Dosage du sucre par la polarisation circulaire

a. Polarimètre de Ventzke-Soleil.

A. Description de V appareil. — La figure 62 représente le saccharimètre de Soleil A modifié par Ventzke, ainsi que la lampe B qui l'accompagne. Nous nous occuperons d'abord de la disposition optique et ensuite de l'usage de cet ingénieux appareil. La lumière émise par la lampe B, passe d'abord à travers un grand prisme de ISicol l, lequel,

§ 70 DOSÂGIi DU SUCRE. 259

au moyen des roues dentées m et p et de la tige de 1er n m, peut avec celui qui se trouve en k être tourné autour de l'axe visuel perpendiculairement à l'axe de plaques de quartz taillé. En i est un deuxième prisme de NicoL au-devant duquel, en h, est placée la double plaque de Soleil formée de deux quartz, l'un dextrogyre et l'autre lévogyre. Dans la partie antérieure de l'appareil, il y a d'abord en g, une plaque de quartz lévogyre taillée perpendiculairement à son axe, et en avant, un compensateur formé de deux prismes de quartz dextrogyres qui, à l'aide du bouton o, peuvent être déplacés de manière à ce que la lumière polarisée en passant à travers ra[)pareil, ait à traverser une

Fig. G^i. — i'olai'imèlre de Venlzke-Soleil.

épaisseur plus ou moins grande de quartz dextrogyre. Eu d se trouve un autre prisme de Nicol, qui, au moyen d'une petite clef e, peut être tourné autour de l'axe visuel, et en tète de l'appareil en ^r, il ya une petite lunette, afin que chaque œil puisse voir d'une manière distincte la plaque double placée en h. Enfin, entre p et p est placé le tube de verre rempli avec l'urine à essayer, et fermé aux deux extrémités avec des plaques de verre. Les prismes compensateurs qui se trouvent €n /, portent à la partie supérieure une échelle et un vernier qu'il est convenable de graduer de telle sorte que les divisions de l'échelle indiquent directement, à droite du point zéro, la proportion de sucre de raisin contenue dans 100 c. c. d'urine, si celle-ci est observée à la température de 17'^ dans un tube de !200 millimètres de long. A gauche du point zéro, une deuxième échelle donne la richesse centésimale en albumine de 100 c. c. d'urine examinée dans les mêmes conditions. Si à l'aide de la vis o, nous plaçons le compensateur f d'abord de telle sorte, que le trait zéro du vernier corres-

ponde exactement avec celui de l'échelle, les deux prismes de quartz dextrogyres ont maintenant ensemble la môme épaisseur que la plaque de quartz lévogyre g, de sorte que ces deux systèmes se neutralisent mutuellement, et l'œil qui regarde en a voit colorée tout à fait de la même manière la double plaque h, si les deux prismes de Nicol qui se trouvent en d et en i sont disposés convenablement. La même chose a lieu, si le tube de verre rempli avec de l'eau distillée est placée entre p et p. Mais maintenant, si à l'aide de la vis o, on pousse à droite ou à gauche les deux prismes de quartz, aussitôt les deux moitiés de la double plaque paraissent inégalement colorées, tout comme lorsque, le compensateur étant exactement placé sur le zéro, le tube de verre renferme un liquide dexlrogyre ou lévogyre. Si par exemple, le tube est plein d'urine diabétique, il faudra maintenant tourner à droite le compensateur pour faire disparaître l'inégalité de coloration de la double plaque. Enfin, il est très-important de pouvoir donner à la double plaque la coloration que l'on désire, parce que chaque œil ne possède pas, pour toutes les couleurs, la même sensibilité. C'est dans ce but que sert la partie postérieure de l'appareil qui se trouve près de la lampe. A l'aide de la tige nm et des roues dentées m eip la plaque de quartz k et le prisme de Nicol l peuvent être tournés autour de l'axe visuel ; comme la plaque se trouve entre un prisme de Nicol fixe i et un autre prisme / mobile, elle laissera passer toutes les colorations et ne laissera, par conséquent, entrer dans l'appareil que de la lumière colorée, et l'on peut, par ce moyen, modifier à volonté la couleur primitive de la double plaque.

Installation de Vappareil. — On dispose d'abord le saccharimètre, comme le montre la figure 62, de manière à ce que la partie la plus claire de la lampe B envoie la lumière juste dans l'axe de l'appareil à travers le tube r que porte le cylindre d'argile noirci s, ensuite on pose entre p et pie tube de verre ^ exactement rempli avec de l'eau distillée, et l'on place le compensateur de telle sorte, que le point zéro du vernier coïncide avec le point zéro de l'échelle supérieure. Si maintenant on regarde en a, en raccourcissant ou en allongeant la lunette bc, on placera celle-ci de telle sorte que l'image paraisse claire et bien limitée, et que la ligne qui sépare en deux moitiés la plaque double, soit nettement visible. Si la double plaque paraît bien également colorée et si cet état persiste avec toutes les autres colorations, que maintenant on peut produire en tournant la tige nm, l'ap-

* Les deux plaques de verre, qui ferment le tube, ne doivent pas être serrées trop fortement, parce que, autrement, elles offrent une double réfraction légère et donnent des couleurs dans la lumière polarisée, ce qui peut rendre jilus ou moins erronée la mensuration du i)ouvoir rotatuire de l'urine. {Zeitschr. f. analiit. Chem., t. VllI, p. ^211.)

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pareil est bien disposé, dans le cas contraire, le point zéro doit être rectifié. Dans ce but, on laisse tout en place, et à l'aide de la ciel" <?, on tourne seulement, un peu d'un côté ou de l'autre, le prisme de Nicol d, jusqu'à ce que l'on soit arrivé à l'égalité de coloration des deux moitiés de la plaque double. Maintenant, pour contrôler, on pousse un peu l'échelle à droite ou à gauche à l'aide de la vis o, jusqu'à ce que l'image paraisse bien également colorée. Si alors on regarde l'échelle et le vernier, les deux points zéro doivent exactement coïncider; dans le cas contraire, il faut procéder à une nouvelle rectification sur le prisme de ISicol d. Cependant, cette correction n'est que rarement nécessaire; si l'instrument est bien tenu, le point zéro demeure invariable pendant des années.

B. Dosage du sucre dans Vurine. — Dans la plupart des cas, dés que l'urine a été filtrée de manière à la rendre tout à fait claire, elle peut être essayée directement au polarimètre. Lorsqu'on a disposé l'appareil comme l'indique la figure, on commence par remplir le tube de verre long de 200 millimètres, avec l'urine filtrée bien limpide ou décolorée par le noir animal, si c'est nécessaire; il faut avoir soin d'éviter de renfermer des bulles d'air dans le tube, et on le place ensuite dans l'appareil entre p et p. Après avoir donné à la lunette une position convenable, on tourne le compensateur jusqu'à ce que les deux moitiés de la double plaque paraissent presque uniformément colorées et maintenant, en tournant de gauche à droite le prisme de iV/co/ / à l'aide de la tringle mn, on cherche la teinte qui fait paraître de la manière la plus nette la plus petite différence dans la coloration des deux moitiés de la plaque double. Le plus souvent un rose clair est ce qui convient le mieux pour cela ; dans tous les cas, on s'assure promptement que toutes les couleurs foncées et vives que la double plaque prend successivement, lorsqu'on fait tourner la tige nm, ne sont pas du tout convenables. En exerçant souvent son œil, on arrive promptement à disposer exactement l'appareil.

Maintenant, on peut produire l'image telle qu'elle doit être, c'est-àdire produire l'égalité de coloration des deux moitiés. Dans ce but, on saisit la vis o et on tourne le compensateur de côté et d'autre, jusqu'à ce que l'on ait atteint l'égalité complète de coloration des deux moitiés de la plaque.

Il est de règle générale de ne jamais observer pendant plus de dix secondes, parce que l'œil s'habitue rapidement à de faibles différences de couleur, et en opérant un seul changement dans l'appareil et regardant trop longtemps on ne peut jamais obtenir un résultat exact. Si enfin, après plusieurs observations, on pense avoir les deux moitiés de l'image bien également colorées, avec la tige n m on tourne

de nouveau le prisme /; si les deux moitiés de la plaque restent uniformément colorées à toutes les nuances par lesquelles passe la double plaque, l'expérience est terminée ; dans le cas contraire le compensateur doit être disposé plus exactement, jusqu'à ce qu'enfin le but désiré soit atteint. Maintenant on lit sur l'échelle et le vernier. Le point zéro de ce dernier s'est éloigné notablement à droite du zéro de l'échelle; s'il coïncide avec une division de celles-ci, le nombre des divisions que l'on compte du zéro de l'échelle au zéro du vernier indique combien il y a de sucre dans 100 c. c. d'urine, le tube renfermant ce liquide ayant une longueur de 200 millimètres ; chaque division de l'échelle correspond en effet à 1 p. îOO de sucre. Mais si le zéro du vernier se trouve entre deux divisions de l'échelle, il faut sur la graduation du vernier chercher à droite un trait qui coïncide avec quelque trait de l'échelle. Chaque trait du vernier indique 1/10 p. 100 de sucre. Par conséquent, on lit sur l'échelle les entiers et les dixièmes sur le vernier ; pour cette opération il est convenable de se servir d'une loupe. Si l'urine a une couleur trop Ibncée, on procède à la détermination dans un tube n'ayant que 100 millimètres de long; si l'on réussit, on n'a qu'à se rappeler que chaque division de l'échelle représente 2 p. 100 de sucre et chaque division du vernier 2/1 Op. 100 de la même substance. Mais si, à l'aide de ce moyen, on n'obtient pas un bon résultat, on cherche à décolorer l'urine avec du charbon animal, ou bien on précipite un volume mesuré de ce liquide avec un volume de solution d'acétate neutre de plomb également connu, on filtre et l'on essaie le liquide clair et décoloré. Il est évident qu'il faut tenir compte dans le calcul de la dilution produite par l'addition de la solution de plomb.

C. L'urine contient en même temps de Valhumine. — Si en même " temps que le sucre il y a de l'albumine, il faut commencer par éliminer celle-ci, parce que, contrairement au sucre, elle dévie à gauche le plan de polarisation. Dans 100 *c. c. d'urine contenus dans un ballon on coagule l'albumine en ajoutant avec précaution un peu d'acide acétique et en faisant bouillir le mélange; on filtre dans une éprouvelte graduée et on lave avec de l'eau, jusqu'à ce que le liquide filtré occupe de nouveau exactement le volume de 100 c. c. Après le refroidissement, on procède à l'examen au polarimètre.

D'après les recherches comparées de TscZ/mno//' ' et mes propres expériences, il est certain que lesnombres fournis par l'appareil de Ventzke-Soleil avecles urines diabétiques s'éloignent souvent beaucoup des déterminations chimiques, La différence peut être aussi bien en moins qu'en plus. Dans le premier cas, il faut admettre que l'urine conlient une autre substance réductrice, mais ne déviant pas le plan de polarisation,

^ Zcitsrhr. f. avahil. Chrm , t. VU, p. 502

,^ 70 1)0sa(;e du sucue. -jor.

que ce soit du sucre inactif vis-à-vis de la lumière ou toute autre substance, ou qu il y ait dans l'urine, à côté du sucre de raisin ordinaire dextrogyre, une petite quantité de sucre lévogyre ou de tout autre corps ayant la même action sur la lumière. Dans les cas où l'on obtient un résultat plus fort, ce qui est plus rare d'après mes expériences, la seule liypothèse que l'on puisse admettre est la suivante : le sucre de diabète possède, du moins en cette circonstance, un pouvoir rotatoire plus élevé que le sucre de raisin ordinaire, ou bien il y a dans l'urine un autre corps dextrogyre mais sans action réductrice. (Documents analytiques).

b. Polaristrobomètre de Wild.

Le polaristrobomètre de Wild et sa lampe sont représentés par la figure 65. Sur un trépied en fonte est fixé verticalement une colonne de laiton qui, supérieurement, porte un support mobile horizontalement et verticalement; à une extrémité de ce dernier se trouve le polariscope a, et à l'autre extrémité un disque de laiton k avec la monture d qui reçoit un prisme de Nicol. Le polariscope se compose d'une lunette produisant un faible grossissement, devant l'objcctif de laquelle est adaptée une double plaque de spath calcaire, tandis que, au foyer de l'objectif, se trouve un diaphragme avec une croix de fil. D'après la théorie du polariscope de Savart, la double plaque est formée de deux plaques de spath calcaire de 3 millimètres d'épaisseur, taillées à 45^ sur l'axe optique et dont les sections principales forment entre elles un angle de 90°. A l'autre extrémité du polariscope se trouve le prisme analyseur de Nicol, qui est placé de façon que sa section principale soit horizontale et forme avec celle de la double plaque un angle de 45°. Un écran noirci m, placé près de l'oculaire, sert à écarter de l'œil de l'observateur la lumière latérale.

Enfin, un manchon n, fixé sur le cercle k, renferme le nicol polarisant, dont la monture porte également le tube d.

A l'aide du bouton c et d'un engrenage on peut faire tourner le disque en même temps que le nicol. L'index i, qui sert à la lecture de la position du disque, est adapté sur le support de ce dernier et il porte un simple trait. Pour lire sa position, on se sert de la lunette p, dont l'oculaire ^> se trouve immédiatement à côté de l'oculaire a du polariscope. L'éclairage de la division se fait au moyen d'un miroir métallique percé et mobile s fixé à l'extrémité objective de cette lunette, et comme source lumineuse on emploie une flamme de bougie ou de gaz placée à une hauteur convenable.

Une moitié du cercle contient une graduation en grammes, qui partant du zéro va à peu prés 'jusqu'à 500 à droite et à 150 à gauche. Chaque intervalle de cette graduation correspond à 1 gramme de sucre de canne dans iOOO c. c. de dissolution, en supposant que l'on se serve d'un tube de 200 millimètres de longueur. Sur l'autre moitié du cercle se trouve une deuxième graduation par degrés et cinquièmes

70 DOSAGE DU SUCHE. 265

de degrés, pour indiquer simplement rangic de roKation du plan de polarisation par des substances quelconques.

Les constructeurs Hermann et Pfister de Berne, qui fournissent au prix d'environ 375 francs le polarimètre de Wild parfaitement exécuté, fabriquent aussi, depuis quelque temps, des instruments dans lesquels le 'cercle, sur toute sa circonférence, est divisé en tiers de degré (360"), de sorte qu'on peut lire sur les quatre quadrans l'angle de rotation.

La division en grammes mentionnée précédemment suppose l'emploi d'une source lumineuse bomogéne, d'une lumière jaune de la même réfrangibilité que la ligne D. Pour produire cette lumière on se sert de la lampe à gaz de Bunsen représentée à côté de l'appareil (fig. 63).

Su^' le bras a est une petite roue mobile, dont la périphérie porte de petits tubes de verre munis chacun d'un fil de platine. A ces fils sont fixées des perles de sel marin, qu'à l'aide du bouton qui surmonte la roue, on peut amener dans le bord antérieur de la flamme, de façon à produire une flamme jaune homogène et claire. Au support mobile f est fixée la cheminée h, qui assure l'immobilité de la flamme aussi complètement que possible. La lampe est placée de telle sorte que l'ouverture ronde de la cheminée se trouve exactement devant l'orifice d, de façon que le champ visuel soit éclairé tout à fait uniformément. Pour obtenir les meilleurs résultats possibles et en même temps pour moins fatiguer l'œil, il est convenable de placer l'appareil dans un appartement obscur et d'éviter avec soin toute lumière étrangère.

Lorsqu'on a une lumière suffisamment claire et bien homogène, on amène dans le champ visuel de la lunette p, en tournant le bouton c, le trait 300 de la graduation en grammes, et alors on obtient, en regardant par le tube du polariscope «, un champ visuel jaune-clair traversé par des lignes noires horizontales et présentant une croix de fil. (fig. 64 a). Si on ne voit pas nettement la croix, a Fig. 64. b

on retire plus ou moins l'oculaire

de la lunette a, jusqu'à ce qu'on soit arrivé au point; on voit alors les franges noires horizontales, de la manière la plus nette.

Si maintenant on tourne le bouton c de droite à gauche, les franges horizontales deviennent de plus en plus pâles et finissent par disparaître complètement. C'est cette position qui dans l'appareil de Wild correspond au point de départ de chaque expérience, de même que dans

m DÉTERMINATION DE CHAQUE CORPS EN PARTICULIER. 70

le saccharimètro de Soleil on part d'une coloration égale des deux demi-quartz. Si l'appareil est bien ajusté, le trait de l'index correspond exactement avec le point zéro de la graduation du cercle, lorsque les franges sont complètement éteintes. S'il y a une petite différence on peut tenir compte de sa valeur en plus ou en moins dans les mesures subséquentes ou bien, à l'aide des deux vis de correction g, faire tourner dans son étui /, à droite ou à gauche, le polariscope, jusqu'à ce qu'on obtienne la disparition complète des franges horizontales, le trait de l'index étant sur le zéro (fig. 64 b).

Pratique de Vanalyse. — Suivant que la coloration de l'urine filtrée parfaitement limpide est plus ou moins foncée, on choisit, pour la détermination, le tube r de 100 ou de 200 millimétrés. On amène d'abord, dans le champ visuel delà lunette la graduation en cinquièmes de degré pourvue des nombres de 0 à 100, et l'on manœuvre de manière à taire disparaître les franges ; le trait 50 doit alors se trouver à peu près devant l'index. La lecture de la position de l'index se fait en évaluant par à peu près les dixièmes de degrés, jusqu'à l/ôO'', et en multipliant par 2 les 1/5® et les 1/50°, on les transforme en 1/10*^ et en 1/100% afin de les écrire sous forme de fractions décimales.

Lorsqu'on a ainsi déterminé le point de départ, on place le tube rempli d'urine sur l'appareil et l'on tourne dans le sens des nombres croissants, jusqu'à ce qu'on obtienne de nouveau la disparition des franges. Si de la dernière lecture on retranche la première, on obtient l'angle de rotation «, qui sert à calculer en grammes, la teneur en sucre C, c'est-à-dire la quantité en poids de sucre de diabète contenue dans un litre, à l'aide de la formule

dans laquelle 1775 est la rotation constante du sucre de diabète d'après les récentes déterminations de Hoppe-Seijler^ , L la longueur du tube en millimètres, et a l'angle de rotation trouvé.

La table suivante donne les résultats de ces calculs pour les degrés entiers et les longueurs de tube de 100 et de 200 millimètres.