PROBLÈMES SUR 'LA SOLUBILITE DES GAZ DAX S LES LIQUIDES

Nous avons donné les lois de la solubilité des gaz dans les liquides (18) et défini le coefficient de solubilité à une température donnée, le volume constant de gaz dissous à cette température par l'unité de volume du liquide , le gaz étant mesuré à 0° et sous la pression finale après la dissolution.

Si le coefficient de solubilité d’un gaz est a , V le volume du liquide et H la pression finale après la dissolution, on peut donc dire que le volume de gaz dissous est Va mesuré sous la pression H.

Problème. — On introduit dans une éprouvette graduée , placée sur la cuve à mercure , un volume v de gaz mesuré à T° et sous la pression de H millimètres , et un volume Y d' eau purgée d'air. Après un certain temps , il reste dans l éprouvette un volume v' de gaz sous la pression H' à la même température T° ; déduire de cette expérience le coefficient de solubilité du gaz dans l'eau pour cette température.

Solution. — Le volume du gaz dissous dans l’eau, mesuré à la pression finale If, serait, d’après ce qui vient d’être dit plus haut, égal à Va; celui qui reste au-dessus du liquide est par hypothèse v ' sous la même pression. Comme la même masse gazeuse occupait primitivement le volume v sous la pression II, on aura, en appliquant la loi de Mariotte, la relation :

(i) [v'-h v«;h'= vü

d’où l’on tirera facilement la valeur de a.

Remarque. — Si la température (T) à laquelle on détermine le coefficient de solubilité diffère de la température ( t ) à laquelle on mesure

CHIMIE INORGANIQUE

le volume primitif du gaz, l’expression précédente se complique un peu. Il est évident alors que le problème à résoudre est celui-ci : Connaissant le volume v d’une masse gazeuse à t° et sous la pression H, déterminer son volume vt à la température T et sous la pression II

1 1 + aT 1 + ut

et il suffira de remplacer v par v x ainsi calculé dans la formule (1).

Problème. — Dans un vase de volume V, et primitivement plein d'air atmosphérique à la pression de 760mm, on introduit un volume v d'eau saturée d'acide carbonique à la pression de l' atmosphère, et on ferme hermétiquement le vase. Une portion de l'acide carbonique s'échappe du liquide tandis que de l'air contenu dans le vase au-dessus du liquide se dissout partiellement dans celui-ci; l'équilibre établi , quelle sera la pression dans l'intérieur du vase ?

Solution. — On sait que chaque gaz se dissout comme s’il était seul dans le mélange : désignons par x, y etz les pressions finales de l’acide carbonique, de l’azote et de l’oxygène dans l’atmosphère qui surmonte le liquide, par a, a' et a" les coefficients de solubilité des trois gaz précédents à la température à laquelle on opère. Le raisonnement suivant permettra de déterminer chacune des trois inconnues.

Le volume de l’acide carbonique contenu primitivement dans l’eau est va à la pression de 760mm; à la fin de l’expérience, il reste dans le liquide le même volume va à la pression x , et au-dessus un volume (V — v) à la même pression. On aura donc en appliquant la loi de Mari otte :

(V — v + va)x — va. 7G0.

Le volume primitif de l’azote peut être considéré comme égal à V — v si l’on suppose que la pression de ce gaz est de Q. 760). A la fin de l’expérience, ce gaz occupera un volume (V — v) à la pression y au-dessus du liquide, et le volume de gaz dissous sera v a' à la même pression y ; d’où l’on déduira la relation :

(2) (V - v+vayy = (\ — r) f .760

qui donne la valeur de y.