RECHERCHE DES MATIÈRES COMMUNES

On met dans un grand ballon 10 litres environ de l’eau à analyser, et on la fait bouillir pendant 1 heure ou 1 heure et demie; on retire alors le ballon du feu, on l’incline légèrement et on laisse reposer pendant un jour ou deux. On décante le liquide clair dans une capsule pesée à l’avance et que l’on remplit à mesure que l’évaporation s’effectue.

La matière demeurée dans le ballon constitue un premier dépôt qu’on recueille, qu’on dessèche à 200 ou 300 degrés et que l’on pèse.

• Quand toute la liqueur est évaporée dans la capsule, résultat qui doit être obtenu aussi rapidement que possible, sans aller toutefois à l’ébullition, on dessèche le résidu à moins de 100 degrés, à cause du chlorure de magnésium,

(1) Leçons inédites de H. Sainte-Claire Deville à l’École normale supérieure.

et on le reprend par de l’eau contenant 80 à 60 p. tOO d'alcool anhydre. On sèche la capsule à 100 degrés et on pèse avec le deuxième dépôt qu’elle contient.

Enfin la liqueur alcoolique est évaporée avec soin et laisse un troisième dépôt.

PflEBIEB DÉPÔT. — Le premier dépôt contient ;

Silice. Carbonate de chaux.

Alumine. Carbonate de magnésie.

Sesquioxyde de fer. Phosphates.

On le calcine au rouge vif jusqu’à ce que son poids demeure constant; la perte de poids donne l’acide carbonique. On reprend la matière par l’eau et l’acide azotique, on évapore les nitrates dans une petite capsule de platine et on continue l’analyse de la manière ordinaire.

DEUXIÈME DÉPÔT. — Le deuxième dépôt contient :

Silice. Sulfate de chaux.

Alumine. Oxyde de fer.

Carbonate de chaux. Phosphate de chaux.

Carbonate de magnésie.

11 se trouve dans la capsule qui a servi à l’évaporation et renferme comme matières volatiles de l’eau et de l’acide carbonique. L’eau, qui est unie au sulfate de chaux, s’en va facilement à 200 ou 300 degrés ; on pèse donc la capsule après l’avoir portée à cette température; comme la matière est très adhérente, on la détache avec un pinceau le plus complètement qu’il est possible, et en pesant après cette opération on connaît la quantité restée fixée à la paroi, ce qui permet de corriger le poids d’acide carbonique trouvé en chauffant au rouge la matière détachée.

On reprend par l’acide azotique, on évapore à sec et on traite ensuite par le nitrate d’ammoniaque et l’eau ; on dissout ainsi toute la chaux et la magnésie, tandis que l’alumine, l’oxyde fer et la silice demeurent inatlaqués. La liqueur contient alors la chaux, la magnésie et l’acide sulfurique; s’il y avait beaucoup de sulfate de chaux, il faudrait laver longtemps afin de le dissoudre entièrement, et s’assurer que ce résultat est bien obtenu, avant de précipiter la chaux à l’état d’oxalate.

On évapore la liqueur privée de chaux avec un excès d’acide azotique, et quand il n’y en a plus que 2 ou 3 centimètres cubes, on y verse avec précaution du nitrate de baryte en très léger excès afin de précipiter l’acide sulfurique. La dissolution doit en outre être très acide pour que de l’oxalate de baryte ne se précipite pas. On sépare le sulfate de baryte par décantation à 50 ou 60 degrés, on le lave, on le calcine et on le pèse ; comme il pourrait avoir retenu un peu de nitrate de baryte, on a soin de le reprendre par l’eau et de le calciner de nouveau après ce lavage. On tient compte de la perte de poids, s’il y a lieu.

La liqueur décantée contient encore de l’acide azotique, de l’acide oxalique,

ANALYSE MINÉRALE — EAUX

de l’ammoniaque, de la baryte et de la magnésie. On l’évapore à sec et on calcine avec un cristal d’acide tartrique; il ne reste plus alors que des carbonates de baryte et de magnésie. En reprenant par l’acide sulfurique étendu, il se forme des sulfates de baryte et de magnésie que l’on pèse, puis on enlève ce dernier en le dissolvant dans l’eau, afin de peser séparément le sulfate de baryte.

Le mélange d’alumine, d’oxyde de fer et de silice est desséché et pesé, puis traité au rouge, dans un tube de porcelaine, successivement par l’hydrogène et par l’acide chlorhydrique qui enlèvent le fer, en sorte qu’en pesant de nouveau la nacelle refroidie, on déduit le poids de ce métal. Le mélange est ensuite traité par l’acide fluorhydrique qui élimine la silice, le résidu évaporé à sec est repris par une goutte d’acide sulfurique, enfin le sulfate d’alumine calciné est redissous et dans la liqueur on précipite l’alumine par le sulfhydrate d’ammoniaque.

Quant à l’acide phosphorique, il est demeuré sous la forme de phosphate d’alumine, et on pourrait s’apercevoir de sa présence par la difficulté que présenterait la séparation de l’alumine. Pour le constater sûrement, on chauffe cette alumine avec un morceau de sodium dans un tube de verre bien sec, et quand le métal est fondu, on souffle sur le résidu ; s’il y a du phosphore, on sent l’odeur de l’hydrogène phosphoré, et si cette odeur est forte, on pourra obtenir des fumées blanches en jetant la matière dans l’eau. Mais si la matière ne contenait que du phosphate de chaux sans alumine, il faudrait faire une détermination spéciale pour l’acide phosphorique, comme nous le verrons plus loin.

TROISIÈME DÉPÔT. — On y peut rencontrer les matières suivantes :

Chaux.

Magnésie.

Soude.

Potasse.

Lithine.

Acide sulfurique.

Chlore.

Acide azotique.

Silice.

Acide phosphorique.

Supposons d’abord qu’il n’y ait pas d’acide phosphorique; on dose l’acide azotique par un des procédés que nous avons indiqués. Le dépôt est ensuite dissous dans l’acide azotique, et l’on ajoute goutte à goutte de l’azotate d’argent jusqu’à ce qu’il ne se forme plus de précipité; on sépare le chlorure d’argent par décantation, on le dessèche et on le pèse, en lui ajoutant les cendres du filtre brûlé à part sur un couvercle de porcelaine. Une goutte d’acide chlorhydrique ajoutée à la liqueur précipite l’excès d’argent employé.

La liqueur filtrée est alors neutralisée par l’ammoniaque, et on précipite la chaux avec la quantité d’oxalate d’ammoniaque juste nécessaire, puis on sépare l’oxalate de chaux. On ajoute ensuite de l’acide azotique, on évapore un peu la liqueur, puis on précipite l’acide sulfurique par le plus faible excès possible d’azotate de baryte, et l’on pèse le sulfate de baryte avec les précautions ordinaires; enfin on évapore à sec dans un vase de porcelaine afin que l’acide nitrique chasse entièrement l’acide chlorhydrique à l’état de vapeurs d’eau régale; cela fait, on transporte le résidu dans un vase de platine, on chasse les sels ammoniacaux

par la chaleur, et en ajoutant de l’acide oxalique on transforme les matières fixes en carbonates de baryte, de magnésie, de chaux, de potasse, et argent métallique s’il en est resté quelques traces dans la liqueur.

Les carbonates solubles sont séparés par l’eau ; quant au mélange d’argent, de baryte et de magnésie, on le dissout dans de l’acide nitrique, et la dissolution effectuée, on y ajoute de l’acide sulfurique, qui précipite la baryte; on sépare le sulfate de baryte, puis on ajoute une goutte d’acide chlorhydrique qui précipite l’argent. La liqueur filtrée ne contient plus alors que la magnésie, on l’évapore à sec et enfin le sulfate de magnésie est desséché, calciné et pesé.

ESSAIS PROPRES A RECONNAITRE SI UNE EAU EST POTARLE- — Nous exposerons à propos de l’analyse volumétrique le procédé par lequel MM. Boutron et Boudet ont résolu la question; mais nous indiquerons ici quelques réactions qui conduisent au même résultat et qui, sans avoir recours à une analyse complète, toujours assez longue, suffisent pour reconnaître si une eau peut servir à l’alimentation et aux usages domestiques.

Une eau potable doit être limpide, sans odeur et sans saveur, ne pas se troubler par l’ébullition ou ne se troubler que faiblement, enfin être imputrescible. Elle doit contenir environ 150 milligrammes de chaux par litre, et pas plus de 250 : car déjà, avec cette quantité, elle est incrustante. Si on la destine aux usages de l’agriculture, elle doit contenir une certaine quantité de silice ; enfin elle doit être à peu près dépourvue de sulfate de chaux.

Les matières a rechercher sont donc le carbonate de chaux, qui peut être dissous à la faveur de l’acide carbonique, le sulfate de chaux, les chlorures et les matières organiques. Comme les réactions que nous allons indiquer ne comportent pas de pesées, on doit toujours procéder par comparaison en faisant simultanémen t les essais sur l’eau à examiner et sur une eau type reconnue bonne pour l’alimentation ou les usages auxquels on la destine, en s’efforçant de rendre aussi identiques que possible les moindres détails eux-mêmes, c’està-dire les dimensions des verres, les quantités d’eau mises en expérience, celles de réactif introduit, etc.

Chlorures. — On verse dans deux verres contenant l’eau type et l’eau à essayer quelques gouttes d’acide azotique, puis de l’azotate d’argent : on précipite ainsi le chlore à l’état de chlorure d’argent, qui se rassemble par l’agitation ; il doit être en petite quantité.

Sulfa.te de chaux. — La présence d’une proportion notable de sulfate de chaux dans une eau la rend impropre au savonnage et à la cuisson des légumes; ce sulfate forme en effet, avec les savons alcalins employés dans le premier cas, un savon calcaire insoluble qui se précipite en grumeaux, et dans le second cas il se combine avec la substance azotée des légumes pour former des composés durs, insolubles et difficiles à digérer.

Pour apprécier la teneur en sulfate de chaux, on évalue la quantité plus ou moins considérable de grumeaux qu’y produit une teinture alcoolique de savon obtenue en dissolvant 100 parties de savon râpé dans 1500 d’alcool à 95 degrés.

ANALYSE MINÉRALE — EAUX 385

Carbonate de cUanx. — Les eaux chargées de calcaire sont, comme les précédentes, impropres au savonnage, et de plus elles sont aussi incrustantes, puisque en bouillant elles perdent l’acide carbonique à la faveur duquel le carbonate était dissous. On évalue rapidement la quantité de carbonate de chaux en ajoutant à l’eau quelques gouttes d’une teinture alcoolique de bois de campèche qui se colore en violet améthyste d’autant plus foncé que le carbonate de chaux dissous est en proportion plus grande.

Chaux, totale. — La quantité de chaux contenue dans une eau, tant à l’état de sulfate qu’à celui do carbonate, s’évalue en la précipitant à l’état d’oxalatc de chaux et en appréciant par comparaison le volume du précipité. Une eau potable ne doit pas contenir plus de par litre de chaux et de magnésie réunies.

Matières orgai»i<iues. — Une eau qui en contient une quantité un peu notable se corrompt rapidement et doit être rejetée; on peut en dire autant do celle qui, tout en retenant peu de matière organique inerte, contiendrait des micro-organismes dangereux.

La recherche de ces derniers exige une étude particulière de l’eau ; il est plus facile d’évaluer approximativement la quantité totale de matières organiques.

Une eau potable additionnée de quelques gouttes de chlorure d’or ne produit aucun précipité quand on la fait bouillir; au contraire, la présence de matières organiques donne lieu à un dépôt d’or très divisé qui communique à l’eau une couleur brun violacé caractéristique; elles décolorent en le réduisant le permanganate de potasse, et on peut faire cet essai quantitatif en évaluant le nombre de centimètres cubes d’une dissolution titrée qu’une eau est capable de décolorer. La solution habituellement employée est au millième et 1 litre d’eau potable ne doit pas on décolorer plus de 6 centimètres cubes; 1 litre d’eau de puits en décolore de 10 à 20 centimètres cubes.

Nous avons déjà dit, à propos du dosage rigoureux des matières organiques, que le permanganate de potasse n’est pas réduit par l’urée et les matières analogues; ajoutons qu’il est décoloré par des matières minérales telles que les azolites, ce qui enlève à l'essai au permanganate une grande partie de sa valeur. D’autre part, la réduction du permanganate, même avec une eau qui est riche en matières organiques, est loin d’être instantanée. Elle est plus rapide à chaud qu’à froid, aussi on opère en général ^ur 1 litre d’eau qu’on chauffe à 80 degrés environ après lui avoir ajouté 1 à 2 centimètres cubes d’acide sulfurique destiné à éviter le dépôt d’oxyde rouge de manganèse; la liqueur manganique étant contenue dans une burette de Gay-I.ussac, on en verse graduellement jusqu’à ce que la dernière goutte ajoutée colore la liqueur en rose.

Matières gazeuses dissoutes. — Une eau qui n’est pas aérée est d’un goût fade et d’une digestion difficile. A bord des navires munis d’appareils distillatoires, on doit, pour pouvoir se servir de l’eau obtenue, non .seulement

lui ajouter des sels en quantité convenable, mais aussi, par une exposition à l’air, lui laisser reprendre des gaz en dissolution.

L’analyse des gaz dissous est plus délicate que les recherches précédentes; on

les extrait en faisant bouillir de l’eau dans un ballon bien rempli et communiquant avec un tube abducteur également plein venant s’ouvrir sous une éprouvette remplie (fig. 58). Nous dirons plus loin comment on en détermine la corn position.