IT. — DIFFUSION DANS LES GELS

Un intérêt particulier s’attachait à l'étude de la diffusion dans les gels déjà étudiés avec la gélatine et l’agar. La matière sèche du gel est pratiquement sans influence sur les petites molécules ; elle retarde la diffusion des grosses molécules et supprime celle des macromolécules. Si cette action se produit toujours et se montre régulière, une mesure de coefficient de diffusion dans un gel pourra en même temps servir de détermination du poids moléculaire.

L'acétate de cellulose est en tous cas, pour des mesures de ce genre, très supérieur à la gélose et à la gélatine en raison de son indifférence chimique. Il n’entre pas en réaction avec les solutions étudiées et le gel qu'il forme a une structure indépendante de la nature de ces solutions, dans des limites très larges.

Le premier problème à résoudre était d'étendre au gel d’acétate de cellulose les résultats obtenus avec la gélatine. Nous nous sommes bornés à des expériences comparatives.

Les questions étudiées sont les suivantes :

1° Influence de la concentration du gel en matière solide sur la diffusion d’un même sel?

2° Influence, pour un gel donné, de la concentration d’un sel sur son coefficient de diffusion ?

3° Rapportés à des conditions semblabes, les coefficients de diffusion dans le gel sont-1ls proportionnels aux coefficients de diffusion dans l’eau pure ?

4° Les coefficients de diffusion dans le gel d’une substance sont-ils caractéristiques de ce'te substance ou dépendent-ils en plus de la réaction acide ou alcaline du milieu ?

A. — PRINCIPE DE LA MÉTHODE. — Un cylindre de gel, imbibé d’eau pure et lesté au besoin de platine, est suspendu au sein de la solution par un fil de platine. Son poids apparent est mesuré à chaque moment par une balance de torsion (fig. 7).

Il est plongé au fond de la solution et abandonne l’eau qui remonte à la surface : la variation du titre au voisinage du gel est insignifiante, la poussée sur le gel est donc constante. En traçant la courbe du poids apparent du gel en fonction du temps, on peut suivre la marche de la diffusion. Il y a une perturbation à l'origine, mais on détermine par le calcul le poids apparent au temps { — o en connaissant la densité de la solution et le volume du gel, volume obtenu par différence entre son poids dans l’air et son poids dans l’eau.

La sensibilité des balances à ressort employées est 1/2 mg. Les

12 A,-M, BIGET

cylindres de gel étant suspendus par un fil de platine de 1/10 de millimètre environ, l'attraction capillaire est à peu près 2 mg, et ses variations sont négligeables. La couche de liquide ascendante (dans le cas du gel gonflé d’eau plongeant dans une solution saline) a un mouvement lent si les solutions sont de densité voisine. Le gradient de vitesse au contact du gel étant au plus de l’ordre du centimètre

Fig. 7. — Balance de torsion.

par seconde, d'autre part le cylindre ayant 14 mm. de diamètre et 5o mm. de longueur, sa surface est d'environ 20 cm° et la force d'entrainement de l’ordre de 1/2 mg., puisque le coefficieut de viscosité de l’eau est o,o1 à la température ordinaire.

En résumé, la méthode comparative employée ne comporte pas de causes d'erreur plus graves que celles des autres méthodes. Cette méthode comparative a l'avantage d'une grande rapidité puisque l'équilibre est réalisé en 12 heures avec les substances salines, cette rapidité provenant de ce que le rapport de la surface diffusante au volume est très grand.

B. — MARCHE DE LA D{FFUSION., — La figure 8 représente la variation du poids apparent en fonction du temps pour un morceau de gel de 6 cm. de longueur et 14 mm. de diamètre. 'La courbe régulière admet üne asymptote horizontale. Le poids apparent est dans une solution de KBr à 22°.

ASLOTIGIDE PATES A PT TES 2 mg.

DIV ROUTE MR MR NS A0 » DAME RES NOUS QC TRESERS » 3 » Ar Lo e8, 5 277 D » 12 » CP ga Et LATTES 293 »

D» of » RS RE TT 2093 »

poids apparent en millicrammes

temps en heures

5 10 15 20 MARCHE DE LA DiFFUSION Fig. 8.

L'équilibre final est très bien déterminé. Dans une autre expérience sur le nitrate de sodium, le poids apparent s’est maintenu à 1 mg. près pendant 5 jours.

On peut déterminer, à moins d'une demi-minute, le temps mis par le gel à atteindre la moitié de l'équilibre; les chiffres de l'expérience

précédente donnent (fig. 9) :

Après 20 minutes . . . . . 128 mg.

DuU05 » CRLDES CERESEN UT, PTE) » 30 » CRT MAUR LUE

» 39 » mr bite 166 »

1/ A.-M. BIGET

la variation totale étant de 295 mg., la moitié est 147,5, le graphique donne 27 minutes.

L'inverse de ce nombre est en rapport direct avec le coefficient de diffusion et peut être pris comme mesure de la vitesse de diffusion. Ceci exige que toutes les mesures soient faites sur le même morceau de gel ou sur des cylindres de même dimension. Pour pouvoir comparer les mesures faites sur des cylindres de dimensions différentes, il faudrait établir la théorie mathématique du phénomène, ce qui a été fait dans le cas d’un cylindre indéfini, mais elle serait

poids apparent en millicrammes .

temps en minutes.