la nourriture solide n'en avait fourni que !>8 grammes. Les matières salines des eaux jouent donc un TÔle important dans l'ossification.

Il ne faut pas néanmoins que les matériaux solides dépassent une certaine proportion. Les eaux qui renferment'par litre plus de On', 50 de sels calcaires sont d'une digestion diflicile et impropres aux usages domestiques, tels i[ue la cuisson des légumes et le blanchissage du linge. Ces eaux son! dites eaux crues, eaus dures ou eaux lourdes; on les appelle séléniteuses quand elles sont riches en sulfate de chaux.

f;es eaux sont impropres à la cuisson des \èg\iTt\6Si.

les d&^^J

parce que la chaux contenue en forte proportion se combine avec la caséine végétale ou légumine de l'enveloppe des haricots, des pois, des lentilles, et que €0 composé calcaire très dur ne se ramollit pas par la cuisson. D'autre part, elles jie dissolvent pas le savon, parce qu'elles le décomposent ; le savon est un stéarate de soude que les sels de chaux convertissent ;en stéarate de chaux insoluble.

Certaines eaux, qui ont été soumises à de fortes pressions dans les couches inférieures du sol, sont chargées d'acide carbonique et, traversant des terrains •calcaires, dissolvent des quantités notables de carbonate de chaux à Tétat de bicarbonate ou carbonate acide. Quand elles viennent à sourdre à la surface du sol, la pression diminuant, elles perdent de l'acide carbonique et laissent déposer du carbonate de chaux. L'eau du ruisseau de Saint-AUyre, en Auvergne, donne un dépôt si abondant, qu'un objet plongé c[uelques (heures dans cette eau se recouvre d'une couche uniforme et solide de carbonate calcaire.

C'est également à l'état de bicarbonate que le carbonate calcaire se trouve en petite quantité dans les •eaux potables; les stalactites et les stalagmites sont formées par l'évaporation lente d'eaux contenant du bicarbonate de chaux. Une goutte d'eau filtre à la partie supérieure d'une voûte ; là elle reste suspendue et s'évapore en laissant un dépôt de carbonate de •chaux; une seconde goutte vient augmenter ce dépôt, et quand ce fait s'est répété non seulement des années, mais encore des siècles, ces dépôts successifs ont formé à la voûte de la grotte des pyramides suspendues dont le sommet est tourné vers le sol et qui constituent les stalactites. D'autre part, toutes les gouttes d'eau qui -ont filtré à travers la voûte ne sont pas restées suspen-

du«s; lieaucoup sont tombées sur le sol et, par lei évaporalion, produisent dea dépôts successifs qui transforment en pyramides à sommet dirigé vers li voûte et appelées stalagmites. Souvent les pyramides] supérieures et inférieures arrivent à se réunir et foi ment des colonnes légères et brillantes de carbonal de ehauK cristallisé.

Les sels de magnésie se trouvent souvent dans eaux avec les sels de chaux; ils ont les mêmes incoavénients que ceux-ci; les eaux magnésiennes doivenftl être rejetées. Si la proportion de sels magnésiens ei supérieure à 15 ou 20 centigrammes par litre, elles sont plus potables et rentrent dans la classe des eaux; minérales .

Les eaux douces contiennent souvent des matièn organiques; la proportion de celles-ci ne doit pasdépasser 1 milligramme par litre. Les matières organi' ques peuvent non seulement se corrompre, entrer putrô^ction et communiquer i l'eau une .saveur désa gréable, mais encore elles lui enlèvent l'oxygène dissous et la font rentrer dans la catégorie des eaux non aérées. Enfin les eaux peuvent renfermer des organiames vivants qui agissent fâcheusement sur l'éco- Domie. On sait qu'un grand nombre de maladies épi-j! démiques sont surtout propagées par des microbe», spéciflfpjes contenus dans les eaux.

M. Eaux de pluie. — L'eau de pluie n'est pas pure, «laoique ce soit une eau distillée. La plus impure celle qui tombe au commencement d'une grande pluie; elle nettoie l'atmosphère et se charge des principes qui s*y trouvaient en suspension; aussi est-elle plusricheen aubstances organiques et se putréfie-t-^le facilement

Les matièreH que renferme l'eau de pluie varient suivant les lieux oii on la recueiile. On y reticonUe. ift'

l'ammoniaque en plus forte proportion dans les villes qu'à la campagne; l'eau de piuie en contient jusqu'à 4 milligrammes par liU-e, L'eau de brouillard, qu'on peut rapprocher de l'eau de pluie, est bien plus riche en ammoniaque, car M. Boussingault en a trouvé jusqu'à 457 milligrammes par litre dans l'eau d'un brouillard de Paris. La quantité d'ammoniaque est plus forte dans l'eau de pluie en été qu'en hiver. On rencontre aas^i un peu d'acide azotique dans les eaux de pluie, acide azotique formé dans l'atmosphère par l'union directe de l'azote et de l'oxygène, sous l'inlluence électrique Aussi est-il bien plus considérable en été, où il s'en trouve 3 dixièmes de milligramme par litre, tandis que l'eau de pluie d'hiver n'en contient qu'un dixième de milligramme (Bineau).

L'eau de pluie renferme en outre des traces de chloiiire de sodium, de sulfate de soude, de sulfete de cliaux; mais, d'après les analyses de M. Marchand, la totalité des principes solides fournis par l'eau de pluie ne s'élèverait qu'à 6 milligrammes par litre.

Si l'on a la précaution de rejeter les premières portions d'eau de pluie, on voit que cette eau, étant suffisamment aérée et ne renfermant pas un excès de substances minérales, est une eau douce, potable, dont on peut faire usage sans inconvénient. Et, de fait, dans les villes où manquent les eaux de sources, on recueille les eaux pluviales et on les conserve dans des citernes. Il importe, pour assurer leur conservation, de mettre les citernes h l'ahri de la lumière, parce que les orga^ nismes inférieurs ne se développent pas dans l'obscurité. Au point de A^ue de l'usage domestique, on peut rapprocher les eaux de pluie de l'eau distillée qu'on obtient à bord des navires au moyen de l'eau et qu'on a soin d'aérer.

IEAtI bLes eaux de neige et celles qui proviennent de la pite des glaciers, les eaux des lacs, se rapprochent de nau de pluie par leui's éléments; mais elles sont inl teures, parce qu'elles ne sont pas aérées. l Malgré leur petite quantité, les principes solides coi Knus dans l'eau de pluie n'en jouent pas moins ui pôle important dans la végétation. Suivant M. 1. Pierre, un hectare de terre, en Normandie, reçoit par an 50 kilogrammes de chlorures dont 44 kilogrammes de chlorure de sodium, 23 kilogrammes de sulfates et 26 kilogrammes de chaux, fournis par les eaux de I pluie.

. Eaux de sources, de rivières et de fleuves. — principes minéraux de ces eaux, généralement bplicables aux usages journaliers, varient suivant la ^ure des terrains qu'elles traversent ; les sources qui rtent des terrains secondaires donnent généralement i eaux potables d'une excellente qualité; celles qui ; des couches gypseuses, anthraciteuses ou Friteuses sont imputables. La proportion des matières 3 diminue après les grandes pluies, tandis qu'elle fagmente après les débordements.

On se sert ordinairement des eaux de sources, de rières et de fleuves pour alimenter les villes, en rejejiit celles des petits cours d'eau, partiellement staints, qui ne sont pas aérées et renferment des mares organiques en putréfaction. On a la précaution Eppérer la prise de l'eau d'un fleuve avant son entrée i ville qu'il traverse. Néanmoins, on n'est pas é d'avoir ainsi des eaux saines pour la boisson, des hvaux récents ayant montré que des affection.s épidé- |ues, c'onjme la lièvre typhoïde et le choléra, sont à des organismes inférieurs, des microbes, qui pénètre amenés dans les eaux par les déjections des

uoS

malades ou le lavage du linge et propager la maladie. Ainsi toutes les fois qu'on distribue à un quartier de Paris de Teau de Seine même prise avant l'entrée du fleuve •dans la ville, la fièvre typhoïde augmente d'une façon notable dans ce quartier. Les recherches des hygiénistes ont prouvé aujourd'hui, d'une façon certaine, que l'eau est le principal propagateur des maladies épidémiques ; il s'ensuit donc que, pour fournir l'eau potable aux villes, il faut, après avoir choisi une eau de bonne •qualité, capter la source et la faire arriver jusqu'aux lieux de distribution dans des conduites bien fermées afin qu'elle ne reçoive, sur son trajet, aucune matière pouvant la souiller.

33. Eaux de puits. — Les puits fournissent des eaux <lont la qualité dépend du terrain dans lequel ils sont creusés. Les terrains calcaires de Paris donnent des ^aux très chargées de plâtre et tout à fait impropres aux usages domestiques. x\insi l'eau du puits de l'École militaire renferme plus de 2 grammes de matières minérales par litre, dont 1«'',32 de plâtre.

Lorsque la quantité des sels ne dépasse pas 50 centigrammes par litre, on peut se servir des eaux de puits, mais encore faut-il se défier de l'eau des puits creusés près des habitations, des usines, car ils sont souvent infectés par des infiltrations de liquides dangereux ou d'eaux renfermant des microbes pathogéniques. L'étude de diverses épidémies très graves de fièvre typhoïde a démontré qu'elles étaient dues à l'emploi comme boisson d'eaux fournies par des puits qui recevaient une partie des liquides de fosses d'aisance placées à peu de distance.

34. Analyse des eaux potables. — Les qualités physiques, fraîcheur, limpidité, manque d'odeur, étant examinées, on doit s'assurer si l'eau est aérée, si elle

t quelte est la

^^^^^^r EAU

^^^B exempte du matières organiques, ^^HaporticiD deâ substances minérales.

l^^fPour détenriiner les proportions de l'air, on fait 1' bouillir une quantité connue d'eau daus un ballon

qu'elle reniplit entièrement, et l'un raesuri? le gaz Le tube abducteur, qui descend dans une

éprouvette renversée sur le mercure, est

plein d'eau (flg. 12).

1 reconnaît la présence des matit'res organiques' kvaporant l'eau à siccité au bain-marie et mouillant sidu avec l'acide sulfurique, qui les noircit. Pour r la quantité de matières organiques, on pèse le |du total obtenu par l'évaporation du poids donné , puis on le calcine pour détruire les matières niques; une seconde pesée indique leur propor-

tes principes minéraux peuvent être i

divers réactife; on les dose l'acileraent t

évaporant de Feau et pesant le résidu après calcination . Lorsqu'une eau renferme plus de 0«%25 de carbonate de chaux par litre, on le reconnaît rapidement à ce qu'elle se trouble par l'ébuUition, le bicarbonate de chaux se décomposant en acide carbonique qui se dégage et en carbonate de chaux qui se précipite.

Le dosage des principes fixes de Teau peut s'opérer rapidement au moyen d'un procédé d'analyse connu sous le nom d'hydrotimétrie.

35. Hydrotimétrie. — Les matériaux fixes des eaux douces sont presque entièrement formés de sels de chaux et de magnésie. Les autres substances s'y trouvent en proportions peu sensibles; il suffit donc de déterminer la proportion des premières ; c'est à quoi l'on arrive au moyen de l'analyse hydrotimétrique.

Ce procédé d'analyse est fondé sur la propriété que possède le savon de donner avec l'eau distillée pure une mousse persistante, tandis que les eaux calcaires ou magnésiennes ne donnent de mousse que lorsque tous leurs sels ont été précipités par le savon à Tétat de stéarate de chaux ou de magnésie. Il est donc d'une grande importance d'employer des eaux non calcaires pour le blanchissage du linge, puisqu'avec des eaux calcaires une partie du savon, se combinant avec les sels de chaux, n'est pas utilisée. Avec certaines eaux, la perte de savon peut s'élever à 12 kilogrammes par mètre cube.

Ceci étant posé, si l'on fait une solution de savon dans Talcool et qu'on la verse goutte à goutte dans une eau calcaire, il ne se fera de mousse qu'alors que tout le sel calcaire aura décomposé une quantité correspondante de savon : pour avoir la richesse de l'eau en sels calcaires, il suffit d'avoir une solution titrée de savon.

EÂU

Le mode opératoire est le suivant :

On prépare une liqueur titrée de savon en dissolvant à chaux 50 grammes de savon blanc amygdalin dans 800 grammes d'alcool à 90° et 500 grammes d'eau distillée.

On prend une quantité de cette liqueur égale à 2 centimètres cubes 4; on l'introduit dans une burette d'une

Fig. 13. — Burette hydrotimétriqae.

contenance totale de 7 centimètres cubes (fig. 43), et l'on divise la capacité de 2 centimètres cubes 4 en 53 parties. La liqueur est telle que 22 des divisions renferment une quantité de solution savonneuse qui neutralise 4 centigramme de chlorure de calcium. Le n° 0 de ces divisions, placées du haut en bas de la burette, comme le montre la figure ci-dessus, n'est pas marqué au premier trait, mais au second; on a constaté en effet que la quantité de solution savonneuse cott^^-

pondant à cette première division est nécessaire pour amener une mousse persistante dans 40 centimètres <îubes d'eau distillée pure. Au-dessous du chiffre 22, on continue à marquer sur la burette des divisions égales.

22 des divisions correspondant à 4 centigramme de chlorure de calcium, chaque division, dite degré hydrotimétriquey correspond à un poids de chlorure de calcium égal à

Gomme on fait Tessai des eaux sur une quantité de 40 centimètres cubes, c'est-à-dire sur le 25'' d'un litre, chaque degré hydrotimétrique de solution savonneuse employé par ces 40 centimètres cubes représentera une quantité de chlorure de calcium 25 fois plus grande pour le litre. L'essai fait sur 40 centimètres cubes représente donc pour chaque degré hydrotimétrique un poids de chlorure de calcium par litre égal à

Il suffit donc, pour avoir la richesse d'une eau en sels calcaires (supposés à l'état de chlorure de calcium), de multiplier par 0, 0144 le nombre de degrés hydrotimétriques consommés par 40 centimètres cubes de l'eau à essaver.

Gomme les poids moléculaires des sels calcaires ne sont pas très différents, on peut admettre, avec une exactitude suffisante pour la pratique, que le chiffre donné par l'analyse indique la quantité des sels calcaires et magnésiens, quels qu'ils soient. Ainsi, une

eau qui mai'f|ue 20° hydrotimétriques renferHie Qfj^i k Oï','24 de sels calcaires par litre.

Pour faire l'essai, on remplit la burette hydrotimétrique de la liqueur d'épreuve; (lu prend un flacon dans lequel un trait circulaire indique une capacité de M centimètres cubes, et l'on remplit cette capacité de l'eau à essayer. On ajoute alors goutte à goutte la liqueur de savon àl'aide de la burette graduée, jusi|u'à ce que par l'agitation il se forme une mousse persistante. Cette mousse doit constituer à la surface du liquide une couche régulière de plus d'un demi-centimètre d'épaisseur, et se maintenir au moins dix minutes sans s'affaisser (Boutron et Boudet).

On peut classer les eaux calcaires d'après leur degré hydrotimétrique.

Les eaux dont le titre ne dépasse pas 30° hydrotimé- Iriques coutieonent de 31 à 32 centigrammes de sela pai- litre; elles sont d'un excellent usage pour la boisson, le blanchissage, la cuisson des légumes.

Les eaux qui marquent de 30 à 90", sans être insalubres, sont plus lourdes à l'estomac ; elles sont impropres au savonnage du linge et à la cuisson des légumes. Enfin, au-dessus de 90° hydrotimétriques, les eaux calcaires sont impropres à tous les usages domestiques et industriels.

36. Nous ne faisons qu'indiquer ici les principes de l'analyse des eaux. On trouvera les procédés à suivre pour faire une analyse complète d'une eau très bien exposés dans une Itistntction rédigée en 1885 par M. le D* Cf. Pouchet et approuvée par le Comité consultatif d'hygiène publique de France. L'auteur termine cette Instruction en disant : « 11 serait certes fort désirable que cet examen de l'eau fût complété par une recherche microscopique pouvant éclairer sur la nature des. Qv^a.-

nismes vivants existant dans ce liquide. Mais, outre que les méthodes d'analyse biologique ne sont praticables que par des hommes rompus aux délicatesses de la technique microscopique, il faut reconnaître que les résultats obtenus jusqu'à ce jour sont encore bien peu probants, et, d'autre part, cet examen parait absolument inutile pour les eaux de sources qui sont filtrées presque à stérilisation par les couches du sol qu'elles traversent; or ce sont surtout ces dernières eaux qui sont recherchées pour l'alimentation. »

37. Purification des eaux, — Dans les villes où l'on a recours à l'eau des fleuves, souvent limoneuse après les grandes crues et les pluies, on la purifie par le repos suivi de la filtration. Les fontaines filtrantes sont formées de grès poreux, à travers lesquels passe l'eau en se débarrassant des particules solides qu'elle tenait en suspension; mais si elle contient des substances organiques dissoutes, ou des gaz infects comme l'acide sulfhydrique, on est obligé de la filtrer sur le charbon de bois, qui fixe les gaz et les matières organiques.

Les procédés de filtration au charbon ne sont pas applicables aux grandes quantités d'eau que consomment les villes, et les eaux de Paris sont simplement purifiées par le repos dans les réservoirs et par la filtration chez les particuliers.

Depuis quelque temps, on se sert d'un filtre dû à M. A. Gautier et à M. Chamberland et formé de tubes en porcelaine dégourdie, que l'eau traverse quand elle est soumise à une pression suffisante. Ces filtres ont l'avantage sur les précédents d'arrêter même les micro-organismes pathogéniques et de fournir une eau absolument inoffensive.

Lorsqu'on est obligé de se servir d'eaux lourdes, riches en sels calcaires, sulfate ou carbonate de chaux,

un peut les rendre propres à la consommation en y ajoutant du carbonate de soude cristallisé, 60 centigrammes par litre, si le degré hydrolimétique ne dépasse pas (M). Au-dessus de ce chiffre, en ajoutant à S'eau une quantité de carbonate de soude double de celle que marijue le degré liydrotiraétrique, on aura une eau bonne pour le lavage du linge et la cuisson des légumes, mais qui ne pourra être employée en boisson.

Le carbonate de soude agit en précipitant les sels de chaux à l'état de carbonate insoluble, qu'on sépare au moyen du filtre ou par décantation.

38. Eaux médicinales. — Les eaux médicinales ou minérales ne sont pas potables, excepté les eaux acidulés et faiblement minéralisées, qui sont au contraire très recherchées comme boissons de table.

Les eaux minérales sont divisées en sept classes, suivant la nature des principes qui y dominent. Celles qui sortent du sol à une température supérieure à 20° sont dites thermales.

Eaux ulcalines. — Elles sont froides et renferment (les bicarbonates alcalins (eaux de Vichy, de Vais, d'Ems}.

Eaux acidulés. — Elles sont caractérisées par la présence du gaz carbonique; ce sont elles qu'on utilise comme boisson ordinaire; elles comprennent les eaux de Seitz, de Saint-Galmier, de Condillac.

Eaux chlorurées. — Chaudes ou froides; elles renferment du chlorure de sodium, de potassium, de magnésium (de 3 à 25 grammes par litre) [eaux de Niederbronn, Balaruc, Bourbon- l'Archambault].

Eaux sulfatées. — Caractérisées par le suUaLe de magnésie, comme les eaux d'Epsoin, de Sediitz, ou par le sulfate de soude, comme l'eau de Garlsbad.

Eaux sulfureuses. — Elles contiennent des sulfures alcalins comme les eaux des Pyrénées, et sont presque toujours thermales.

Eaux ferrugineuses, — Elles doivent leurs propriétés à la présence du fer; elles sont nombreuses : on cite les eaux de Spa, Pyrmon, Forges, Bussang, Orezza.

Eaux hromurées et iodurées, — Elles contiennent des bromures et des iodures alcalins ; telle est l'eau de Saxon.

39. L'eau de mer se rapproche des eaux fortement minéralisées. On y trouve de 32 à 38 grammes de principes solides par litre, formés surtout de chlorure de sodium (20 grammes par litre), de sulfate de magnésie, •de chaux, de bromures et d'iodures de potassium et de sodium, etc.

On rend Teau de mer potable par la distillation, en -ayant soin d'aérer l'eau distillée.