PISTES

froide pour la trempe, en maintenant verticales les branches du tube jusqu’à solidification de l’antimoine.

Outre la trempe, l’immersion dans l’eau froide a eu pour effet de faire éclater le verre, on enlève les fragments de celuici à l’ongle (et non à la pince métallique qui briserait la baguette d’antimoine rendue fragile par la trempe) et décortique complètement la baguette métallique. On fait alors l’exa-

Fic. 9.

men de celle-ci : elle doit pour être utilisable, avoir au moins 3 centimètres de long, être brillante, cylindrique au moins sur une longueur de 2 centimètres dans sa partie médiane ; son diamètre ne doit pas dépasser 0,26 à 0,27 cm. Toute baguette présentant des soufflures ou de nombreuses cavités doit être rejetée comme impropre à la confection des électrodes.

La baguette reconnue bonne, et amputée en cas de besoin de ses extrémités irrégulières et renflées, sera coupée en deux par pression entre les doigts. La coupure se fait le plus souvent suivant un plan de clivage ; ce sont ces plans de clivage qui seront destinés à être plongés dans les liquides, les extrémités opposées seront soudées à des fils de laiton.

2° Soudure. — Dans la flamme d’un bunser, on chauffe au rouge blanc un fil de laiton (longueur : environ 10 cm., diamètre 1 mm.), à ce moment on approche la baguette d’antimoine du bord de la flamme, puis rapidement, en dehors de la flamme, on met les deux tiges en contact en enfonçant le laiton dans l’antimoine. La soudure est ainsi faite.

Si la soudure n’est pas solide et qu’on désire la recommencer, il faut au préalable couper sur une longueur de quelques millimètres l'extrémité du fil de laiton qui a été en contact avec l’antimoine, parce que les alliages formés lors de la précédente opération sont très fusibles et que la nouvelle soudure serait ainsi trop faible.

Pendant que la soudure est encore chaude, y déposer une goutte du compound dont nous donnons la recette plus loin.

3° Mise en gaine de verre. — La soudure laiton-antimoine doit être isolée à cause des forces électromotrices parasites auxquelles elle donnerait naissance au contact des solutions électrolytiques, d’autre part, étant fragile, il est indispensable de l’armer. A cet effet, on introduit la tige de laiton-antimoine dans un tube de verre étroit (lumière 4 à 4 mm. 5 de diamètre) en laissant sortir, à une extrémité, la baguette d’antimoine de la moitié de sa longueur et à l’autre quelques centimètres de laiton. La portion d’antimoine incluse dans le tube, la soudure et les trois ou quatre premiers centimètres de laiton qui font suite à la soudure sont noyés jusqu’à complet isolement, dans le compound suivant.

4° Fabrication et utilisation du compound. -— Dans une capsule de porcelaine, on fond à parties égales paraffine et colophane propres et exemptes de poussières métalliques ou de substances conductrices.

Pour maintenir en place la baguette d’antimoine pendant le remplissage de la gaine avec le compound, il est avantageux de plier à angle droit le fil de laiton au ras du tube de verre. On maintient l’électrode inclinée, l’antimoine vers le bas et au moyen d’une pipette, on verse paŸ le haut de la gaine, quelques gouttes du compound fondu et liquide. Le compound se solidifie au contact du verre froid, on le fait couler jusqu’à

l’antimoine en chauffant la tige de verre avec précaution. Un chauffage trop actif (surtout au niveau de l’antimoine, ce qui changerait en outre les caractéristiques physiques de ce métal) risquerait d'entraîner par un refroidissement trop lent, un écoulement du compound vers l’extérieur, et produirait de de plus un retrait considérable lors de la solidification.

Le remplissage de la gaine doit être aussi parfait que possible sans bulles d’air ni fissures, et le compound doit déborder vers l’extérieur du côté de l’antimoine. En effet, pendant les mesures de pH, l’électrode sera en contact avec diverses solutions électrolytiques, celles-ci pourraient monter par capillarité et s’insinuer dans les fissures du compound, de là elles risqueraient de gagner la soudure laiton-antimoine, et d’y créer des forces électromotrices parasites ; la propreté parfaite de l’électrode serait rendue impossible sans un démontage complet de la gaine.

Une première zone de compound ainsi déposée, et fixant la baguette dans le tube de verre, on continue progressivement le remplissage de celui-ci. L'introduction de la totalité du compound ne peut être faite d’un seul coup, car le refroidissement de la masse serait trop lent, et l’on aurait les inconvénients déjà signalés plus haut.

Ainsi préparée, l’électrode est laissée au repos une heure ou deux pour retour à la température ordinaire et solidification définitive, puis elle peut entrer en service » (GEx).

D. - MESURE DE LA FORCE ELECTROMOTRICE DE LA CHAINE ET DETERMINATION DU PH

a) Détermination du paramètre

Nous allons reprendre par le détail les manipulations nécessaires pour déterminer le paramètre. 1° Avant d'introduire le liquide dans les vases L1 et L2

Le —

on établit Ia continuité de la chaîne liquide dans les voies des robinets R.

Pour cela, R étant dans la position I (fig. 7) on fait, en actionnant le robinet du réservoir K, monter dans L quelques gouttes de K CI saturé. On ferme ce robinet K, puis pince le caoutchouc de liaison entre K et E de façon à chasser les bulles d’air éventuelles.

2° On procède à la purge du K CI de la partie supérieure de l’élément au calomel. Le robinet R est mis dans la position Il et l’on ouvre le robinet du réservoir K quelques secondes.

3° Rinçage de L1 et L2. — Le robinet R étant mis dans la position III b, on verse dans L de l’eau distillée. Puis R est mis dans la position IV pour évacuer par le tube T cette eau dont on laisse une trace à la partie inférieure de L afin de conserver la continuité de la chaîne liquide. On effectue ainsi trois rinçages successifs à l’eau distillée.

L'intérieur de L est ensuite séché au papier filtre.

4° Introduction dans L de la solution électrolytique. — I] faut d’abord rincer L avec la solution qu’on désire y introduire pour ne pas modifier sa concentration. La solution de rinçage est évacuée sans oublier la précaution de laisser une trace à la partie inférieure de L pour conserver la continuité de la chaîne liquide.

Le liquide neuf sera introduit ensuite. Dans le vase L2, on mettra la solution de référence (H CI 1/10 N), dans le vase L1 la première des trois solutions qui servent à déterminer le paramètre (K CI 1/10 N).

Le robinet sera mis dans la position II a (la voie principale du robinet étant en contiguité avec le tube inférieur de L et le tube supérieur de E) tout le temps des mesures jusqu’à la vidange suivante.

Cette position coupe toute communication hydraulique, mais ne gène en rien l'établissement du circuit électrique qui est assuré par un pellicule de K CI saturé persistant dans le boisseau du robinet.

Od ——

5° Décapage des électrodes d’antimoine. —— L'expérience montre qu’une surface fraiche d’antimoine métallique s’altère vite, se ternit, devient grisâtre sous l’action de l’air. Il est donc essentiel d'obtenir un état initial de référence identique pour les diverses électrodes.

Les baguettes d’antimoine seront d’abord décapées en les frottant sur toile émeri n° 00 ; ce grattage doit être fait avec précaution en raison de la grande fragilité de l’antimoine ; le procédé le moins dangereux consiste à frotter tangentiellement sur la toile émeri que l’on enroule sur un doigt. Une fois grattées, les électrodes sont essuyées au coton hydrophile, rincées rapidement en versant à la surface de la baguette quelques gouttes du liquide dans lequel elles vont plonger (H CI 1/10 N pour S,, K CL 1/10 N jour $,) et plongées aussitôt dans les solutions de leurs piles respectives. Ce décapage suffira pour toute une série de mesures (durée jusqu’à 6-7 heures) à condition de ne pas abandonner les électrodes à sec.

6° Mesure de la force électromotrice. — Pendant toute la série des déterminations de pH, l’électrode d’antimoine S, qui plonge dans la solution de référence, est laissée en place, de même l’H CI de référence n’a pas besoin d’être remplacé; il suffit d’en déverser une goutte toutes les heures environ pour changer la répartition du liquide à la surface de l’électrode.

Dans la suite des mesures, c’est sur l’électrode S1 des solutions étudiées que va porter toute notre attention. Pour la toute première solution introduite, il est indispensable d'attendre une maturation des électrodes, on laisse celles-ci au repos pendant cinq à dix minutes avant de faire la recherche d’équilibration de la force électromotrice. Ce temps de maturation écoulé, on sort l’électrode S1 qui baigne dans la solution étudiée et l’y replonge aussitôt en un point différent, puis on commence la mesure comme suit.

L’équilibration de la force électromotrice n’est pas instantanée; si la manipulation est menée correctement et si la solution examinée ne subit pas de transformation au cours de la mesure, l’équilibre est atteint dans un temps standard de trois minutes (le temps initial étant le moment où l’on a plongé

Ga —

l’électrode dans la solution) et reste fixé avec un écart permis de + 1 millivolt pendant les trois minutes suivantes.

Pour suivre l’équilibration, on note à la montre le temps ©, moment d'immersion de l’électrode, et l’on équilibre au potentiomètre; de minute en minute on rétablit l’équilibre aux temps 1 et 2 minutes ; à partir de ce moment, si tout est correct, la force électromotrice se maintient sur un plateau (à + 1 millivolt près) jusqu’au temps 5. En principe, il serait nécessaire de chercher six fois l’équilibre, pratiquement une longue expérience nous a prouvé que si le plateau est atteint à la troisième mesure et si sa fixité est vérifiée à la quatrième mesure, ii se maintient à la même valeur au moins pendant les mesures des deux minutes suivantes. Inversement, si l’équilibre n’est pas atteint à la quatrième mesure ou s’il n’est noté qu'après les six premières mesures, sa valeur doit être suspectée. Dans un chapitre suivant, nous indiquerons la conduite à tenir dans le cas où l’équilibre tarderait à se fixer dans le temps standard.

7° Le chiffre lu sur le potentiomètre est alors noté et la solution de K CI évacuée.

Il faut procéder à un triple nettoyage de L1 avant d’introduire la deuxième solution.

On dirigera également avec un jet de pissette un jet d’eau distillée sur la baguette d’antimoine qui sera ensuite essuyée au papier filtre (baguette et armature) pour éviter qu’une goutte d’eau distillée ne vienne pas retomber dans la solution suivante, au cours des mesures.

L'intérieur de L1 sera également séché au papier filtre après que l’on aura évacué l’eau de lavage tout en songeant à maintenir la continuité de la chaîne liquide.

Mais la tige d’antimoine, si parfaite soit-elle à l’œil nu, possède de petites anfractuosités impossibles à nettoyer par un simple jet de pissette. VLÈS et UGo ont vu que pour substituer une solution à une autre solution de pH différentes de plusieurs unités, il était nécessaire de faire jusqu’à une dizaine de rinçages à l’eau distillée. Pour d’aussi grands écarts de pH utilisés successivement, GEX préconise le procédé rapide suivant.

L’électrode et le vase Li sont, comme il est dit plus haut, lavés trois fois à l’eau distillée, puis une fois avec la solution tampon suivante (solution d’acide borique de pH aux environs de 5). On mesure alors approximativement la force électromotrice au contact de celle-ci, puis on jette et remplace par une nouvelle portion fraîche dont on mesure la force électromotrice. Comme GEx s’en est assuré empiriquement par un grand nombre de mesures, il est inutile de poursuivre les rinçages à partir du moment où les deux forces électromotrices diffèrent de moins de 7 millivolts. De plus, une mesure préalable d’une force électromotrice approchée amortit les irrégularités éventuelles d’équilibration comme VLËEs l’a déjà signalé.

8° Les mêmes manipulations sont faites pour déterminer la force électromotrice de la troisième solution (borate de soude — pH avoisinant 9).

9° Comme il a été dit plus haut, on porte sur un graphique en ordonnée, les millivolts lus au potentiomètre, en abcisse le pH correspondant déterminé à l’électrode à hydrogène: On complète ce graphique avec le pH de la solution de référence H CL 1/10 et si les opérations ont été correctement menées, quatre points déterminent une droite moyenne avec une erreur égale au plus à + 1 millivolt. Il suffira alors, avec cette droite, de déterminer à combien de millivolts répondent les pH compris entre 1 et 10. Cela rendra facile et rapide la confection de tampons à pH déterminés, comme nous le verrons dans la

suite.

b) Confection des tampons à pH déterminés

nécessaires à une cataphorèse

1° Les pH utiles seront les suivants : 3-b, 4-5, 5-5, 6-5, 7-5, 8-5 et 9-5.

Des récipients gradués autant que possible, auront été prévus. Le pH sera inscrit de façon visible à leur surface. Ces récipients seront en verre neutre, propre et sec à l’intérieur.

Ils seront remplis de sérum physiologique à 9 %0. Pour les pH allant de 3-5 à 8-5 inclus, ce sérum physiologique aura été préparé avec l’eau du robinet. Pour les pH supérieurs à 8-5 le sérum physiologique aura été préparé avec de l’eau distillée, pour éviter les précipitations de sels alcalino-terreux qui ne manqueraient pas de se produire en milieu trop alcalin.

2° Pour amener les tampons au pH voulu, on emploiera l'acide chlorhydrique et la soude diluée au 1/10 ou au 1/100 suivant les besoins. Il y a intérêt à conserver à la solution tampon une concentration aussi voisine que possible de sa concentration initiale ; aussi la neutralisation sera-t-elle effectuée avec un acide ou une base aussi concentrés que possible.

Pour mesurer avec précision les minimes quantités de l’un ou de l’autre de ces réactifs produisant une faible variation de pH, l'acide et la base sont additionnés au moyen d’une micro-burette au 1/50 ou au 1/100 de centimètre cube que l’on adapte au-dessus de Li.

3° Le sérum à étudier aura été dilué à 4 %. Il sera réparti dans huit tubes à essais, qui porteront de façon apparente à l’extérieur le pH auquel doit être amené le serum.

4° On placera dans l’entonnoir Li une quantité en excès du tampon initial que l’on désire ajuster à 7-5.

La force électromotrice correspondant au pH désiré aura été calculée à l’avance sur la droite déterminée précédemment par étalonnage.

Au début des mesures, on fixe la hauteur d’attache de l’électrode S, au moyen de l’anneau-butoir a,; avant chaque addition de la quantité d’acide ou de base nécessaire pour neutraliser la solution tampon, on soulève l’électrode S, au-dessus du vase en entonnoir. L’acide ou la base sont ajoutés, puis on homogéinise le liquide par agitation avec une baguette de verre. On laissera cette baguette dans l’entonnoir pendant toute la suite des opérations pour ne pas perdre de liquide en la retirant. Bien vérifier avant toute agitation que le robinet R est dans la posilion Ia pour ne pas souiller l’élément au calomel et la solution à étudier en les mélangeant par entraîne-

ment dans les remous produits. Après cette opération, on redescend à. sa place l’électrode S, et on fait une lecture au potientiomètre. Tant que le pH désiré est loin d’être atteint et qu’il suffit d’être renseigné sur le sens de la variation à produire, il n’est pas indispensable d’attendre la fin de l’équilibration de la force électromotrice. La mesure correcte n’est faite que dès que le pH désiré semble près d’être atteint.

Quand la solution est définitivement ajustée au pH voulu, on sèche au coton le déversoir T, on le rince deux ou trois fois après écoulement d’une petite quantité du tampon qui est dans l’entonnoir, puis on recueille le reste de celui-ci dans un flacon propre et sec que l’on bouche avec soin.

5° La solution à amener au pH 8-5 sera ensuite versée dans L1. Entre cette solution et la précédente, il n’aura pas été nécessaire de faire les opérations de lavage et de rinçage, décrites plus haut. La différence de pH n’est pas assez importante pour obliger à un nettoyage complet du récipient et de l’électrode.

Les mêmes manipulations que précédemment seront faites pour amener cette solution et la suivante au pH désiré.

6° Avant de passer au pH 6-5 et inférieurs, on procédera à un nettoyage de l’entonnoir et de l’électrode. Trois lavages à l’eau distillée et un séchage au papier filtre suffiront amplement.

7° Une fois que toutes les solutions tampons auront été ramenées au pH désiré, les mêmes manipulations seront répétées pour amener le sérum examiné au pH correspondant. Comme il s’agit de solutions moins abondantes habituellement, on sera plus économe dans le rinçage du déversoir T et avant d’évacuer la solution, on se contentera d’un bon séchage du bec avec un coton propre. Les opérations de lavage du récipient ne seront faites également qu’au moment du passage des pH alcalins aux pH acides.

8° Ces opérations terminées, l’électrode à antimoine ne servira plus.

DEBROISE

toi

On évacue la solution de référence. Les récipients L1 et L2 sont nettoyés par un triple lavage à l’eau distillée.

Les robinets R sont mis à la position III b. Les électrodes enlevées et essuyées avec un coton sec.

Pour éviter que les deux antimoines ne suivent une évolution différente et ne s’altèrent en particulier d’une façon inégale au repos, au contact de l’atmosphère usuelle du laboratoire, il est commode de garder les électrodes à sec, en courtcircuit l’une sur l’autre, les baguettes d’antimoine se touchant ainsi que les fils de cuivre qui leur servent d'attache, de façon à éviter toute différence de polarisation d’origine atmosphérique.

c) Précision de la méthode

Nous avons vu que les électrodes d’antimoïne sont étalonnées à partir de tampons préalablement mesurés à l’électrode à hydrogène, il ne faut par conséquent n’attendre des premières qu’une précision inférieure à celle de la seconde; de plus, dans la mesure à l’antimoine, l'équilibre n’est fixé qu’à 1 millivolt près. Alors que par la méthode à l'hydrogène le pH est usuellement connu à 0 mv. 01 près, avec l’antimoine, dans toute la zone d'utilisation de la courbe d’étalonnage (c’est-à-dire pour les pH compris entre celui de l’H CI de référence et celui du tampon étalon du pH le plus élevé), cette erreur qui dépend principalement de la constante A,.varie de 0,03 à 0,06 unités de pH. Ainsi pour un pH moyen de 7, les électrodes présentent la valeur théorique 0,0175 et l’étalonnage étant fait jusqu’à pH 9,00, l'erreur est de 0,05 pH.

Malgré son imperfection par rapport à la méthode à l’hydrogène, l’électrode d’antimoine reste de beaucoup la plus favorable quand on s’adresse à des substances rapidement altérées par les courants gazeux ou par le temps; tel est souvent le cas particulier des milieux biologiques, aussi a-t-on fait de très nombreuses

applications de cette méthode à l'institut de Physique Biologique de Strasbourg.