ÉVAPORATION, ÉBULLITION. ' ->G

l’eau df In eornue pendant un temps assez long, et à deux ou trois reprises différentes, dane le luit de chasser l’air autant que possible.

Fuis ou ferme U”, ou ouvre It el II' et, à l’aide de la machine pneumatique, on raréfie l’air placé audessus de l’eau. Le manomètre permet de mesurer exactement la pression actuelle qu’on va maintenir invariable, et d’est iiner par suite, à l’aide des tables des forces élastiques maxinin de la vapeur, la température correspondante d’ébullition de l’eau. En opérant avec précaution et notamment, eu échauffant lentement le liquide sans lui communiquer de secousses, on peut dépasser de fi,J ou B" la température indiquée par les tables, sans que l’ébullition ait lieu. Cette sorte d’équilibre instable peut même être maintenu aussi longtemps qu’on le veut. Mais si, à un moment donné, on vient à faire communiquer les fils de platine F el F' avec les deux pôles d’une pile, aussitôt l’eau est décomposée dans la cornue, les bulles d’oxygène el d'hydrogène se montrent, et au même instant, l’ébullition éclate avec

208 CHALEUR

une telle instantanéité qu'une portion du liquide est le plus souvent

projetée dans le hallon.

3X8. ippiiratinn» dm loi» de reimiiitiun — La connaissance des phénomènes généraux, qui se rapportent à l'ébullition des liquides et des lois qui la concernent, l'ait comprendre comment ont pu être résolues deux questions, qui se présentent souvent dans la pratique. tn Étant donné un liquide qui renferme en dissolution des substances fixes, telles que les matières salines en général ; isoler ce liquide à l’état de pureté; 2“ étant donnés plusieurs liquides mélangés, mais «U* volatilités différentes ; les séparer l’un de l’autre.

3X9. Aiamhi<-s — Le premier problème se présente notamment, quand il s’agit dans les laboratoires, d’obtenir l’eau à un degré de pureté absolue. Ou se sert, dans ce cas, d’un appareil nommé alambic. Il se compose {fig. 178) d’une chaudière ou cucurbite C, dans laquelle est placée l’eau qu’on veut purifier, et, en outre, d’un chapiteau K communiquant, par l'intermédiaire du tube T, avec un serpentin de métal en-

Fig. 178.

tourè d’eau froide. On renouvelle cotte eau par un tube vertical muni d’un entonnoir E et plongeant jusqu'au fond du réfrigérant V. De cette manière, l’eau froide arrive par le bas et déplace l’eau la plus chaude, qui se trouve toujours à la partie supérieure et qui s’échappe par le tropplein I*. Enfin l'extrémité du serpentin débouche en 0 dans le vase où l’on veut recueillir l’eau purifiée. Ces détails suffisent pour comprendre le jeu de l'appareil. L'eau de la chaudière portée à l’ébullition fournit de la vapeur qui va se liquéfier dans le serpentin. Les gaz en dissolution dans l’eau se dégagent dès le commencement de l’opération, on s'en débarrasse, en rejetant les premières portions d'eau distillée. De même,

KVAl'OItATIOX, ÉBULLITION. *i'J

un arrête le feu, lorsque les trois quarts environ de l’eau introduite dans la chaudière ont passé à la distillation : on évite ainsi la décomposition de certains sels et des matières organiques, décomposition qui se produit, vers la lin de l’opération, au contact des parois échauffées de la chaudière et dans les points que le liquide ne baigne plus. Ces corps, en se décomposant, fourniraient des produits volatils qui iraient altérer la pureté de l’eau déjà obtenue.

Ou profite quelquefois de la chaleur perdue par la liquéfaction de la vapeur, en plaçant, au-dessus du chapiteau de l’alambic, un bain de sable 11 dans lequel peuvent être concentrées différentes liqueurs. L’appareil, que nous avons figuré ici, présente une disposition de ce genre.

590. Quand on u'a pas un alambic à sa disposition, on peut y suppléer par l’emploi d’un appareil de distillation pins simple et surtout moins coûteux. La chaudière île l'alambic est remplacée par une cornue, le serpentin par un long tube de verre ou une allonge qui reçoit à l’une de ses extrémités le col de la cornue et qui aboutit, d'autre part, à un ballon bitubulé : ce ballon représente le récipient destiné à recueillir le liquide distillé. Autour de l’allonge est quelquefois un manchon servant de réfrigérant, dans lequel circule un courant d’eau froide. Lnfin, le ballon bitubulé plonge lui-même dans l'eau froide, ou est entouré d'un linge mouillé, afin de retenir et de condenser les dernières portions de vapeur.

59 I . Méthode de» distillation» fractionnée». — Le problème, qui consiste à séparer des liquides de volatilités différentes, se présente fréquemment en chimie. Un emploie, pour le résoudre, la méthode des distillations fractionnées; expliquons sur un exemple en quoi elle consiste. — Le vin est un mélange, en proportions diverses, d’eau, d’alcool, d'acides libres, de sels minéraux, de matières albuminoïdes. Il s’y trouve donc, en lait de produits inégalement volatils, de l'eau et de l'alcool. Les autres substances sont à peu près fixes; il faut en excepter quelques composés à saveur aromatique, qu’on peut comparer aux éthers ou aux huiles essentielles, mais qui ne s'y rencontrent jamais qu'en quantité très-minime. Une opération industrielle, fréquemment exécutée, a pour but d'en extraire l’alcool à divers degrés de dilution dans l'eau. Dans les laboratoires, on prépare aussi quelquefois l'alcool à l’état de pureté ou l’alcool absolu. Voici quelques détails sur les méthodes expérimentales suivies dans ces deux cas.

Le vin est chauffé dans un alambic ; sou ébullition se manifeste, comme nous l’avons vu (575), à une température notablement inférieure à 100°. Il passe alors à la distillation un liquide formé d'alcool et d'eau, mai>

CHXLELK.

dans lequel la proportion d’alcool est déjà beaucoup plus forte que dans le vin employé. Avec les vins les plus alcooliques, qui renferment jusqu’à 18 pour 100 d'alcool, dés qu'on a obtenu, par la distillation, un volume de liquide égal à la moitié et même au tiers du volume du 'in, l’alcool lout entier a passé de la chaudière dans le récipient placé à l'extrémité du serpentin; à plus forte raison, le même résultat se produit-il, quand la liqueur est faiblement alcoolique. Qu’on reprenne maintenant le liquide obtenu qui ne représente qu’une fraction du volume primitif, et qu'on le distille île nouveau ; les premières portions condensées dans le serpentin seront les plus riches en alcool, et on comprend qu’en les conservant seules, ou puisse ainsi accroître de plus en plus, par des opérations semblables aux précédentes, la richesse de la liqueur. Il est vrai de dire cependant qu'on n'arriverait jamais par ce procédé à isoler l’alcool anhydre : il existe une aflinité telle entre res deux substances, alcool et eau, qu’il est indispensable, pour les séparer, île recourir à l’emploi d’un corps solide possédant une grande affinité pour ce dernier liquide (la chaux ou le carbonate de potasse), qui. après un contact prolongé et une distillation nouvelle, finit par retenir l’eau complètement.

392. C’est en suivant une marche analogue à celle que nous venons d'indiquer, qu’on extrayait autrefois l’eau-de-vie du vin. Il fallait deux chauffes successives pour amener la liqueur alcoolique au degré voulu •’>() à 55" de l’alcoomètre centésimal. Uepuis plusieurs années, on lui a substitué, avec avantage, la méthode de la distillation continue dans laquelle le vin, chauffé, dès son entrée dans l’appareil distillatoire, par la chaleur que dégagent la vapeur d’alcool et la vapeur d’eau en se condensant, abandonne peu à peu, sous forme de vapeur, et en suivant un fort long trajet, tout l’alcool qu’il renferme, et parvient enfin dans un dernier récipient, où il constitue la pinasse, et ne contient plus que de l'eau et des substances fixes.

395. Appareil de tinj-l.ussar, modifié par .H. Sulleron — I, 'alcoomètre, plongé dans le vin lui-mème, fournit une indication dont on ne peut rien conclure; car la densité du liquide dépend, non-seulement des proportions d’alcool et d’eau, mais encore de la quantité des autres substances dissoutes. Il fallait donc tâcher d'isoler la totalité de l’alcool, pour le ramener ensuite au volume primitif, par l'addition d’une quantité suffisante d’eau distillée. L’immersion de l'alcoomètre dans ce nouveau liquide renseignera alors très-exactement soi' la proportion d'alcool contenue dans le vin,

É\ AI’OK.VTRKV, Kltl LI.imV 271

Le tait signalé plus haut : I abandon de tout l'alrool par le 'in, quand le tiers de son volume a distillé, a été le point de départ d’un procédé ingénieux imagine par Gay-Lussac pour estimer la richesse alcoolique de ce liquide. L appareil construit dans ce but a été perfectionné depuis, par M. Salleron, et l'on peut, aujourd’hui, arriver à un dosage rigoureux, c-n n'employant que quelques centimètres cubes de la liqueur vineuse.

On remplit, avec le vin à essayer, l'éprouvette K (/ig. 179) jusqu'au trait supérieur a. On verse ce liquide dans la petite chaudière C qu'on réunit ensuite par un tube île caoutchouc au serpentin S. Puis, en chauffant la chaudière avec la lampe à espritde-vin L, on distille, jusqu'à ce que le liquide dans I éprouveltcaffleure

à la division * : on peut alors être sûr que l’alcoi d tout entier est parvenu dans ce dernier récipient. Qu on ajoute, à ce moment, de l'eau distillée jusqu'au trait », on rendra au liquide son volume primitif; et, comme on u'aura plus affaire qu’à un simple mélange d'alcool et d’eau, l'affleurement de l'alcoomètre plongé dans ce liquide donnera avec, exactitude l’indication demandée, lin petit thermomètre, placé en même temps dans l’éprouvetle K, permet d'estimer la température du liquide et, par suile, d’effectuer la correction de température dont nous avons indiqué la nécessité i IU2/.

• >91. Congélation de l'eau ilann le vide. — La seconde loi de l’élmllilion (g Ô7 1 ) nous conduit à une application intéressante. C’est, en effet, par le phénomène d'absorption de chaleur, un momrntile lu vaporimtion rapide d'un liquide, qu'on explique une expérience déjà ancienne due à Leslie, expérience souvent répétée dans les cours ; celle de la congélation de l’eau sous la cloche île ia machine pneumatique, par le seul fait de la raréfaction de l’air qui presse sur le liquide. Voici celte expérience : mie petite quantité d'eau étant déposée sur un corps mauvais conducteur de la chaleur, uu disque de liège noirci, creusé d une cavité, par exemple ; on place au-dessous du disque mie large capsule de verre

•>'ri CUAI Kl I!.

plirine «l'iU'iilt* siiiriirMiuo cuncculrù. Il in a plus alors, |>ar la marncuvre de la machine, qu'à produire el à entretenir la raréfaction du milieu qui entoure l’eau, pour voir le liquide diminuer de volume en se vaporisant et, un peu plus tard, se congeler eu masse. La vapeur se trouve, à chaque instant, absorbée par l'acide sulfurique ; un vide à pim près complet persiste au-dessus de l’eau dont la conversion en vapeur est incessante; et, comme aucune source étrangère ne lui fournit la chaleur dont elle a besoin pour se vaporiser, elle la prend à elle-même, abaisse sa propre température jusqu'à 0°, el dès lors la portion du liquide qui reste se solidifie.

Dans cette expérience, l’eau est quelquefois placée dans une capsule de cuivre à parois minces. Le disque de liège vaut mieux ; d'abord sa substance conduit très-mal la chaleur ; puis, l’eau ne mouille pas la surface du disque recouvert de noir de fumée; alors le liquide est comme suspendu et isolé dans le vase qui le contient, et il ne peut emprunter qu'à lui-même la chaleur dont il a besoin pour se convertir en vapeur. Il est bon aussi que la cloche au-dessous de laquelle l'appareil est placé soit très-petite, afin que la vapeur soit plus rapidement absorbée par l'acide sulfurique.

On peut d'ailleurs multiplier les surfaces de contact de la vapeur avec cet acide, et accélérer dès lors l’évaporation, en introduisant, dans la capsule de verre placée sous la cloche, des fragments de pierre ponce imprégnés d’acide sulfurique concentré.

595. Cryophorc de Woiia*ton.— L ecryopliore de Wollaston est encore une application du priucipequi vient d’ètrc rappelé. Deux boules de verre

A et II, en partie pleines d'eau (fig. 180) sont réunies par un tube deux fois coudé à angle droit. On a d’avance expulsé l'air de l’appareil en faisant bouillir, pendant quelques instants, l’eau qu’il contient el le fermant ensuite à la lampe. Si l’on vient alors à entourer la houle inférieure II d'un mélange réfrigérant, el la boule supérieure A, de ouate pour la soustraire au rayonnement de chaleur des corps voisins, on voit, au bout d'un certain temps, de la glace se former dans la houle supérieure. C’est l’évaporation du liquide contenu dans celle dernière qui, ayant été considérablement activée par la con-