IX" H. — MBSURB DB LA DENSITÉ DBS TAPEURS

sion de l'atmosphère au moment de la fermeture du ballon, H' la pression au moment de la pesée, et E' Tétat hygrométrique, nous aurons la relation

P(-7r)=rVo(n-KT)i,a93^ ** '

760 i-^<xt

dans laquelle x est la densité cherchée; on fait généralement K = 0,0000235.

Le volume V© se détermine par une pesée d'eau ; si P' est le poids apparent du ballon plein d'eau à une température 0, et Do le poids spécifique du litre d'eau à cette température, son volume est donné par l'équation

(2) F(-7r) = Vo(i^R0)(De-i,293 5^

760 I -h adj

Ces deux formules sont rigoureusement exactes; nous n'avons négligé dans la formule (i) que la différence des poussées exercées par l'atmosphère sur le verre de l'enveloppe ; or elle est toujours moindre que rd^ ^^ gramme, et le plus souvent elle est nulle. La formule (2) permet d'évaluer Vo à i"""»* près.

On simplifie souvent cette opération en jaugeant dans une éprouvette graduée l'eau contenue dans le ballon à la température 9 : dans ce cas, le volume est connu au demi-centimètre cube près, et il devient inutile de faire la correclion due à l'état hygrométrique; de plus, dans l'équation (i), on remplace Va(i4-KT) par Ve [i4-K(T--0)] et Vo(i-hKr) par Vo. Cette manière de procéder donne des résultats exacts à deux unités près du chiffre des centièmes. L'eau doit être soigneusement purgée d'air.

Quelques auteurs proposent de mesurer sur la cuve à mercure le volume d'air qui, accidentellement, peut rester dans le ballon, et d'en calculer le poids : cette correction me paraît déplacée. Si ce volume est petit, la correction est négligeable ; sinon l'opération est manquée, et elle doit être recommencée.

WiTz. — Afan. sup, 3

CBAP. I.

CHALEUR

Cette manipulation exige un matériel peu dispendieux, consistant en une collection de ballons spéciaux en verre mince à pointe effilée, un bain-marie et un support annulaire destiné à maintenir le ballon sous Teau {fig. lo).

La capacité du ballon peut varier de 3oo<^à 5oo««; sa pointe effilée doit avoir une longueur d*au moins i5o"™.

Le support est muni de douilles pour recevoir deux thermomètres robustes, marquant le demi-degré; on en fait des agitateurs au cours de l'expérience.

Dans un grand nombre de cas, l'eau peut être employée comme bain liquide, car il suffit de dépasser le point d'ébullition de 2o<>; Teau est donc indiquée pour le chloroforme, Téther et le sulfure de carbone; pour l'alcool, on se servirait d'une solution saturée de chlorure de calcium. L'acide sulfurique concentré permet d'atteindre 200», température suffisante pour l'iode; cet acide, chauffé dans un vase de verre, convient mieux que l'huile de pied de bœuf, qui donne des vapeurs incommodes et salit les appareils. Enfin l'alliage de d'Arcet (8 Bi4-5Pb-H3Sn) a été employé par Dumas pour déterminer la densité de la vapeur de mercure ; en pla-

1X« M. — MBSURB DE LA DENSITfi DBS TAPEURS, 35

çant des fragments de cet alliage dans la bassine de fonte et en chauffant lentement jusqu'au point de fusion, inférieur à loo*, on n'a pas à craindre de briser les ustensiles de verre. La mince couche de métal dont le ballon reste couvert après refroidissement se détache aisément au couteau, et le nettoyage se termine au moyen du mercure, qui dissout les quelques parcelles demeurées adhérentes.

Le chloroforme, dont la densité de vapeur est considérable et le point d'ébullition inférieur à 65% offre de grandes facilités d'expérience qui l'ont fait choisir, préféra blement à tout autre liquide, pour habituer les élèves au maniement des appareils que nous venons de décrire; sa vapeur forme un jet parfaitement visible au sortir de la pointe effilée, du ballon, et le moment convenable pour la fermeture de la pointe est facile à saisir.

M. Paulewski a proposé d'employer des ballons à col étroit, munis d'un bouchon rodé; le même ballon peut, dans ce cas, servir plusieurs fois, et l'on n'a pas à répéter la mesure du volume.

Manuel opératoire.

i*» L'extérieur du ballon est lavé, essuyé et desséché; puis on en casse la pointe et l'on fait la tare avec addition de as'.

a*' On y introduit le liquide.

Ce remplissage se fait comme pour les thermomètres; quand le liquide est peu dense, il suffit quelquefois de chauffer l'enveloppe entre ses mains, mais le plus souvent l'opérateur devra se servir d'une lampe, et alors il aura une précaution à prendre. En effet, si le liquide volatil venait à toucher une portion de' paroi chaude, la tension de sa vapeur arrêterait subitement l'ascension dans le tube. On n'exposera donc à la flamme que la partie A de la surface sphérique diamétralement opposée à la partie effilée et, en renversant le ballon sur le liquide, on veillera à ce qu'il ne puisse atteindre aucun point chaud {fig. 1 1). Dès qu'on jugera que le ballon renferme environ io«« de la substance à essayer, on le retournera vivement.

3*> Le ballon est placé dans le bain, la pointe en l'air, de manière que le jet de vapeur qui va s'en échapper soit bien

CHAP. I. — CHÀLBLR.

Fig. II.

visible et que le tube puisse être commodémenl fermé au chalumeau; il est essentiel que tout le ballon soit immergé. La température du bain doit s'élever assez vivement jusqu'à io<» ou 12^ au-dessous du point d'ébullition du liquide; mais à ce moment il faut modérer le feu pour que l'écoulement de la vapeur ne soit point trop rapide. On porte ainsi progressivement la température jusqu'à 20^ au-dessus du point d'ébuUition

sans permettre qu'elle vienne à baisser ni même à rester stationnaire, si ce n'est lorsqu'on est parvenu au terme où l'on veut s'arrêter. Alors, l'équilibre étant établi et le jet devenu invisible, on note aussitôt la température du bain, ainsi que la pression barométrique et, d'un trait de chalumeau, on ferme la pointe.

Dans certains cas, la pointe du ballon peut être obstruée par des dépôts solides; il en est ainsi pour l'iode. 11 suffit alors de promener un charbon autour du tube pour empêcher la cristallisation de se produire.

4* Après refroidissement complet et lavage du ballon, l'opérateur procède à la pesée de la vapeur par différence. Il relève en même temps la pression, la température et l'état hygrométrique de l'air ambiant.

5® La pointe est cassée sous l'eau; si cette eau est entièrement purgée d'air et que d'autre part l'opération ait été bien conduite, le liquide envahit brusquement toute la capacité de l'enveloppe, et il ne reste à la partie supérieure qu'une bulle d'air de i^" ou 2^% dont on peut ne pas tenir compte.

6<> On prend enfin pour la dernière fois le poids de l'appareil plein d'eau, à une température 9, qu'il faut noter en même te,mps que les diverses conditions de l'air extérieur; ou bien on donne un trait de lime sur le col du ballon, à la naissance du cône, on casse le tube et l'on verse l'eau dans une éprouvette, graduée, sans négliger la capacité de l'extrémité qui a été. déta,chée.

IX" M. — MESURE DE LA DENSITÉ DES VAPEURS. 3j

Résultats.

Le procédé de Dumas ne peul être appliqué, selon la remarque de Buignet, qu'à des liquides chimiquement purs; en effet, si l'on opère sur un mélange complexe, sa composition est modifiée par le départ des portions les plus volatiles.

La méthode de Gay-Lussac, modifiée par Hoffmann, n'a pas cet inconvénient (^), mais elle est moins classique. Ce physicien opère dans un tube barométrique exactement calibré, entouré par un manchon à circulation de vapeur; on introduit dans la chambre du vide une ampoule pleine de liquide, et Ton observe la dépression, le volume et la température consécutives à Tévaporation complète.

Densité des vapeurs.

Denstléf. Températnres.

Alcool absol a i,6i 78,4

Benzine a , 77 92 ,0

Chloroforme 4 ,20 60,8

Eau \ ""'^^ ^"^'^

Éther ordinaire 2, 09 35 , 5

Sulfure de carbone 2,64 48,2

Iode 8,72 175

Mercure 6,98 35o