TRAVAIL A LA SOURCE

Voici la liste des appareils qu’il faut emporter à la source pour y faire les opérations convenables :

1“ Une pipette ordinaire de 200 à 250 cent, cubes.

2“ Quatre ballons à ébullition de 300 cent, cubes chacun contient environ 3 grammes d’hydrate de chaux bien exempt d’acide carbonique, et si l’eau renferme du carbonate de soude, 1 Y, gr. de chlorure de calcium desséché. Chaque ballon est pesé avec l’hydrate de chaux, le chlorure de calcium et son bouchon en caoutchouc; le poids est indiqué sur une étiquette.

3“ Un bon thermomètTe.

4“ Environ huit flacons de 2 à 3 litres bouchés à l’émeri.

5“ Quatre flacons de 7 litres bouchés à l’émeri.

6“ Une bonbonne en verre enveloppée d’osier.

"o Un flacon jaugé de 1 litre, et un de 1/2 litre.

8“ Quelques entonnoirs de différentes grandeurs.

9° Du papier à filtrer de Suède.

10“ Ballons, vases à précipiter, limes, ciseaux, couteaux, lampe, baguettes en verre, tubes de verre, tubes de caoutchouc, bouchons, fil, etc.

11“ Réactifs : ammoniaque, acide chlorhydiûque, acide acétique, nitrate d’argent, chlorure de haryum, nitrate d’ammoniaque, acide tannique, acide gallique, teinture de tournesol, papiers réactifs.

Si l’eau contient de l’acide sulfhydrique ou du protoxyde de fer que l’on veuille doser à la source, il faudra emporter les appareils et les liqueurs, qui seront indiqués plus loin. Enfin, on verra aussi ce qu’il faudrait emporter si l’on voulait doser

dans l’eau tous les gaz dissous, doser les gaz qui se dégagent de la source, prendre la densité d’une eau très gazeuse, etc.

Pratique des opérations. — On examine l’apparence de l’eau (couleur, limpipidité, etc.). On laisse déposer pendant un jour un flacon rempli d’eau et on examine au microscope la nature du dépôt, dans lequel on trouve fréquemment des infusoires et des végétaux cryptogamiques.

On note s’il se dégage des gaz à la source, si l’eau est mélangée de bullesgazeuses, ou si elle dégage des gaz quand on l’agite dans un flacon à demi rempli.

On observe la saveur et l’odeur.

On essaye la réaction de l’eau avec divers papiers réactifs.

On prend la température de l’eau : on plonge le thermomètre dans la source et on lit l’indication pendant qu’il est dans l’eau. Si l’eau coule par un tuyau, on la reçoit dans un grand entonnoir en verre dont on diminue l’orifice de façon qu’il sorte autant d’eau qu’il en arrive ; on plonge le thermomètre au milieu de la massed'eau qui remplit l’entonnoir et on l’observe au bout d’un temps assez long. On complète cette observation en indiquant la date, la température de l’air et en observant si la température de la source est constante pendant les différentes saisons.

On remplit avec l’eau les flacons de 3 litres et de 7 litres ainsi que la bonbonne. Si l’eau n’était pas limpide, il faudrait la filtrer rapidement, ou la laisser déposer et soutirer la partie claire à l’aide d’un siphon.

11 arrive souvent que des impuretés flottent à la surface de la source : on se sert dans ce cas d’un flacon muni d’un bouchon à deux ouvertures dans lesquelles s’adaptent deux tubes, l’un plongeant dans l’eau et l’autre ayant son orifice au-dessus du niveau : on bouche le tube s’ouvrant sous l’eau avec le pouce, on introduit le flacon avec précaution dans l’eau, on enlève le pouce ; l’eau pénètre par l’ouverture que le doigt laisse libre, tandis que l’air s’échappe par l’autre tube. Pour les eaux minérales profondes dont on veut analyser l’eau à diverses distances du niveau, on prend les échantillons au moyen d’un appareil spécial décrit dans Frésénius [Analyse quantitative, 1875, p. 668).

Pour doser la quantité totale d’acide carbonique, on remplit, autant que la disposition de la source le permet, la pipette préalablement lavée avec l’eau de la source elle-même, puis on la verse dans le ballon contenant de l’hydrate de chaux; on ficelle le bouchon. On remplit de même tes trois autres ballons, on pèse et on note les poids sur l’étiquette pour l’analyse ultérieure qui sera faite au laboratoire.

Dosage de l'acide sulfhydrique , — On le dose à l’aide d’une solution titrée d’iode ; la décomposition de l’acide sulfhydrique par l’iode a lieu suivant l’équation :

Fig. 79.

IIS H- 1 = S + III. La liqueur d’épreuve se prépare en dissolvant de l’iode dans de l’iodure de potassium, de manière que chaque centimètre cube rej-irésente 0s%001 d’iode. On mesure ou l’on pèse une certaine quantité d’eau minérale sulfureuse; on ajoute un peu d’empois d’amidon étendu ; et, enfin, en agitant toujours, on fait <;ouler dans l’eau la dissolution d’iode jusqu’à coloration bleue permanente. On obtient ainsi, d’une manière approximative, le rapport entre la dissolution d’iode et l’eau sulfureuse. On met alors dans le ballon la quantité de dissolution d’iode qui sera presque nécessaire pour un second essai, on y fait couler la quantité d’eau sulfureuse mesurée ou pesée d’avance, on ajoute au liquide l’empois d’amidon et de la solution d’iode jusqu’à coloration bleue. On évite ainsi la perte d’acide sulfliydrique par évaporation ou oxydation; aussi ce second essai donne-t-il toujours un titre plus élevé que le premier. Comme on opère avec une dissolution d’iode très étendue, il est nécessaire de rechercher la quantité d’iode qu’il faut employer pour obtenir la coloration bleue indiquant la fin de l’opération : on prend un volume égal d’eau Bouillie et exempte d’acide sulfhydrique, à celui sur lequel on a opéré ; on ajoute un peu d’empois d’amidon et on verse de l’iode jusqu’à la coloration bleue permanente ; on retranche ce dernier titre du premier.

D’après Bunsen, le dosage de l’acide sulfliydrique par l’iode n’est exact qu’ autant que la proportion de cet acide ne dépasse pas 0,04 pour 100. Quand l’eau en contiendra plus que cette quantité, il faudra l’étendre avec de l’eau distillée bouillie et refroidie à l’abri du contact de l’air.

Si l’eau contient des carbonates alcalins et de l’acide carbonique libre, on n’a pas à changer le mode d’analyse, le bicarbonate de soude n’ayant pas d’action sur la solution d’iode.

Si l’on veut contrôler le dosage volumétrique par une analyse en poids, on le fait en dosant l’acide sulfliydrique à l’état de sulfure d’arsenic. On ajoute à l’eau un excès d’arsénite de soude, on rend acide par l’acide chlorhydrique et on laisse déposer le sulfure d’arsenic. On filtre, on sèche à 100“ jusqu'à ce que le poids soit

Pour savoir, dans l’eau minérale, quelle est la partie du composé sulfuré qu’il faut calculer comme acide sulfhydrique, ou comme sulfhydrate de sulfure, ou comme sulfure, il faut s’assurer si l’eau abandonne en tout ou en partie son composé sulfuré sous l’action d’un gaz inerte. Pour cela, on fait passer un courant d'hydrogène (lavé d’abord dans du bichlorure de mercure, puis dans une solution de potasse caustique) dans un volume connu d’eau à essayer, que l’on a mis dans un ballon muni d’un bouchon percé de deux trous : dans l’un passe un tube qui amène l’hydrogène et qui plonge au fond du ballon, dans l’autre est enfoncé un tube à angle droit dont l’extrémité ne dépasse pas la face interne du bouchon. Au bout de quelques heures, on essaye s’il se dégage encore de l’hydrogène sulfuré, ce que l’on reconnaît en recevant le gaz qui se dégage dans une dissolution très faiblement bleuâti-e d’iodure d’amidon; quand celle-ci n’est plus décolorée, on cesse le courant d hydrogène et on dose de nouveau le soufre dans l’eau, soit à l’état de sulfure d’arsenic, soit avec la solution titrée d’iode. 11 faut faire passer le courant d’hydrogène dans un lieu froid et à l’ombre. Le sulfure, qui dans ces circonstances, reste dissous dans l’eau, se trouvait, lorsqu’il y a aussi de l’acide sulfhydrique, à l’état de Sülfliydrate de sulfure. Mais ce procédé est sans valeur, lorsque l’eau renferme

262 ENCYCLOPÉDIE CHI5ÏIQDE.

des hyposulfites, et c’est le cas le plus général. Il est préférable alors d’appliquer la méthode de Simmler. On chasse d’abord l’acide sulfhydrique libre au moyen de l’hydrogène et en s' aidant d’une pompe pneumatique; puis, dans l’eau débaiTassée d’hydrogène sulfuré, on verse une solution de sulfate de protoxyde de manganèse; on chasse l’acide sulfliydrique mis en liberté et qui était comme sulfacide uni au sulfure métallique.

On sépare le sulfure de manganèse par filtration, on ajoute du nitrate neutre d’argent au liquide chaud ; s’il y a de l’hyposulfite, on obtient un précipité qui renferme du sulfure d’argent et en général du chlorure d’argent; on filtre, on enlève le chlorure d’argent avec de l’ammoniaque, on dissout le sulfure d’argent lavé dans l’acide azotique, on dose et on pèse l’argent à l’état de chlorure et on en conclut l’acide sulfureux. (Il est évident qu’il n’est pas nécessaire de traiter le sulfure d’argent à la source.)

Dans le sulfure de manganèse recueilli sur le filtre, on a le soufre combiné au métal à l’état de monosulfure; mais si l’eau l’enfermait un bisulfure, ce qui lui donne une teinte jaunâtre, quand elle est en grande masse, le sulfure de manganèse serait mélangé de soufre rendu libre par le changement du bisulfure alcalin on monosulfure métallique; en traitant par l’acide chlorhydrique, le soufre libre reste non attaqué et on a dans la liqueur le manganèse qui était primitivement à l’état de monosulfure.

Dosage du protoxyde de fer. — Si par l’addition dans l’eau d’un peu d’acide tannique ou gallique, on obtient une coloration violette foncée, c’est que cette eau renferme du protoxyde de fer (généralement à l’état de carbonate). On le dose alors à l’aide d’une dissolution de permanganate de potasse, telle qu’il faille 100 c. c. de cette dissolution pour faire passer 1 gramme de fer de l’état de protoxyde à l’état de peroxyde. Cette dissolution doit être titrée sur place, soit au moyen du fil de clavecin, soit au moyen d’une dissolution titrée d’acide oxalique. On opère sur 500 c.c. d’eau que l’on additionne d’acide sulfurique. On fait l’essai dans un vase en verre blanc placé au-dessus d’une feuille de papier blanc. On fera plusieurs essais jusqu’à ce que l’on ait des résultats constants.

Si l’eau contient de l’acide sulfhydrique ou des matières organiques, ce procédé ne peut plus s’appliquer. Lorsqu’il n’y a que de l’acide sulfhj’drique avec du protoxyde de fer, on pourrait, d’après Frésénius, modifier le procédé de la façon suivante ; on détermine d’abord quelle est la quantité d’une dissolution d’iode qui correspond à un volume donné d’une solution de permanganate de potasse, quant à leur action sur un volume égal d’une solution aqueuse très étendue d’acide sulfhydrique. On traite 500 c. c. de l’eau minérale par la solution d’iode, puis 500 c. c. par le permanganate. Le premier essai donnera l’acide sulfhydrique; le second donnera le fer quand on aura retranché le volume de caméléon correspondant à la quantité de solution d’iode trouvée nécessaire pour décomposer l’acide sullhydrique.

Dosage des gaz. — L’eau absorbe une quantité plus ou moins grande des ga2 avec lesquels elle se trouve en contact; un litre d’eau saturé d’air à 15" se chargera de 17",95 de gaz présentant la composition suivante pour 100 :

Azote . 65,1 volumes.

Oxygène . 54,9 —

La composition de l’air dissous est constante et elle est déterminée, d’une part, par les volumes relatifs des deux gaz dans l’atmosphère, d’autre part, par leurs coefficients de solubilité dans l’eau. Ces relations sont les suivantes:

Composilion en volume Coefficient

de l’air. de solnbililé dans Teau.

Azote . 79 0,0148

Oxygène . . 21 0,0299

on a par conséquent :

Azote dissous . 79 X 0,0148= 1,169 = 6-5,1 pour 100

Oxygène . 21 x 0,0299 = 0,628 = 34,9 —

En faisant l’analyse d’une eau, on remarquera toujours la même relation entre les nombres obtenus et ceux qu’indique la théorie, à moins que l’eau ne soit souillée par des matières organiques réductrices, les eaux d’égouts, par exemple.

Le dosage des gaz dissous dans l’eau s’effectue en faisant bouillir 500 c. c. d’eau placés dans un ballon de même capacité. On achève de remplir le ballon et le tube abducteur d’eau distillée bovillie, puis on chauffe jusqu’à l’ébullition et on recueille les gaz sur la cuve à mercure. On absorbe ensuite successivement l’acide carbonique et l’acide sulfhydrique, s’il y en a, par la soude caustique et l’oxygène par le pyrogallate de potasse. Si l’eau renfermait de l’acide sulfhydrique, il faudrait absorber ce dernier par une solution ammoniacale de bichlore de cuivre, sur un autre volume de gaz. On recueille le sulfure de cuivre, on l’oxyde avec du chlorate de potasse et l’acide chlorhydrique et on dose le soufre; on en déduit l’acide sulfhydrique. En retranchant du volume total des gaz absorbés par la soude, cette quantité d’acide sulfhydrique, la différence fera connaître le volume d’acide carbonique.

Dosage direct de l'oxygène. — Ce procédé, dû à MM. Schutzenberger et Gérardin, donne des résultats presque identiques avec la méthode qui consiste à absorber l’oxygène des gaz dégagés par l’acide pyrogallique. Il est basé sur la propriété qu’a l'hydrosulfite de soude d’absorber rapidement l’oxygène libre pour se transformer en bisulfite :

SW,NaO, HO 4-0^= SW,NaO,HO.

La fin de l’opération est indiquée par une autre propriété que possède l’hydrosulfite de soude, celle de décolorer certaines matières colorantes, telles que le bleu d’aniline soluble de Coupler.

L’hydrosulfite de soude étant très instable, il faut titrer la liqueur à chaque dosage.

On le fait facilement au moyen d’une solution ammoniacale de sulfate de cuivre ; l’hydrosulfite de soude ramène l’oxyde cuivrique à l’état d’oxyde cuivreux et décolore complètement la liqueur.

On prépare une solution fortement ammoniacale de sulfate de cuivre contenant

264 ENCYCLOPÉDIE CfllMIQUE.

une quantité de sulfate cuivrique, telle que 10 centim. cubes de cette liqueur correspondent au point de vue de l’action sur l’hydrosulfite à 1 centim. cube d’oxygène. Le calcul par équivalent fournit le nombre que l’expérience directe a vérifié.

Pour préparer la liqueur d’hydrosulfite, on remplit aux trois quarts avec de l’eau ordinaire un flacon de 60 à 100 c. c. contenant une spirale formée avec une feuille de zinc et quelques morceaux de grenaille de zinc. On ajoute 10 c. c. d’une solution de bisulfite de soude à 20 degrés Baumé ; on achève de remplir avec de l’eau et l’on bouche avec un bouchon de caoutchouc ; on agite plusieurs fois ; au bout d’une demiheure, on peut employer le réactif.

D’une part, on verse dans une petite éprouvette à pied 20 c. c. de la solution cuivrique, que l’on recouvre d’une couche d’huile; d’autre part, dans un bocal à large ouverture, on introduit un litre d’eau à essayer et l’on couvre également d’une couche d’huile, après avoir teinté en bleu très clair au moyen de quelques gouttes de dissolution de bleu Coupler. On puise l’hydrosulfite avec une pipette de ùO à 60 c. c. divisée en dixièmes. On laisse couler peu à peu le réactif dans le sulfate de cuivre ammoniacal en agitant légèrement jusqu’à décoloration ; puis avec la même pipette, on laisse couler l’hydrosulfite dans l’eau à essayer jusqu’à décoloration. 11 faut avoir soin de maintenir le bout inférieur de la pipette au-dessous de la couche d’huile pendant ces deux opérations. Sachant que les 20 c. c. de sulfate de cuivre correspondant à 2 c. c. d’oxygène, il serait facile de déduire la quantité de ce dernier contenu dans un litre d’eau.

Il reste une petite correction relative à l’hydrosulfite nécessaire pour décolorer le bleu employé ; il faudra donc faire un essai avec le même volume d’eau bouillie et la même quantité de bleu et retrancher le nombre de divisions versées de celui employé pour l’eau à essayer.

Densité. — Elle se prend par la méthode du flacon en ramenant l’eau à 1 5".

Si l’eau est fortement gazeuse, on prend des flacons comme celui de la figure. Ils ont une capacité de 200 à 400 c. c. Le col est l'ermé par un tube cylindrique de 50 millim., de long et de 5 à 6 millim. , de diamètre intérieur et sur lequel est une échelle en millimètres : l’orifice, bien arrondi, peut se fermer hermétiquement avec un bouchon en caoutchouc. On remplit ce flacon jusqu’au milieu du col rétréci; on bouche rapidement et on ficelle. Dans cet état, ce flacon peut être transporté au laboratoire, sans crainte de perte de gaz.

On place la fiole dans un lieu dont la température est bien constante et auprès d’elle un flacon plein d’eau distillée dont le col est fermé par un bouchon traversé par un thermomètre qui plonge dans l’eau. Au bout de l'ij;. «0. 12 heures, on peut admettre que les deux liquides ont la

même température. On note l’indication du thermomètre et la division de l’échelle à laquelle correspond le niveau de l’eau minérale dans son flacon.

On pèse la fiole avec son bouchon en caoutchouc sur une balance bien sensible,

on enlève le bouchon sans l’essuyer; on vide le flacon, on le lave, on le remplit d’eau distillée un peu au-dessus du niveau qu’atteignait l’eau minérale; on essuie bien le verre, on le laisse quelque temps à côté du grand flacon contenant le thermomètre, puis on amène le niveau à être le même que celui de l’eau minérale. Étant certain que la température est restée la même, on replace le bouchon et on pèse. En retranchant des poids du flacon plein dans les deux cas, le poids du flacon vide, sec et muni de son bouchon, on a les données numériques pour calculer la densité.

Enfin, il faut observer tout ce que la source pourrait offrir de particulier ou d’intéressant : son débit d’eau et de gaz libre, et si ces quantités sont constantes avec les saisons ; si le niveau de la source est constant ; si, dans les tuyaux de conduite ou les réservoirs, il se forme des dépôts boueux ou des concrétions solides (dans ce cas il faut en emporter au laboratoire pour en faire l’examen) ; à quelle formation géologique appartient le sol d’où sort l’eau minérale , son action thérapeutique, etc.