L’ANALYSE INDUSTRIELLE DES GAZ

L'analyse des mélanges gazeux par les méthodes nu usage dans les laboratoires, est toujours une opération délicate qui exige un outillage compliqué, des connaissances spéciales et une longue habitude des manipulations chimiques. Cependant on a souvent besoin, pour certaines opérations industrielles, particulièrement dans les travaux métallurgiques, de connaître la composition des mélanges gazeux, et notamment de ceux qui s’échappent des foyers.

MM. Schluesing et Rolland, dans un savant travail sur la fabrication du carbonate de soude ( Annales de chimie et de physique, 4 e série, tome XIV, 1868), ont décrit un appareil commode pour l’analyse des gaz, et spécialement pour le dosage de l’acide carbonique. M. Orsat a ensuite généralisé le procédé indiqué par ces deux savants chimistes, et .1 a construit pour l’analyse des gaz des foyers, un appareil très- ingénieux, mais qui, mis entre les mains des industriels, devient d’un emploi difficile, à cause de sa complication, de sa fragilité et de la nécessité où l'on se trouve de le monter à l’endroit où il doit être employé

Nous avons essayé, à notre tour, de mettre à profit les travaux' de SIM. Sclilœsing, Rolland et Régnault ; nous avons modifié l’appareil deM. Orsat en adoptant des dispositions qui le rendent à la fois maniable et portatif et permette de l’expédier tout monté et prêt à fonctionner.

L'appareil que nous allons décrire ne donne pas des résultats d’une exactitude absolue, mais leur approximation est très-suffisante pour la pratique industrielle ; et ce défaut d’exactitude est d’ailleurs largement compensé par la facilité de l’opération, qui peut être exécutée en quelques minutes par une personne étrangère aux manipulations chimiques.

L'appareil se compose essentiellement de trois organes bien distincts : 1° un aspirateur du gaz servant à mesurer son volume au début de l’expérience et après son absorption par chaque réactif; 2° une série de trois laboratoires dans lesquels s'effectue l'absorption de chaque gaz par un réactif particulier ; 3° uu soufflet qui a pour objet de purger la conduite des

gaz à analyser, c'est-à-dire le tuyau qui met en communication l’appareil avec la source gazeuse.

Ces trois organes sont reliés entre eux au moyen de tubes et de robinets comme le représente la figure ci-contre.

G est un flacon contenant de l’eau acidulée paille l’acide chlorhydrique, pourlui enlever la propriété de dissoudre l’acide carbonique. Ce flacon communique, au moyen d'un tube en caoutchouc, avec la partie inférieure d’un tube gradué M, nommé mesureur, qui est lui-même renfermé dans un manchon de verre rempli d’eau, afin que les mesurages sortait toujours faits à la même température. L’extrémité supérieure du mesureur est reliée à un tube horizontal I, en étain, portant un robinet à trois voies R, ainsi que trois tubulures verticales munies de robinets i, k. Ces tubu lures sont terminées pailles raccords qui reçoivent les extrémités supérieures des pièces de verre A, R, C, nommées laboratoires, tandis que les prolongements inférieurs plongent dans les liquides que contiennent les flacons D,E, F. Tous les joints des diverses parties de l'appareil sont rendus hermétiques au moyen de raccords ou Stuf 'flng box ; les flacons sont fermés par des bouchons de caoutchouc.

L’appareil est mis en communication avecl’espace contenant les gaz à analyser par l’intermédiaire d’un tube en caoutchouc V , qui se fixe à l'extrémité du tube d’étain. Enfin, un soufflet disposé sur la paroi de la boîte et communiquant avec le tube d’étain par la tubulure du robinet R, permet d’extraire les gaz de la conduite V et de faire arriver dans le mesureur les gaz dont on veut déterminer la composition.

Les liquides renfermés dans les flacons D, E, F, sont introduits par les tubulures V, V', V" que l’on ferme au moyen de bouchons de caoutchouc. 11 est inutile de dire que ces réactifs doivent être appropriés à la nature des gaz que l’on veut doser.

Dans 1 etude des foyers industriels, par exemple,

I on se préoccupe de connaître les proportions de l’aj eide carbonique, de l’oxyde de carbone et de l’oxygène. Pour ce cas, on fait usage d’une lessive de soude comme absorbant de l’acide carbonique, d’une dissolution de pyrogallate de potasse pour absorber l’oxygène, et d’une dissolution de protochlorure de cuivre ammoniacal pour séparer l’oxyde de carbone.

Comme dernier détail, nous ajouterons que les laboratoires A et B renferment un grand nombre de

Nouvel appareil pour l’essai industriel des gaz.

tubes Je verre qui sont mouillés par les dissolutions, afin de multiplier l’ctendue des surfaces do, contact des réactifs et des gaz et de hâter autant que possible la rapidité de l’absorption de ces derniers.

Le laboratoire G contient un rouleau de toile de cuivre rouge, qui, en se dissolvant dans le chlorhydrate d’ammoniaque, donne lieu à la production du protochlorure de cuivre et à la régénération de ce liquide.

Voici maintenant comment ou procède à une analyse. Le robinet R étant ouvert de façon à mettre l’appareil en communication avec l’atmosphère ou élève l’aspirateur G. L'eau acidulée, vient remplir le mesureur en chassant l’air qui s’y trouve. On ferme alors les robinets r, i et j, et l’on ouvre le robinet K. Lin abaissant le llacon G, on produit une aspiration de l’air contenu dans le laboratoire C, qui se remplit du liquide contenu dans le flacon F. On amène le niveau jusqu'au trait de repère gravé sur le tube étroit qui surmonte le laboratoire, puis on ferme le robinet K. On ouvre ensuite le robinet R et, en élevant l’aspirateur, on emplit de nouveau le mesureur; puis on referme le robinet R, on ouvre j et l’on aspire dans le laboratoire II le liquide du flacon E. En répétant une troisième fois les mêmes manœuvres, on fait passer le liquide du flacon U dans le laboratoire À.

On ouvre de nouveau le robinet R, puis ou élève l’aspirateur de manière à remplir le mesureur jusqu’au trait supérieur qui marque l’origine de la graduation, et l’on place ensuite le robinet R dans la position qui fait communiquer le soufflet S avec le tube V, que l'on fixe maintenant sur la tubulure N de l'appareil-

En faisant fonctionner le soufflet, on aspire les gaz contenus dans le tube V, que l’on purge ainsi de l'air ou des gaz provenant d'une opération précédente. Après quelques instants, ou est certain que la conduite Y est entièrement remplie par les gaz à ana- Ivser ; on tourne alors le robinet R de manière à faire communiquer les tubes 1 et V et à isoler le soufflet. L’eau s’écoule dans l'aspirateur pendaut que le tube mesureur se remplit de gaz, et lorsqu’elle est revenue au même niveau de part et d'autre, on ferme le robinet R pour séparer l’appareil de la conduite et du soufflet, puis on s'assure que le volume du gaz sur lequel va porter l'analyse occupe bien 1 00 parties du tube M.

Ou ouvre le robinet i et l’on élève le flacon G ; l’eau chasse le gaz dans le laboratoire A, qui renferme une lessive de soude. Le faisceau de tubes de verre multipliant les surfaces de contact, l’acide carbonique est absorbé ; on abaisse l’aspirateur, le gaz revient dans le mesureur, et le laboratoire A se remplit de lessive : on ramène celle-ci jusqu’au trait de repère, puis on ferme le robinet i. On place le flacon G de manière que l’eau y soit au même niveau que dans le mesureur, afin que dans celui-ci le gaz se trouve à la pression atmosphérique, on lit alors le volume occupé; et la différence entre la lecture faite

avant l’absorption et celle que l'on a faite après, donne le volume du gaz carbonique qui a été retenu par la soude.

On ouvre le robinet j et, en opéraut de la même manière dans le laboratoire R, qui renferme une dissolution de pyrogallate de potasse, on trouve le volume de l’oxygène absorbé.

Enfin, on répète les memes manipulations dans le laboratoire G, qui est rempli d’une solution de protochlorure de cuivre ammoniacal, et Ton obtient de la même manière le volume de l'oxyde de carbone. S'il reste, après ces trois absorptions, du gaz non dissous, son volume représente l’azote qui ne pouvait être retenu par aucun des réactifs précédents.

Pour que les absorptions soient complètes, il est indispensable de laver plusieurs Ibis les gaz dans chaque laboratoire ; on ne passe d’un dosage à l'autre que si deux lectures consécutives sont identiques.

i La lessive de soude qui doit être employée dans l’appareil pèse 36° B 8 . L’absorption de l'acide carbonique est d’autant plus rapide que la concentration de la lessive est plus forte ; il faut donc remplacer le liquide du flacon I) quand la réaction devient trop lente, c’est-à-dire lorsque la plus grande partie de l’alcali a été transformée en carbonate.

La dissolution de potasse est à la même concentration <jue celle de soude; il convient de n’ajouter l'acide pyrogallique qu’au moment de l'expérience, en proportionnant la quantité au volume d’oxygène à absorber. Sans cette précaution, la liqueur s’affaiblirait rapidement et inutilement en absorbant l’oxygène de l’air renfermé dans l’appareil quand il est au repos.

Le protochlorure de cuivre ammoniacal est obtenu . par la dissolution de la toile de cuivre dans une liqueur formée de 2/3 d’une dissolution saturée de chlorhydrate d’ammoniaque et 1/3 d'ammoniaque ordinaire à 22°.

Le protochlorure de cuivre jouit de la propriété d'absorber également l’oxvgène. Pour que la dernière réaction indiquée représente exactement l’oxyde de carbone, il est donc nécessaire qu'il ne reste pas d’oxygène non absorbé par le pyrogallate de potasse.

J. Sa.' i.ero.n,