PS S

Pression en atmosphères.

Coefficients de saturation.

Ges faits sont en contradiction avec

les résultats de M.

Khanikoff et Longuinine,

d’après lesquels, comme

nous l’avons

vu, la solubilité de l’acide carbonique croît

un peu plus vite que la pression.

Hydrates. — Le gaz carbonique forme avec l’eau une combinaison déhnie, ainsi que l’a fait voir M. de Wroblewski (Comptes rendus, t. XCIV, p. 212). En comprimant suffisamment du gaz carbonique au contact de l’eau, dans un espace maintenu à zéro, une partie des gaz se dissout, l’autre se liquéfie, et l’on a deux couches superposées, l’acide étant au-dessus. Si l’on détend le mélange comprimé, le refroidissement produira une trace de matière solide, qui, restant sur les parois du tube, servira de germe à la cristallisation, et on observera alors, en comprimant de nouveau, qu’à une certaine pression critique le tube se recouvre d’un givre

opaque : en décomprimant, le givre disparaît à cette même pression ; on peut reproduire le phénomène aussi longtemps qu’on le veut, à la condition de ne pas diminuer la pression assez pour faire disparaître toute trace du corps solide.

La pression sous laquelle le givre se forme ou se détruit est variable avec la température, comme le montre ce tableau :

Températures

Atm.

M. de Wroblewski étudie ces phénomènes dans un appareil ainsi combiné (fig. -42) (Comptes rendus, t. XCIY, p. 954) :

La partie inférieure est une cuvette à mercure A en fonte.

terminée en haut par une bride B conique, en bas par une tubulure H où s’adapte le manomètre D. La partie supérieure, munie d’un orifice conique, se fixe sur la cuve au moyen de boulons G : un cylindre en cristal résistant E, se trouve fixé entre la bride D et la tubulure F au moyen de tiges de serrage GG. Deux rondelles en cuir servent à faire le joint. M est un robinet à vis interrompant la communication entre l’intérieur de l’appareil et le tube L qui correspond à une pompe Cailletet. Un récipient K en verre contient le mélange réfrigérant, et enveloppe le cylindre E. Le tube N, où se trouve contenu le gaz à étudier, reçoit donc la pression par l’intermédiaire du mercure, lorsque la pompe refoule de l’eau dans le cylindre E. En O se trouve figuré un thermomètre de forme spéciale. Le manomètre, qui subit les mêmes pressions que le tube N, présente des renflements ovoïdes de manière à permettre de mesurer les pressions seulement à partir de 15 atmosphères.

Pour déterminer la composition de l’hydrate carbonique, on introduit dans la partie supérieure du tube N une masse d’eau connue et très petite ; on remplit le tube d’acide carbonique, et on l’installe dans l’appareil. Le système étant refroidi à zéro, on comprime jusqu’à ce que le gaz arrive

dans le tube à une division S, où son volume V est tel que

le gaz pris sous ce volume à zéro exerce une pression d’environ 16 atmosphères : à l’aide du manomètre on détermine exactement cette pression P; puis, comprimant le gaz jusqu’à 50 atmosphères, on le détend de manière à convertir la masse d’eau en hydrate. Le gaz est alors réduit au même volume Y. L’examen de la nouvelle pression P permet de définir la quantité d’eau qui est entrée en combinaison. On a ainsi trouvé que, à la température de zéro e

132 E^•CYCL01>ÉDIE CHIMIQUE.

sous la pression d’environ 16 atmosphères, l’hydrate d’acide carbonique renferme un équivalent d’acide uni à huit équivalents d’eau.

Il existe entre les lois de solubilité et la formation des hydrates d’acide carbonique, des relations intéressantes : d’une part, évidemment l’eau ne peut se convertir en hydrate par compression que si elle a dissous une quantité de gaz correspondant à la formation de cet hydrate. Or, la composition de l’hydrate CO®+ 8HO, qui a été obtenu comme nous venons de le dire, correspond à la solubilité S =155. Le tableau reproduit plus haut (p. 130), d’après M. de Wroblewski, montre que cette solubilité ne sera pas obtenue par de hautes pressions, si l’on fait l’expérience à 0», En effet, au delà de 30 atmosphères, pression sous laquelle S est égale seulement à 33,7, l’acide carbonique se liquéfiera, et les deux liquides resteront superposés. Au contraire, on peut obtenir l’hydrate par la détente, ce qui revient à abaisser la température du gaz en contact avec l’eau probablement jusqu’au point où la solubilité correspond à la composition de l’hydrate. Ceci explique aussi la nécessité de n’employer qu’une masse d’eau très faible, répandue en couche très mince sur les parois du tube.

Si l’on examine les conditions dans lesquelles se formerait l’hydrate souvent cherché CO^HO, on voit que sa composition correspondrait à la solubilité S = 1236, ce qui rend peu probable la découverte de ce corps, puisque en admettant qu’on pût atteindre cette solubilité sous une pression suffisante, ce ne serait qu’à une température très basse et très inférieure à celle de la congélation de l’eau ellemême.

Propriétés de la solution aqueuse d'acide carbonique. — La solution aqueuse d’acide carbonique possède une saveur aigrelette agréable bien connue. Elle jouit de certaines propriétés dissolvantes spéciales. Ainsi le carbonate de chaux s’y dissout en notable proportion : on vérifie aisément ce fait en versant dans de l’eau de cbauxun peu d’eau de Seltz; il se forme un précipité de carbonate, qui disparaît par l’addition d’une plus forte dose de gaz carbonique.

La silice, le phosphate de chaux qui sont insolubles dans l’eau pure, se dissolvent dans l’eau chargée d’acide carbonique. Ces phénomènes ont sans doute leur importance dans la nutrition des végétaux. Le fer réduit par l’hydrogène est aussi dissous par l’eau chargé d’acide carbonique, de telle sorte que 10000 parties d’eau peuvent renfermer 9,1 p. de carbonate de fer (Hauer).

Par l’ébullition, la solution carbonique perd tout le gaz qu’elle renfei’me.

Absorption du gaz carbonique par les solutions salines. — L’absorption de l’acide carbonique par les solutions salines a été étudiée par Setschenoff {Bulletin de la Soc. chim., t. XXIV, p. 453). Les effets généraux sont tout différents selon qu’il s’agit d’une solution sans action chimique sur le gaz, ou d’une solution renfermant un sel capable d’entrer en combinaison avec lui, tel que le carbonate de soude. Dans le premier cas, le coefficient d’absorption diminue quand la concentration augmente. Dans le second cas, le résultat est naturellement inverse, l’absorption augmente avec la concentration, et la loi de Dalton ne se trouve plus vérifiée, l’absorption croissant plus lentement que la pression. Pour une solution de ce genre, la dissolution du gaz est le résultat de deux phénomènes, l’un dérivant

ACIDE CARBORIQDE.

d’une action chimique, l’autre de la dissolution simple conformément à la loi de Dalton.

D’après M. Fernet, l’absorption de l’acide carbonique par le phosphate de soude ne dépend pas de la pression : 1 équivalent du sel fixe 2 équivalents d’acide. A cette quantité s’ajoute celle qui se dissoudrait simplement dans l’eau que renferme la dissolution, le coefficient étant un peu plus faible qu’avec de l’eau ordinaire.

Ces observations sont en désaccord avec les résultats trouvés par M. L. Meyer et Heidenhain {Ann. der Chemie und Pharm. Suppl., II, p. 157), d’après lesquels, pour une température et une concentration données, la dose d’acide absorbée par un certain volume d’une solution de phosphate de soude est une fonction de la pression :

A = {K+aP)h.

(h est le volume de la solution, P la pression, A le coefficient d’absorption et K le volume d’acide carbonique rapporté à la pression normale). Les deux quantités A et K varient avec la température et la concentration. Si l’on opère avec des solutions contenant moins de 0,4 pour 100 de phosphate (POü,HO,2NaO 4- Aq), la quantité d’acide absorbée à la température ordinaire correspond à 2 équivalents de gaz pour 1 du sel ; lorsque la concentration augmente, ce coefficient s’accroît plus lentement que la concentration. Ainsi, tandis que avec une concentration de 0,4 pour 100, la quantité absorbée est suffisante pour transformer en bicarbonate la moitié de la soude du phosphate, pour des teneurs de 9 pour 100, à 12*’, et de 17 pour 100 à SS**, la proportion absorbée n’est plus que le tiers et le cinquième de celle qui correspondrait à la formation du bicarbonate.