MÉTHODE DE GAY-LDSSAC

En 1828, Gay-Lussac, conservant le principe de Descroizilles, apporta de nouveaux perfectionnements-dans les analyses alcalimétriques et les rendit à la fois faciles et axactes. Nous empruntons au travail de Gay-Lussac les détails suivants :

Au lieu de peser is"', 807 de potasse à essayer, on en pèse 48«%07, c’est-à-dire dix fois plus ; bn la dissout dans une quantité d’eau telle que la dissolution

occupe un demi-litre ou 500 centimètres cubes, et, au moyen d’une pipette de 50 centimètres cubes, on en prélève la dixième partie, qui contient par conséquent 4s'’,807 de la potasse à essayer, et on la porte dans le vase où la neutralisation doit être faite.

On peut donc faire dix analyses avec un seul échantillon ; au lieu d’employer pour la saturation de l’acide sulfurique concentré, on se sert d’acide étendu. L’acide dont Descroizilles a proposé le premier l’emploi, et qui a été conservé par Gay-Lussac, est préparé, comme nous venons de le voir, avec 5 grammes d’acide sulfurique monohydraté dissous dans une quantité d’eau telle, que le mélange occupe à la température de -l- lb degrés un volume de 50 centimètres cubes.

Pour prépai’er une certaine quantité de cet acide faible, qu’on appelle acide sulfurique normal, on dissout 100 grammes d’acide sulfurique monohydraté dans une quantité d’eau suffisante pour compléter le volume d’eau de 1 litre. Cette liqueur contient, comme on le voit, l’acide sulfurique et l’eau dans le même rapport que l’acide de Descroizilles. Le petit ballon de verre A contient 100 grammes d’acide sulfurique concentré, quand on le remplit jusqu’au trait B G ; il sert à préparer l’acide normal.

Pour apprécier le volume d’acide sulfurique nécessaire pour saturer la potasse, on introduit l’acide sulfurique normal dans une burette graduée qui porte le nom de burette alcalimétrigue.

Fig. 9. Fig. tO.

La burette alcalimétrique de Gay-Lussac est divisie en demi-centimètres cubes ; 100 divisions de cette burette contiennent donc une quantité d’acide normal qui correspond à 5 grammes d’acide sulfurique monohydraté. Il est donc évident qu’une potasse essayée sous le poids de 4s'',807, qui emploierait pour sa neutralisation les 100 divisions d’acide sulfurique normal contiendrait exactement 100 pour 100 de son poids de potasse réelle. Le nombre des divisions ou degrés de la burette alcalimétrique exprime donc le titre pondéral de 1 alcali soumis à l’expérience : 60 divisions de la burette indiquenfque la potasse

POTASSIUM

essayée contient, par quintal métrique, 600 kilogrammes de potasse pure et anhydre.

Il ne faut pas confondre le titre pondéral avec le degré alcalimétrique d’un alcali. Le degré alcalimétrique de Descroizilles n’a pas la même valeur que le degré centésimal ; dans le procédé de Descroizilles, au lieu d’opérer dans chaque essai sur 4^^807 de potasse, on opérait sur 5 grammes et le degré alcalimétrique était le nombre des divisions d’acide sulfurique normal qu’il fallait employer à leur neutralisation. Quand on dit qu’un alcali est à 60 degrés alcalimétriques, cela signifie que 100 kilogrammes de cet alcali contiennent en potasse une quantité pouvant saturer 60 kilogrammes d’acide sulfurique concentré.

Frésénius a légèrement modifié le procédé de Gay-Lussac. Il prépare de la façon suivante son acide normal, de manière que 50 centimètres cubes doivent saturer exactement 5 grammes de carbonate de soude pur anhydre :

On mélange 60 grammes (pesés approximativement) d’acide sulfurique concentré avec 500 centimètres cubes d’eau et laisse refroidir.

On pèse exactement 5 grammes de carbonate de soude pur anhydre, puis on les introduit dans un ballon contenant 200 centimètres cubes d’eau. On colore la dissolution en bleu avec un volume mesuré (1 à 2 centimètres cubes) de teinture violette de tournesol.

On remplit jusqu’au zéro une burette graduée de 50 centimètres cubes environ avec l’acide étendu froid qu’on fait couler goutte à goutte dans la solution de soude, jusqu’à ce qu’on ait atteint le point de saturation. ^

(Si l’on n’a pas opéré sur 5 grammes de carbonate de soude, on ramène les résultats trouvés à ce poids par un calcul simple.)

On étend ensuite l’acide préparé avec de l’eau, de façon que 50 centimètres cubes correspondent exactement à 5 grammes de carbonate de soude, puis on essaye de nouveau l’acide préparé dont on corrige une seconde fois le volume s’il est nécessaire.

L’acide ainsi préparé doit être conservé dans des flacons bien bouchés, que l’on doit agiter chaque fois avant d’en faire usage. Il peut servir pour les soudes, les potasses et les alcalis caustiques, et il donne immédiatement par le nombre des demi-centimètres cubes la quantité pour 100 d’alcali caustique ou carbonaté, si l’on prend un poids de l’essai équivalent à 5 grammes de carbonate de soude.

Ces quantités sont données par le tableau suivant :

50 centimètres cubes d’acide normal saturent :

59’',000 de carbonate de soude,

2,925 de soude,

6,519 de carbonate de potasse,

4,443 de potasse.

DÉTERMINATION DU TITRE PONDÉRAL d’UNE POTASSE.

Pour déterminer le titre pondéral d’une potasse, on prélève plusieurs échantillons de la potasse à essayer; ces échantillons sont mêlés ensemble, réduits en poudre, et l’on en pèse 48s'’,07. Cette quantité est introduite dans une éprouvette à pied I qui contient 1/2 litre jusqu’au trait JK ; on y verse 3 ou 4 décilitres d’eau, et l’on facilite la dissolution du sel en l’écrasant avec un agitateur en verre. Lorsque la dissolution est faite, l’agitateur est lavé avec soin et l’on complète le 1/2 litre en ajoutant de l’eau jusqu’à ce que la surface du liquide affleure le trait JK.

On prend la dixième partie de la dissolution précédente au moyen de la pipette M, qui contient 50 centimètres cubes jusqu’au trait NO. On vide la pipette dans le vase P que l’on place sur une feuille de papier blanc, afin d’apprécier facilement les changements de couleur que doit éprouver la teinture de tournesol qui a été ajoutée dans la dissolution alcaline, de manière à la teindre légèrement en bleu.

Fifl. 11. Fig. 12. Fig. 13.

Cette opération préliminaire étant terminée, on remplit la burette jusqu’à son zéro, avec de l’acide sulfurique normal, et l’on verse peu à peu cet acide dans le vase P, auquel on imprime un mouvement giratoire.

La teinture de tournesol ne change pas d’abord de couleur, et l’acide carbonique ne se dégage pas, parce que cet acide se porte sur le carbonate de potasse qui n’a pas encore été décomposé, et produit du bicarbonate de potasse. Mais, lorsque la moitié de la saturation est efl'ectuée, et qu’elle est arrivée aux 11/20 environ, l’acide carbonique commence à se dégager et la liqueur prend une teinte d’un rouge vineux due à l’acide carbonique. On continue alors à ajouter l’acide normal, sans cesser d’agiter la liqueur ; on essaye de temps en t emps sa réaction en y plongeant une baguette de verre et en faisant avec cette baguette un Irait sur un papier bleu de tournesol. Tant que la marque laissée sur le papier ne se colore pas en rouge d’une manière permanente, c’est que la réaction acide est due à l’acide carbonique, et qu’il reste encore du carbonate à

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décomposer ; mais, lorsque la liqueur prend la teinte pelure d’oignon, et que le trait rouge fait sur le papier devient persistant, l’opération peut être considérée comme terminée.

On peut opérer plus exactement et plus rapidement de la façon suivante :

Après avoir ajouté à la dissolution de potasse froide ou chauffée d’avance assez d’acide normal pour que la teinte soit d’un rouge vineux, on porte à l’ébullition en agitant fréquemment, ce qui chasse l’acide carbonique et ramène par suite au bleu la liqueur. Puis, dans le liquide presque bouillant on verse de l’acide goutte à goutte. On replace sur la lampe et l’on continue ainsi j usqu’à ce que l’on ait atteint le point exact de saturation, ce que l’on reconnaît facilement à la teinte rouge tirant sur le jaune que prend la liqueur.

On lit alors sur la burette le nombre de divisions employées pour obtenir la saturation : s’il a fallu, par exemple, 55 divisions, c’est que la potasse contient les 55 centièmes de son poids d’alcali réel.

Ordinairement on ne se contente pas d’un seul essai ; on en fait deux ou trois ; le premier sert à indiquer approximativement la limite de la saturation qu’on atteint avec plus d’exactitude en répétant l’expérience. Cette analyse ne demande que quelques minutes et donne, à 4 ou 5 millièmes près, le titre réel d’un alcali.

Si l’on veut rendre les analyses alcalimétriques très exactes, il est indispensable de faire éprouver au titre observé une légère correction.

Pour reconnaître le moment où le carbonate de potasse est complètement décomposé, on est obligé d’ajouter un léger excès d’acide sulfurique, afin de donner à la liqueur une teinte pelure d’oignon ; le titre obtenu est donc toujours trop fort ; pour le rendre exact, il faut déterminer la quantité d’acide sulfurique qui a été ajoutée en excès.

Supposons que la dissolution étant neutre, on ajoute deux gouttes d’acide sulfurique en excès, afin d’obtenir une liqueur qui produise sur le papier de tournesol des traits rouges persistants ; pour déterminer la valeur de ces deux gouttes, et les retrancher de l’indication donnée par la burette, on examine combien il faut de gouttes d’acide normal pour remplir une division de la burette, et l’on calcule la fraction de centimètre cube que représentent les deux gouttes d’acide employées pour rendre la teinte rouge persistante. Si, par exemple, chaque 1/2 centimètre cube ou chaque grande division de la burette correspond à 10 gouttes, dans l’exemple que nous avons choisi, il faudra retrancher 2 dixièmes de division pour obtenir le titre réel.

Le titre, au lieu d’être 55, sera 55 — 0,2 = 54,8. La potasse contiendra donc 54,8 pour 100 de son poids d’alcali réel ou 548 kilogrammes par tonne.

L’essai des soudes s’effectue comme celui des potasses; mais, au lieu de prendre 48g'',07 de matière, on n’en prend que31s'',85.

Quand on emploie l’acide normal de Frésénius, il faut prendre ôSsf,!!), de carbonate de potasse et 50 grammes de carbonate de soude.

Si les substances qu’on essaye sont pauvres en alcali, au lieu d’en prendre une pipette comme pour les essais ordinaires, on opère sur le contenu de deux ou trois à la fois, et l’on divise par 2 ou par 3 le résultat obtenu.

La soude, du commerce est quelquefois mélangée à des sulfures, des sulfites ou des hyposulfites, qui, se trouvant décomposés par l’acide sulfurique comme les carbonates, neutralisent une certaine quantité d’acide et rendent l’analyse inexacte. Dans l’essai d’une soude contenant des sulfures, il est indispensable de transformer ces composés en sulfates en calcinant la soude avec quelques centièmes de chlorate de potasse (Gay-Lussac et Welter).

La soude artificielle du commerce contient assez souvent de la soude caustique; on peut en apprécier la proportion d’une manière suffisamment exacte au moyen du procédé suivant :

On décompose la soude, que nous supposons plus ou moins caustique, par un excès de chlorure de baryum. Le carbonate alcalin produit du carbonate de baryte, tandis que la soude libre forme avec le chlorure de baryum une quantité de baryte libre qui est proportionnelle à son poids.

On jette laliqueur sur un filtre qui retient lecarbonate de baryte produit par le carbonate de soude. On lave le précipité et l’on fait passer dans les liqueurs réunies aux eaux de lavage, un courant d’acide carbonique. Le poids de carbonate de baryte obtenu en second lieu indique la proportion de soude libre renfermée dans le carbonate de soude essayé (Barreswil).

Au lieu de recourir aux pesées, on détermine souvent la quantité de baryte libre par un essai alcamétrique avec l’acide sulfurique normal (voy. plus loin p.l95).

Voici les titres alcalimétriques des diverses soudes du commerce, d’après Girardin :

Soude....

I d’Alicante.

de Carthagène.

de TénérilTe.

de Narbone ou Salicor.

d’Aigues-Morles.

de varech.s j '

( raffmee...

factice brute.

Sel de soude.

brut.

raffln

Cristaux de soude.

caustique.

non caustique...

Natron.

d’Égypte, .j de Barbarie.

ancien...

nouveau.

22° I gris cendré.

32 gris très foncé.

I gris cendré.

noirâtre.

poudre d’un blanc mat.

couleur violacée, blanc jaunâtre ou grisâtre, blanc mat.

blanc transparent, gris brun sale, blanc mat.

Voyez encore Carbonate de potasse, p. 163 et t. V, 1" et 2" fascicules.

On peut aussi déterminer approximativement la teneur en alcali d’une solution de potasse d’après sa densité (voy. les tableaux des pages 32 et 162).

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