ORDRE DES COUCHES

DIFKUSION

BANS L EAC.

IiANS LA GELOîE.

grammes.

La co»isé((uence à tirer de tout cela, c'est que /a diffusion ne se fait pas également bien dans tous les liquides.

III. La d'il fusion croit avec felération de la température. Ainsi en prenant pour unité la diffusion de l'acide cliloriiydrique à la température de 15", 55, on trouve :

Diftusion à la°,Do cent 1

L'accroissement de la diffusion n'est cependant pas proportionnel à l'élévation de la température; ainsi par comparaison le tableau précédent donne le résultat suivant :

Arcrois«ement de température.

UVIl ll°,ll 11*,11

Accroissement de diffusibiiité.

11 paraît donc que la diffusibiiité s'accroît plus vite que la température. Ce fait se trouve mis eu évidence surtout pour les colloïdes ; pour une élévation de température de quelques degrés, certains colloïdes arrivent à se diffuser aussi bien ou mieux que beaucoup de cristalloïdes à la température ordinaire; ainsi le cotflicieul de diffuàibiliié du tannin arrive à dépasser rapidement celui du sulfate de magnésie. On ^oit par cet exemple combien est peu fondée la distinction des corps en cristalloïdes et en colloïdes.

Graliam a pu établir que plus une substance est diffusible, moins elle gagne en diffusibiiité jiar l'élévation de sa température; celle-ci paraît donc tendre à égaliser la difiusibilité des divers sels, en favorisant ceux dont le pouvoir diffu>if est moindre. Il en résulte qu'on ne peut utiliser la chaleur pour la séparation des sels par dilfusion.

On peut résumer ce qui précède dans les conclusions suivantes (Doumerc) :

1** V élévation de la température favorise la diffusion;

2^ La dif usibiiilé ne s'accroît pas proporlionnellenunt à l'élévation de la température;

3" L'action de la température n'est pas la même sur toutes les substances diffusibles ;

4'' L'élévation de la température tend à égaliser la diffusibilité des diverses substances.

Considérations théoriques. Doumerc fait remarquer qu'au contact de deux liquides hétérogènes il se produit nécessairement un elYet thermique, soit échauffement, soil relroidissemeut, comme dans tout phénomène de dissolution d'un sel ou de dikilion de sa solution; dès lors en vertu du principe des courants thermo-électriques, il doit y avoir production d'électricité, absolument comme dans le cas d'une pince thermo-électrique. D'apiès les expériences de Doumerc, lorsqu'il y a production de chaleur, il y a production d'un courant dirigé du sel vers l'eau; lorsque, au contraire, il y a absorption de chaleur, le courant va en sens contraire, c'est-dire de l'eau vers le sil.

L'effet thermique permet de donner une explication plausible des phénomènes que pré^e^te la diiïusion d'un mélange de deux sels. Ainsi, dans un mélange de sidfate de soude et de chlorure de sodium, la diffusion de ce dernier sel est plus grande qu'elle ne devrait être pour les raisons suivantes: la solution du sel malin se fait avec absorption de chaleur, tandis que celle du sulfate de soude en dégage au contraire; d'après Doumerc, la chaleur produite dans ce dernier cas favorisera la diffusion du chlorure de solium, tandis que la diffusion du sulfate de soude sera diminuée par le refroidissement dû à la diffusion du sel marin.

Dans le cas du mélange de chlorure de potassium et de chlorure de sodium, la diffusion de ce dernier absorbant moins de chaleur que la diffusion du chlorure de potassium, le sel de potassium sera moins refroidi <jue s'il se diffusait seul, et sa ditfusion en sera favorisée. Inversement, le sel de sodium étant refroidi plus que s'il se diffusait seul, sa diffusion sera diminuée.

Dès le début de cet article, nous avons inditjué comme condition essentielle delà diffusion h nmcibilité Aei deux liquides, c'est-à-dii^e l'oxistencc d'une affinité entre les molécules hétérogènes. Il ne s'ensuit pas cependant que la diflusibilité soit en raison directe de la miscibilité ou de la solubilité; il existe [ilus d'une exception à la règle, ce qui tient à la complexité même du phénomène et à une foule de circonstances plus ou moins bien connues, dont l'influence par conséquent nous échappe encore.

Néanmoins, pour comprendre la possibilité du phénomène, il faut admettre que l'atiraction de deux molécules hétérogènes est plus grande que la moyenne des attractions des molécules semblables (Doumerc). Ainsi, soit F l'attraction de deux molécules hétérogènes, sel marin et eau par exemple, F' l'attraction de deux molécules d'eau, F/ l'attraction de deux molécules de chlorure de sodium; on doit avoir :

Si F = — -y il n'y aura plus diffusion; c'est le cas de l'eau et de l'huile.

Fick a donné dans Poggendorff's Annalen, Bd. XCIV, une théorie mathématique de la difl'usion des liquides; mais la nature de ce Dictionnaire ne nous permet pas de la reproduire ici.

§ II. Diffusion des gaz. D'après les hypothèses les plus modernes, on peut

considérer les gaz comme des masses composées d'imiombrables atomes sphériques, solides, doués d'une élasticilc parfaite et se mouvant dans toutes les dii'ections, avec des vitesses variables, suivant la nature spéciale de chaque gaz. En vertu de leur élasticité, les gaz tendent à s'étendre à l'infini dans l'espace. Si un obstacle vient à s'opposer à leur expansion, si on les enferme dans un vase, les particules qui les composent se heurtent contre les parois, rebondissent, s'entre-clioqucnt sans cesse, mais sans perte de mouvement, à cause de leur élasticité parfaite. Si le vase présente des pores ou des solutions de continuité, quelque petites qu'elles soient, les atomes des gaz s'échappent par ces ouvertures; si le même vase est placé dans l'air ou dans un autre milieu gazeux, les atomes de ce dernier pénètrent par ces mêmes ouvertures et vont remplacer à l'intérieur du vase les portions de gaz échappées.

Le phénomène du mélange des gaz, en général, présente une ioule de particularités curieuses que nous allons étudier dans les chapitres qui suivent.

I. Diffusion proprement dite. 1° La diffusion peut être définie le mélange spo7itané iVun gaz avec un autre. Comme exemple , rappelons tout d'abord l'expérience classique de Berthollet. Deux ballons munis d'armatures de cuivre et de robinets ont été remplis séparément, l'un d'hydrogène, l'autre de gaz acide carbonique, tous deux à la même pression: les robinets étant fermés, on les a vissés l'un sur l'autre, en ayant soin que le ballon renfermant l'hydrogène fût en haut; puis l'appareil a été porté dans les caves de l'Observatoire, à l'abri de toute agitation extérieure. Quand on fut certain que la température était la même dans les deux ballons, on ouvrit avec précaution le robinet de communication, de façon à mettre les deux gaz en contact. En examinant le contenu des ballons peu après, Berthollet put se convaincre que le mélange des deux gaz était complet, quoique l'hydrogène soit environ 20 fois plus léger que l'acide carbonique; en d'autres termes, les deux gaz s'étaient diffusés l'un dans l'autre, de manière à occuper chacun le volume total. Le fait est général, du reste, et on peut énoncer la loi suivante : (' Lorsqu'on introduit, dans le même espace, plusieurs gaz élastiques ne réagissant pas chimiquement l'un sur l'autre, chacun se répand dans l'espace total comme s'il était seul, et la force élastique du mélange est égale à la somme des forces élastiques de chacun de ces gaz. » La même loi s'applique aux vapeurs.

Dans l'expérience que nous venons de rapporter, si le ballon supérieur, air lieu de renfermer l'hydrogène, avait renfermé l'acide carbonique, la diffusion des deux gaz aurait eu lieu néanmoins, avec le même résultat; seulement, elle se serait faite plus rapidement, le gaz le plus lourd se trouvant placé au-dessus du gaz le plus léger.

On serait peut-être disposé à croire que le mélange intime des deux gaz est d'autant plus rapide que leurs densités sont plus voisines ; il n'en est rien : plus les poids spécifiques sont éloignés, plus le mélange est rapide. L'expérience suivante met ce fait bien en évidence. On prend deux longs récipients de même diamètre, plongeant dans l'eau par leur base ouverte, et remplis à moitié l'un d'air, l'autre d'hydrogène, de telle sorte que l'eau s'élève dans chacun d'eux à la moitié de la hauteur; on y introduit ensuite deux quantités égales d'éther; sous la tension de la vapeur d'éther, le niveau de l'eau baisse plus rapidement dans le second que dans le premier, ce qui prouve que la vapeur d'éther se diffuse plus vite dans l'hydrogène que dans l'air, qui est plus pesant.

2-^ La diffusion peut avoir lieu à travers des cloisons poreuses; mais ici il y a à distinguer entre les cloisons présentant une série de canalicules capillaires que les gaz peuvent traverser sous pression et donnant lieu aux phénomènes de transpiration, dont il sera question plus loin, et les cloisons poreuses, sans canalicules, telles que l'argile cuite, la porcelaine dégourdie, le plâtre, une membrane decollodion, une feuille de papier, l'amiante, etc. La plaque de gr;q3hite artificiel, qui servait à Graham dans une partie de ses expériences, rentre dans cette catégorie; quelque impénétrable qu'elle paraisse, elle livre néanmoins passage aux gaz, non plus sous pression, mais grâce à leur ]>ro}n'e mouvement moléculaire de diffusion; c'est, selon l'expression de Becquerel, un tamis moléculaire. Enfin , il y a une troisième catégorie de cloisons privées de pores, ou ne présentant, suivant l'expression de Deville, qu'une porosité intermoleculaire, et laissant néanmoins passer les gaz, grâce à une action particulière que nous étudierons plus bas au chapitre consacré à Y osmose.

Graham, dans ses expériences sur la diffusion des gaz, se servait d'im simple tube long de 25 à 50 centimètres, et bouché à l'une de ses extrémités par un tampon de plâtre de Paris de 5 millimètres d'épaisseur, ou d'une plaque de graphite comprimé. Si l'on remplit ce tube d'hydrogène sur la cuve hydropneumatique, au moyeu d'un siphon, et qu'on abandonne l'appareil à lui-même, on voit le niveau de l'eau s'élever dans le tube d'environ 1 décimètre dans quelques minutes, l'hydrogène, qui est le gaz le moins dense, traversant la cloison poreuse plus rapidement que l'air ne la traverse en sens contraire. Quand on veut procéder à des mensurations, il faut avoir soin de maintenir le niveau à h même hauteur à l'extérieur et à l'intérieur du tube; l'hydrogène finit du reste par disparaître complètement du tube qui ne renferme plus alors que de l'air. Cela doit être, puisque l'atmosphère occupe un volume infini comparativement à celui occupé primitivement par l'hydrogène.

Dans une expérience inverse on peut ne laisser dans le haut du tube qu'un petit espace rempli d'air; en recouvrant la plaque poreuse d'une cloche pleine d'hydrogène, on voit le niveau de l'eau baisser rapidement dans lintérieur du tube.

Aiusi est bien mi.se en lumière la rapidité de la diffusion d'un gaz léger dans un gaz pesant.

Les résultats sont bien plus nets encore quand on emploie deux gaz dont les poids spécifiques diffèrent plus que ceux de l'hydrogène et de l'air : l'hydrogène et l'acide carbonique par exemple. Une élégante expérience de Henri Sainte-Claire Deville réalise bien ce phénomène.

Un tube d'argile poreuse est fixé, au moyen de bouchons mastiqués, suivant l'axe d'un manchon de verre qui l'entoure de toutes parts. Les deux bouchons e'.î question sont traversés par des tubes destinés, l'un à l'ariivée des gaz dans l'espace annulaire qui existe entre le tube et le manchon, l'autre à la sortie des gaz de ce même espace annulaire. Le tube d'argile présente lui-même à ses deux extrémités de petits tubes servant, l'un à l'entrée du gaz, l'autre à la sortie. Les tubes d'entrée des gaz dans le manchon et dans le tube d'argile sont nmnis de robinets, les tubes de sortie sont prolongés par des tubes en verre fixés sur eux au moyen de caoutchouc. Ou met le tube d'argile en communication avec un générateur d'hydrogène et le manchon de verre avec un appareil produisant de l'acide carbonique. En ouvrant le robinet du tube d'argile, on peut enflammer l'hydrogène à l'extrémité du tube de verre adapté au tube d'argile.

Si l'on ouvre le robinet du manchon, l'acide carbonique arrive et la diflusion s'élablit; l'hydrogène sort alors par le tube de sortie du manchon, tandis que l'acide carbonique s'échappe par le tube où l'on a primitivement enflammé l'hydrogène; la flamme de ce gaz baisse rapidement et se réduit presque à rien, tandis que le gaz qui se dégage du manchon donne une flamme d'une grande longueur.

Dans l'expérience de Henri Sainte-Claire Deville de même que dans celle de Graham, la force qui détermine le passage des gaz dans les deux sens est la même. Ainsi, dans le cas du dil'fiisiomètre de Graham, désignons, à un moment donné, par a le volume d'air et par a' le volume d'hydrogène mélangés dans le tube, à la pression atmosphérique H; d'après la loi de Mariette, la pression de

l'hydrogène restant, pression qui tendra à faire sortir ce gaz, sera H. •,•

La pression à laquelle est soumise l'air dans le mélange sera de même

II. , et la force qui fait entrer l'air dans ce tube est é<ïale à la différence

entre la pression atmosphérique et la pression de l'air dans l'intérieur du tube,

soit : H — H. ; = n. 7, c'est-à-dire égale à la force qui tend à ex-

puiser l'hydrogène.

C'est également à l'aide de son diffusiomètre que Graham a déterminé la loi de la dilfusion plus ou moins rapide des gaz. 11 a trouvé que le volume de diffusio7i d'un gaz varie en raison inverse de la racine carrée de sa densité; en d'autres termes, les carrés des temps d'égale diffusion dans différents gaz sont proportionnels à leurs poids spécifiques. Ainsi, en prenant la densité de l'air pour unité, la racine carrée de cette densité est 1 ainsi que le volume de diffusion de l'air. L'hydrogène ayant pour densité 0,06927, la racine carrée de cette densité est 0,2652, et son volume de diffusion 1 : 0,2652 = 5,7994, c'est-à-dire très-voisin de 5,85 que donne l'expérience. Ainsi, pendant que l'unité de volume d'air se diffuse, 5,85 unités de volume d'iiydiogène se diffusent en sens inverse à travers la plaque du diffusiomètre.

D'une manière générale, soit V le volume de gaz qui sort du diffusiomètre, V le volume de l'air qui y entre, d la densité du gaz, on a :

V' ~ sld~ sl'd

Ce rapport -^ s'appelle le pouvoir diffusif du gaz par rapport à 1 air.

On verra plus loin que, lorsqu'un gaz s'échappe dans le vide par une ouverture en mince paroi, la vitesse de l'écoulement varie précisément en raison inverse delà racine carré de sa densité. Divers auteurs, Thomson entre autres, pensèrent qu'il en était de même dans le cas qui nous occupe, c'est à-dire que l'hydrogène, par exemple, s'écoulant du diffusiomètre dans ratmo>phère, se trouvait dans les mêmes conditions que s'il s'écoulait dans le vide. Thomson s'appuyait sur ce que les volumes des gaz entrant et sortant sont dans le rapport inverse des racines carrés de leurs densités et que les forces qui les sollicitent à tout moment sont égales, et enfin que les résistances que les deux gaz opposent mutuellement à leur mouvement sont les mêmes en vertu du principe de l'égalité de l'action et de la réaction. Dans les conditions oiî Graham a fait ses expé-

riences, la loi s'est trouvée constamment vérifie'e d'une manière très-approximative. Mais si l'on veut appliquer au phénomène les règles relatives à récoiilement des gaz, en général, on arrive à des résultats tout différents. Ueste à savoir jusqu'à quel point cette application est légitime. Prenons la formule relative à l'écoulement des gaz :

v = 'ôUK/ ■^-^',

où h et A' indiquent en hauteur du mercure les pressions à l'intérieur et à l'extérieur, d la densité par rapport à l'air. Dans le cas du difiusiomètre, on a, pour l'hydrogène, h' =^0, puisque ce gaz

pénètre dans une atmosphère où il n'y en a pas, et pour l'air, h — h' = H.

et A = H; dès lors on a pour les vitesses :

valeurs qui ne sont pas en raison inverse des racines carrées des densités d et d' des deux gaz.

Dans le but de vérifier les résultats obtenus par Graham, Bunsen reprit la question. Le diffusiomètre employé par ce savant se compose d'un tube de verre gradué et exactement jaugé, plongé dans une cuvette à mercure profonde, bouché à l'antre extrémité par un tampon de plâtre et relié herméti(jnement, à cette même extrémité, avec une pièce munie de trois tubulures; on peut amener ainsi au-dessus du diaphragme un courant gazeux par lintermédiaire de Tune des tubulures, tandis que par une tubulure latérale fixée sur le tube gradué on peut puiser du gaz dans l'intérieur de l'appareil. Grâce à un dispositif spécial on peut rapidement élever ou abaisser le diffusiomètre.

Au moyen de cet appareil, Bunsen est arrivé aux résultats suivants, c'est que : 1° le septum poreux n'exerce pas d'attraction particulière sur h s gaz qu'il sépare et se comporte comme un système de capillaires très-fins ; 2^ en dirigeant au-dessus du diaphragme poreux un courant d'un gaz déterminé, oxygène, hydro-'ène, etc., à la pression ordinaire, il pénètre dans le diffusiomètre renfermant le même gaz à une pression plus faible, mais maintenue constante, avec «ne vitesse qui, entre certaines limites, est proportionnelle d'une part à la dif férence de pression des gaz au-dessus et au-dessous du diaphragme, d'autre part à un coefficient de frottement dépendant à la fois du gaz et de la nature de la cloison; 5° l'échange de deux gaz par diffusion a lieu suivant un rapport constant pendant toute la durée de l'expérience ; mais ce rapport ne vérifie pas la loi établie par Graham, la loi de la raison inverse des racines carrées. Ainsi

pour l'oxygène, et l'hydrogène, on trouve 5,54 au heu de =:r 5,7994»

Remarquons que, dans les expériences deBunsen, les phénomènes de diffusion «ont considérablement troublés par ceux de transpiration; en effet, le tampon en plâtre employé par Bunsen peut être assimilé à une série de canalicules capillaires réalisant plutôt les conditions requises pour la transpiration des gaz que pour leur diffusion, tandis que Graham s'est servi en général de diaphragmes

simplement poreux, mais autant que possible dépourvus de canalicules. C'est ce qui explique les divergences des résultats obtenus par ces deux savants également éminents.

En supposant que les choses se passent dans la diffusion comme dans l'écoulement des gaz dans le vide, Thomson devait admettre implicitement que lesdiaphragmes poreux se comportent à l'égard des gaz comme un assemblage d'orifices percés en minces parois, ce qui est manifestement inexact. Du reste les phénomènes de diffusion et d'effusion diffèrent en plus d'un point, comme on le verra ci-dessous.

3° Appareils indicateurs de la présence des gaz délétères. L'inégale diffusibilité des gaz a été mise à profit par Ansell pour la construction d'appareils servant à révéler la présence des mélanges gazeux, et plus particulièrement celle des gaz délétères ou inflammables, dans les atmosphères confinées, ainsi la présence du grisou dans les mines de houille, celle du gaz d'éclairage dans les appartements, de l'acide carbonique dans les caves, les fosses d'aisances, les mines de fer, etc. Voici, du reste, le principe de ces appareils; lorsqu'un gaz passe, à travers une plaque poreuse, dans un réservoir renfermant un gaz de densité différente, le volume augmente ou diminue dans le réservoir, suivant que le premier gaz est plus léger ou plus pesant que celui contenu dans le réservoir, et si l'une des parois du réservoir est mobile ou extensible, elle recevra un mouvement qu'on pourra transformer en indications utiles de la proportion des mélanges gazeux.

Salleron a construit plusieurs appareils d'après les indications d'Ansell. L'indicateur électrique ou cherche- fuites se compose d'un tube en U, plein de mercure, dont l'une des branches communique avec un réservoir hémisphérique, fermé en haut par une plaque de terre poreuse, et dont l'autre branche est munie d'un bouchon que traverse une tige de platine ; cette dernière forme l'un des pôles d'une pile dont l'autre pôle est en contact permanent avec la colonne de mercure renfermée dans le tube en U. Tant que l'air contenu dans le réservoir a la même composition que l'air extérieur, le mercure est de niveau dans les deux branches, et le niveau de ce liquide n'atteint pas la tige de platine; mais si l'on produit au-dessus de la plaque poreuse un dégagement de gaz d'éclairage par exemple, la diffusion a lieu immédiatement, la pression augmente à l'intérieur du réservoir, et le mercure est refoulé vers la tige de platine; dès qu'il arrivera à touc])er celle-ci, le circuit sera fermé, le courant passera et fera marcher une sonnerie électrique adaptée à l'appareil.

L'appareil, tel que nous venons de le décrire, ne peut servir que pour déceler la présence de gaz plus légers que l'air, tels que le gaz d'éclairage, le grisou, etc. Si l'on avait à constater le dégagement d'un gaz plus lourd que l'air, l'acide carbonique par exemple, la marche de l'appareil serait inverse; l'aiguille de platine est alors adaptée à la partie inférieure du réservoir hémisphérique et fait saillie dans le tube en U; le volume du gaz diminuant dans le réservoir parce que l'air en sort plus rapidement que l'acide carbonique n'y entre, la colonne mercurielle s'élève dans la branche correspondante, et, en arrivant en contact avec l'aiguille, ferme le circuit.

Ansell a encore imaginé un indicateur barométrique , qui n'est autre chose que le baromètre métallique ordinaire, auquel on ajoute une seconde boîte fermée par un diaphragme poreux, et que l'on recouvre en outre d'un couvercle de cuivre quand l'appareil ne marche pas. Dès que cet appareil est introduit dans

une atmosphère contenant un gaz d'une densité différente de celle de l'air, la diffusion a lieu et l'aiguille du baromètre indi<]ue les variations de pression. On a construit des tables indiquant la proportion pour 100 de grisou ou d'acide carbonique dans l'air correspondante à la variation en millimètres qu'on lit sur le cadran de l'appareil.

4° Jusqu'à présent nous n'avons envisagé que le cas où le diffusiomètre contient un seul gaz; si Von introduit dans le tube de diffusion un mélange de plusieurs gaz, chacun se diffusera, comme s'd était seul, dans la proportion qui lui est propre. Ainsi, si l'on opère sur un mélange d'hydrogène et de gaz acide carbonique, l'hydrogène, qui a un pouvoir diffusif plus grand, s'échappera au dehors beaucoup plus vite que l'acide carbonique, et cet effet est d'autant plus marqué que la pression du mélange gazeux est plus grande. Graham a fondé sur ce fait une méthoile de séparation de deux gaz de densités différentes, au moyen d'un appareil qu'il a appelé atmolyseur ; la métiiode elle-même a reçu le nom iVatmobjse.

Voici en quoi consiste l'appareil de Graham : Un long tube de porcelaine ou de poterie non vernissée est entouré dans son milieu par un tube de verre beaucoup plus large et plus court. Ce tube de verre est fermé avec soin par deux bouchons percés en leur centre pour laisser passer le tube de porcelaine, et dont l'un possède une autre ouverture qui permet de faire communiquer l'espace annulaire avec un espace où l'on fait le vide à l'aide d'une machine pneumatique. Si le vide est maintenu constant pendant que le courant de gaz mélangés traverse le tube atmolyseur, une partie des gaz traverse la paroi poreuse et se répand dans le vide, tandis que le reste traverse le tube et peut être recueilli; le mélange atmolysé a diminué de volume de toute la quantité de gaz qui a traversé les parois du tube, et d'autant plus que le courant a été plus lent. On constate, en examinant le résidu, que le gaz le plus pesant a passé le moins à travers le tube poreux, c'est-à-dire est le moins diffusible.

Ainsi, en atmoiysant un mélange de 1 volume d'oxygène et de 2 volumes d'hydrogène passant dans le tube à raison de 9 litres par heure, on obtenait à h sortie 0,45 litres de gaz mélangé, offrant les proportions de 0,907 d'oxygène et 0,095 d'hydrogène, au lieu de 0,355 d'oxygène et de 0,666, que le mélange présentait auparavant. Évidemment le mélange n'était plus explosif, ne se trouvant plus dans les proportions voulues pour former de l'eau, et enflammait au contraire une allumette qui n'avait qu'un point en ignition, grâce à l'excès d'oxygène qu'il renfermait.

C'est le cas ici de mentionner une curieuse expérience de Henri Sainte-Glaire Deville, qui constitue simplement une variante de la précédente. On faisait passer de la vapeur d'eau dans un tube en porcelaine non vernissé chauffé au rouge; l'eau se trouvait décomposée, l'oxygène se dégageait à l'extrémité du tube, tandis que l'hydrogène en traversait les parois.

Indiquons encore une application intéressante de l'atmolyse. « Supposons qu'il s'agisse de reconnaître si un gaz donné est seul ou s'il est composé de plusieurs gaz à l'état de mélange, de reconnaître, par exemple, si l'on a du gaz des marais (2CH'^) ou un mélange à volumes égaux d'hydrogène et d'hydrure d'éthyle (H* -{- OIV) ; la détonation par l'oxygène donne dans les deux cas les mêmes quantités d'eau et d'acide carbonique. On fera d'abord, par l'eudiomètre, l'analyse d'une portion du gaz proposé, et l'on obtiendra les proportions du carbone et de l'hydrogène qu'il contient; on soumettra ensuite l'autre portion à la diffu-

sion,et l'on fera l'analyse du résidu. Si l'on trouve encore les mêmes proportions de carbone et d'hydrogène, c'est qu'un a affaire au gaz des marais; mais si la proportion d'hydrogène se trouve diminuée, on a affaire à un mélange des deux gaz ci-d^'ssus désignés. » (Moigno.)

5° La chaleur, dilatant également tous les gaz, leurs densités relatives restent les mêmes, et par suite aussi leurs diffusihilités relatives, pour des variations égales de température. D'autre part, la chaleur diminuant le poids spécifique des gaz en même temps qu'elle en augmente le volume, il en résulte que la diffusion de volumes égaux des gaz s'accroît avec la température; mais la diffusibilité n'augmente pas proportionnellement à l'élévation de température, et, par suite, des poids égaux d'un même gaz se diffuseront moins rapidement à une haute qu'à une basse température.

6° Eutin, Graham a étendu aux gaz une méthode de diffusion semblable à celle de la jarre appliquée à la diffusion des liquides {voy. p. 518). Nous en donnons la description d'après Allen-Miller : Un cylindre de verre, haut de 57 centimètres, contenait dans sa partie inférieure un dixième de son volume d'acide carbonique anhydre à 16 degrés et au-dessus de ce gaz de l'air atmosphérique. Au bout d'un certain temps, l'air contenu dans la couche supérieure ayant pour hauteur seulement un di\ième de la hauteur totale, était examiné en vue de l'acide carbonique qui avait monté. Après cinq minutes, l'analyse de cette couche donna dans une première expérience 0,4 pour 100, et dans une seconde expérience 0,52 pour 100 d'acide carbonique. Au bout de sept minutes, dans la seconde expérience, la proportion était devenue d'environ 1 pour 100, de sorte que, dans l'espace de sept minutes, 1 pour 1(10 d'acide carbonique s'élait difiusé à la distance d'un d'mi-niètre. En répéiant l'expérience sur un gaz léger, Graham trouva que l'hydrogène se diffuse dans une direction descendante environ cinq fois plus vile que l'acide carbonique Huhydre dans la direction ascendante, et il en tira cette conclusion que les molécules d'h}drogène, dans un gaz sans mouvement apparent, se dispersent en une seule minute à la distance d'un tiers de mètre.

1^ Les phénomènes de la diffusion permettent de se rendre compte de l'uniformité de composition de l'air, à toutes les altitudes. Les gaz impropres à la respiration ne peuvent s'accumuler; ils se dispersent peu à peu grâce à la diffusion; il en est ainsi, entre autres, de l'acide carbonique qui tend à s'accumuler la nuit dans les régions inférieures de l'air par suite de la respiration des plantes sans qu'd y ait, à ce moment, de compensation par le dégagement d'oxygène dû à la fonction chlorophyllienne ; cet excès d'acide carbonique se dissipant régulièrement par la diffusion, il en résulte que la composition de l'air ne présente de; ce fait que des oscillations insignifiantes. Mais, d'autre part, en vertu même de son élasticité, l'air qui constitue l'atmosphère terrestre se répandrait à l'infini dans l'espace si la basse température des régions supérieures ne venait diminuer cette force d'expansion dans une mesure telle que la pesanteur finit par l'emporter.

8° Signalons encore une conséquence curieuse des phénomènes de diffusion relativement à la constitution des g;iz. Comme on le sait, on a été amené à supposer que les gaz, sous le même volume et dans les mêmes conditions de pression et de température, renferment le même nombre de molécules.

Or, d'après les expériences de Dôbereiner et de Magnus, si l'on renferme du gaz hydrogène dans une éprouvette de verre fêlée et posée sur la cuve à eau ou

à mercure, ou dans une cloche de verre tuljule'e et fermée avec un bouchon à l'éraeri non graissé, l'hydrogène sort par la fenle ou par l'interstice laissé entre le bouchon et la tubu ure et n'est pas remplacé par de l'air; le phénomène se poursuit jusqu'à un certain degré de rarélaclion.

Il faut conclure de ces expériences que les molécules de l'hydrogène sont plus fines (pie celles de l'oxygène et de l'azote.

Cette différence de volume des molécules suffirait peut-être à expliquer les phénomènes de la diffusion et particulièrement ce fait que les gaz se mélangent d'autant plus promplenient que leurs densités diffèrent plus.

9° Le tableau suivant, emprunté à Graham, donne les poids spécifiques de plusieurs gaz, les racines carrées de leurs densités ou les rapports des temps nécess.iires pour la diffusion de volumes égaux en prenant pour unité le temps relatif à l'air, l'inverse de ces racines carrées ou la diffusibilité calculée des gaz, les valeurs de la diffusibilité données par les expériences et les vitesses de l'effusion, les conditions de pression et de température étant les mêmes pour tous les gaz.