Chapitre III
Dosage des principaux constituants de l’air
Les progrès de la science et l’introduction dans les méthodes expérimentales d’appareils nouveaux permirent aux expérimentateurs du XIX e siècle de répéter l’analyse de l’air avec un degré d’approximation impossible à réaliser au siècle dernier.
C’est ainsi qu’au moyen de l’eudiomètre, Gay-Lussac et Humboldt (1) firent de l’air la première analyse exacte conduisant aux proportions de 79 d’azote pour 21 d’oxygène en volumes.
Les méthodes auxquelles on peut avoir recours pour déterminer la proportion d’oxygène dans l’air, peuvent être groupées en deux classes, les méthodes volumétriques et les méthodes pondérales.
l u Méthodes volumétriques. — Ou peut dans un volume déterminé d’air, absorber l’oxygène et. mesurer ensuite le résidu. Cette absorption de l’oxygène peut être effectuée au moyen de divers corps notamment le phosphore à froid ou à chaud et le pyrôgallate de potasse.
La méthode par le phosphore à froid est lente et laisse à désirer au point de vue de l’exactitude, l’oxydation du phosphore, dans ces conditions, donnant toujours naissance à de petites quantités d’azotite d’ammoniaque, ce qui contribue à rendre un peu trop faible le résidu d’azote obtenu.
Avec le phosphore à chaud, la détermination est plus rapide,
(1) Ann. de Chimie, T. III, p. 239, an XIII.
mais les résultats ne sout pas uon plus très exacts ; il est donc préférable d’avoir recours à d’autres méthodes.
Chevreul a le premier constalé l’absorption de l’oxygène par les solutions alcalines des acides gallique et pyrogallique. Dœbereiner a trouvé que un litre d’acide pyrogallique dissous dans l’ammoniaque en excès, était susceptible d’absorber Ogr. 38 ou 260 e d’oxygène, et Liebig (1) a indiqué un procédé d’analyse de l’air basé sur cette réaction.
On mesure dans un tube gradué un certain volume d’air parfaitement sec, dans lequel ou introduit au moyen d’une pipette recourbée une petite quantité d’une solution saturée de potasse, environ 1/30 ou 1/40 du volume de gaz sur lequel on opère, puis on agite et au bout de quelques instants on fait une nouvelle lecture.
La diminution de volume correspond à la quantité d’acide carbonique contenue dans la quantité d’air mise en expérience.
Cette mesure effectuée, on ajoute, encore au moyen d’une pipette, une solution d’une partie d’acide pyrogallique dans 5 à 6 parties d’eau et on agite. Nouvelle absorption suivie d’une lecture donnant le volume du gaz absorbé (oxygène) et le volume du résidu (azote).
Cette méthode n’est pas exempte de critiques et l’emploi de la pipette Doyère ne suffit pas pour les éliminer complètement.'
La méthode eudiométrique repose sur la détonation de l’air eu présence d’un excès d’hydrogène, on mesure le volume d’air, initial et le volume gazeux disparu, après la détonation, par suite de la formation d’une certaine quantité d’eau. La composition de l’eau étant supposée connue exactement, on en déduira aisément la composition de l’air.
Le premier eudiomètre est dû à Volta. Cet appareil a été depuis perfectionné par Gay-Lussac qui, en collaboration avec de Humboldt, l’employa pour effectuer l’analyse de l’air.
(1) Comptes-rendus. T. XXXII, p. 54.
Récemment, M. Riban a donné à l’eudiomètre une forme qui en rend l’emploi commode et le nettoyage facile.
Il y a lieu également de citer les méthodes de Bunsen (1), ainsi que l’eudiomètre imaginé par ce savant, appareil auquel Williamson et Russell (2) ont ajouté une disposition ayant pour objet de dispenser des corrections relatives aux variations de température et de pression,
Ce but est d’autre part réalisé d’une manière parfaite dans l’endiomètre de Doyère (3).
Enfin, Régnault a institué une méthode et réalisé un appareil, perfectionné ultérieurement par Frankland et Ward (4), permettant de faire des analyses de gaz avec une certaine précision.
Nous n’insisterons pas sur ce dispositif dont on trouvera la description dans les ouvrages classiques (5), nous bornant à indiquer que cette méthode elle-même n’est pas exempte de critiques, ainsi que l’a montré M. Leduc (6).
2° Méthodes pondérales. — On a reproché aux méthodes volumétriques de ne pas donner des résultats exacts, par suite de la difficulté que présentent l’évaluation de la température d’un gaz enfermé dans une enveloppe de verre, et l’estimation du degré hygrométrique. Il est d’ailleurs inutile de songer à opérer en maintenant constantes ces quantités.
Cette incertitude a engagé les savants à recourir aux méthodes pondérales.
Brunner (7) a le premier employé un procédé permettant d’apprécier le poids d’oxygène contenu dans un volume déter-
(1) Méthodes gazométrtques. Traduction Schneider. Paris, 1838.
(2) Proceedings of the Royal Society. T. IX, p. 218.
(3) Ann. de Ch. et de Ph. (3) XXVIII, 5.
(4) Journ. of the Chemical Society. VI, 197.
(5) Wurtz. D r ' de Chimie. Tome I, p. 273-281.
(6) Leduc. Comptes-rendus. T. CXXVI, p. 413 et t. CXXIII, p. 744.
(7) Annales de Ch. et de Ph. (3), III, 303.
miné d’air atmosphérique. Il fit passer ce volume d’air, sur de la chaux pour absorber l’acide carbonique, dans des tubes contenant de la ponce sulfurique destinée- à retenir la vapeur d’eau, enfin sur du phosphore dont l’augmentation de poids fournissait la teneur en oxygène de l’air mis en expérience.
Dumas et Boussingault ont employé une méthode plus exacte. On fait passer l’air à analyser, débarrassé de son acide carbonique et de sa vapeur d’eau, sur de la tournure de cuivre portée au rouge ; l’oxygène est fixé par ce métal et l’azote se rend dans un grand ballon dans lequel on a au préalable fait le vide.
Le robinet de ce ballon étant ouvert de manière à faire pénétrer lentement dans l’appareil un courant d’air, ce gaz, en passant sur le cuivre, cède son oxygène, et l’azote se rend dans le ballon que l’on ferme dès qu’il est à peu près plein. L’augmontation de poids du ballon donne l’azote, mais à la quantité obtenue il faut ajouter l’azote resté dans le tube renfermant maintenant de l’oxyde de cuivre. Au début, il avait été pesé plein de cuivre et vide d’air, on le pèse une 2 me fois, contenant de l’azote et de l’oxyde de cuivre, puis on le pèse une 3 mo fois après avoir fait le vide.
La différence entre la 2 m « et la 3 me pesée fournit le poids d’azote contenu dans le tube, tandis que la différence entre la l re et la 3 me pesée donne l’oxygène fixé sur le cuivre. On peut faire passer jusqu’à 10 litres d’air par heure sur une colonne de cuivre de 2 à 3 centimètres de longueur, mais il est préférable de donner au courant gazeux une vitesse plus faible.
La moyenne des analyses de Dumas et Boussingault leur a fourni les nombres suivants :
Oxygène.2 Kg. 301
Azote.7 Kg. 699
Total. . . 10 » 000
Cês résultats représentent en volume pour 100 litres d’air:
Oxygène.20 lit. 80
Azote. . 79 lit. 20
Total. . . 100 » 00
Il y a quelques années M. Leduc (1) a trouvé pour la composition de l’air :
