ET DE CARBONE

Les méthodes d’après lesquelles on a fait ces analyses sont très importantes, parce qu’elles nous ont fait connaître, non seulement la composition des substances qui, par leur combustion, nous fournissent de la chaleur et de la lumière, mais en général celle des combinaisons les plus intéressantes, qui se forment dans l’organisme animal et végétal; je me bornerai à indiquer plus tard les résultats de l’analyse de ces combinaisons.

Lorsqu’on fait brûler du bois ou de l’huile, ou toute autre substance composée d’oxigène, d’hydrogène et de carbone, nous voyons, ou qu’il n’y a pas de résidu du tout, ou qu’il reste seulement un peu de cendre; nous avons donc à examiner quelle est la nature des combinaisons qui se forment à cette occasion et qui échappent à nos regards. On a fait brûler les substances sous des cloches ou dans des vases fermés, et l’on a trouvé • qu’il se forme de l’eau et de l’acide carbonique; la composition de ces deux substances nous est assez bien connue. Lors donc qu’on peut déterminer, d’une manière exacte, la quantité d’eau et d’acide carbonique qu’on obtient par la combustion d’une substance, on calculera la quantité de carbone et d’hydrogène dont elle est composée; quant àl’oxigène, on en déterminera la quantité en pesant la substance avant l’opération; l’excès de son poids sur celui du carbone et de l’hydrogène représente la teneur en oxigène. On peut trouver aussi par voie directe la quantité d’oxigène contenue dans une substance quelconque, en déterminant le volume de celui

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qqu’on emploie pour opérer la combustion. Un volume Jtl’oxigène produit un volume de gaz acide carbonique ; Me gaz qui a disparu par la combustion s’est donc comtbiné avec l’hydrogène de la substance employée. Lors édonc qu’on détermine l’eau qui s’est formée par la comibustion, qu’on en évalue l’oxigène et qu’on déduit de fcet oxigène, celui qui a disparu du gaz employé pour la ccombustion , on obtient la quantité d’oxigène de la subs stance. La combustion complète et la récolte des subsstances produites, offrent de grandes difficultés lorsqu’on copère avec le gaz oxigène. On a donc essayé de mêler cdes substances oxigénées avec les combinaisons combusttibles, auxquelles elles cèdent leur oxigène à une température élevée, et de déterminer l’eau et l’acide carbo- 1 nique produits par la calcination du mélange. On chauffe ( et on décompose doucement ce mélange dans un tube ( de verre. Autrefois on a employé comme substance oxij gênante le chlorate de potasse; on le remplace actuelle- I ment par l’oxide de cuivre, qui donne les résultats les plus satisfaisans. Lorsqu’on emploie le chlorate de po- I tasse, il se dégage aussi de l’oxigène avec l’acide carbo- ’ nique et l’eau; mais on ne peut pas dépouiller l’oxide de cuivre de son oxigène en le chauffant au rouge. L’oxide de cuivre ne cède de l’oxigène que pour former l’acide carbonique et l’eau. Lorsque la combinaison contient aussi de l’azote, ce corps se dégage à l’état de gaz, et peut être recueilli et déterminé comme tel. Le meilleur moyen de préparer l’oxide de cuivre, consiste à dissoudre dans l’acide nitrique du cuivre purifié, à faire évaporer la dissolution dans un vase de porcelaine et à décomposer le sel desséché dans la capsule, à l’aide du bain de sable; alors on le fait rougir pendant une demi-

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heure et au delà, dans un creuset de liesse, sans néan- I moins faire fondre Toxide qui reste. On peut employer I le meme oxide de cuivre pour plusieurs expériences, en y versant chaque fois un peu d’acide nitrique; le métal s’oxide de nouveau , et l’oxide se rétablit dans toute sa pureté par la calcination.

Nous indiquerons deux méthodes pour faire ces analyses ; la première est intéressante, parce qu’elle a servi à examiner beaucoup de combinaisons avec assez d’exactitude pour rendre inutile toute recherche ultérieure; la ' dernière ne diffère de la première, qu’en ce qu’elle réunit tous les moyens, qu’on a inventés jusqu’à présent, pour obtenir de la manière la plus commode et la plus simple le plus haut degré de précision.

Lorsque la substance organique était un acide, on la conibinaitd’abord avecunebase, ordinairementavecdel’oxide de plomb , dont on déterminait la quantité. On commençait par dépouiller la substance à analyser de la plus grande quantité d’eau possible. A cet effet, on remplissait de sable une capsule, dont on portait la température à 110°, 120° ou au delà, selon que des expériences ] préalables avaient démontré que la substance pouvait supporter une température plus ou moins élevée sans se décomposer; après avoir enfoncé dans ce bam un tube contenant la substance, et placé le tout sur la platine de la machine pneumatique, sous une cloche et à côté d’un vase contenant de l’acide sulfurique , on faisait promptement le vide sous la cloche; toute l’humidité de la substance à analyser s’évaporait et se dissolvait à mesure dans l’acide sulfurique, qui a pour l’eau une grande affinité. Gela fait, on pesait la substance et on la mêlait rapidement dans une capsule chaude avec du chlorate

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de potasse fondu et pulvérisé, auquel on ajoutait en quantité convenable du chlorure de sodium, pour le rrendre moins fusible. On versait le mélange dans un ttube de verre e {fig. 91), scellé par un bout et tiré en hbec à l’autre extrémité. On adaptait à ce bec , au moyen dd’un tube de caoutchouc, une petite boule c, qu’on faissait communiquer avec un tube d, rempli de chlorure cde calcium, et adapté à un autre tube recourbé^, qui ss’engagait sous la cloche f, contenant du mercure. On c chauffait peu à peu le tuhe de verre de haut en bas, en 1 l’entourant de charbons incandescens ; l’obturateur en f fer-blanc h empêchait la chaleur de se répandre trop r rapidement. Pour prévenir le ramollissement et le bourîsouflement du tube on l’enveloppait de fer-blanc mince. IPar la caléfaction, le carbone et l’hydrogène de la suhî stance à explorer se combinent avec l’oxigène du chlo- 1 rate de potasse et forment de l’acide carbonique et de I l’eau. On recueillait l’eau dans la boule c, et le chlorure ( de calcium absorbait le peu de vapeur d’eau qui ne se ( condensait pas dans la boule. On pesait donc cette par- I tie de l’appareil avant et après l’opération, l’augmenta- I tion du poids représentait l’eau formée. L’acide carbo- I nique s’est rendu sous la cloche à l’état de gaz, et lorsqu’on ; y introduisait une petite boule de verre remplie de potasse humide, et dont l’ouverture un peu évasée était couverte de peau , qui s’oppose à l’entrée • du mercure mais non pas à celle des gaz, la potasse se combinait avec l’acide carbonique j l’augmentation du poids de la boule pesée avant et après l’opération, était due à l’acide carbonique formé.

L’autre méthode repose sur le même principe et ne diffère de la première que par quelques perfectionne-

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mens, qui la rendent d’une exécution beaucoup plus facile et qui la placent au premier rang parmi les expériences les plus belles et les plus agréables de ce genre, par le caractère de sûreté et l’élégance qu’ils lui impriment , et par l’importance des résultats quelle donne. J’examinerai d’abord une combinaison volatile, liquide ou solide, ensuite je ferai voir comment on procède avec les combinaisons qui se décomposent à une température élevée, enfin je présenterai l’analyse des combinaisons azotées.

Pour la caléfaction on se sert d’un petit fourneau en ferblanc A {Jig. 92) d’une longueur de 2 1 pouces, d’une hauteur de 3 pouces et d’une largeur en haut de 4poucesi/2 et en bas de 3 pouces ; ouvert par derrière, il est percé par devant d’un trou rond {fig. g3 ). Des entailles étroites pratiquées au fond donnent accès à l’air. On le place sur des briques et suivant qu’on veut augmenter le courant d’air on introduit des fils de fer de différente grosseur entre le fourneau et les briques. Deux crochets hh sont fixés près des deux extrémités du fourneau sur deux courtes tiges en fer; ils supportent un canon de fusil épais, dans lequel on peut placer un tube de verre à travers une ouverture longitudinale pratiquée à la lime. On entoure en outre le canon de fusil c d’une plaque de tôle d dont les rebords dépassent un peu ceux du canon de fusil. Le canon de fusil distribue la chaleur d’une manière uniforme, et l’on peut placer partout des charbons ardens sur les rebords saillans, sans s’exposer à fondre le tube de verre.

On brûle les matières dans un tubeépalsen verreblanco, d’une longueur de 24 pouces jusqu’à la première courbure et d’un diamètre de demi pouce. L’une des extré-

n mités du tube va en s’amincissant et se termine enfin par uune pointe très fine j recourbée deux fois, cette extrémité rprésente la forme d’un cou de cygne. Avant d’y verser , lloxide de cuivre, on introduit dans le tube plusieurs j-parcelles de lame de cuivre, de manière à empêcher i l’oxide de cuivre qu’on introduit par l’ouverture rn ^{Jîg. 94) de passer dans le col recourbé du tube; après aavoir placé le tube dans le canon de fusil on l’entoure Jd’une quantité de charbons ardens suffisante pour l’écchauffer uniformément au rouge. A l’extrémité m on aadapte, à l’aide d’un bouchon, un tube de verre n comnmuniquant avec une pompe à main, dont j’ai déjà Jdonné la description, et sur l’usage spécial de laqquelle je reviendrai tantôt, et on fait passer un courant dd’air à travers l’oxide de cuivre jusqu’à ce que les tubes ccessent de se ternir par l’humidité. On retire alors le tube ddu fourneau et après en avoir fermé l’ouverture m avec uun bouchon sec on le laisse refroidir.

Pour opérer la combustion d’une quantité déterminnée d’une substance liquide , volatile , on prend un ttube thei’mométrique d’un verre épais, et on l’étire à tun bout en pointe très déliée; on effile également l’autre eextrémité, mais de manière à y laisser encore un petit Ibout du tube à l’aide duquel on l’adapte à la machine fpneumatique [Jig. g5 ). On souffle au milieu du tube lune boule à parois très minces. On commence par faire fpasser un courant d’air au moyen de la machine pneurmatique à travers la boule, en l’échauffant pour élimlrner jusqu’à la moindre trace d’humidité que l’insuffla' ttion peut avoir introduite; on détermine alors le poids c du tube de verre et après l’avoir adapté de rechef à la i machine pneumatique, on plonge la pointe déliée dans

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le liquide à analyser. Au moyen de la machine pneumatique on fait monter le liquide avec précaution jusqu’à ce que la boule et la moitié du tube étroit supérieur soient remplies , et après avoir scellé cette extrémité au chalumeau , et l’avoir plongée avec la boule dans de l’eau froide, on scelle aussi l’autre extrémité près du niveau de l’eau. De cette manière on peut remplir la boule d’une quantité suffisante de liquide pour que l’excès de la dilatation de celui-ci sur celle du verre la fasse déjà éclater à une température de 3o — 4o°j au milieu , là où elle résiste le moins. On détermine le poids de la boule et des deux pointes retranchées; en défalquant de ce poids celui du tube de verre trouvé précédemment, on obtiendra celui du liquide contenu dans la boule. Aussitôt que le tube contenant l’oxide de cuivre est refroidi, on enfonce la boule dans l’oxide de cuivre jusqu’à une distance d’un peu plus de 4 pouces de l’extrémité du tube qu’on scelle à la lampe à environ un pouce et demi de cette extrémité , afin d’empêcher la flamme de se porter dans le tube et d’y introduire de l’eau. On étire en pointe légère l’extrémité scellée du tube. Cela fait, on l’ajuste dans le canon de fusil. Pour déterminer l’eau formée, on met le tube en communication avec un autre tube rempli de chlorure de calcium et pesé d’avance. L’une des extrémités de ce tube se termine par une boule (ou par deux boules) à laquelle est soudé un tube {Jîg> 96 ) d’un diamètre extérieur égal à celui de l’extrémité l du tube dans lequel la combustion s’opère; on lui donne une longueur telle que la pointe mince et effilée du tube l entre au milieu de la boule dans les fragmens de chlorure de calcium 97). A l’aide d’un tube de caoutchouc on opérera

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facilement ainsi une réunion parfaitement hermétique. Après avoir adapté à l’autre extrémité du tube à chlorure de calcium un bouchon traversé par un tube de verre, on fait couler de la cire d’Espagne autour de ce bouchon afin que cette extrémité soit aussi fermée hermétiquement.

A l’aide d’un tube de caoutchouc on adapte au tube rempli de chlorure de calcium le vase qui contient la dissolution de potasse. On fait ce vase en soufflant trois boules au milieu d’un tube de verre assez fort et deux boules 98 ) à une petite distance, l’une à droite et l’autre «à gauche des premières, courbant l’appareil et le disposant ( i Jig. 92 ) de manière que , si l’on y introduit une quantité suffisante d’un liquide et qu’on y fasse passer un courant d’air, le liquide s’élève un peu dans la boule postérieure, les bulles de gaz passent ensuite d’une boule à l’autre et se mettent en contact multiplié avec le liquide. On prépare la dissolution de potasse, qu’on emploie pour fixer l’acide carbonique, en dissolvant une partie d’hydrate de potasse fondu dans deux parties d’eau j sa pesanteur spécifique est alors de i,3.

L’appareil à potasse est adapté moyennant un tube de caoutchouc à un tube «, qui s’engage sous un cylindre b gradué et renversé sur le mercure {Jig^ 99 }.

Avant de mettre le tube a en communication avec l’appareil à potasse, on fait plonger le cylindre assez profondémentdanslemercurepour que l’extrémité idutube, qui s’élève de un pouce et demi au dessus du mercure, touche le cylindre. Après avoir adapté l’appareil à potasse au tube a moyennant un tube de caoutchouc, on fait monter le cylindre, en plaçant plus haut le bois qui le déprime, au point que le mercure s’élève dans le cy-

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lindre de un pouce et demi au dessus de son niveau extérieur et effleure par conséquent l’extrémité i du tube. Il en résulte dans tout l’appareil un vide tel que s’il présentait quelque part une fuite, l’abaissement du mercure dans le cylindre b l'annoncerait aussitôt. Lorsque durant cette chute les bulles d’air montent continuellement à travers la dissolution de potasse, la fuite se trouve entre l’appareil i et le tube A, ou entre celui-ci et le tube /y dans le cas contraire le défaut réside entre le tube a et l’appareil L

On entoure de braise la moitié antérieure du tube /, et lorsque l’oxide de cuivre est rouge de feu , on approche de temps en temps un charbon ardent de l’endroit où se trouve la boule, afin d’élever insensiblement la température du verre j la boule crève alors au milieu, et l’oxide de cuivre absorbe le liquide. Celui-ci pi-end l’état gazeux à mesure que la chaleur avance peu à peu vers le bout postérieur du tube contenant les matières; une partie passe à travers l’oxide de cuivre incandescent, la majeure partie se condense néanmoins dans l’extrémité du tube qui est froide. L’oxide de cuivre qui doit être entassé dans le tube de manière à ne livrer passage qu’aux gaz , cède son oxigène pour former de l’acide carbonique et de la vapeur d’eau. Celle-ci se condense dans le tube l et passe dans la boule pour être absorbée par le chlorure de calcium. Un écran g placé devant le fourneau prévient l’altération du tube de caoutchouc en l par la chaleur; si un peu d’humidité venait à se déposer devant l’écran dans le tube, on pourrait facilement la chasser plus loin par l’approche d’un charbon ardent. Il n’y a que fort peu de corps volatils qu’on ne puisse pas introduire de cette manière dans le

tube l; seulement quelques corps solides peuvent être pesés dans un petit tube de verre ouvert, qu’on enfonce ensuite, sans le sceller préalablement, dans l'oxide de cuivre.

L’acide carbonique qui s’élève à travers la dissolution de potasse est d’abord mêlé d'air ; ensuite il est tellement pur que de long-temps seulement il se forme dans la dernière boule une bulle insoluble. A mesure que de l’air entre et que le mercure s’abaisse dans le cylindre b, on élève ce dernier de manière que le développement des gaz n’occasione aucune pression contre les parois intérieures de l’appareil. Cette précaution, en prévenant le gonflement du tube permet d’employer une température d’autant plus élevée que les parois arrondies du tube de verre opposent la résistance d’une voûte à la faible pression de l’air extérieur. Quand l’opération est en train depuis quelque temps , l’état du mercure reste pour ainsi dire stationnaire. Une fuite survenue durant le cours de l’expérience se déclarerait incontinent; dans ce cas on peut souvent réparer l’appareil et continuer l’opération , attendu que rien ne se perd et qu’il n’entre que de l’air.

On conduit l’expérience d’après la vitesse avec laquelle les bulles de gaz acide carbonique se développent. Pour prévenir la propagation trop rapide de la chaleur, on se sert d’un écran {fig. loo) qu’on jecule à mesure qu’on veut faire faire des progrès à la combustion; lorsqu’elle avance trop vite, on peut refroidir le canon de fusil avec un linge mouillé et l’extrémité du tube l par le souffle de la bouche. Lorsqu’après que tout le tube a été échauffé il ne se développe plus que peu de bulles, on entoure le tube de braise afin de le faire rougir dans

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toute sa longueur. Le développement ayant entièrement cessé on enlève les charbons de la partie postérieure du fourneau, alin de remettre à découvert la petite pointe du tube de combustion qu’on brise aussitôt que le liquide contenu dans la boule antérieure de l’appareil i commence à s’élever. Après la combustion de la substance tout l’appareil est rempli d’acide carbonique et de vapeur d’eau, que l’accès de l’air pousse dans les parties antérieures de l’appareil. Pour régler l’entrée de l’air on soulève lentement le cylindre à mesure que les bulles traversent l’appareil i, et on continue de le retirer du mercure jusqu’à ce qu’il soit entré une quantité d’air double de celle que peut contenir tout l’appareil.

On intercepte d’abord la communication entre le cylindre et l’appareil i, en enfonçant l’extrémité i du tube a jusqu’au-dessous de la surface du mercure. On détermine alors la température du cylindre, l’état du baromètre et le volume de l’air; on y introduit un petit morceau d’hydrate de potasse mouillé , qu’on y laisse quelque temps, et l’on observe après si la potasse a absorbé un peu de gaz, eu égard à la température et à la pression barométrique. On peut se convaincre de cette manière qu’en général la dissolution de potasse absorbe tout l’acide carbonique; si une petite quantité s’était échappée il faudrait la faire entrer en ligne de compte.

Ce dont s’est accru le poids de l’appareil i est l’acide carbonique, qui renferme 27,675 pour cent de carbone (p. 86).

Pour déterminer exactement la quantité d’eau, après avoir coupé le tube l immédiatement au-dessus du tube de caoutchouc, à l’aide du crayon de berzelius, on retire le tube de caoutchouc sans que la pointe sorte de h'^

boule; on pèse l’appareil avec la pointe, on lave celle-ci et on la pèse à part ; l’excès de la première pesée sur la dernière est de l’eau, contenant 1 1,09 p. c. d’hydrogène.

Ce dont le corps employé surpasse en poids le carbone et l’hydrogène, pris ensemble, représente la quantité d’oxigène.

En pesant le tube n et l’appareil i, il est commode d’ôter un des plateaux de la balance, de le remplacer par un fil de platine qu’on attache au fléau et d’y suspendre ces objets.

Nous prendrons pour exemple l’analyse delà benzine^ substance, dont, au moment de la mise sous presse de l’article sur les combinaisons de la benzoïle, on ignorait les éclaircissemens qu’elle pouvait offrir sur la composition de ces substances.

Si l’on distille une partie d’acide benzoïque cristallisé, contenant une proportion d’eau d’après les indications antérieures, avec 3 parties d’hydrate de chaux ou de baryte, il se dégagera un liquide éthéré, et il restera du carbonate de baryte; il ne se formera pas d’autre produit que de l’acide carbonique, et ce liquide, qui, pouvant être distillé sans altération sur le potassium , donne la preuve qu’il ne contient pas d’oxigène.

Acide benzoïque cristallisé=x 4 m. de y. de c.-}- 1 2 m. de g. hy.-j-4 w. de g. ox. — Acide carbonique = 2 <t <( -|-4 «

Le nouTcau liquide =:i2 m. de v. de c.-pi2 m. deg. hy.

Maintenant qu’on examine le liquide éthéré, que nous nommerons benzine :

La boule de verre pesait — ij3g65 gr.

La boule remplie de benzine = i,yo2 «

La benzine pèse donc = o,3o55 gr.

L’appareil à potasse pesait , =3y,3455 «

A.in

Le même appareil avec l’acide carb. absorbe = 38,368 « L’acide carbonique pèse donc = 1,0226 gr.

loo : 27,675 = 1,0226 : 0,28297 carbone.

Le tube à chlorure de calcium

avec la pointe et l’eau pesait =28,188 gr.

La pointe = o,654 «

Letubeconten. leclilor.decalciuniavecreau= 22,684 " Le chlorure de calcium avant l’opération = 22,820 « L’eau pèse donc = 0,214 gc.