CHAPITRE III

ANALYSE COLORIMÉTRIQUE

DOLORIMÉTRES- — Il arrive dans un certain nombre de réactions chimiques que, partant de substances non colorées, on parvient à d’autres qui le sont et inversement. S’il s’agit par exemple d’une coloration produite, on conçoit que son intensité puisse servir à apprécier la quantité de celle des deux matières qui n’a pas été ajoutée en excès : tel est le principe de l’analyse colorimétrique, dont certaines méthodes volumétriques ne sont qu’un cas particulier; avec lui, en effet, on apprécie souvent la quantité d’une matière dissoute en ajoutant progressivement une autre substance qui fait apparaître ou disparaître une coloration.

Les méthodes colorimétriques ont un autre point commun avec les méthodes en volumes, c’est qu’on n’y fait que les mesures relatives en comparant la liqueur à analyser à des liqueurs titrées directement. Il est certainement plus difficile d’apprécier une égalité de teinte que l’apparition ou la disparition d’une couleur déterminée; mais cette difficulté diminue par l’habitude, et comme grâce à leur simplicité, les mesures colorimétriques s’effectuent pour ainsi dire instantanément, cela explique la faveur dont elles jouissent dans certaines industries, où l’œil de l’observateur n’ayant affaire qu’à un nombre très limité de colorations, parfois à une seule, acquiert rapidement la faculté d’apprécier sûrement l’égalité de deux teintes. Enfin, même pour des recherches de science pure, la méthode est encore très précise avec des principes colorants dont une petite quantité suffit pour donner une liqueur foncée; il est certain, par exemple, qu’on peut facilement par ce procédé doser dans une liqueur le permanganate de potasse, dont un millième donne à l’eau, comme on sait, une teinte extrêmement foncée. On est d’ailleurs aidé dans les comparaisons par des instruments spéciaux, dont on peut aisément construire quelques-uns soi-même, et dont le but est de placer les liquides à comparer dans les meilleures conditions possibles pour que la différence de teinte seule frappe l’œil et que l’attention ne soit pas détournée par des détails indifférents, comme l’inégalité des vases ou des quantités de liquides à comparer, etc., dont l’influence pourrait être considérable.

Les colorimétres, c’est le nom qu’on donne à ces instruments, permettent

d’apprécier l’égalité de teinte de deux liqueurs, soit en étendant l’une d’elles avec de l’eau ou un autre liquide incolore sans action chimique sur les liquides analysés, soit en faisant varier l’épaisseur de la couche observée de l’une des liqueurs pendant que l’autre reste constante. A la première classe d’appareils appartienne colorimètre de Salleron,àla seconde ceux de Duboscqetde Laurent.

1° Colorimètre de M. Salleron. — Cet appareil, qui est de beaucoup le plus simple, se compose d’une boîte en bois dont la forme est celle d’un tronc de pyramide, analogue à un stéréoscope, avec cette différence que la partie la plus large, celle où se mettent les vues ou photographies, devient celle devant laquelle on place les yeux pour observer, tandis que les lentilles sont remplacées par deux fentes verticales bien identiques pratiquées sur un fond de métal noirci intérieurement. Devant ces fentes est placée une auge à parois planes, séparée

Fig 99.

en deux parties égales par une cloison verticale perpendiculaire au plan des fentes ; on obtient ainsi deux compartiments dans lesquels sont placés les liquides à comparer. La boîte n’a d’autre but que de se mettre à l’abri de toute lumière étrangère, et pour y parvenir plus complètement encore, la partie antérieure, qui est la plus large, est écbancrée de manière à ce qu’on puisse y appliquer la figure et empêcher aussi parfaitement que possible l’accès de la lumière latérale. Au contraire, un miroir M (fig. 99), dont on peut faire varier l’inclinaison, permet d éclairer convenablement les deux auges à travers les fentes f et f.

ANALYSE MINÉRALE — COLORIMÉTRIE S37

Les deux liquides à comparer étant placés dans les deux auges, comme celles-ci débordent au-dessus de la boîte, il est facile d’y verser des quantités de liqueur suffisantes pour que les niveaux dépassent son plafond et que par conséquent, à l’intérieur, la comparaison se fasse sur des masses égales.

Supposons qu’on veuille étendre d’eau le liquide d’une des auges, et obtenir un mélange homogène : un support S, fixé sur la boîte, contient d’une part une burette 66' graduée en centièmes de centimètre cube, remplie d’eau, et dont l’extrémité inférieure vient déboucher au-dessous de celle des auges qui renferme la liqueur la plus foncée; d’autre part, le support S sert à porter un tube A plongeant jusqu’au fond de la même auge et qui, relié par un tube de caoutchouc avec une poire, permet d’agiter le liquide au moyen d’un courant d’air; on comprend, sans qu’il soit nécessaire d’insister, la manière dont s’effectueront les déterminations.

Cet appareil est simple, mais il a l’inconvénient que les épaisseurs comparées sont petites, sans qu’il soit possible de les augmenter; dans les appareils qui suivent, au contraire, on observe les deux liquides suivant une grande épaisseur et on peut en espérer une exactitude plus grande.

3” Coloi’imètre de M. Collardeau (fig. 100). — Il permet d’opérer sur une longue colonne de liquide. Il se compose en effet de deux tubes horizontaux juxtaposés, formés chacun de deux parties qui rentrent l’une dans l'autre comme un tirage de lunette, et fermés à leurs deux extrémités par des

glaces parfaitement étanches; en outre, la deuxième partie de chacun, celle qui est susceptible d’être allongée ou raccourcie, porte une graduation qui permet d’apprécier ses déplacements. L’égalité de teinte s’obtient par conséquent avec des épaisseurs différentes de liquide, que les graduations permettent d’apprécier.

3° Colorimètre de M. Duboscq. — Dans les appareils précédents la vision se fait avec les deux yeux, et, en outre, les colorations à comparer ne sont pas juxtaposées, mais séparées par une surface plus ou moins grande; ce sont là des conditions mauvaises qu’évitent les colorimètres de Duboscq et de Laurent.

Le colorimètre Duboscq (fig. 101 et 102) a deux éprouvettes EE' dans lesquelles on place les liquides à comparer ; leur fond est constitué par une lame de verre à faces parallèles, et les liquides sont éclairés, comme dans l’appareil Salleron, au moyen d’un miroir plan M à inclinaison variable. Des manchons plongeurs A

Fig. 101 et 102,

et A', fermés à leur partie inférieure par des glaces parallèles, peuvent être élevés ou abaissés verticalement dans les éprouvettes au moyen de crémaillères engrenant avec des pignons, et à chacun de ceux-ci est fixé un vernier qui se meut sur une règle divisée; il mesure la distance entre le fond de l’éprouvette et la face inférieure du tube mobile, et par suite la hauteur des colonnes liquides comprises entre ce fond et la face inférieure du manchon. Si donc on compare les teintes des épaisseurs de liquides vues à travers les manchons, en modifiant la hauteur de l’un de ceux-ci, on pourra arriver à l’égalité. Au-dessus des plongeurs se trouvent deux parallélipipèdes en verre destinés à recevoir les faisceaux

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de lumière qui en sortent et à les ramener, par deux réflexions totales, à tomber au contact l’un de l’autre sur l’objectif d’une lunette situé au-dessous des parallélipipèdes.

Pour faire la comparaison de deux teintes, on règle d’abord le miroir, les tubes étant vides, en regardant au travers de la lunette, de façon telle que le champ, qui d’ordinaire est partagé par un diamètre en deux moitiés de teintes inégales, soit partout également éclairé. Cela fait, on verse les deux liqueurs dans les éprouvettes, on déplace d’abord le plongeur qui correspond à la solution normale de manière à donner à celle-ci une épaisseur déterminée, puis l’on déplace celui qui correspond à la liqueur à essayer jusqu’à ce qu’on ait obtenu l’égalité des teintes. Il suffit alors de lire sur les échelles les hauteurs des deux couches liquides pour avoir le rapport des quantités de matières colorantes.

Quand on opère sur des liqueurs colorées en jaune, l’œil appréciant mal de faibles variations d’intensité, on place sous les éprouvettes un verre bleu transparent; on obtient alors des teintes vertes dont les variations d’intensité sont très sensibles. 11 faut toujours en outre prendre une liqueur normale, dont la teinte ne soit pas trop différente de celle à laquelle on la compare; sans quoi le tirage des éprouvettes ne serait pas suffisant, ou bien on serait obligé d’opérer sur une très petite épaisseur de l’une des liqueurs; dans les deux cas, on arriverait difficilement à une évaluation précise du pouvoir colorant.

— Maintenant que nous avons décrit les principaux colorimètres, nous allons examiner, comme exemple de leur emploi, le dosage du manganèse dans les matières d’industrie.