S OGIER - ANALYSE

à huile ou à alcool. Grâce à cette disposition, on conserve les deux mains libres pour manier le tube que l’on veut fermer. Pour maintenir facilement avec les dents le chalumeau et sa lampe, il convient d’entourer l’embouchure avec un bouchon de liège percé.

Les gaz qui se dégagent des hauts fournaux, des cheminées d’usine, etc., peuvent être recueillis au moyen d’appareils aspirateurs mis en communication avec des tubes de platine ou de terre, dont l’extrémité plonge dans les flammes ou milieux à haute température que l’on se propose d’étudier. Si l’on recueille le gaz dans l’aspirateur même, et non dans des tubes placés sur le trajet du gaz, il est bon de recouvrir d’une légère couche d’huile l’eau de l’aspirateur de manière à protéger le gaz emmagasiné contre l’action dissolvante de l’eau.

Lorsqu’on se sert de cette disposition pour puiser des gaz dans une flamme, les phénomènes de recombinaison des produits dissociés empêchent d’obtenir des mélanges gazeux ayant exactement la composition de ceux qui existent réellement dans la flamme : il faut alors recourir à divers artifices permettant de de refroidir instantanément les produits gazeux aspirés, de manière à prévenir toute recombinaison ultérieure; citons par exemple l’appareil imaginé par H. Ste-Claire Deville pour étudier la flamme de l’oxyde de carbone : Le jet de gaz enflammé enveloppe un tube métallique parcouru par un courant d’eau froide; un petit orifice est ménagé dans ce tube, à la partie que vient effleurer la flamme : le courant d’eau détermine une aspiration, et le gaz entraîné, immédiatement refroidi, est recueilli dans une éprouvette sur une cuve à eau (voyez Oxyde de Carbone, p. 87).

3 . Rien n’est plus simple, en général, que de récolter les gaz qui se dégagent des sources minérales : La figure 14 représente une disposition pouvant servir à cet usage : un tube ou éprouvette, de 30 à 60 centimètres cubes, étiré près de l’ouverture, est fixé au col d’un entonnoir par le moyen d’un bouchon ou d’une bague en caoutchouc; si l’on veut avoir une plus grande quantité de gaz, on se sert d’un ballon à col étranglé. Il suffit de remplir tout le système avec l’eau même de la source, et de l’enfoncer verticalement ; le gaz s’amasse dans l’entonnoir et déplace l’eau du tube. Comme on peut craindre en opérant de cette manière que l’air enfermé d’abord dans l’appareil n’ait altéré la composition du gaz dissous dans l’eau, et que par suite cette eau dont le tube est rempli ne soit capable d’exercer sur le gaz à recueillir une action dissolvante particulière, on retourne l’appareil au milieu de l’eaü, de manière à évacuer le gaz déjà recueilli ; l’entonnoir et le tube se remplissent de nouveau, on les remet dans la position première, et on recueille Une nouvelle quantité de gaz, qui cette fois peut être Considérée Comme ayant exactement la composition du gaz dégagé par la source. Lorsque le remplissage est effectué, on soulève le'tube au-dessus du niveau du l'eau et on scelle à la lampe la partie étranglée.

La disposition de la figure 13 est employée pour puiser des gaz dans les pa ties

profondes et difficilement accessibles de certaines sources : elle peut aussi servir à la récolte des gaz dégagés par la vase des marais. C’est un entonnoir B entouré à sa base d’un anneau de plomb A servant de lest ; le col de cet entonnoir est relié ■ à un tuyau d’étain, d’une longueur suffisante, et terminé par un robinet. Après le

robinet viennent des tubes effilés, réunis entre eux par des tubes en caoutchouc. On enfonce l’entonnoir dans l’eau jusqu’à la profondeur nécessaire, et on remplit d’eau l’appareil, jusqu’au robinet, par aspiration : les gaz se rassemblent dans l’entonnoir et dans le tube. Lorsque tout est plein, on ouvre lentement le robinet : La pression extérieure de l’eau déplace le gaz et le force à traverser les tubes effilés; quand ceux-ci ont été suffisamment balayés par le courant de gaz, on les détache l’un après l’autre, et on les scelle au chalumeau avec les précautions ordinaires.

La figure 16 montre une autre disposition employée par Hoffman pour récolter

ni

des gaz à la surface de l’eau. A est un flotteur de bois dont la partie inférieure est concave : ce flotteur porte un tube étranglé B, soutenue par des tiges f, f, et fixé à l’ouverture centrale du flotteur par une bague en caoutchouc épais C ; ce

tube étant rempli d’eau, on redresse l’appareil et on le laisse flotter à la surface de l’eau : les gaz se rassemblent peu à peu dans la concavité et de là montent dans le tube B.

4. Pour extraire les gaz dissous dans les liquides, on a recours à l’ébullition ou à l’action du vide. La figure 17 représente l'appareil bien connu à l’aide

Fig. 17.

duquel on recueille par l’ébullition les gaz dissous dans l’eau. Cette manière d’opérer présente divers inconvénients ; comme le ballon est entièrement plein de liquide ainsi que le tube abducteur, l’ébullition se produit plus ou moins difficilement: une certaine quantité de liquide passe forcément dans l’éprouvette et redissout une partie des gaz qui s’y sont déjà rassemblés ; il est donc difficile de faire par ce procédé des mesures exactes.

On évite en grande partie le passage de l’eau dans l’éprouvette en opérant comme il suit (fig. 18). A est un ballon entièrement rempli de l’eau à examiner ; il est relié, par un caoutchouc épais B muni d’une pince P, à un long tube CEF qui porte un renflement en C ; ce renflement est en partie rempli d’eau que l’on fait bouillir (la pince P F ' s- 18 ‘

étant serrée). Lorsque tout l’air est chassé de la boule et du tube EK, on des-

serre la pince P, on fait bouillir pendant un temps suffisant le liquide du ballon A; le gaz qui se dégage est recueilli sur le mercure et analysé.

L’emploi du vide donne des résultats beaucoup plus précis; on se sert généra- ' lement, pour faire le vide, de la pompe à mercure d’Alvergniat. On ajuste à l’extrémité du tube de la pompe à mercure un robinet de verre à trois voies (%. 19) relié par un caoutchouc à vide avec un ballon B. La clef du robinet étant tournée comme l’indique la figure, on fait le vide complètement dans tout l’appareil ; puis on fait plonger la pointe C dans le liquide à étudier, et on tourne le robinet vers la gauche, de 90". Le liquide se précipite dans le vide du ballon; rétablissant alors le robinet dans sa première position, on fait de nouveau manœuvrer la pompe pour extraire les gaz et les recueillir dans une éprouvette sur la petite cuve qui surmonte la grosse boule servant de chambre barométrique. On s’arrête lorsque le liquide ne fournit plus de gaz et que le baromètre indique le vide complet, à la tension près des vapeurs émises par le liquide. En général on active le dégagement en soumettant le ballon B à une douce chaleur, 28 ou 30 degrés par exemple. Il est difficile d’empêcher un peu de liquide de distiller du ballon vers la pompe à mercure ; cependant on obvie presque entièrement à cet inconvénient en refroidissant le col du ballon, au moyen d’un manchon en caoutchouc mince, qu’on fixe au bas du col par une ligature, ‘et dans lequel on verse de l’eau froide.

Quelques difficultés se présentent lorsqu’il est nécessaire de maintenir à l’abri de l’air le liquide dont on veut extraire les gaz. Il faut alors prendre certaines précautions spéciales.

Divers artifices ont été proposés notamment pour l’extraction des gaz du sang : citons la disposition suivante décrite par M. A. Gautier. Le récipient (fig. 20) est un tube à deux robinets d’environ 100 cent, cubes. On fait le vide dans ce

tube, et on remplit d’une solution bouillie de sel marin à 20 0/0 le tube depuis E jusqu’à la clef du robinet. On plonge alors l’extrémité E dans la solution saline, et en ouvrant doucement le robinet B, on laisse pénétrer 10 ou 18 centimètres cubes de cette solution : la mesure de ce volume se fait aisément, si la solution a été placée dans un tube gradué. Ajustant alors, par une canule pleine d’eau,

Fig. il.

l’extrémité E avec la veine de 1 animal, on ouvre avec précaution le robinet B de manière à faire entrer le sang ; on s’arrête quand la mousse qui se produit atteint le niveau X. Le sommet A du tube est alors relié avec la pompe à mercure, par l’intermédiaire d’un long tube GD (fig. 21) qu’on a préalablement rempli de mercure, en relevant la boule N de la pompe et en ouvrant les robinets de celle*

ci ; quand la jointure est faite, on incline le vase CB et le tube CD, la boule N étant en bas, de manière à faire repasser dans la pompe le mercure du tube CD; il ne reste plus alors qu’à ouvrir le robinet supérieur et à procéder à l’extraction du gaz par des manœuvres successives du réservoir N. On active le dégagement en chauffant le tube AB à 3S° ou 40°. Un chiffon imbibé d’éther maintient le tube CD à basse température et empêche la distillation de la vapeur d’eau vers la pompe. Il se forme souvent dans ces expériences une mousse fort gênante; on l’empêche de se produire au moyen d’une goutte d’huile introduite à l’avance dans la boule C du récipient. La mesure du liquide employé se fait après l’extraction : on défalque du volume contenu dans le tube AB le volume de solution ’ saline introduite pour empêcher la coagulation.

La figure 22 représente un appareil du même genre employé au Laboratoire municipal, pour l’extraction des gaz contenus dans desboues. Agauche est représenté le tube récipient dans lequel on introduit la matière, après avoir fait le vide dans tout le système. Ce tube est refroidi ; il communique avec un autre récipient où se condense la vapeur d’eau entraînée ; enfin, avant d’arriver à la pompe à mercure, les gaz traversent un tube en U à acide sulfurique, qui ,achève de les dessécher.

5. On a souvent à recueillir les gaz contenus dans des tubes scellés, où l’on a produit diverses réactions. Si l’on suppose que la pression doit être considérable (le cas se présent fréquemment, par exemple lors de l'hydrogénation des matières organiques par l’acide iodhydri que), on asoin, en fermant le tube scellé, de l’étirer en pointe très fine ; pour ouvrir ensuite de pareils tubes, on chauffe avec précaution la pointe, de manière à. déterminer une soufflure très-fine ; immédiatement, on transporte le tube sous le mercure de la cuve, et on en place la pointe sous l’ouverture d’une éprouvette remplie de mercure où le gaz se rassemble peu à peu. On peut aussi coiffer la pointe du tube avec un caoutchouc étroit et amener ainsi plus commodément le gaz jusqu’à la cuve. Par ce procédé, on perd une certaine quantité du gaz; cette quantité peut être fort petite si la pointe a été bien faite (1) ; cependant, si l’on veut recueillir la totalité du gaz contenu dans un pareil tube, on l’introduit sous le mercure, et on en casse la pointe en l’appuyant contre la paroi interne d’une éprouvette : si cette manœuvre est faite trop brusquement, et si l’ouverture est trop grande, il est à craindre que le tube entier ne vole en éclat ; le danger de blessures graves pour l’opérateur n’est en général pas très grand, grâce au mercure qui amortit le choc ; ce mercure est souvent en partie projeté au dehors. Il est toujours prudent d’entourer les tubes d’un linge serré, qui empêche les projections d’éclats de verre.

On peut encore coiffer la pointe effilée des tubes scellés avec un bout de tube de caoutchouc, adapté à un tube de dégagement court et étroit ; après avoir pris les précautions ordinaires, et entouré le tube d’un linge pour éviter les projections du verre en cas d’accident, on casse la pointe effilée à l’intérieur du tube en caoutchouc ; le gaz se dégage et se rassemble dans une éprouvette sur la cuve.

(1) On arrive, avec un peu d’habitude, à produire des soufflures tellement fines à la pointe du, tube, que le gaz, malgré sa grande pression, met un temps considérable b se dégager. La perte est . alors minime.

Quand l’expansion du gaz est trop grande, il arrive que le caoutchouc et le tube sont projetés en avant; ces petits accidents sont faciles à prévoir et à empêcher, Lorsqu’on présume que l’analyse des gaz recueillis pourra être entravée par la présence de l’air contenu dans les tubes scellés, on remplit ceux-ci, avant de les fermer, avec un gaz inerte facilement absorbable, généralement l’acide carbonique ; on peut aussi faire le vide dans les tubes avant la fermeture, ce qui a 'avantage de diminuer la pression ultérieure,

§ III. — De la cuve à mercure.

1. La cuve à mercure est l’instrument essentiel de toutes les manipulations relatives aux gaz ; nous dirons donc quelques mots sur les dimensions et la forme qu’on peut lui donner.

Fig. 25.

Une cuve à mercure est d’autant plus commode qu’elle est plus grande; ses dimensions seront suffisantes lorsqu’on pourra y remplir et y manier aisément des flacons d’un litre, et y immerger verticalement des éprouvettes de 25 centimètres de longueur. Une telle cuve, ayant la forme décrite ci-dessous, renferme de 16 à 20 litres de mercure ; il est donc utile d’avoir à sa disposition environ 25 litres de mercure, de manière à pouvoir en réserver toujours une certaine quantité pour le fonctionnement des divers appareils, tels que pipettes, eudiomètres, pompes à mercure, etc.

La cuve est généralement taillée dans un gros bloc de pierre : voici les dimensions d’une cuve dont l’usage nous paraît commode (fig. 23 et fig. 24, plan):

La forme est celle d’un prisme droit à base rectangulaire : la base a 0 m ,34 de long sur 0",44 de large ; la hauteur est de O”,38, l’épaisseur des parois de 0 m ,045.

La partie profonde BB est placée au milieu (fig. 24) entre deux parties pleines, servant de banquettes. Les bords extérieurs dépassent de 4 à 3 centimètres le niveau du métal. Il est avantageux que ces bords soient plats, et non arrondis, comme on les fait souvent, afin que l’opérateur puisse y poser, à sa portée, des verres et autfes menus objets. La partie creuse BB est profonde de 0",24 environ, et longue de 0 m ,41 ; la profondeur doit être partout égale ; souvent le fond de la cuve est relevé sur un des côtés : c’est une mauvaise disposition, qui n’a pour but que d’économiser un peu de mercure, et qui peut occasionner divers accidents, lorsqu’on veut retourner sous le mercure de grands flacons ou des éprouvettes un peu longues.

Les parties pleines ou banquettes, longues de 0“,43 et larges de 0“,10 sont creusées de rainures dd d d , profondes et larges d’un centimètre, dans lesquelles se logent les extrémités des tubes de verre amenant les gaz que l’on veut recueillir sur la cuve.

Dans la paroi verticale des banquettes, à un ou deux centimètres du bord, on pratique quelquefois des rainures permettant de fixer entre les deux parties pleines une planchette avec trous formant entonnoirs (comme on le fait généralement dans les cuves à eau) ; celte disposition n’est que rarement utilisée.

La quantité de mercure contenue dans une cuve ayant les dimensions que nous venons d’indiquer est suffisante pour que, les banquettes étant recouvertes normalement par une couche de 2 à 3 centimètres de mercure, elles restent encore immergées lorsqu’on enlève un litre, ou plus, de liquide : ce point est important; il faut en effet que l’on puisse conserver sur [la cuve un certain nombre d’éprouvettes ou de flacons renversés et pleins de mercure, sans que la soustraction de ce métal fasse notablement baisser le niveau. Trop de mercure est aussi un inconvénient; car alors, les éprouvettes, si elles sont un peu trop remplies de gaz, perdent leur stabilité et se renversent facilement.

Al’extrémité du bloc sont creusés cinq trous, de 0”,032 de diamètre et de 0",23 de profondeur : même si la partie creuse BB n’avait pas la grande profondeur que nous avons indiquée plus haut, il serait très utile de conserver au bloc de pierre une hauteur suffisante pour donner à ces trous une profondeur d’au moins 0",23 : il importe en effet qu’on puisse y enfoncer verticalement, et y immerger complètement des tubes gradués de 30 centimètres cubes, ayant une longueur de 0“,20 à 0“,25.

L’un de ces trous est placé juste en regard de la plaque de verre cc; c’est là que se font les lectures sur les tubes gradués : les autres trous servent à déposer provisoirement d’autres tubes que l’on veut conserver pendant le cours des opérations.

La plaque de verre cc à travers laquelle se font les lectures est longue de 0",io, et épaisse de 0",005 : elle doit être scellée dans l’échancrure de la pierre, de manière que sa surface intérieure soit exactement dans le même plan que la surface intérieure de la cuve. Lorsqu’elle est placée dans l’épaisseur même de l’échancrure (et c’est ce que les constructeurs font généralement), le nettoyage du mercure est rendu beaucoup plus difficile, car la baguette de verre avec laquelle on effleure la surface du métal pour le nettoyer, ne peut pénétrer dans le petit renfoncement derrière lequel se trouve la plaque; les impuretés s’y accumulent et ne peuvent être enlevées facilement.

La cuve à mercure est posée sur un bâti de bois assez solide pour supporter 350 à 400 kilogrammes (fig. 23). Le plateau sur lequel repose la pierre, déborde autour d’elle de façon à former une sorte de gouttière, peu profonde et large de 0",15; dans cette gouttière s’accumulent le mercure projeté au dehors delà cuve, et les résidus provenant du raclage de la surface métallique. Cette gouttière qui doit être imperméable au mercure, est taillée dans un bois bien sec, et les morceaux sont assemblés avec soin; au besoin, on bouche avec du mastic les fissures qui s’y produisent par suite du retrait presque inévitable du bois. Quelquefois, le sommet de la cuve est entouré par une tablette de bois légèrement creuse, qui sert à la fois de gouttière pour recueillir les projections de mercure, et de table pour déposer les divers instruments qu’on doit avoir à portée de la main. Cette disposition est assez commode, à la condition que sur le côté où se tient l’opérateur, la tablette soit assez étroite pour qu’on puisse plonger facilement les bras au milieu de la cuve.

La hauteur des pieds du support doit être telle que l’on puisse travailler debout; c’est-à-dire que la surface du mercure doit être à une hauteur d’environ 4“ oui",10.

S’il est possible, on placera la cuve au milieu de la pièce de manière qu’on puisse l’aborder de tous les côtés; on laissera tout au moins trois de ses côtés accessibles, et l’on évitera cette disposition des plus incommodes, qu’on rencontre encore dans beaucoup de nos amphithéâtres, et qui consiste à placer la cuve au milieu même de la table d’expériences.

2. Différentes autres formes de cuves à mercure sont encore usitées dans certains cas : on emploie par exemple de petites cuves en porcelaine, en bois ou en fonte, qui sont facilement transportables et qui permettent de recueillir à l’extrémité d’un appareil de petites quantités de gaz ; un grand nombre d’instruments spéciaux ont des cuves à mercure de formes particulières, comme celles des appareils de Régnault, de Bunsen, de Doyère, de la trompe de Sprengel, etc. Nous les décrirons en temps et lieu. Une éprouvette à pied, dont la partie supérieure est élargie, peut aussi dans quelques cas servir de cuve à mercure. Une cuve profonde, formée d’un tube de fonte étroit, d’un mètre de long, terminé au sommet par une partie plus évasée, rend des services, dans certaines expériences où l’on veut opérer sous pression réduite ou dans le vide barométrique; une telle cuve sert par exemple à la mesure des tensions de vapeurs, à l’examen spectroscopique de l’étincelle au sein des gaz raréfiés, etc. On peut employer pour ces usages la cuve profonde qui sert dans les cabinets

de physique pour démontrer la loi de Mariotte sous les pressions inférieures à la pression atmosphérique.

Le petit appareil suivant permet de recueillir des échantillons de gaz sur le mercure, sans employer aucune espèce de cuve (fig. 25); c’est un tube, fermé au sommet, courbé à sa base. On le remplit entièrement de mercure; après l’avoir renversé, on introduit par l’extrémité ouverte, le tube à dégagement amenant le gaz; le mercure déplacé est recueilli dans une cuvette, et le gaz qui remplit le tube-éprouvette est protégé contre le contact de l’air par le mercure qui reste dans la partie courbe. Cet appareil peut rendre service dans le cas où l’on ne dispose que d’une faible quantité de mercure.