DIFFUSION DES LIQUIDES

DIFFUSIOH UBBE. — On entend \itkv phénomènes de diffusion (les mouvements spontanés des molécules des corps fluides, d'où résulte leur mélange lent et progressif. Occupons-nous d'abord de la diffusion des liquides.

Quand deux liquides sont mis en présence, la pesanteur tend à les séparer, de telle sorte que les plus lourds se placent audessous des plus légers et que les surfaces de séparation sont planes et horizontales. Les forces capillaires interviennent pour modifier les conditions de cet équilibre et, si l'un des liquides est soustrait à l'action de la pesanteur, comme dans les expériences de M. Plateau, déterminent à elles seules la forme de la surface de séparation.

Toutefois, certains liquides, l'alcool et l'eau par exemple, peuvent demeurer mêlés quand on les agite ensemble; si on superpose les mêmes liquides avec précaution et de telle sorte que le plus léger soit en haut, ils se mêlent peu à peu l'un à l'autre, malgré l'action de la pesanteur, qui tend à les séparer.

Nous allons étudier expérimentalement les lois de ce phénomène.

Plaçons au fond d'un vase une solution concentrée de sulfate de cuivre au-dessus de laquelle nous ferons flotter une

mince plaque de liège. Versons ensuite, avec une extrême précaution, de Feau distillée à la surface delà plaque, d'où elle se répand au-dessus du sulfate de cuivre. Nous obtenons ainsi dans le vase deux couches nettement séparées. Tune inférieure bleue, l'autre supérieure tout à fait incolore, et la surface de séparation est plane et horizontale. Le vase étant abandonné à Tabri de toute agitation, on remarquera bientôt entre les deux liquides l'existence d'une couche de transition, d'un bleu régulièrement dégradé. L'épaisseur de cette couche augmentera avec le temps, empiétant à la fois sur l'espace primitivement occupé par l'eau et par le sulfate, et finira par envahir tout le vase; alors la différence des teintes s'affaiblira progressivement, et au bout d'un temps très-long le liquide aura une teinte bleue uniforme : l'analyse en démontrera l'homogénéité parfaite.

Pour montrer la diffusion de deux liquides incolores, on peut avoir recours à une disposition imaginée par M. W. Thomson. On prépare de petites boules de verre creuses, d'épaisseurs et, par suite, de densités moyennes différentes, comprises entre les densités D et rf des liquides à étudier. On dépose toutes les boules à la surface du liquide le plus dense, puis on verse le liquide le plus léger comme dans l'expérience précédente. Les boules flottent à la surface de séparation; mais, à mesure que la diffusion se produit, elles se séparent, indiquant par leur écartement progressif la phase du phénomène: au niveau de flottaison de chacune des boules, la densité du mélange liquide est égale à la densité moyenne de la boule. Quand la diffusion est arrivée à son terme, toutes les boules plus lourdes que le mélange final tombent au fond, les autres plus légères flottent à la surface : il n'y a, en général, aucune boule flottant librement au sein du liquide.

Pour reconnaître la loi élémentaire de la diffusion, on pourrait mesurer à divers intervalles Técariement vertical de deux boules de densité moyenne connue.

On doit à Th. Graham {*) de nombreuses recherches sur la

(') Philosophical transactions y i85o et 1861 {Ànn. de Chimie et de Phrs.^ .{"série, t. XXIX, p. 197; t. LXV, p. 129).