V. de suif, de carb

Un gramme d’eau à 4“)i occupant l’espace d’un centimètre cube, on peut déterminer l’expansion de l’eau qui se gazéifie, eu égard seulement à la dilatation depuis 4°5i jusqu’à 100°; celle-ci s’élevant à o,o46, et étant = 1625 , il s’ensuit que le volume de l’eau est 1625 fols moindre que celui de sa vapeur. On obtient le poids d’un centimètre cube des vapeurs que je viens de citer en divisant un gramme par les nombres qui les concernent; ainsi un centimètre cube de vapeur d’eau pèse ^ gr. = o,ooo58823 gr. à 100°. En divisant le poids de la vapeur par celui de l’air à la même température, on trouve la pesanteur spécifique de la vapeur. Un vase en verre de 1700 centimètses cubes de capacité peut loger — 1700 = 156090 en poids d air a ioo°; la pesanteur spécifique de la vapeur d’eau est donc de 0,62 12.

Lorsque le point d’ébullition des substances dépasse 110°, et qu’elles sont décomposées par le mercure, on introduit dans un tube spacieux de verre mince un excès de la substance, tel que sa vapeur occupe un espace 3o fois plus grand que la capacité du tube. Si l’on chauffe la substance au point de la l'éduire en vapeur, celle-ci en s’échappant par l’extrémité du tube qu’on a laissée ouverte, entraîne avec elle l’air contenu dans le tube, d’une manière assez complète pour qu’il n’y en reste quelquefois pas plus de Vio p. c.; on reçoit et on laisse se condenser dans un récipient la vapeur qui se dégage. On détermine la capacité du tube en pesant la quantité d’eau qu’il faut pour le remplir. On peut trouver avec une exactitude passable le poids de la vapeur du corps

mu.

qui remplissait le vase à la température employée, en déterminant le poids du vase avant l’expérience et le pesant après le refroidissement, c’est-à-dire, après la condensation de la substance et la rentrée de l’air; ce dont son poids s’est accru représente le poids delà substance qui remplissait le tube à l’état de vapeiir. On ne peut cependant ici tenir compte de l’air non expulsé, et cette détermination serait surtout inexacte s’il s’agissait de substances très volatiles. Pour obtenir un résultat plus juste il faut sceller le tube de verre aussitôt qu’il a atteint la température requise, le peser avec la substance contenue en observant la température et la pression de l’air, le nettoyer ensuite et le peser de nouveau plein d’air sec; l’excès de la première pesée sur la seconde augmenté du poids de l’air qui entre dans le tube égale le poids de la substance. On trouve le résidu d’air en brisant la pointe du tube de verre scellé sous de l’eau épuisée par une longue ébullition; le tube se remplit alors d’eau, et l’air reste sous la forme d’une bulle. On pèse le tube avec l’eau, et après avoir également rempli d’eau l’espace occupé par la bulle, on le pèse de nouveau pour déterminer la quantité d’eau ajoutée, ce qui, à l’aide d’un calcul fort simple, fera connaître celle de l’air.

Pour dessécher complètement le tube, avant et après l’expérience, on met l’extrémité G en communication i5o) avec un tube plein de chlorure de calcium, et l’extrémiié o avec la pompe à main , et après l’avoir fait traverser pendant quelque temps par un courant d’air sec on le scelle en c. Pour y faire entrer des liquides, après avoir chauffé un peu le tube on le laisse refroidir, la pointe plongée dans le liquide à introduire; lorsque l’on a à craindre des altérations du-

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miques de la part de l’air atmosphérique, on remplit le tube avec du gaz hydrogène sec en substituant un courant de ce gaz à celui d’air atmosphérique, avant de sceller en e. Les difficultés particulières auxquelles quelques substances peuvent donner Heu seront signalées dans l’histoire meme de ces substances.

Pour échauffer le liquide dans lequel on met le tube Je verre, savoir l’eau, la dissolution de sel de cuisine employée dans quelques cas rares , et la dissolution de chlorure de zinc, on se sert d’un vase en cuivre placé dans un fourneau ( fig. i5i ) , dont on lègle le tirage en ouvrant ou fermant les registres et les portes. Le tube de verre repose sur des crochets dont se trouvent armées des tiges partant du fond du vase en cuivre (/?g. 1 5a). La pointe ouverte du tube de verre traverse l’une des parois du vase en cuivre, à l’aide d’un bouchon fermant hermétiquement 5 les parois antérieure et postérieure sont en outre percées de trous par lesquels on introduit des thermomètres dans le liquide.

L’état du baromètre sert à déterminer la température de l’eau bouillante, température qui reste uniforme par le fait même de l’ébullition. Pour la dissolution de zinc on fait usage du thermomètre à mercure en brassant sans interruption le liquide avec une plaque évidée en cuivre [fig. i53). On élevé la température aussi lentement que possible et l’on se garde bien de la laisser descendre durant l’opération; à la fin on entoure de charbons la pointe qui fait saillie hors du vase et on la' scelle en observant le thermomètre. On peut se servir dé bouchons de liège jusqu’à 200"; au-delà' de cette température il faut avoir recours au même vase pour la dissô-

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lution du chlorure de zinc que pour les alliages métalliques.

La figure i54 donne une idée assez nette de la forme de ce vase. Il est en fonte de fer échancré aux deux extrémités. Il a pouces de longueur et 6 pouces de largeur et de hauteur. Au fond sont fixées deux tiges courtes qui portent chacune un anneau large s’ouvrant à charnière, afin de recevoir commodément le tube de verre Les deux moitiés de chaque anneau peuvent être liées ensemble avec du fil de fer mince moyennant des entailles qui y sont pratiquées , ce qui permet de fixer solidement le tube. L’extrémité c du tube qui est repliée et qui sort du vase, est placée audessus d’une toile métallique sur laquelle on peut mettre des charbons. Une disposition particulière permet d’affermir également le thermomètre a. On verse lentement dans le vase échauffé l’alliage métallique formé de huit parties de bismuth, cinq de plomb et trois d’étain, et l’on élève graduellement la température ; pour produire partout dans le bain une température égale, on met sans cesse le liquide en mouvement à l’aide d’une plaque en tôle d’une forme semblable à celle en cuivre de la figure i53.

La paroi postérieure du vase en fonte de fer est percée d’un trou destiné à l’écoulement du métal, lorsqu’on veut terminer l’opération. Tandis que le métal est encore liquide on peut à l’aide d’un pinceau enlever la majeure partie de celui qui adhère au tube de verre, qu’on nettoie ensuite complètement en l’entourant de papier Joseph imbibé d’acide nitrique très concentré, et l’essuyant avec de l’eau après avoir laissé réagir l’acide pendant quelque temps.

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Lorsqu’il s’agit de substances qui prennent l’e'tat gazeux entre 3oo et 600°, on emploie un tube de verre d’une grandeur et d’une épaisseur égales à celles du tube d’un thermomètre à air. Dans l’impossibilité de mettre la pointe ouverte de ce tube en communication avec un récipient moyennant des bouchons de liège ou des tubes de caoutchouc, qui se détruisent à une température aussi élevée, on soude cette extrémité à un autre tube d’un grand diamètre A i55); si l’on veut éviter la sortie de la moindre trace de vapeur, on ferme l’ouverture de ce tube avec un bouchon de liège traversé par un tube de verre auquel on a lié une vessie.

Le tube et le thermomètre à air dont je donnerai, tout-à-l’heure la description se placent l’un à côté de l’autre dans un appareil,, où ils acquièrent tous deux aussi exactement que possible la même température. Onatteint ce but en introduisant un cylindre en fer muni d’un fond épais à. l’une de ses extrémités dans un fourneau, à courant libre i5i) dont on peut régler la température moyennantdes registres et des pierres, de manière à faire acquérir une chaleur rouge d’une égale intensité à toutes les parties du cylindre, dont les parois doivent avoir au moins un pouce d’épaisseur. C’est dans ce cylindre qu’on place l’appareil où se trouvent les tubes et quiconslste en deux autres cylindres fermés aux deux extrémités et emboîtés l’un dans l’autre (/ig. 1 56). La surface du cylindre A est armée en plusieurs endroits de tiges de cuivre qui empêchent tout contact de ce cylindre avec ceux entre lesquels il se trouve, de manière que l’air interposé peut circuler librement autour, par devant et par derrière. Dans le cylindre extérieur il y a quatre tiges portant des crochets g h , sur les-

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quels on place l’un à cote de l’autre le thermomètre à air et le tube de verre avec la substance à examiner. On ferme les ouvertures supérieure et antérieure de ce cylindre avec les couvercles e et / percés de trous pour le passage des extrémités A des tubes de verre. Cela fait, on introduit le cylindre intérieur B dans le cylindre extérieur A et l’on ferme également celui-ci avec ses couvercles c et L L’ouverture h est un peu plus grande, en proportion du diamètre du tube A que l’ouverture i, qui a seulement les dimensions de l’extrémité A du thermomètre à air ; des registres permettent de les rétrécir pour empêcher le courant d’air. Le couvercle l est en outre pourvu de quelques tiges de cuivre sur lesquelles on peut mettre des charbons.

Dès que le cylindre de fer commence à rougir uniformément, ony introduit l’appareil; au-dessous delà tige^ on fixe une toile métallique, pour y mettre de la braise comme sur les tiges a, de manière qu’il y en ait autour du tube de verre jusqu’en o. Lorsque la substance commence à se volatiliser, il s’échappe d’abord la plus grande partie de l’air atmosphérique que les vapeurs développées finissent par expulser presque complètement. Les vapeurs viennent Se condenser dans le tube A qu’on peut maintenir froid , ils s’y condensent intégralement au point qu’en déterminant, par exemple, la pesanteur spécifique de la vapeur d’arsenic on ne remarque pas d’odeur arsénicale dans le laboratoire. Le développement des vapeurs venant à cesser, ce dont il est facile de s’apercevoir, on scelle avec promptitude et simultanément, en O, le tube de verre et le thermomètre à air. On enlève alors les charbons de dessus la toile, et à l’aide, d’un crochet engagé dans un trou de la tige on traîne

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l’appareil hors du fourneau sur une plaque de tôle disposée ad koc^ et on l’y laisse refroidir.

Lorsque les substances qu’on traite sont volatiles à une température élevée, on réussit avec beaucoup de facilité à condenser tout le contenu du tube dans la partie antérieure en o après le scellement; en effet, les charbons étant retirés , le gaz se condense aussitôt dans cette partie du tube, de la nouvelle vapeur y afflue du tube échauffé pour se condenser de même, de sorte qu’en refroidissant la pointe f avec de l’eau l’on y peut condenser tout le gaz renfermé à l’intérieur d’un tube , dont la température est de 5oo°. Si donc l’on fait abstraction du résidu d’air, qu’on n’est pas parvenu à expulser du tube, et dont la quantité est tout au plus de I à I et demi pour cent dans ces expériences, en coupant cette pointe, la pesant et la faisant rougir pour la peser de nouveau, on trouvera deux poids dont la différence égalera celui du gaz contenu préalablement dans le tube.

Le thermomètre à air et le tube de verre, choisis de même grandeur et de même épaisseur et placés l’un à côté de l’autre, s’échauffent par le contact de l’air chaud, en circulation autour d’eux et porté à une haute température par les parois du cylindre intérieur , qui est échauffé à son tour par de l’air circulant autour de lui. La même chose a lieu pour le cylindre extérieur d'ont l’air ambiant prend sa chaleur du grand cylindre de fer, qui est un réservoir de chaleur. Il résulte de ces dispositions une température tellement uniforme dans le cylindre intérieui', tellement égale pour les deux tubes, que deux thermomètres à air employés simultanément s’élèvent exactement au même degré dans ce cy-

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lindre. Le crochet^ sert à supporter un second thermomètre pareil, que j’ai cependant ordinairement jugé superflu.

Ainsi que je l’ai déjà dit, le thermomètre à air sert également à trouver le rapport des quantités pondérables de l’air qui y entrent à o° et à la température à laquelle on Ta scellé. Pour pouvoir calculer la pression que l’air a soutenue dans ce moment, il faut consulter le baromètre au même instant.

Je vais rapporter la détermination de la pesanteur spécifique de la vapeur d’arsenic, comme exemple de la manière dont les expériences que je viens de décrire, permettent de calculer la pesanteur spécifique des vapeurs.

Hauteur barométrique corrigée ^ lors du scellage,

Poids du tube avec l’arsenic, 55®"*',4i7} sous la pression barométrique de o“',y545 , avec correction, et à la température de 9°.

Poids du tube entièrement rempli d’eau i64®”',7j température de l’eau 12°.

La quantité d’eau qui a pris la place du résidu d’air était de o®"’’,4 (12°) =o™,4.

Poids du tube plein d’air sec 55®™‘,io65.

Pour déterminer la capacité du tube, il faut, après avoir soustrait le poids du tube plein d’air sec hors de celui du tube rempli d’eau , ajouter au nombre trouvé le poids de l’air contenu dans le tube, poids qu’on a soustrait de trop :

* La Iiaiileurbaromclrique observée rcduilc à ce qii’cUc seraità eu égard par suile à la dilatation de la colonne de mercure et de l’échelle ])ar la chaleur.

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Tube plein d’eau » » d’air

L’air

De ce nombre il faut encore défalquer l’excès du poids du résidu d’arsenic dont la pesanteur spécifique est de 5,96 sur le poids de l’eau dont il occupe l’espace, savoir o,35. L’eau qui entre dans le tube à 7°,5 pèse donc

Or, l’on sait que le poids de l’eau à 4°ji • poids de l’air à 0° et sous une pression barométrique de o,“ 76 : : I : 769,8.

Il faudrait tenir compte de la dilatation de l’eau pour pouvoir déduire le poids de l’air de la quantité pondérable de ce liquide; mais la dilatation du verre de 4°i à 12° devant être également prise en considération, les nombres rapportés ci-dessus ne subissent pas de changement. Néanmoins l’on doit effectuer cette correction pour des températures de l’eau dépassant 12“.

Ainsi l’air que peut contenir le tube à 0° et sous une pression de o™-,76 pèse-^^p^ gm. = 0,1 42 5 gm. Le tube ayant été scellé sous une pression barométrique de