MESURE DE LA DENSITÉ DES GAZ
Théorie.
la densité d'un gaz est le rapport des poids de volumes ^gaux de ce gaz et d'air atmosphérique pris dans les conditions normales à o<» et 760™™ de pression.
La méthode adoptée par Regnault pour mesurer la densité des gaz consiste à effectuer les deux opérations suivantes :
I* Peser un ballon de 10^*»* environ, maintenu à zéro, successivement rempli de gaz à une pression H voisine de 760°»™ cl à unc'pression h très faible;
2« Répéter les mêmes opérations sur l'air à deux pressions H' el h'.
Chacune de ces opérations fait connaître par différence le poids de gaz et d'air qui remplirait le ballon à zéro sous les pressions H -— A et H' — A'; si tz et tz' sont les deux poids ainsi obtenus, on a, en désignant par 0 la densité cherchée,
Par l'emploi de ballons compensateurs, Regnault a évité complètement les incertitudes produites dans les pesées par '^s changements de température, d'état hygrométrique et de composition survenus dans Tatmosphère pendant le cours do
''expérience.
Description.
Cette expérience nécessite l'emploi d'un réservoir à gaz B w. 34), d'une série de tubes communiquants T, d'une ma-
lOD CHAP. Tl. — GAZ ET VAPEURS.
chine à faire le vide, d'un ballon A et d'un manomètre barométrique.
Le ballon A qui doit renfermer le gaz porte une monture i'i robinet : elle permet à volonté de le mettre en communica— lion avec les appareils divers que nous venons d'énumérerou
Fie- 3^
bien de l'en séparer après l'avoir fermé, et de l'accrocher sous le plateau d'une balance {Jig. 35).
Pendant les opérations de remplissage et d'épuisemeni le ballon est entouré de glace fondante.
Le ballon compensateur est fabriqué avec le même verre que le ballon-laboratoire, et il présente exactement le même volume extérieur : pour réaliser cette dernière condition on esl obligé de procéder à un essai préalable. Les ballons étant lestés par du mercure ou de la grenaille, on détermine la perte
XXYIl^ M. — MESURE DE LA DENSITÉ DES GAZ.
FIg. 35.
(le poids qu'ils éprouvent quand ils sont plongés dans Teau. Supposons que le poids de Teau déplacée par le second ballon muni de sa monture soit inférieur de/? grammes au poids (le l'eau déplacée par le premier, muni également de sa monture; on accroche alors au second ballon une ampoule de verre déplaçant rigoureusement | cenlimèlre cube.
Avant de fermer complètement le ballon compensateur, on y introduit une certaine quantité de mercure, de telle sorte (lue, lorsque les deux ballons pleins d'air sont accrochés sous la balance, il soit nécessaire (l'ajouter environ Qog"* du côté du ballon à robinet pour établir l'équilibre. Cet artifice pernaet d'opérer par double pesée, avec les gaz les plus denses.
La balance est placée au-dessus d'une armoire vitrée dont l'air est desséché par la chaux vive; c'est dans cette atmosphère à température uniforme que s'effectuent les pesées.
Le manomètre barométrique de Regnault est bien connu : faisons remarquer seulement que la cloison qui divise la cuvette en deux (compartiments est nécessaire à la conservalion du baromètre, car l'instrument serait bientôt vicié par les rentrées d'air qu'on ne peut éviter quand le mercure subit de fortes oscillations.
Après chaque opération d'épuisement ou de remplissage, l'état thermique du gaz se trouve notablement modifié par le fait Diême de sa détente ou de sa compression : un certain temps est nécessaire pour que le gaz revienne à la température de la olace fondante ; on se gardera donc d'en retirer le ballon aussitôt après le travail de la pompe.
Il faut craindre de frotter le verre avec un linge sec, car on l'électrise d'un façon marquée, et Regnault a constaté de ce chef des augmentations de | de gramme : au bout d'une heure, •1 reste une surcharge de os% i5 et, après cinq heures, un ballon pèse encore œ^oi de plus que son poids véritable.
On essuiera donc les ballons avec une serviette légèrement humectée par de l'eau distillée et il sera prudent de s'assurer.
I08 GHÀP. VI. — GA2 ET TiO^EURS.
avant de procéder aux pesées, que les ballons ne présenlenl pas trace d'électricité, en approchant d'eux un électroscope k feuilles d'or.
Manuel opératoire.
i*» Le vide étant fait dans le ballon aussi complètement que* possible, on le met en communication avec l'appareil qui pro^ — duit le gaz dont on cherche la densité, ou bien avec le résef — voir dans lequel on Ta recueilli, et l'on ouvre le robinet d^^ telle façon que le gaz conserve un excès de pression qui lum ^ permette de surmonter la résistance des tubes desséchants.
Le remplissage fait, le ballon est mis de nouveau en conm munication avec la machine pneumatique, et l'on y fait un vid ** parfait; puis on le remplit une seconde fois. Cette opéralio*^ s'exécute à zéro. Avant de fermer le ballon, on le met e»* communication immédiate avec l'atmosphère, et l'opératett i' note la pression H.
20 Le ballon sorti de la glace est lavé avec de l'eau, puî^ essuyé ; on le suspend au crochet de la balance, après qu'il ^ pris la température de la salle, ce qui peut exiger deux heures - Les ballons compensés sont alors couverts d'une même quantité d'humidité. La tare est complétée par un certain nombre* de poids marqués, placés du côté du ballon-laboratoire.
S'» Le vide est fait dans le ballon à 4™™ environ, et on 1^ reporte sur la balance, après avoir noté la pression h. t-»^ poids TT qu'il faut ajouter exprime le poids du gaz à zéro so^J^ la pression H — h.
4** Les mêmes opérations sont répétées sur l'air : on no^^^ H', h' et tt'.
Voici les chiffres d'une expérience faite par Regnault ^ ^* l'acide carbonique.
Ballon plein d'acide carbonique.
Hauteur du baromètre réduite à zéro au moment de la
fermeture du robinet H = 759"** -» *
Poids ajouté au ballon p = 08^,7^^
XXYIII* M. — DÉTERMINATION DU POIDS DU LITRE D'aIR. IO9
élastique du gaz resté dans le ballon au moment
a fermeture du robinet // = i"", 67
ajouté au ballon P = aos', 21 1
TT du gaz enlevé par la machine = P — /? 198^,475
Ballon plein d'air,
plein d*air à la pression de Tatmosphère H' = 747""", 21
ajouté p' =18^,699
vide d'air, à la pression h' = 7"™, 56
ajouté P' = 148% 345
lé de Tacide carbonique ^ =1 ,62901
s élèves répétant cette expérience doivent trouver le re des centièmes exacts.
Densités des gaz
(Annuaire du Bureau des Longitudes).
Air I
Oxygène i , io563
Azote 0,97137
Hydrogène o ,06926
Acide carbonique i ,62901
Ammoniaque o, 697
Acétylène o ,920
Éthylène ou gaz oléfiant 0,971
Formène ou gaz des marais o,558
Protoxyde d'azote i ,627
Bioxyde d'azole i ,039
XXVIIP MANIPULATION^
