U LOI DU BIËLAIIGE DES GAZ. - NOUVEL APPAREIL DE DÉMONSTRATION

Par M. I». SACERDOTE.

PIIEMIKRB PAKTIE.

I. L'expérience classique de Berthollet avait conduit à énoncer la loi suivante :

Lot, — Le mélange (à température et volume constants) de deiur gaz primitivement à la même pression s'accomplit sans variation de pression.

Mais Berthollet n'avait opéré que sur (H -|- CO*^; et dans des conditions de précision telles qu'une faible variation de pression pouvait lui avoir échappé. ^

II. M. Leduc, en soumettant cette loi à un contrôle indirect fondé

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sur la mesure des densités des gaz, était arrivé à la conclusion suivante (*) :

La lot de BerthoUet n'est pas tn^aie en général; le mélange de CO* avec SO^, par exemple, doit s'accomplir avec une augmentation de pression de 1"*",25 de mercure.

Ces mesures de densités sont susceptibles d'une très grande précision, mais, en outre, d'une habileté expérimentale extrême, elles exigent une pureté presque absolue des gaz ; — de plus, elles ont l'inconvénient de faire dépendre la vérification cherchée des valeurs d'un certain nombre des constantes numériques relatives aux gaz.

III. Je me suis proposé (*) de répéter l'expérience de Berthollet, mais en lui donnant toute la précision dont sont susceptibles nos méthodes actuelles de mesure :

Fio. 1.

Appareil. — Deux ballons de verre {/îg. 1) épais de 750 centimètres cubes sont réunis par un robinet à trois voies de 6 millimètres de diamètre pour permettre une rapide diffusion des gaz ; les cols se raccordent à angle droit pour qu'on puisse, après le remplissage de Tun des ballons, l'isoler complètement ; on a parfaitement desséché l'appareil en le chauiïant pendant plusieurs heures, tandis qu'alternativement on y faisait le vide et on laissait rentrer du gaz carbonique sec.

Expériences, — Pour remplir l'un des ballons, on le maintient vide, pendant une heure au moins, dans la glace râpée fondante, et l'on y laisse rentrer bulle à bulle le gaz desséché par son passage sur l'anhydride phosphorique ; on établit pendant quelque» minutes la communication du ballon avec l'atmosphère, puis onl'isolo, et au

(i) Leduc, C. iî. du 17 janvier !898.

(S) Sacerdote, C. n. du 24 janvier 1898.

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même instant on détermine la pression atmosphérique au 7— de

millimètre, avec un bon baromètre Régna ult-Leduc; immédiatement après, on procède de même pour l'autre ; les deux remplissages étant ainsi effectués à quelques heures à peine d'intervalle, les pressions des deux gaz sont égales à 1 ou 2 dixièmes de millimètre, et comme les volumes des ballons sont eux-mêmes presque égaux, on peut prendre comme pression du remplissage la moyenne des deux hauteurs barométriques observées (toutes correetions faites). On laisse la diffusion s'effectuer pendant plusieurs jours ; on Tactive par des variations de température; on détermine enfin la pression du mélange, en reliant le ballon à un manomètre de Regnault.

On a pris le soin d'établir a priori^ entre les deux branches de ce manomètre, une dénivellation du mercure correspondant à la différence des hauteurs barométriques le jour du remplissage et celui de la mesure, et aussi à la variation de pression produite par le mélange des deux gaz, variation connue approximativement par une expérience préliminaire; en ouvrant le robinet du biballon, on n'observe donc qu'un mouvement très faible du mercure : la correction à effectuer sur la pression lue est petite, ce qui est très avantageux, cette correction étant forcément un peu incertaine, puisqu'elle exige la connaissance du volume des tubes de communication. Résultais. — !• (CO' et SO») :

s»5:^=ïl'?5|-'»" — •".

Après quatre jours : pression du mélange 766""*,90

Après sept jours : pression du mélange ' l^T^^fii^

le mélange de ces deux gaz s'effectue donc avec une augmentation de pression de i""*,36 de mercure {^) ; la loi de Berthollet est en défaut pour ce ca^.

^ (CO* et Az*0) :

Pression de remplissage (') 759"",40

Pression du mélange 759"*,48

Taugmentation de pression très faible (O^^jOS) peut être attri

(1) M. Leduc avait trouvé par la mesure des densités que le mélange ^ic C-> = et solderait être accompagaé d*uae augmentation dépression de l"",2j ; mai. 4 la pression du mélange était de 66 centimètres au lieu de 77 centimètrr .<. J. de Phys., 3* série, t. VIII. (Juin 1899.)

aux erreurs d'expériences : la loi de Berthollet s^applique donc sensiblement à ce mélange.

Noie : Dans cette expérience, la diffusion n'ayant duré que deux jours, je me suis assuré, en analysant les mélanges gazeux des deux ballons, que néanmoins elle était à peu près achevée; on avait, du reste, activé cette diffusion en chauffant légèrement et alternativement chacun des deux ballons.

3® (H et O). — Les mesures relatives à ce mélange ont été faites en collaboration avec M. Daniel Berthelot(-).

Voici les résultats d'une première expérience :

Pression de remplissage 765"", 80

Après quatre jours «le diffusion 76o"™,88

Après vingt et un jours de diffusion 765"",95

A ce moment, l'augmentation dépression était donc déjà deO^^^o de mercure environ, et l'analyse des gaz contenus dans chacun des deux ballons a montré que, malgré la longue durée de cette diffusion, celle-ci n'était encore accomplie qu'aux 2/3 environ.

^ j ^ • i pression de remplissage 732"", 15

Dans une seconde expérience '•^,^ . . f r -m^««\«

* i après six jours 752"", 36

mais on avait eu soin d'activer le mélange en entourant alternativement l'un et l'autre des ballons de glace et d'eau à 40" ; cette opération avait été répétée une quinzaine de fois; l'analyse a montré que dans ce cas le mélange avait été complet.

En, résumé : la loi de Berthollet ne s'applique pas non plus an mélange de l'hydrogène avec Voxygène^ puisque ce mélange s'effectue avec une augmentation dépression de 0"'",20 de mercure environ ('\

(1) Dans cette mesure, la pression initiale est identiquement la môme pour les deux gaz, car j'avais changé un peu le mode opératoire : après avoir rempli successivement les deux ballons, chacun de Tun des gaz, on établissait pendant un court instant la communication de ces deux ballons entre eux et avec Tatmosphère ; on lisait au même instant le baromètre dont l'indication donnait donc la pression de remplissage; puis, en tournant le robinet, on isole les ballons de l'atmosphère et on laisse la diffusion s'opérer.

('-) Berthelot et Sacerdotb, Sur le mélange des gaz et 1& compressibilité des mélanges gazeux (C. R. du 27 mars 1899).

(^) Signalons que M. Daniel Bertuelot (C. R. du i:i juin 1898), en utilisant la formule de Van der Waals et les résultats numérique des expériences sur la compressibililé et la densité des gaz, est parvenu à calculer les variations de pression qui doivent se produire par le mélange des gaz; les résultats auxquels il arrive s'accordent très bien avec -ceux des expériences citées plus haut. Voir aussi i\ ce sujet : Van der Waals (C. A. du 27 juin 1898, p. 156) ; Daniel Bbrtrblot iC. R. du 27 juin 1898, p. ISol); Lbduc [C, R. du 27 juin 1898, p. 1859).