IL. — Wesure des gaz absorbés par les métaux à pression fire
(Techniques, procédés de calcul, étalonnages, erreurs)
Dans tout ce qui suit, nous appellerons :
:, le volume en cm compris entre le robinet p, et le sommet du mesureur D.
& le volume en cm compris entre le robinet 2, et le niveau de la réfrigération du tube E. n le volume en cm de la partie chauftée du tube E.
t la température ceutigrade du matras. maintenue constante durant une expérience.
8 la température centigrade du manchon r4.
6” la température centigrade du laboratoire.
v le volume de gaz à la température 6 1u directement en cmÿ sur le mesureur D.
v, le même volume ramené à 0° par la formule v, — ni <e Pr Ÿ
| + #1 le volume en cmÿ du gaz à la température 0”, ramené à 0° par la formule :
HEC E + £a lo = 1 + 00°
: NV la somme, +]: + &lo AV = f{t, le volume d'azote dilaté, ramené à 0°. quand sous la pression constante de 760 millimètres, le tube est porté de la température de 200 à la température t.
x, le temps en heures depuis le début de l'expérience.
Le volume de gaz absorbé à {° au bout du temps x est évidemment :
Ne 10) Ve —=T;)?
Ÿ élant calculé comme il est dit plus haut.
La seule difficulté est de connaître V à l'instant zéro sans être gêné par l’ab-
sorption commençante.
A cette fin, il a d’abord été calculé le volume :
€ V' pl Rite PESE Vo = 1 qe ETUI de ’azote contenu dans le mesureur et l’espace £,, le robinet 9, dans la position 3, vide maintenu dans le matras. L'instant choisi pour origine à été celui où, ensuite, p, rapidement tourné daus la position 4, faisait communiquer E avec D. Il est alors aisé d’avoir :
AN LE LD Vo Ÿ (ei THON
£2 "4 + af’
A part quelques modifications apportées dans l'étude des métaux pyrophoriques, et décrites plus loin, voici donc comment d'une manière générale, nous avons opéré.
Le robinet 9, dans la position 3 enferme une certaine quantité d'azote pur dont le mesureur a été préalablement rempli. Une masse m de métal tamisé et dégazé est mêlée à 0 gr. 04 de silice pulvérulente et introduite dans le matras. Le joint g, est remastiqué, et le couple Langmuir G. G. P., mis en action. Sitôt le 1/1000 de millimètre obtenu, le four F est progressivement porté à la température {. Le gaz est mis sous la pression de 760 millimétres par la méthode indiquée au & 11, en s’aidant du cathétomètre. 9, 8’, v’, sont relevés. Le robinet 4, est alors vivement tourné dans la position 1, tandis que, suivant les cas, le chronomètre est déclanché ou l'heure simplement notée. v, 5 et 9’ sont ensuite déterminés de même à des instants connus, et l'expérience est arrêtée quand l'absorption calculée ne varie plus que d'une façon négligeable.
La technique employée dans l'étude des métaux pyrophoriques a été un peu plus délicate. Le métal est introduit dans le tube E, sous forme d'amalgame fraîche ment préparé, rapidement séparé à la peau de chamois et pesé. La masse de métal calculée d’après le tableau précédent a toujours été vériliée après chaque expérience par une analyse directe à l'état d'oxyde. Le vide est fait dans l'appareil aussi vite que possible, pour éviter l'altération à l'air, le four F mis en circuit et l’amalgame distillé en maintenant la température aux environs de 4209 (-H 20°) durant deux heures exactement. Pour empêcher l'agglomération du métal, le four est alors éloigné du matras par un déplacement horizontal, et il est porté séparément à une température légèrement supérieure à {°, repérable au moyen d’un couple auxiliaire. Remis ensuite dans sa position initiale, 1l peut communiquer brusquement cette température au métal, tandis que le robinet Pa est tourné et le chronomètre déclanché.
Pour effectuer les calculs indiqués, il faut connaître &,, &, n et la relation AV = f(à).
e, a été déterminé en remplissant cel espace d'air sous la pression atmosphérique, réservoir H au niveau du sommet de D, puis, une fois H redescendu, avec Pa
dans la position 3, en faisant le vide et mesurant sur la cuve à mercure l'air recueilli.
e, a été déduit de la diflérence (s, + 7) — n, après détermination d'(e, + ) par extraction dans le vide. comme pour €.
naété déterminé par jaugeage préliminaire, en pesant la masse d’eau distillée remplissant ce volume.
Les valeurs suivantes sont des moyennes :
a —2em (+0,05); <— 35cm (+01); n— 11 cm (+ 0,05).
La relation AV — / (!) n’est pas calculable, la distribution des températures dans la partie chauffée de E étant assez complexe. Cette relation a donc été déterminée dans une expérience préliminaire, en absence de tout métal. Nous ne reproduisons pas ici le graphique obtenu.
Nous allons maitenant analyser les causes d'erreurs qui peuvent entacher les volumes ainsi mesurés ; iles bien entendu qu'il ne s agit la que d'erreurs résultant de la méthode. diverses expériences dans les mêmes conditions apparentes, pouvant fort bien diverger pour des raisons propres au phénomène lui-même (inégalité des surfaces réelles etc.), c'est justement pour apprécier la concordance, que l'étude des erreurs est indispensable.
Nous pouvions commettre :
une erreur dv << O0 cm$, 05, sur le volume v, apprécié en s’aidant du cathétomètre ;
HS Sa er I DETTES
une erreur dÙ0 € :
résultant d’une incertitude de 0 mm. 1 sur la pression de 760 millimètres réalisée dans l'appareil ; < 098 ta une erreur 0aÙ Ü + 233 <A2 10m,
résultant d’une incertitude de 00,05 sur 0; rreur DU FL <00,02 upe erreu . EE 273 ,03,
résultant d'une incertitude de 00,25 sur la tempéralure (Re FAC: 55 DU a ml à pr 7. 0075
une erreur OÙ Gr +1 A 23 +t AE résultant d’une incertitude de 5° environ sur la fidélité des indications du couple, à quoi correspond une di'atalion plus ou moins grande de l'azote du matras;
une erreur à,» imputable au gaz déuaxé ou absorbé par les substances étrangères, et qui peut atteindre jusqu’à 0 em° : comme on peut le calculer d’après les résultats du $ VI la masse de silice pulvérulente mêlée au métal et la surface chauffée du tube E dont le diamètre est de 1 cm., 2.
Il y a lieu de remarquer que le calcul d’une quantité d'azote fixée résulte de
quatre déterminalions : trois (compte tenu de l'expérience préliminaire), pour avoir
V' à l'instant o une pour avoir V l'instant r considéré Toutetois, il ne faut pas multiplier par 4 la somme des erreurs précédemment calculées : les erreurs d,v et do n’affectent que deux m sures, et l'erreur à," demeure certainement de même signe dans les expériences en absence et en présence de métal. Il en résulte que :
AV, 9 — Ver.) < A0 + dv + dso + 0) + 2050 + 09
< 0,9 + 3.107*v << 1 cmé.
Pour une absorption de l'ordre de 50 cm, la précision serait donc d’environ 2 0/0.
