LA PRÉCIPITATION ; LA FILTRATION ET L EXTRACTION

En outre de la cristallisation, on peut séparer partiellement ou intégralement les substances dissoutes de leur menstrue, par diverses autres opérations dans lesquelles il y a tantôt formation de nouveaux composés, tantôt décomposition de la matière dissoute. Les substances ainsi séparées par suite de leur insolubilité, se rassemblent au fond du bocal en raison de leur pesanteur spécifique plus grande que celle du liquide et revètent la forme pulverulente, floconneuse ou spongieuse. À l’état de poudre, elles consistent en cristaux tellement petits, que pour l'ordinaire ils ne sont pas reconnaissables ; mais ils deviennent d'autant plus distincts que la poudre est moins soluble dans le liquide. Toutes ces poudres, à quelques rares exceptions près, sont cependant formées de parties assez grandes pour ne pas traverser du papier très fin, qui imbibe l'eau dans ses interstices, tandis qu'on peut au contraire, par le frottement, réduire le même corps, le sulfate de baryte par exemple, en poudre tellement ténue qu'elle passe à travers un papier imperméable au sulfate de baryte obtenu par voie de précipitation. Une telle poudre étant précipitée.à une haute température, à laquelle sa solubilité grain plus grossier et filtre alors avec d’autant plus de difficulté à travers le papier. La filtration sért à isoler le précipité du

peut être censée plus grande, offre un

liquide. On emploie, à cet effet, différentes substances : du linge, de la toile de laine, du papier grossier pour de grandes opérations, du papier brouillard fin pour des expériences minutieuses. On découpele papier suivant un disque de fer-blanc d’un diamètre plus ou moins grand en raison des dimensions qu'on veut donner au filtre. Comme on peut ordinairement, sans le décomposer, faire rougir le précipité dont on veut determiner le poids et brûler le filtre, on n'a qu'à peser pour chaque disque en fer-blanc un filtre découpé sur ce disque, et calculer, d’après le poids trouvé, la quantité de cendre que laisse ce filtre, ayant déterminé d'ailleurs par une expérience préalable combien pour cent le papier donne de cendre. Le papier à filtrer de Suède, étant fabriqué avec de l’eau presque entièrement pure, ne donne que :/, pour cent de cendre, et doit être préféré pour ce seul motif. Le disque de papier ainsi découpé et deux fois plisse, s'applique exactement contre les parois d’un entonnoir lorsqu'elles concourent sous un angle de 60° *.

On ajuste le papier dans l’entonnoir et on l’humecte d’eau; si l’on y verse alors peu à peu le liquide avec le précipité, la partie supérieure du liquide poussera celui qui se trouve au-dessous d’elle à travers les pores du filtre; mais cette pression venant à diminuer , un peu de

* Lorsqu'après avoir plié deux fois un disque de papier, d’abord de manière que d tombe en d’ ensuite que e’ coïncide avec e ( fig- 188, 189 et 190), on l’ouvre, il forme, si ed, de’ et ed restent assemblés, un entonnoir , dont le bord est moitié moindre que-celui du disque, la moitié de’ d’ étant rendoublée. Le diamètre ce (fig. 191) du bord de l’entonnoir , égale donc le rayon eb du disque, d’où il suit que chc est un triangle équilatéral dans lequel chaque angle équivaut à 60°.

BAU. 379 liquide restera dans le filtre et dans le précipité; pour laver ce dernier on y verse ou l'on y seringue à plusieurs reprises de l'eau pure. Le filtre ne doit pas dépasser les bords de l’entonnoir, afin d’éviter que la liqueur ne s’élève jusque là et ne s’y evapore pour ne plus être emportée que difficilement par les lavages. Le filtre doit s'appliquer exactement sur les parois de l’entonnoir et ne pas présenter de plis, afin que l'eau qu'on y verse passe par le précipité et non pas entre les parois de l'entonnoir et du filtre. Pour pouvoir laver commodément les bords et en général une partie quelconque du filtre, on se sert d’un flacon de verre, rempli à moitié d'eau et fermé hermétiquement par un bouchon de liége que traverse un tube de verre effilé en pointe (fig. 192). Le flacon étant renversé, la capillarité du tube empèchera l'entrée de l'air atmosphérique et il sortiraseulement une quantité d’eau suffisante pour que la pression de Fair extérieur et la capillarité du tube fassent équilibre à la colonne d'eau contenue dans le flacon. Lorsqu’en tenant le flacon renversé on y souffle de l'air à travers le tube, il s’elancera par celui-ci, aussitôt qu’on l’enlevera de la bouche, un jet d’eau qu’on pourra diriger à volonté sur un endroit quelconque à soumettre au lavage; on rincera ainsi les bords du filtre; on rassemblera au milieu le précipité qu'on pourra remuer de fond eu comble, si l'insufflation a été forte.

Par ces lavages réitérés, on ne fait au fond qu’etendre plus ou moins la liqueur qui abreuve le précipité et le filtre ; si l'on verse pour là première fois sur le filtre trois fois autant d'eau pure que n’en contient le reste de la dissolution, la liqueur, qui imprégnera à son tour le filtre et le précipité, contiendra encore 1/4 des principes

constituans de ce reste; si l'on y verse ensuite de nouveau la même quantité d'eau pure, il ne demeurera plus après l'écoulement que :/,6 de ces principes constituans. Il suit de là, que le lavage d'un précipité est une operation de longue main ; pour la faire facilement on emploie une disposition moyennant laquelle une colonne d'eau pure déplace insensiblement la dissolution sur le filtre et dans le précipité. Le principal avantage de cette disposition, avantage précieux pour le chimiste qui doit filtrer souvent, consiste en ce que le niveau de l’eau reste constamment le même dans l’entonnoir , l’eau ne pouvant affluer d’un flacon dont on se sert pour cet usage, que lorsque ce niveau s’abaisse; et ensuite en ce que, au fur et à mesure de son écoulement par en bas, l'eau est remplacée lentement et sans que ni le liquide ni le précipité soient ébranlés dans l’entonnoir. À cet eftet, on adapte hermetiquement avec un bouchon de liege, un tube de verre c (fig. 193 ) à un flacon qu’on peut remplir entièrement d'eau. Le tube doit avoir exactement les proportions et à peu près la grandeur indiquées sur la planche. Le flacon étant renversé, il n’en sortira, à l'instar de ce que présente le flacon décrit ci-dessus (Voy.. fig. 192), que la quantité d'eau justement nécessaire pour y raréfier à un certain point l'air, et pour donner à la capillarité du tube a la force de mettre obstacle à l'écoulement de l'eau. La pointe a étant plongée dans l'eau, la capillarité de a cessera d’agir , et l'eau s'écoulera du flacon jusqu'à ce que l'air s’y soit insensiblement raréfié au point que la pression de l'air atımospherique puisse déprimer Jusqu'en à l’eau du tube d; dès lors une nouvelle quantité d’eau venant à sortir, l'air entrera en à et une bulle s’elevera dans le flacon pour

en expulser une quantite d’eau correspondante. On a donné à l'ouverture 5 une grandeur telle, que sa capillarité ne permette l'entrée de l'air qu’au moment où le niveau de l'eau dans l’entonnoir domine peu la pointe a; ce qui kehren l’eau constamment à la même haiteit dans l’entonnoir (fig. 194).

Le même principe sur lequel est fondée cette méthode de lavage, sert de base à plusieurs opérations qu’on exécute en grand; par exemple, le terrage du sucre, que je decrirai plus tard, et particulièrement l’extraction des substances végétales au moyen de la presse de Réal. Cette presse consiste en un épais cylindre d’etain A . (fig. 195) terminé inferieurement par un entonnoir très obtus dont le bec est muni d’un robinet g; au fond du cylindre on place un crible très solide &’, dans lequel on entasse fortement les herbes, racines, bois, ou en général les objets dont on veut extraire les parties solubles, et l'on recouvre alors ceux ci du crible supérieur a. Sur les bords supérieurs du cylindre on fixe hermétiquement le couvercle « au moyen de plusieurs vis; on peut placer entre les deux un disque découpé de carton ou de drap pour être sûr de l'exactitude de leur jonction. Le long tuyau , muni inférieurement d'un rebord, sadapte hermetiquement au couvercle,d’une manière semblable à celle que j'ai déjà décrite ci-dessus (p. 301), moyennant un ajutage réuni à vis au couvercle. Le tuyau h est assujetti au fond de la caisse d; il na pas besoin d'être plus long que 20 pieds, mais une plus grande longueur est naturellement préférable. La grandeur du cylindre peut être d'un pied, ou plus ou moins, „selon la quantité des substances qu'on veut extraire. Tout l'appareil étant rempli d'eau, celle-ci traversera

lentement les herbes sous la pression de la colonne d'eau contenue dans le tuyau 4; on peut accélérer ou diminuer l'écoulement du liquide en ouvrant plus ou moins le robinet g. Les couches d’eau étant ainsi poussées successivement les unes après les autres à travers les substances, aucun mélange ne se fera entre les dissolutions plus ou moins concentrées, aucune dilution n'aura lieu. La première quantité d'eau qui se charge d'autant plus de matières solubles, qu'elle pénètre plus profondément les substances, peut être comparée à un liquide avec lequel on a extrait à plusieurs reprises de nouvelles quantités de substances. Un calcul facile démontrerait que cette presse :extrait les dernières parcelles de substances solubles, d'une manière infiniment plus parfaite que ne peut le faire une simple infusion. Qu’on simagine, ‚pour se former une idée nette de ce procédé, que l’eau pénètre les herbes par couches d’une livre, et qu'on ait introduit dans le cylindre 60 livres d'herbes, occupant l'espace de 60 livres d'eau ; la première livre d'eau qui passe extraira consécutivement 60 fois une nouvelle livre d'herbes. Lorsqu’apres avoir traité lessubstances par l'eau , on veut les epuiser par l'alcool, on laisse écouler l'eau de la caisse et du tuyau A en ouvrant le robinet o, et l'on verse de l'alcool dans la caisse. La promptitude avec laquelle la liqueur spiritueuse commence après l'expulsion de la dissolution aqueuse, à jouir lors de son écoulement, de toute sa force primitive, montre combien peu les liqueurs se mêlent entre elles. Une disposition, dans laquelle une pompe servirait, au lieu de la colonne d’eau, à pousser ce liquide à travers les substances, serait loin de remplir aussi bien le but qu'on, se propose; le passage ne serait pas aussi uniforme, les

liqueurs se mêleraient facilement ‚et le jeu de la pompe entrainerait une perte de temps considérable.

Dans le plus grand nombre de cas, la liqueur d’où un corps solide s’est précipité, tient en dissolution les autres substances ; souvent néanmoins le précipité en renferme une partie. Lorsqu'on précipite à moitié une dissolution de chlorure de barium par l'acide sulfurique, le précipité n’entraine pas de chlorure de barium; lorsqu'au contraire on décompose par l'acide sulfurique la moitié du nitrate de baryte contenu dans une dissolution, en outre du sulfate de baryte il se précipite du nitrate de baryte *, qu'on ne peut séparer du sulfate que par de nombreux lavages à l'eau pure. Le nitrate de baryte n'a pas d'affinité chimique pour le sulfate de même base, de manière qu'il n’a été entraîné qu’en vertu de l'attraction à de petites distances ; l’état pulverulent

* Qu'on dissolve le nitrate de baryte dans 10 parties d’eau, qu’on le décompose environ à moitié par l'acide sulfurique, et qu’on l’abandonne jusqu’à ce que le précipité se soit déposé; qu’on décante et évapore la liqueur claire pour déterminer sa teneur en nitrate de baryte; qu’on pèse alors le précipité avec la liqueur dont il est resté imbibé, et qu’on détermine ensuite Je poids du précipité filtré, épuisé par les lavages , échauffé au rouge et consistant en sulfate de baryte pur; qu’on évapore la liqueur obtenue en filtrant et lavant le précipité , et qu’on pèse le résidu de nitrate de baryte; en retranchant le poids de ce nitrate et celui du sulfate de baryte hors de celui du précipité imprégné de la liqueur adhérente, on obtient le poids de l’eau pure contenue dans cette liqueur. En calculant combien de nitrate de baryte cette eau devrait renfermer d’après la teneur du liquide decante au commencement de l’experience, la quantité qu’on trouve ne s'élève qu'aux deux tiers du nitrate obtenu par l’evaporation; de sorte que l'attraction d’agrégation exercéc par le sulfate précipité sur le nitrate de la liqueur en a entraîné un tiers.

du sulfate de baryte, qui offre une grande surface, en rend la quantité appréciable. Par le même motif cette force doit exercer une influence particulière dans les plantes, qui, en raison de la structure de leurs vaisseaux, présentent une grande surface, de sorte qu’en les traitant itérativement avec de l’eau pure, on n’a pas seulement pour but de dissoudre les matières qu'en en extrait, mais encore de vaincre la force d'attraction qui les retient sur les parois de la substance solide. On concoit aisément, d'après cela, toute l'étendue des services que la machine à filtrer et la presse hydraulique peuvent rendre particulièrement sous ce point de vue.

La faculté décolorante du charbon est en connexion avec ces phénomènes, et conduit au même résultat, savoir, qu'un corps peut extraire des substances dissoutes d'une liqueur, non pas en vertu d’une affinité chimique pour ces substances, mais uniquement en vertu de la supériorité de l'attraction du corps solide et du corps dissous sur celle de ce dernier et du liquide; la condition sous laquelle ce phénomène s'opère, est premièrement qu'il y ait généralement attraction entre le corps et la substance dissoute, et ensuite, que le corps présente une grande surface.

DECOLORATION ET DÉSINFECTION DES CORPS PAR LE CHARBON ET PAR D AUTRES SUBSTANGES POREUSES.

J'ai déjà fait voir précédemment qu'on peut obtenir le fer, le cobalt et le nickel dans un état de division extreme, en réduisant leurs oxides par le gaz hydrogène. Une condition essentielle à la réalisation de cet état est, que ni le corps lui-même, ni l’oxide ne se fondent ni ne

EAU. 385 se frittent à la temperature de la reduction; en dépouillant alors de son oxigene chaque molécule ( atome) de l’oxide, on obtient une poudre composée de molécules (atomes) de métal. Celles-ci étant dans tous les cas moindres que —— pouce, on peut établir par un calcul fort simple, que la surface des molécules d’une telle poudre occupant l'espace d’un pouce cube, s'élève au moins à 218166 pieds carrés; une pareille supputation ne sert naturellement qu'à donner une idée de la grandeur superficielle d’une poudre *. En raison de sa plus grande infusibilité, le charbon surpasse même sous certain point de vue ces métaux, quant à la propriété dont il s’agit; comme on l'extrait quelquefois de substances qui entrent en fusion avant de se décomposer et que dans des buts techniques on a essayé différens moyens de lui donner une grande té-

* La surface de la sphère ayant un pouce de diamètre s’élève à x pouces carrés ; m est le rapport de la eirconference au diamètre et égale 3,1415926. L'espace d’un pouce cube de capacité ne peut contenir qu’une sphère d’un pouce de diamètre ; il en peut contenir huit de 1/2 pouce de diamètre et disposées de manière que les lignes qui réunissent les centres soient ou parallèles ou perpendiculaires entr’elles. Les surfaces sphériques étant entr’elles comme les carrés des diamètres, la surface d’une de ces petites sphères ne sera que le quart de celle de la grande; mais la surface totale des huit spheres en sera le double ( 8 x - À Le mème espace peut contenir 64 sphères d’un diamètre de ?/, pouce et disposées comme précédemment. La surface de chacune de ces sphères est de— (— x — ) pouce carré; la surface totale de ces sphères est quatre fois (= x 64) plus grande que celle de la première. Les surfaces de diverses sphères , occupant le même espace et rangées de la manière indiquée, sont en raison inverse de leurs diamètres. Un pied carré = 144 (—12 X 12) pouces carrés.

nuité, ce sujet mérite quelques details particuliers. Plüsieurs corps solides peuvent être obtenus sous forme cristalline, en masses cohérentes par conséquent , sans avoir été liquéfiés préalablement, soit par le feu soit par un menstrue.C'est ainsi qu'onse procure plusieurs oxides métalliques, celui de mercure par exemple, à l'état cristallin, en décomposant leurs nitrates par le feu ; dans cette opération, l’oxide qui se sépare insensiblement du sel en fusion se dépose sur la partie déjà séparée. On obtient de la même manière des cristaux d'urane, en decomposant par l'hydrogène la combinaison incandescente et liquide du chlorure d’urane avec le chlorure de potassium, et des cristaux de titane en faisant fondre le titanate de potasse avec le charbon. C'est ainsi qu'on obtient de beaux cristaux par la pile voltaïque et en précipitant un métal d’une dissolution aqueuse par un autre métal. Le charbon extrait de combinaisons qui entrent en fusion en se décomposant présente des phénomènes tout-à-fait semblables. Lorsqu'on carbonise des substances organiques mêlées avec un corps infusible, celui-ci, alors même que celles-là se fondent, tient écartées les unes des autres les molécules du charbon séparé, comme cela se voit en mêlant des substances végétales avec de la poudre de craie, de pierre-ponce ou d’autres corps de cette espèce, ou en carbonisant diverses especes de houille ligneuse, dans laquelle des substances terreuses se trouvent à l'état de mélange, comme je le ferai voir amplement à propos de la fabrication de l’alun, ou enfin, et c'est le meilleur moyen, en carbonisant des os qui consistent principalement en phosphate et carbonate calcaires. Cependant on obtient le charbon le plus divisé en faisant fondre avec du carbonate de

potasse le charbon azote qui resulte de la carbonisation des substances animales ; le charbon cédant alors de son azote , il se forme à une température incapable de fondre le charbon rougi préalablement, du cyanure de potassium , qui étant projeté dans l’eau se dissout et laisse le charbon dans un état de division extrême. Toutes les substances sur lesquelles le charbon exerce une plus grande attraction que l’eau, peuvent être extraites de leurs dissolutions par le charbon en se déposant à la surface des molécules de ce corps; c’est particulièrement sur les matières colorantes et odorantes organiques que le charbon exerce une action pareille. La liqueur rouge que fournit l'extrait aqueux du fernambouc, ou le vin rouge, se décolorent en peu de temps completement par l'agitation ou l’Ebullition avec du charbon; de l'eau infecte filtrée à travers le charbon devient tout-à-fait inodore. En traitant ensuite le charbon par des substances douées d’une affinité chimique pour les corps dont il s'est emparé, on peut de nouveau l'en dépouiller ; c’est ainsi qu’à l'aide de la potasse on peut reprendre l’indigo au charbon qui a servi à décolorer une dissolution d’indigo dans l'acide sulfurique neutralisée - par la chaux. |

On a fait des expériences précises sur le pouvoir décolorant de plusieurs espèces de charbon préparées de différentes manières. Après avoir chauffé au rouge le charbon à examiner avec de la potasse, et enlevé la potasse par des lavages à l'eau, l'on a pris un gramme de ce charbon, et en agitant continuellement, l'on y a versé, par petites portions, la liqueur colorée et chaude en quantité telle, qu'une nouvelle portion ajoutée n'éprouvait plus de décoloration. Les nombres renfermés

dans les colonnes I et Il indiquent respectivement les quantités d’une dissolution d'indigo contenant — d'indigo et d'une dissolution de sucre brut contenant cinq pour cent de sucre, qui ont été décolorées; dans les colonnes Ill et IV est rapporté le pouvoir décolorant des espèces de charbon, sur lesquelles on a opéré, le pouvoir décolorant du charbon d'os étant pris pour unité, et ces colonnes étant relatives, celle-là à la dissolution d’indigo et celle-ci à la dissolution de sucre.

ESPÈCES DE CHARBON. 1 Julm|iw

gr. | gr.

Charbon d’os brut 32] gl 1 1 Noir de fumée chauffé au rouge 128| 30| A ı 5 Noir de fumée rougi avec de la potasse dépurée 550! go|ı7 :|10 | Charbon obtenu par la décompos, de l’acétate de potasse | ı8a| 40] 5,6} 4,4 Farine d’amidon carbonisée avec de la potasse purifiée 340| 8ol11,9| 8,9 Sang carbonisé avec du phosphate de chaux 380! 90!/14,9!10 Charbon d’os épuisé par l’acıde hydrochlorique 60 15] 1,9} 1,7 Charbon d’os épuisé par l'acide hydrochlorique et rougi | ensuite avec de la potasse 1450|180/45,3 20 Sang carbonisé avec de la potasse purifiée 1600|18050, [20

Le. pouvoir décolorant relatif, ainsi qu'il résulte de cette table ; n’est pas le même pour toutes les substances; le charbon qui a servi ne recouvre plus son efficacité par une chaleur rouge, les substances absorbées entrant en fusion à cette température avant de se carboniser.

On prépare le charbon d'os dans des fabriques particulières en introduisant les substances: à carboniser dans des pots de fer, superposés deux à deux, lutés de manière que les gaz développés puissent se dégager sans

EAU. 389 que l'air y ait accès, et places dans un fourneau où ils sont échauffés par un feu brûlant avec flamme. Les os carbonises sont broyés dans des moulins ad hoc. Le charbon d'os peut servir à éliminer les substances brunes qui colorent le salpetre, les acides tartrique et succinique et plusieurs extraits; son principal emploi consiste néanmoins dans la défécation du sucre , objet sur lequel je reviendrai en traitant du sucre lui-même.

Le charbon de bois possède également, bien qu’à un degré plus faible, la vertu décolorante du charbon animal. Il offre un excellent moyen de se débarrasser de diverses matières odorantes, peu de charbon suffisant pour remplir ce but; il absorbe lés huiles volatiles dissoutes, principalement celle qui donne un goût mauvais à l'eau-de-vié, et détruit l'odeur désagréable qu’exhale l'eau rendue infecte par la putrefaction d'êtres organiques. Je reviendrai amplement sur cé sujet à propos de l'eau-de-vié et de la putrefaction. On emploie divers appareils pour rendre l'eau potable au moyen du charbon; dans plusieurs capitales de l'Europe, par exemple à Paris, où l'on est obligé de rendre potable l'eau de rivière, on à érigé dans ce but des établissemens d'une grande étendue. Un appäreil assez simple consiste en deux pots b ét d fixés l'un au fond de l'autre, remplis de charbon et séparés latéralement par un troisieme pot © renversé (ig. 196). L’eau répandue sur les charbons doit d'abord descendre, puis remonter à travers les charbons et enfin redescendre avant de pouvoir s’écouler par une ouverture d dans un vase placé au-dessous.

Non-seulement le charbon, mais encore plusieurs autres corps qui présentent une grande surface, déploient cette propriété. Si on laisse tomber une goutté de vin

rouge ou de dissolution de fernambouc sur du papier ou dulinge,on remarquera à l'endroit ou est tombée la goutte, un cercle coloré entouré de l'eau pure qui s’est dépouillée de sa matière colorante.

PHÉNOMÈNES OPÉRÉS PAR L'ATTRACTION RÉCIPROQUE DES SUBSTANCES GAZEUSES ET SOLIDES.