RECHERCHE ET DOSAGE DE L’ACIDE CARBONIQUE

Analyse qualitative. — On peut aisément reconnaître l’acide carbonique libre à l’aide des caractères suivants :

Ce gaz est incombustible, et éteint les corps en combustion. Il est rapidement absorbé par les solutions alcalines, potasse, soude, chaux, baryte. Les réactifs généralement employés sont l’eau de chaux ou l’eau de baryte, qui donnent naissance à des carbonates presque insolubles (solubilité du carbonate de chaux, dans 100 p. d’eau, 0,018; du carbonate de baryte, 0,007). Le précipité disparaît quand on ajoute un peu d’acide acétique. Il convient de se rappeler que la présence d’un excès d’acide carbonique peut empêcher la précipitation ; en effet, une solution saturée de gaz carbonique peut dissoudre vers 10", environ 08’’,88 de carbonate de chaux par litre.

La solubilité restreinte de l’acide carbonique dans l’eau pei’met de le distinguer aisément de quelques autres gaz absorbables par les alcalis tels que les hydracides, l’acide sulfureux, sulfhydi’ique, etc.

S’il s’agit de reconnaître l’acide carbonique combiné, on utilisera les mêmes réactions en mettant le gaz en liberté par l’action d’un acide.

Analyse quantitative. — Le dosage de l’acide carbonique dans un mélange gazeux s’effectue généralement au moyen de l’action des alcalis (fragments de potasse solide humectés d’eau, ou solution concentrée de potasse), après que les autres gaz absorbables ont été séparés par des réactifs convenables : s’il s’agit par exemple d’un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide carbonique, on introduira dans le tube gradué une trace d’eau qui suffit pour absorber le gaz chlorhydrique, puis un fragment de potasse humide pour doser l’acide carbonique. Le même procédé s’applique aux mélanges d’acide carbonique avec l’acide iodhydrique, bromhydrique, les fluorures de bore et de silicium. En présence de l’acide sulfureux, on séparera

d’abord celui au moyen du bioxyde de plomb. Certains autres mélanges présentent d’ailleurs des difficultés spéciales (voir Analyse des gaz).

Dosage de l'acide carbonique dans l’air. — Pour ce qui concerne cette importante question, nous renvoyons le lecteur à l’article Air (t. Il, 1='' fascicule).

Dosage de l'acide carbonique dans Veau. — L’acide carbonique dissous dans l’eau pure peut en être extrait par l’ébullition, ou par le vide, et dosé selon les méthodes habituelles.

La méthode de Pettenkofer (voir t. II, 1" fascicule, p. 256) est souvent employée pour titrer l’acide carbonique dans une eau ordinaire (voir aussi, même article, le dosage de l’acide carbonique dans les eaux minérales).

M. Houzeau, pour doser l’acide carbonique libre et combiné dans l’eau, conseille le procédé suivant ; On dégage successivement l’acide libre par une ébullition prolongée, l’acide combiné par ébullition en présence de l’acide sulfurique. On recueille le gaz dans un ballon et dans un tube de Will contenant de la soude titrée additionnée de 1 millième d’oxyde de zinc. Si l’on emploie un demi-litre d’eau, ou poussera l’ébullition jusqu’à ce que 170" environ aient distillé. On recueille alors la soude, on y ajoute du chlorure de baryum, et on complète un volume déterminé. Le carbonate de baryte se dépose rapidement ; on peut alors prélever un volume connu du liquide alcalin clair, et y doser alcalimétriquement la soude restante, ce qui fait connaître le poids de l’acide carbonique.

M. Kupferschlœger dose l’acide cai-bonique dans l’eau en précipitant par une solution d’eau de baryte ammoniacale : après avoir laissé déposer quelques jours, on lave avec de l’eau bouillie le précipité recueilli sur un filtre, puis on introduit le filtre et son précipité dans un ballon muni d’une boule à robinet permettant de faire couler de l’acide chlorhydrique, et de tubes à absorption, les uns recueillant l’eau, les autres l’acide carbonique. Lorsque le gaz s’est dégagé par l’action de l’acide, on introduit de l’eau qu’on fait bouillir, pour chasser le reste du gaz. On recueille enfin les dernières parties par aspiration. La solution ammoniacale de baryte s’obtient en dissolvant dans un litre d’eau bouillie 55 grammes de chlorure de baryum, et en additionnant cette dissolution de 66" d’ammoniaque liquide : on filtre au moment de l’expérience. (Mémoires de la Société royale des sciences de Liège (2), t. V.)

Dosage de Vacide carbonique dans Veau de mer. — Le dosage de l’acide carbonique dans l’eau de mer ne peut se faire correctement par les méthodes ordinaires, le gaz n’étant pas complètement chassé par l’ébullition ou par le vide (Jacobsen), même lorsque l’on fait passer simultanément un courant d’air dans le liquide : il est probable que la présence du chlorure de magnésium est la cause de ces irrégularités. Voici comment on peut procéder pour déterminer la quantité totale d’acide carbonique. (Himly, Chem. Soc. J. (2), t. X, p. 445.)

On précipite à la fois l’acide sulfurique et l’acide carbonique par la baryte, en présence d’un sel ammoniacal et en employant un léger excès de réactif, sans qu’il y ait lieu d’ailleurs d’en connaître exactement la dose employée. On laisse déposer, à l’abri de l’air, et on décante une portion du liquide clair, les 9 dixièmes par exemple, l’opération ayant été faite dans un vase gradué d’un litre : dans la partie

décantée on dose la baryte restante, à l’état de sulfate, ce qui permet de connaître la baryte lestant dans le dernier dixième du liquide. On traite ensuite le précipité par un acide étendu de manière à dissoudre le carbonate, et on dose la baryte totale dans le liquide filtré. Par différence on trouve la proportion de baryte qui se trouvait contenue à l’état de carbonate, et par suite la quantité d’acide carbonique.

Un appareil complexe, que nous ne décrirons pas ici, permet d’effectuer la précipitation dans des conditions telles qu’aucune dose de gaz ne puisse être perdue après la prise d’échantillon.

Dosage de Vacide carbonique combiné. — L’acide carbonique combiné se dose généralement par différence : c’est-à-dire qu’on détermine la perte de poids qu’éprouve la combinaison carbonatée lorsqu’on la met en présence d’un acide : beaucoup d’appareils ont été imaginés pour réaliser cette opération; on trouvera divers modèles d’instruments de ce genre représentés dans le tome 1“ de cet ouvrage, S™® fascicule, atlas, planche XII, fig. 6 (appareil de Berzélius et Rose), fig. 7 (Moride et Bobierre), fig. 8 (Mohr), fig. 9 et 10 (Gessler), fig. 11 (Rose),, fig. 12 (Kipp),fig.l3 (Schroetter),fig. 14 (Gessler et Hermann). En somme, cette manipulation n’exige aucun appareil spécial; on peut procéder, par exemple, comme il suit : dans un petit ballon mince, à fond plat, on introduit le sel pesé, on munit le ballon d’un bouchon portant un entonnoir à robinet et un tube à dégagement auquel s’adapte un tube plus large qui renferme, d’abord un tampon de coton, puis du borax desséché, puis du chlorure de calcium; l’entonnoir à robinet contient de l’acide chlorhydrique étendu de son volume d’eau ; le système ayant été taré sur une balance de précision, on laisse tomber l’acide chlorhydrique dans l’intérieur du ballon; le gaz carbonique se dégage et l’humidité entraînée est retenue par le chlorure de calcium, tandis que le borax absorbe les quelques traces d’acide chlorhydrique qui pourraient échapper; lorsque le dégagement est terminé, on pèse de nouveau et la perte de poids indique la proportion d’acide carbonique dégagé.

Un autre procédé consiste à peser directement l’acide carbonique en le recueillant dans une solution alcaline ; on emploiera à cet objet des tubes à boules de Liebig ou tout autre instrument du même genre, en ayant soin de balayer à l’aide d’un gaz inerte le gaz carbonique restant dans l’appareil à la fin de l’opération.

MM. Pruen et Jones {Chemical News,XlXS, p. 81 ; Bull, de la Soc. chim., XXIX. p. 182) se servent d’un appareil qu’ils désignent sous le nom de Carbomètre, et qui se compose de deux tubes gradués verticaux reliés en bas par un caoutchouc ; l’un de ces tubes peut être soulevé ou abaissé; ils contiennent de l’eau recouverte d’une couche d’huile, on joint l’extrémité supérieure du tube fixe à l’appareil d’où se dégage l’acide carbonique. L’eau contenue dans le tube subit une certaine dépression; on ramène alors le niveau à sa position primitive et l'on peut, en notant la température et la pression, déterminer le volume de l’acide carbonique dégagé.

En chauffant un carbonate avec du bichromate de potasse dans un tube de verre dur muni d’un appareil à boules de Liebig, on peut doser l’acide carbonique d’une façon très précise. 11 convient d’absorber la petite quantité d’eau qui pourrait se dégager, au moyen d’un tube desséchant placé avant le tube à potasse. (Persoz, Comptes rendus, t. LUI, p. 259.)

M. Barthélemy emploie, pour le dosage de l’acide carbonique des bicarbonates dans les eaux naturelles, une solution titrée d’azotate mercureux contenant un excès d’acide azotique. {Ann. de chim. et de phys., 1808.)

L’usage de ce réactif a quelques inconvénients lorsque l’eau renferme des doses notables de chlorures, à cause du l’insolubilité de protochlorure de mercure. M. Lory (Comptes rendus, t. LXVIl, p. 237), conservant le principe de cette méthode, prend pour réactif une solution de phosphate de cuivre dans un léger excès d’acide chlorhydrique : on prépare cette solution en précipitant le bichlorure de cuivre par le phosphate de soude: on lave le précipité, on le met en suspension dansl’eau, eton le dissout dans l'acide chlorhydrique ajouté goutte à goutte. Quand on verse une pareille solution dans une eau contenant des alcalis carbonatés, les bases saturent l’acide chlorhydrique, il se forme un nuage bleuâtre de phosphate de cuivre : en continuant à verser le réactif le trouble finit par disparaître dans l’excès d’acide : c’est le terme de la réaction ; la dose de réactif employée est évidemment proportionnelle à l’équivalent total des bases, par suite à l’acide carbonique qui leur est combiné à l’état de bicarbonate. Le litre du réactif est facile à établir à l’aide d’une dissolution dans l’eau d’un poids connu de carbonate de soude pur, qu’on transforme en bicarbonate par un courant d’acide carbonique.

APPLICATIONS

Dans les laboratoires, l’acide carbonique est d’un usage constant; il sert soit à déterminer des précipitations, soit à isoler du contact de l’air des corps altérables, etc.

On a proposé l’emploi de l’acide carbonique pour éteindre les incendies.

On a tenté quelques applications médicales de l’acide carbonique ; d’après MM. Demarquay et Leconte, la guérison des plaies pourrait être singulièrement, hâtée par le contact de ce gaz, et l’on pourrait expliquer ainsi l’action de certaines eaux minérales (Saint-Nectaire par exemple) employées à cet effet. (Rép. de chimie appliquée, 1 . 1", p. 499.)

M. G. Ozanam a proposé l’emploi de l’acide carbonique comme anesthésique; il a obtenu de bons résultats en se servant d’un mélange de trois volumes d’acide carbonique et d’un volume d’air, et en laissant respirer en même temps au malade une certaine quantité d’air extérieur; l’insensibilité était obtenue au bout de deux minutes et accompagnée d’une accélération des mouvements respiratoires. Ce procédé d’anesthésie ne paraît pas d’ailleurs s’être généralisé. (Rép. de chimie appliquée, t. IV, p. 289.)

Dans l’industrie, les applications de l’acide carbonique sont nombreuses. Citons parmi les plus importantes : la fabrication des eaux gazeuses, celle des bicarbonates alcalins, delà céruse (procédé de Clichy), la précipitation de la chaux dans l’industrie du sucre, etc. ; nous avons indiqué plus haut quelques applications ré‘ centes de l’acide carbonique liquide.