DIFFUSION. — PÉNÉTRATION A TRAVERS UN LIQUIDE
lité 3 à la température de Texpérienee (laquelle a varié de i3* à i8*):
Azote 0,97 0,86 0,0 15
Air 1,00 lyoo 0,016
Oxygène 1,10 1,95 Oyo3o
Hydrogène. ... 0,07 3,77 0,019
Acide carbonique. i,52 47)i 1,00a
Ammoniaque. . . 0,59 46000 700
De ces mesures M. Exner conclut que la quantité de gaz qui traverse une membrane liquide est sensiblement proportionnelle au coefficient de solubilité du gaz dans le liquide, et en raison inverse de la racine carrée de la densité du gaz, comme si la diffusion du gaz dissous suivait la loi de Graham. La formule
=fV
représente en effet suffisamment les observations.
L'échange des gaz peut s'opérer à la longue au travers de masses liquides même considérables. C'est ainsi qu'une cloche pleine d'hydrogène, placée sur la cuve à eau, perdra en quelques jours tout son gaz et ne' contiendra plus que de l'air,
Expért€7ices de M. von Wroblewskù — Quand un gaz est mis en présence d'un liquide, il se produit donc une véritable diffusion du gaz dans le liquide. Si l'on se borne aux premiers instants du phénomène, la quantité Q de gaz absorbée pendant un temps t est
En d'autres termes, cette quantité est proportionnelle au coefficient de solubilité 3> proportionnelle au coefficient de diffusion k, proportionnelle à la pression H, proportionnelle enfin à la racine carrée du temps que cette quantité de gaz met à se dissoudre.
me pRrNciPALEs propriétés des gaz.
Pour Térifier ces conséquences, M. voo Wroblewski (*) a pris une éprouTette profonde, remplie de liquide, et l'a surmontée d'un récipient de même section, plein de gas. Au récipient était adapté un manomètre à mercure, formé de deux branches verticales réunies en bas par un tube de caoutchouc, ce qui permettait de
déplacer la branche extérieure de manière à conserver au gaz la pression atmosphérique pendant toute l'expérience. A un instant donné, on établissait la communication entre la surface du liquide et le gaz ; et, maintenant la pression constante, on suivait la diminution du volume.
La loi de la proportionnalité h la racine carrée du temps s'est vérifiée pour l'acide carbonique avec Veau sucrée, l'eau salée, la glycérine, l'huile de colza, la gélatine, et divers colloïdes; mais elle ne s'est pas trouvée exacte avec l'eau, dans laquelle l'absorption était sensiblement proportionnelle au temps.
Dans tous les cas où la loi se vérifie, la mesure de Q permet de déterminer le produit pJt, et par conséquent l'un des deux coefficients ^ ou X- quand l'autre est connu.
La pénétration d'un gaz à travers le caoutchouc parait consister aussi en une absorption du gaz par la lame solide, suivie d'une dilTusion directe à travers le solide, et enfin d'une évaporation sur la face opposée.
M. von Wroblewski (') a prouvé, en effet, par sa méthode dj-
(■) Von WHOBLrwsii, Wied. Ann.,1]. 431 ; 1877.
(<) Vo.v Whoblkwsii, Wied. Ann., VUl, 39 ; et Journal de Physique, Vlll, 418 ; I87«.
DIFFUSION. — PÉNÉTRATION k TRAVERS I,ES MÉTAUX. 997
namique : i*" que le caoutchouc absorbe les gaz conformément aux lois de Henry et de Dalton qui régissent l'absorption des gaz par les liquides; 2*" que les gaz se diffusent dans le caoutchouc comme dans les autres substances absorbantes, suivant une loi analogue à celle de la conduction de la chaleur dans les solides, la constante de diffusion étant sensiblement en raison inverse de la racine carrée de la densité du gaz.
Une feuille de caoutchouc est donc entièrement assimilable à une lame liquide quant à la manière dont elle permet rechange de deux gaz.
320. Pénétration & travers les métaux. — Expériences de H. Sainte-Claire Deville et de M. Troost. — Le phénomène le plus remarquable en ce genre est celui qui a été découvert par H. Sainte-Claire Deville et M. Troost (*), et qui présente de même le rapport le plus intime avec les faits d'occlusion (301) étudiés plus tard par Graham : la pénétration de certains gaz, et plus particulièrement de Fhydrogène à travers les métaux chauffés au rouge.
Un tube épais en platine fondu, très homogène et sans soudure, est placé dans Taxe d'un tube de porcelaine, et maintenu au moyen de deux bouchons qui ferment exactement l'espace annulaire com-^ pris entre les deux tubes. Dans le tube de platine circule un courant d'air sec ; dans Tespace annulaire on a entassé des fragments de porcelaine et Ton fait passer un courant d'hydrogène sec. Le tout est mis à l'intérieur d'un bon fourneau. Au début de l'expérience, les tubes étant encore froids, l'air qui sort du tube de platine a la composition ordinaire. La température s'élevant, l'air s'appauvrit peu à peu en oxygène, et des gouttelettes d'eau se condensent dans le tube de sortie, attestant ainsi que de l'hydrogène a passé au travers du platine pour venir se combiner avec l'oxygène de l'air. Vers looo degrés, le tube de platine ne donne plus que de l'azote et de l'eau sous une pression considérable. L'hydrogène qui sort de l'espace annulaire est toujours pur, mais la vitesse de dégagement s'est sensiblement ralentie. Si alors on arrête l'arrivée de
0) H. Sainte-Claire Deville et Troost, G. R., LVII, 994; 1863.
«98 PRINCIPALES PROPRlBTfiS DES GAZ.
l'hvdrogène, la pénéiration continuant, un vide presque complet se fait dans cet espace annulaire, comme le montre l'asceosion du mercure à l'intérieur du tube de dégagement. On peut remplacer l'air par de l'azote, de l'acide carbonique ou de l'oxyde de carbone, on a des résultats analogues : l'hydrogène pénètre à chaud à travers le platine, tandis que ce métal reste imperméable à l'autre gaz. 11 y a donc là un phénomène d'élection en rapport avec la propriété que possède le platine de condenser l'hydrogène.
Graham (■) a observé sur te palladium des phénomènes semblables dès la température de 240*. Un tube de palladium plongé dans la flamme du gaz d'éclairage, assez peu riche en hydrogène libre, en extrait cependant la presque totalité de ce gaz à un état de pureté parfaite.
Le fer se comporte semblablement à haute température, ainsi que l'ont démontré H. Sainte-Claire Devitle et M. Troost (*). Ils oot pris un tube en fer, de 3 à 4 millimètres d'épaisseur, et l'ont placé
dans un tube de porcelaine librement ouvert à l'air par les deui extrémités, et chaulTé dans un fourneau où l'on brûlait du charbon
(')Grahiii, loc. cit.
(*)H. S*iNTE-CLiiiiE AviLLEctTnoosT, C.R.,LVII,9e5;etLIX, lOi; 1883-6*.
