INSTALLATIONS DE LABORATOIRES
École de Physique et de Chimie de Paris. — L'Ecole de Physique et de Chimie industrielles faisait . figurer, dans le pavillon de la Ville de Paris, les plans de la nouvelle école, dans laquelle une place importante est réservée à l’Électrochimie et à l’Electrométallurgie. Dans la brochure écrite par son éminent directeur, M. Lauth, à l’occasion de l’Exposition, ces plan sont reproduits ainsi que le programme de l’enseignement actuel. Voici, d’après ce rapport, les textes relatifs à l'enseignement de l’électrochimie :
« A gauche du pavillon de l’administration se trouvent les services de la quatrième année (laboratoires d’études et de recherches) et le laboratoire d’électrochimie qui est complété par une annexe à angle droit sur la cour. La façade de ce bâtiment sur la rue Vauquelin a une longueur de 32 mètres. — Services de la quatrième année : au rez-de-chaussée : laboratoire pour vingt élèves ; salle des balances ; verrerie ; cabinet et laboratoire du chef des travaux. — Laboratoire d'électrochimie: au sous-sol: salle des fours électriques; salles d'analyse des gaz, des combustions, des fours Perrot et des bains d'huile ; magasins et verrerie. Au rez-de-chaussée: laboratoire pour trente élèves ; salle des balances et des mesures de précision ; salle spéciale pour l’hydrogène sulfuré. Au premier étage : cabinet et laboratoire du professeur ; laboratoire du chef des travaux; bibliothèque; grande salle des collections. Logement du garçon de laboratoire1. »
Au sujet des nouvelles branches enseignées à l’école depuis sa fondation (p. 31) :
« L’électrochimie s’est développée dans ces dernières années avec une puissance et une rapidité telles qu’elle semble destinée à transformer la science chimique et bouleverser toutes nos industries. Il eût été impossible de ne pas lui créer une place dans nos programmes. Dans la nouvelle école, un bâtiment spécial et une importante installation permettront de donner à cette science tous les développements qu'elle comporte ; mais nous n'avons pas cru pouvoir, en face des résultats merveilleux qu’elle a atteints, retarder l’organisation de cet enseignement dont nos élèves, familiarisés comme ils le sont avec les expériences de physique et spécialement celles qui utilisent les forces électriques, sont, plus que d'autres, capables de profiter. Un laboratoire d’électrochimie a donc été créé dès l’an dernier, à l’école; il a été organisé sous la direction de M. le professeur Combes, qui s’est occupé spécialement de ces questions.
L’installation de ce service, confinant au laboratoire de quatrième année (études et recherches), comprend :
1° Un hangar aménagé spécialement à cet effet, en communication avec les différentes salles de machines de l’école, pour la charge de la batterie d'accumulateurs. Celle-ci est composée de 48 éléments système Blot, d’une capacité de 230 ampères-heure. Ils sont montés par 12 en tension. Un coupleur permet de mettre ces quatre groupes en tension ou en quantité et de disposer à volonté des multiples de 6 volts jusqu’à 96. Ce coupleur sert de tableau de distribution pour les services annexes : four électrique, opérations industrielles, etc. et permet d’envoyer, au moyen de 6 fils, le courant à un second coupleur situé dans le laboratoire. Cinq de ces fils permettent de travailler d’une façon constante sur 6, 12, 18 et 24 volts ; le sixième permet d'employer tous les multiples de 6 jusqu'à 96 volts ;
2° Une salle qui comprend dix postes, moitié sous une hotte, moitié sur une table. Six de ces postes sont établis avec des tableaux présentant l’outillage complet pour les recherches et notamment un voltmètre de précision à deux sensibilités (2,5 volts, 12,5 volts) au cenlième et un ampèremètre de précision, au centième, muni de 3 shunts permettant de lire pour tout le cadran: 1, 10 et 50 ampères. Les autres postes comprennent simplement deux bornes et sont destinés à des montages divers.
1. Ce projet a été modifié depuis; en ce qui concerne l’électrochimie, le plan comprend : au sous-sol, les salles de machines, détours électriques, d’accumulateurs, et trois petits laboratoires pour la fabrication des alcalis, l’électrolyse par fusion ignée, l’électrométallurgie par voie humide; au rez-de-chaussée: laboratoires du chef des travaux et du sous-chef, un grand et un petit laboratoire d’élèves, une salle de mesures, salle de balances. ateliers, et d’autres pièces utilisées en commun avec le service d’Etudes et de Recherches.
GÉNÉRALITÉS
Cetto grande salle renferme une petite pièce avec deux balances de précision (300 gr au 1/10 de milligramme et 1 ,500 kg au 1 /2 centigramme), un ampèremètre-enregistreur, un compteur de quantité, un ohmmètre, etc. Elle renferme également le coupleur, une bibliothèque électrochimique, les collections de produits, appareils, etc. On doit y adjoindre, en outre, une salle de mesures: résistance des électrolytes, forces électromotrices de polarisation, etc.
Cette installation sera complétée par une collection des principaux types d’appareils industriels et notamment ceux qui servent à la fabrication de l’ozone et des accumulateurs.
Quand M. Combes, pour des raisons de convenance personnelle, donna sa démission de professeur, M. Brochet, docteur ès sciences, ancien élève de l’école, se chargea d’exposer, dans une série de conférences, les principes ainsi que les applications industrielles de l’électrochimie et de diriger dans le laboratoire, récemment créé, les exercices pratiques qui dérivent de cette nouvelle branche de la science. »
Le programme des manipulations est le suivant :
1° Étude du voltamètre à cuivre et du voltamètre à argent;
Etude du voltamètre à gaz tonnant.
Ces deux manipulations sont faites simultanément et les résultats comparés avec les valeurs indiquées par l’ampèremètre.
2° Relation entre la différence de potentiel aux bornes, l’intensité du courant, la surface des électrodes et leur distance, la nature des électrolyles et leur concentration, la température, etc.
3° Etude de l’iqjfluence de la densité de courant sur les réactions secondaires:
a. Application à l’acide oxalique;
h. Application au sulfate ferroso-ferrique.
4° Etude de la résistance de divers charbons, employés comme électrodes, à l’action des électrolytes.
5° Etude de l'électrolyse des solutions salées :
a. Application à ces réactions de la méthode d’Œltel;
b. Influence de la densité de courant, de la température, de la concentration des solutions ;
c. Préparation des chlorates ;
d. Préparation des hypochlorites.
6° Étude de la formation de l’acide persulfurique :
Influence de la concentration de l’acide, de la température, de la densité de courant, etc.
7° Préparation du chlore et de la soude :
a. Avec un diaphragme ;
b. Avec une cathode en mercure ;
c. Avec une cathode-filtre.
8° Préparation de produits minéraux :
Iodate de potassium. — Bromate de potassium. — Persulfates de potassium, d’ammonium. — Chromate, bichromate, ferricyanure, permanganate de potassium.
Couleurs minérales : vert de Scheele, jaune de cadmium, céruse, vermillon, etc.
Extraction et affinage des métaux : cuivre, zinc, plomb, étain.
Emploi des sulfures comme anodes solubles.
9° Préparation de produits organiques :
Azobenzène. — Ilydrazobenzène. — Benzidine. — Paramidophénol et dérivé sulfoné. — Alcool paranitro-benzylique. — Réduction et oxydation des dérivés nitrés. — Iodoforme. — Tribromophénol. — Chlorobenzène (réaction Sandmeyer).
10° Électrolyse par fusion ignée :
Préparation de différents métaux et alliages :
Aluminium, magnésium, lithium, glucinium, plomb-sodium, sodium.
11° F our électrique :
Fusion et volatilisation des oxydes : chaux, baryte, alumine.
Préparation des carbures de calcium, de lithium, etc.
Préparation des métaux : chrome, manganèse, etc.
12° Préparation et applications de l’ozone.
13° Fabrication des accumulateurs.
Faculté des Sciences de Nancy. — La Faculté des Sciences de l’Université de Nancy exposait dans la classe 3 (Enseignement supérieur, institutions scientifiques) les plans de son Institut chimique.
Celui-ci a été fondé sur l’initiative de MM. Dumont et Liard, successivement directeurs de l’enseignement supérieur.
« Des subventions fournies par les deniers publics permirent d’édifier un premier établissement vaste, bien aménagé, comprenant toutes les ressources dont doivent disposer aujourd'hui les laboratoires sérieux. Cet établissement fut placé sous la direction de M. Haller, titulaire de
GÉNÉRA MT ÉS
la chaire de chimie générale, dont l'initiative, l’activité et les vastes connaissances avaient grandement contribué déjà à la nouvelle fondation.
I, 'Institut chimique était à peine achevé que l’on voyait déjà naître et prospérer à l'étranger de nouvelles branches de la science chimique, dont l’étude exige un matériel spécial et important. Les premières installations n’étaient pas en état de répondre à ces besoins, qui, d’ailleurs, n’avaient pas été prévus, puisqu’ils n’existaient pas alors; on manquait de place, de machines et avant tout d’argent. Pour ne pas rester en arrière des établissements similaires de l’étranger, M. Haller conçut alors le projet, audacieux dans notre pays et nouveau pour nos habitudes, d’associer à son œuvre nos établissements industriels, nos financiers, nos hommes d'affaires; il entreprit d’établir d’une manière effective l'alliance tant préconisée de la science universitaire et de l’industrie, deux sœurs qui, chez nous du moins, ne se tendaient naguère encore que bien timidement la main. »
« Le succès répondit à ses efforts ; ses appels vibrants furent entendus. L’infatigable directeur eut la joie d’ajouter au premier Institut chimique de vastes laboratoires, comprenant les sciences d’électrochimie, de chimie physique, de teinture et d’impression, le tout parfaitement outillé et aménagé. »
L’Institut électrochimique (fg. 4 et 5) contient, au centre, une vaste salle de machines où sont disposées huit dynamos; les réceptrices sont alimentées par le courant de la ville et actionnent les génératrices, dont les plus puissantes sont de 45 kilowatts. 11 y a, en outre, un moteur à gaz de secours. Un tableau central permet d’envoyer à volonté le courant fourni par ces machines dans un amphithéâtre spécial ou dans les laboratoires qui entourent la salle. Le four électrique, les éleclrolyses par voie ignée et par voie humide, les recherches d’électrochimie théorique, l’analyse électrolytique y possèdent des pièces spéciales pour les maîtres et pour les élèves. L’établissement est également pourvu de plusieurs batteries d'accumulateurs.
L’enseignement théorique y est donné par M. P. -Th. Muller, à raison d’une heure par semaine pendant les deux premières années pour la chimie physique et une heure par semaine pour l’électrochimie en deuxième et troisième années.
Places de travail et tableaux de distribution. — L’École de Physique et de Chimie industrielles exposait, dans le pavillon de la Ville de Paris, le modèle d’un tableau correspondant à une place de travail [fig. 6). A la partie supérieure se trouvent 2 bornes d'arrivée de courant communiquant avec un damier à mercure permettant de prendre 6, 12, 18, etc., jusqu’à 96 volts à la batterie d’accumulateurs. La barre de gauche, correspondant au pôle positif, porte un interrupteur double à plomb fusible. Sur la barre de droite, on peut installer un shunt d’ampèremètre enregistreur ; elle communique ensuite avec une série de quatre shunts pour 1,5, 10 et 50 ampères, à la suite desquels se trouve une série de plombs fusibles corre spor.dr.nls; i n ccn imitateur permet de mettre en circuit le shunt approprie.
Une barre munie de deux bornes permet de fixer le fil négatif de l’électrolyseur avec le fil positif du rhéostat, par exemple, ce qui rend les deux appareils totalement indépendants l’un de l’autre. Le 5e shunt, situé à la partie inférieure, communique par un fil passant derrière le tableau, avec la 2° borne du bas. On peut donc disposer aux bornes 1 et 2, en commençant par la gauche, d’un second circuit en dérivation sur le premier, arrivant aux bornes 3 et 4 ou 5 et 6.
A la partie supérieure du tableau se trouve un voltmètre à plusieurs sensibilités, 3, 15, 30» 150 volts, et un ampèremètre permettant de mesurer sur ce tableau depuis 0,01 à 50 ampères. Aux bornes d’arrivée et de prise de courant se trouvent des lames de plomb pour mesurer la tension au moyen d'une poignée (sur le côté gauche du tableau) munie de deux tiges de cuivre communiquant avec les bornes du voltmètre. Pour mesurer la tension aux bornes de l’électrolyseur lui-même, celles-ci communiquent avec deux lames de plomb fixées sur une planchette et séparées par une baguette isolante. Ce dispositif est particulièrement commode lorsque l'on fait des essais en série.
L'Institut Royal do Physicochimie et d’ Électrochimie de Gœttingue a cherché à représenter, sous forme d’une place de travail pour électrochimiste, un certain nombre d’appareils et de dispositifs imaginés dans ses laboratoires.
La table de chêne a été munie d’une vitrine protectrice; elle est semblable à celles employées dans les laboratoires de Gœttingue. Elle est munie de gaz, d’eau et d'une étagère à réactifs. Le
Fin. fi. — Place do travail de l’École de Physique et de Chimie industrielles.
courant utilisable est amené par des bornes situées sur le fond de la table; il en existe deux séries. La première série correspond à une batterie d'accumulateurs de grande capacité et, suivant les bornes utilisées, on peut mettre en circuit, 1, 2, .‘1, i ou 5 accumulateurs et obtenir 2, 4, 6, 8 ou 10 volts.
L’autre série de bornes permet d’obtenir 70, 150 et 220 volts, soit pour le travail au four électrique, soit pour toute autre recherche. Un interrupteur à maximum de Ruhstrat frères, de
