LIV. I. CH AP. 11. Al H

sulfures alcalins l’enlèvent complètement à l’air; ii la vérité, un peu d’azote peut être également absorbé par eux, de telle sorte que le volume de l’azote est un peu trop faible; mais, dans l’expérience de Lavoisier, il est beaucoup trop fort. L’air contient, en effet, 21 parties d’oxygène pour 79 d’azote, au lieu de 12 ou 14- d’oxygène pour 88 ou 86 d’azote données par cette expérience.

On peut également démontrer dans l’air la présence d’une petite quantité d’acide carbonique par l’expérience suivante. On expose à l’air une dissolution limpide d’eau de chaux dans un vase large et peu profond; il se forme à la surface des pellicules blanches qu’on fait tomber au fond du vase en agitant le liquide; on peut ainsi transformer la totalité de la chaux en carbonate de chaux. En chauffant ces pellicules, recueillies è la tin de l’opération, au rouge vif dans une cornue de terre munie d’un tube abducteur se rendant sur la cuve à eau, on peut recueillir un gaz qui a toutes les propriétés du gaz carbonique dégagé dans la calcination de la pierre à chaux ou à bâtir, dans la respiration des animaux, dans la combustion du charbon. La matière qui reste dans la cornue est de la chaux vive. L’eau de chaux est faite avec de la chaux vive dissoute dans l’eau.

Il existe également de l’eau à l’état de vapeur dans l’atmosphère; on apprend en physique â en déterminer la quantité à un moment donné ; nous n’indiquerons donc ici qu’un seul fait propre à mettre son existence en évidence. La potasse, par exemple, exposée au contact de l’air, se transforme rapidement en liquide, parce qu’elle absorbe assez d’eau pour s’y fondre.

54. Analyse de l’air. — On emploie pour établir la composition exacte de l’air diverses méthodes qui dérivent toutes de ce principe : l’oxygène pouvant se combiner avec un grand nombre de corps qui n’ont aucune action sur l’azote, il est toujours facile d’isoler ce dernier en absorbant l’oxygène. Le corps destiné à absorber l’oxygène doit être seulement choisi parmi ceux qui ne donnent pas de corps gazeux, à la température ordinaire, en se combinant avec lui. Nous remarquerons, en passant, que ces méthodes pourraient s’appliquer également à la préparation de l’azote.

b5. lo Héthodes en Yolume. — Dans ces méthodes, on détermine le volume des éléments qui entrent dans la composition de l’air.

Oo peut opérer de plusieurs manières.

1° Analyse par le phosphore à froid. — Une petite éprouvette graduée, placée sur le mercure, contient un volume d’air connu (iOO divisions de

I éprouvette, par exemple). On introduit un bâton de phosphore humide assez long pour traverser l’éprouvette dans toute sa longueur. Aussitôt qu il a le contact de l’air, on le voit répandre des fumées blanchâtres.

II se forme de l’acide phosphoreux qui se dissout dans l’eau apportée par

48 chiivhiî: inoh(;aiMuije.

le briLüu, de sorte que sa surlace se trouve conslamnient eu contact par lous ses points avec l’oxygène contenu dans l’air {fig. 13). L’opération est

terminée quand le phosphore ne paraît plus lumineux dans l’obscurité. Il ne reste plus qu’à enlever le bâton de phosphore et à mesurer le volume de gaz restant, en le ramenant à la pression ordinaire, et lui faisant suhir les corrections provenant des changements de température et de pression survenus pendant la durée de l’expérience. En été, il suffit de quelques heures pour que l’absorption soit complète, mais, si la température est basse, l’opération peut nécessiter un temps beaucoup plus long.

Analyse par le phosphore à chaud. — Le procédé suivant est beaucoup plus rapide. On prend une petite cloche courbe, que l’on place sur la cuve à eau, et on y introduit un volume d’air, que l’on a mesuré à l’avance dans un tube gradué. On y fait entrer un petit fragment de phosphore, en le poussant avec un fil de fer enroulé en spirale à son extrémité, jusque dans la petite cavité que présente la cloche courbe {fig. 1-4). Gela fait, on

retire le fil et l’on chaulfe doucement ; le phosphore fond, et comme il était humecté d’eau, il est en général recouvert d’une petite couqhe d’eau , qu’il faut d’abord volatiliser sans briser le tube. On y parvient en modérant d’abord l’action de la chaleur; il faut ensuite, aussitôt que l’eau est évaporée, chaullèr vivement le phosphore , afin que sa vapeur s’enflamme dès qu’elle se forme. On voit alors une lumière veialâtre descendre du haut de la cloche vers le niveau de l’eau. Il serait dangereux de produire rinflammation du phosphore après avoir rempli la cloche de sa vapeur, car le mélange d’air et de phosphore constituerait un mélange détonant, dont l’explosion, amenant la ruplure de la cloche, aurait pour effet de projeter du phosphore enflammé sur l’opérateur.

3“ Analyse de rnir par l'acide pyrogallique et la potasse. — M. Liebig a proposé d’utiliser pour l’analyse de l’air une réaction indiquée pour la

IA\. 1. CHAP. 11. AIH.

première lois par M. Chevreul. L’acide pyrogallique, que l’on emploie aujourd’luii en notable quanlilé pour la photographie, mis en présence d’une dissolution de potasse, brunit très-rapidement à l’air, en absorbant l’oxygène de celui-ci. Il suffit donc d’introduire ^ successivement dans une éprouvette graduée placée sur le mercure, et contenant un volume déterminé d’air, une dissolution d’acide pyrogallique, que l’on doit faire au moment de s’en servir, et une dissolution de potasse. On agite ensuite doucement l’éprouvette ; en quelques -instants l’absorption de l’oxygène est complète. On mesure le volume restant sur la cuve à eau. Ce procédé, d’un emploi très-commode, s’applique également bien à l’analyse des mélanges gazeux contenant de l’oxygène. ^

Les méthodes précédentes sont connues sous le nom de méthodes d'obsnrption.

56. Résultat. — Le résultat donné par ces diverses expériences est toujours le meme : l’air contient toujours 79 volumes d’azote pour 21 volumes d’oxygène.

57. Métiiode eudîométrîque. — Cette méthode est fondée sur le fait suivant : l’oxygène se combine avec un volume d’hydrogène double du sien pour donner de l’eau, dont le volume à l’état liquide est négligeable par rapport à celui des gaz qui la constituent.

Supposons donc qu’on fasse passer une étincelle électrique à travers un mélange de 100 parties d’air (en volume) et de 100 parties d’hydrogène; il se produira une explosion, et le volume du mélange se trouvera réduit à 137 parties. Il en est donc disparu 63 parties, qui ont formé de l’eau ; ces 63 parties étaient donc composées de 21 parties d’oxygène et de 42 d’hydrogène. Donc l’air contient, pour 100 volumes, 21 parties d’oxygène et partant 79 d’azote.

L’expérience se prête ici à plusieurs vérifications que n’offraient pas les méthodes précédentes. Si 42 volumes d’hydrogène ont disparu pendant l’explosion, il doit en rester 58 volumes dans le résidu. Nous le prouverons en ajoutant à ce résidu 50 volumes d’oxygène, et faisant de

‘ l'our introduire un liquide dans une éprouvette placée sur le mercure, on se sert d’une pipette p (fig. 16), dont une extrémité est recourbée On commence par plonger l’extrémité courbe dans le liquide , que l’on aspire avec la bouche par l’extrémité 0 ; il monte alors dans la pipette au-dessus du niveau dans le vase, et remplit en partie la boule.

On ferme rapidement avec le doigt l’ouverture O, et l’on engage l’extrémité recourbée de la pipette sous 1 éprouvette; en soufflant avec la bouche par l’ex- Irémité supérieure, on force une partie du liquide à pénétrer dans l’éprouvette.

CHIMIE INORGANIQUE

nouveau détoner le mélange. Après le passage de l’étincelle, on constate une diminution de volume de 87 parties, qui correspond à la disparition de 58 d’hydrogène et de 29 d’oxygène. 11 y avait donc bien dans le résidu 58 d’hydrogène, et par conséquent 100 volumes d’air contiennent bien 21 volumes d’oxygène et 79 d’azote. Dans les méthodes par les absorbants, on admet que le volume de l’air est égal à la somme des volumes d’azote et d’oxygène qu’il contient, mais sans pouvoir le démontrer dans l’expérience môme ; elles sont donc inférieures sous ce rapport h la méthode eudiomélrique ; leurs résultats sont tout aussi exacts, parce que le fait qu’elles supposent est rigoureusement démontré par les expériences de Lavoisier ^ur l’analyse et la synthèse de l’air (52) et par l’expérience eudiomélrique.

58. Eudiomètre de Ciay-B^ussac.— L’appareil dans lequel OU fait l’expé-

rience est connu sous le nom (Veudiomè/re de Gay-Lussac.

Il se compose d’un tube en cristal épais, mastiqué k ses extrémités dansdeux garnitures en cuivre munies de robinet et se terminant par des-

entonnoirs arrondis. L’appareil re--

Fig. l(i.

pose sur l’un de ses entonnoirs ; lai garniture supérieure porte un ex-citateur électrique composé d’une^ tige de cuivre terminée par deuxi boules, et isolée de la garniture parr un tube de verre qui entoure la tige {fig. 16). L’une des boules est extérieure à l’appareil , l’autre se trouve à l’intérieur, à une petite distance de la paroi métallique.

Une petite règle en métal réunitt les deux garnitures; elle porte des" traits qui correspondent k des di-

visions égales du tube, mais son principal usage est d établir une communication électrique entre les deux garnitures. Cette partie constituet' l’eudiomètre proprement dit.

Voici commenl on s’en sert. On le remplit complètement d eau, en le plongeant verticalement dans une cuve k eau prolonde ; les robinets étantt ouverts, l’air intérieur est chassé complètement par l’eau ; on ferme alorf s les robinets et l’on place l’instrument sur la tablette de la cuve, sans; sortir son extrémité inférieure de l’eau. On introduit alors l’air et l’hydro gène. Pour rendre cette opération plus facile et plus exacte k la fois, on s(sert cVune jauge J contenant, par exemple, 100 divisions du tube mesureuot

U. Cette jauge se compose d’un tube de verre monté sur une garnitun

de cuivre, portant une coulisse dans laquelle glisse une lame métallique

UV. I; CH A P. 11. AIR.

percée h une extrémité d’une ouverture circulaire de môme diamètre que le tube. On peut, par cette disposition, fermer le tube, si l’on amène la partie pleine de la lame devant son ouverture, ou l’ouvrir en faisant glisser la lame de manière à faire coïncider les deux ouvertures. La jauge étant remplie d’air, on pousse la lame pour fermer l’ouverture, on emprisonne ainsi un volume d’air déterminé. On le fait passer dans reudiomètre de la manière suivante : la jauge, fermée, est plongée verticalement dans la cuve d’eau, on la retourne pour permettre à l’air contenu dans la garniture de cuivre au-dessous de la lame de s’échapper, puis on la porte ainsi retournée sous l’entonnoir inférieur de l’eudiomètre, et en poussant la lame avec le doigt, on ouvre la jauge, qui se remplit d’eau ; l’air, plus léger, monle dans l’eudiomètre, si le robinet de la garniture inférieure est ouvert.

Pour l’hydrogène, on se sert de la jauge ouverte comme d’une éprouvette ordinaire ; quand elle est complètement remplie, on pousse la lame pour fermer la jauge. On se débarrasse comme précédemment de l’excès d’hydrogène avant de le transvaser dans l’eudiomètre.

Le mélange introduit, on y fait passer une étincelle en approchant de la boule de l’excitateur électrique le plateau d’un électrophore chargé d’électricité. Il se produit une vive lueur dans le tube, et, quand on rouvre le robinet inférieur, l’eau monte rapidement d’nne certaine quantité. Il est possible de mesurer le volume du gaz restant à l’aide des divisions tracées sur la tige de métal qui réunit les armatures ; mais, comme le diamètre du tube est considérable, la moindre erreur dans l’appréciation de la hauteur occupée par le gaz a une grande influence. Tl vaut mieux se servir d’un mesureur M.

C’est un tube étroit et assez long, divisé en 200 parties d’égale capacité ; 100 de ces parties équivalent au volume de la jauge. Il porte à sa partie inférieure une virole en cuivre qui permet de le visser sur le fond de la garniture supérieure de l’eudiomètre. Après l’avoir vissé, rempli d’eau, sur l’entonnoir supérieur, on ferme le robinet inférieur et l’on ouvre le robinet supérieur de l’eudiomètre ; le résidu gazeux gagne le haut du tube gradué; on dévisse alors ce tube, en ayant soin d’ajouter un peu d’eau dans l’entonnoir pour remplacer celle qui monte dans le tube, on terme l’ouverture du tube avec le pouce, et tenant la virole entre les deux premiers doigts de la môme main, on le porte sur la cuve à eau. On l’enfonce jusqu’au moment où le niveau de l’eau est le môme dans le tube et dans la cuvette, on mesure alors le volume du gaz.

Cette méthode présente quelques inconvénients particuliers. Au moment où l’explosion du mélange a lieu, les robinets de l’eudiornètre sont lermés. Comme la condensation rapide de la vapeur d’eau lormée détermine un vide partiel, une portion de l’air dissous dans

Fig. 17.

52 CHlMlli INORdANlQUt:.

l’eau se dégage et vienl s’ajouter au volume du résidu. Cet inconvéuienl ne peut être complélemenl évité, même en laissant le robinet inférieur

ouvert, car l’eau ne peut rentrer assez vite par l’ouverture du robinet pour remplir le vide qui se fait instantanément, et de plus on a à craindre dans ce cas de voir une portion du gaz s’échapper au moment même de l’explosion, par suite de l’expansion subite qui accompagne l’élévation de température produite par la combustion de l’hydrogène.

Il est donc préférable d’opérer sur le mercure, avec un eudiomètre particulier qui sera décrit à propos de l’eau, ou tout simplement dans l’eudiomèlre de Mitscberlich, dont nous avons déjà parlé (20) et que représente la

^59. iBConvcnients des méthodes ppéeédenles. — Toutes les méthodes précédentes ont le même inconvénient ; la composition de l’air se déduit de la mesure de volumes d’air très-petits ; par conséquent, la moindre erreur sur l’appréciation de ce volume ou sur les corrections relatives a la température, à la pression et à l’état hygrométrique du gaz, influe d’une manière très-notahle sur le résultat déflnilif. Aussi doit-on preferer aux méthodes en volumes les méthodes où l’on pèse l’oxygènè et l’azote qui sont contenus dans un volume notable d’air, les erreurs dépendant des pesées pouvant être singulièrement réduites.

60. Méthode* en poids. - 1» Procédé de M. Brunner. - M. Brunner a eu le premier l’idée d’appliquer la méthode des pesées; il faisait lentement passer de l’air dépouillé de son acide carbonique et de sa vapeur d’eau sur du phosphore froid; l’air perdait son oxygène; on recueillait l’azote, dont le poids se déduisait de la mesure du volume ; 1 augmentation de poids du tube contenant le phosphore donnait le poids de l’oxygène. Le procédé de M. Brunner présente donc encore en partie l’inconvénient attaché à la mesure des volumes, mais le procède suivant, employé par MM. Dumas et Boussingault, permet de résoudre complètement le problème de l’analyse exacte de 1 aii.

2» Procédé de MM. Dumas et Boussingault. — On fait passer de 1 air denouillé de vapeur d’eau et d’acide carbonique sur de la tournure de cuivre chauffée; l’oxvgène est complètement absorbé, et l’azote va se rendre dans un ballon vide d’une capacité de 12 à 15 litres, qui se remplit pen-

fiant l’expérience.

L’augmentation de poids du cuivre donne l’oxygène, 1 augmenlaliori de poids du bnllon donne l’azole.