V* LEÇON. — SOLUBILITÉ DES SELS

négliger sans craindre de ne pas bien saisir les phénomènes qui nous occupent.

32X. Solubilité des sels dans Peau. — La solubilité des sels dans l'eau ainsi que dans les autres liquides, d'ailleurs très-peu nombreux, augmente généralement avec la température ; on trouve cependant des exceptions. Lorsqu'un liquide, après avoir dissous une certaine quantité d'un sel aune température donnée, refuse d'en dissoudre davantage, on dit qu'il est saturé. On reconnaît qu'une dissolution est saturée loi-squ'elle refuse de dissoudre de nouvelles portions de sel, ou lorsqu'elle en laisse déposer par le moindre abaissement de température. Ce dernier phénomène peut toutefois ne pas avoir lieu, et alors la dissolution est dite sursaturée. Pour être certain qu'une dissolution est saturée, il faut donc avoir la précaution, en la refroidissant, ou de l'agiter avec une baguette, ou d'y ajouter de temps en temps un petit cristal du même sel qu'elle tient déjà en dissolution. C'est pourquoi il vaut mieux, quand on veut saturer un liquide à une température donnée, le laisser en contact, pendant plusieurs heures, avec un grand excès du sel qu'on veut lui faire dissoudre ; le liquide que l'on décantera alors sera certainement saturé. Nous avons dit que la solubilité des sels augmente généralement avec la température ; nous ajouterons que souvent c'est d'une manière irrégulière. On trouve des sels dont le maximum de solubilité est très-éloigné du point d'ébullition de leur dissolvant : le sulfate de soude est dans ce cas, puisqu'il est plus soluble dans Teau à 32*' qu'à 100°; le gypse (sulfate de chaux hydraté) présente un exemple d'un sel dont la solubilité, faible d'ailleurs, est la même à 10° et à i<»0°. En sachant ce qui arrive pour le sulfate de soude, on a une idée de la marche irrégulière qu'un sel peut suivre lorsqu'il se dissout dans l'eau.

SEL GRISTULISE TFB.ÉRITORR. di«soiis

par 400 gr. dVan

Oo,00 12,17

SRL GRISriLUSK TKVPKHiTDBE. dissous

par 4N gr. d'eai.

Grâce aux travaux de quelques chimistes, et notamment de Gay-Lussac, on connaît la marche de solubilité de plusieurs sels dont malheureusement le nombre est Restreint. Il n'y aurait pas de meilleur service à rendre à la science que de multiplier les notions de ce genre, non-seulement pour ce qui concerne la solubilité des corps dans l'eau, mais môme dans les autres liquides, tels que l'alcool, l'esprit de bois, l'éther, etc., etc. Ces échelles numériques peuvent Ctre traduites graphiquement, dételle sorte que, d'un seul coup d'œil, on rend comparables, sous le rapport de la solubilité, une multitude de substances différentes. On n'aurait, pour cela, qu'à représenter les relations de la solubilité avec les températures par une courbe, en comptant la température sur la ligne des abscii«ses, et portant sur les ordonnées correspondantes, des longueurs proportionnelles aux quantités de substances dissoutes par le même poids d'eau : chaque matière soluble aurait sa courbe, et toutes les courbes pourraient être réunies dans le môme tableau. Il faudrait lire ce que Gay-Lussac a inséré, à ce sujet, dans le onzième volume des Annales de chimie et de physique, première série.

Tous les sels insolubles dans l'alcool et solubles dans l'eau, dont la solubilité dans ce liquide à di'ftrses températures est figurée par une ligne droite, ont toujours une ligne droite pour ligne de solubilité dans un mélange d'eau et d'alcool en proportion quelconque. Seulement, le coefficient angulaire de ces lignes diminue à mesure que la proportion d'eau dans le mélange est moins considérable. On peut donc admettre que tous les sels insolubles dans l'alcool et solubles dans l'eau ont, dans les mélanges d'alcool et d'eau à une température constante, une solubilité décroissante d'une manière continue, à mesure que la proportion d'eau diminue dans le mélange d'une manière également continue. En somme, la solubilité de cette sorte de sels n'est pas proportionnelle à la quantité d'eau que le mélange alcoolique renferme. Elle est toujours plus petite que la solubilité qui conviendrait à la quantité d'eau qui se trouve dans le mélange. 328 his. Action de Feau sur les dissolutions salines. — Quand on ajoute une petite quantité d'eau à la dissolution des sels hydratés, il se produit ordinairement un dégagement de chaleur : il y a absorption de chaleur, au contraire, lorsque la quantité d'eau ajoutée est très-grande. Les dissolutions des sels anhydres manifestent toujours un abaissement de température, lorsqu'on y ajoute de l'eau.

Dans ces phénomènes^ deux ordres d'actions semblent se pi*oduire simultanément ; une action d'attraction réctfwogue des molécules hétérogènes en contact, accompagnée d'un dégagement de chaleur, et une action de diffusion qui produit une absorption de chaleur.

329. Dissolations salines sarsatarées. — II est facile de comprendre ce que c'est qu'une dissolution sursaturée. Qu'on suppose une dissolution bouillante de 210^*^,20 de sulfate de soude dans 100 grammes d'eau: si l'on bouche le flacon qui la contient et qu'on abandonne celui-ci au refroidissement de manière qu'il se mette en équilibre de température avec l'air ambiant, que nous supposerons à 13^,30, il est clair qu'il devra se déposer 178«%87 de sulfate de soude : le tableau des solubilités de ce sel (328) le fait voir. Or, la dissolution, restant limpide, quoique refroidie dans ces circonstances, contiendra près de 479 granunes de sel de plus qu'elle ne le devrait. Voilà ce que c'est qu'une dissolution sursaturée.

Voyons quelles sont les propriétés générales des dissolutions sursaturées.

D'après les recherches de Loewel, il paraît certain que toutes les dissolutions sursaturées de certains sels hydratés, tels que les aluns, le sulfate de magnésie, le carbonate de soude, le sulfate et le séléniate de soude, ne renferment plus de sel primitif, mais une modification de ce sel, qui, généralement, est moins hydratée et qui, sans exception, est toujours plus soluble. En effet, si l'on expose à de basses températures, variables en degrés suivant la nature des sels, des dissolutions sursaturées, on voit toujours se précipiter des cristaux de forme et de composition particulières, quelquefois isomères avec le sel primitif: ainsi

Le sulfate de soude Na0,S03 + 10 aq donne.. NaO.SO* + 7 aq

Le sulfate de magnésie.. MgO.SO» + 7 aq id. { J||S;|S+ ^^^ (i^„i„). Le carbonate de soude... NaO,CO* + 10 aq id. }NaO*CO*Î7aa b

Alun KO,SO» 4- Al»08,3SO» +

deux sels indéterminés, qui paraissent isomères avec

24 aq donne. | j.^,^^ ^^.^ p,^^ soiubie^.

Ce fait général tendrait à prouver qu'il n'existe pas de sursaturation; mais pourquoi, si Ton expose à l'air libre une dissolution sursaturée, ou bien si on la touche avec un corps inerte, tel qu'une baguette, une tige de fer ou de bois, ou si Ton jette

dans sa masse liquide un fragment de verre, ou bien eiitoie un cristal du sel primitif, la masse entière se fige-t-elle et ne présente-t-elle plus que ce sel ?

La nature de cet enseignement ne permettant pas il ojitrer dans des explications très-détaillées, on se limitera à reproduire les conclusions que Loewel a tirées de ses nombreuses e\pcriences sur ce sujet.

Les sels actuels des dissolutions dites sursaturées, pjtssenl à rétat de sels primitifs en vertu d'une' faculté de contact ou miahjtique dont sont doués les agents qui déterminent le flgemt*jit de ces dissolutions.

C'est bien une faculté cataly tique, car ils peuvent Ju pKidrb par la chaleur, et pour ce qui est de l'air, il peut ]n \ivvdve même par le frottement.

Plusieurs expériences viennent justifier ces proposilioii?^.

Commençons par constater que l'air, pourvu qu'il soiE libre , fige les dissolutions sursaturées.

Que l'on ait, dans une grosse fiole, une dissolution piépîir^io de la veille, avec 200 grammes d'alun cristallisé et 100 grammes d'eau ; la fiote doit avoir été bouchée avec un bon bouc fitin de liège au moment où le liquide se trouvait en ébullitioru Lu dissolution est limpide, l'agitation ne la fige pas, et cepcuduul on ne peut pas admettre que la fiole ne contienne pas d'uir, rur co n'est pas un bouchon de liège qui pourrait tenir le liiir pendant vingt-quatre heures; mais si l'on retire doucimoitt li* bouchon, la fiole se trouvant déposée sur une table, ou voit inmiédiatement un cristal se former à la surface de la li[]iieur. Ce cristal augmente rapidement de volume, et il semMe que de gros octaèdres sortent de ses flancs : en quelqueià ïjistîints la dissolution est transformée complètement en une uiasise saline solide.

Voici encore une expérience plus convaincante : dajjs lni ballon n'ayant pas un col trop large, on porte à l'ébullitioji un mélange de 200 grammes de sulfate de soude et de 100 f^iLitmiieà d'eau, et après l'avoir retiré du feu on en couvre le gouU»t tivri' une petite capsule de verre ou de porcelaine comme V indique la figure 126. Dès que le matras sera complètement rclVoîtli, ou enlèvera sans secousse la capsule, et peu après on verra le liquid^^ se prendre en une masse cristalline de sulfate de soude o^(lln^iir^^

Dans cette expérience on ne peut pas admettre que lu rapsale bouche hermétiquement ; il y a donc de l'air dans Tinté m^ur Uu

488 XXV* LEÇON.— lïî SSOLLÎT JONS SU RSATITRÉ ES.

mat ras, mais c'est de l'air qui n'est pas libre et qui probable-

Fig. 126. — Expérience pour montrer la passWité de l'air produite par le frottement. a support du ballon.

b ballon contenant une dissolution bouillante de 100 d'eau et 200 de sulfate de soude. c capsule.

ment a été rendu inactif par le frottement qu'il a éprouvé en s'insinuant entre les bords du goulot et la zone de la capsule tangente.

Fig. 127. — Appareil pour démontrer la faculté de contact de l'air.

F flacon d'écoulement.

r robinet par où s'écoule l'eau.

V récepteur de l'eau.

t tube de communication.

M matras contenant une dissolution sursaturée de sulfate de soude.

{' tube aspirateur.

Que l'air perde sa faculté de œntact par le frottement, on ne saurait en douter dès qu'on fait l'expérience suivante.

Ou préparé une dissolution sursaturée de sulfate de soude dans plusieurs fioles qu'on bouche, étant encore chaudes, avec un bouchon portant deux tubes de verre courbés à angle droit, et dont le dianiètre sera de 5 millimètres : un de ces tubes doit être assez long pour plonger de 10 à 12 millimètres dans la dissolution ; l'autre tube ne doit pénétrer que de quelques millimètres dans le col de la fiole. Une fois refroidies, on en met une en conununication par le tube qui ne plonge pas avec un flacon d'écoule.ment (^j/. 127) et on en met une autre en communication avec un flacon pareil, mais le tube qui plonge doit communiquer avec un tube en U de 18 millimètres de diamètre intérieur, ayant un déveFoppement de plus d'un mètre (/i^. 128) et rempli de coton

--^=tr-

Fig. 128. — Appareil pour démontrer la perte de la faculté de contact de i'air par le frottement.

F^vase d'écoulement, r robinet par où s' écoula l'eau.

V récepteur de l'eau.

I tube de communication.

M matras contenant une dissolution sursaturée de sulfate de soude. t' tube aspirateur.

T tube d'un mètre de développement rempli de coton cardé. S support.

cardé. Si Ton ouvre le robinet du flacon d'écoulement de la figure 127, Teau qui sort est remplacée par autant d'air qui, en

41)0 XXV* LEÇON. — DISSOLUTTONS SUHS ATIjRÉF.S.

traversant brusquement la dissolution sursaturée^ la fige presque de suite. En répétant la môme expérience avec l'appareil de la figure 128, le figement ne s'opérera que très-lentement et après que le volume de l'eau écoulée se trouvera être beaucoup plus considérable que dans l'autre expérience.

Il est bon d'avoir plusieurs fioles de rechange, car^ces expériences, quoique faciles à exécuter, sont très-capricieuses dans leurs résultats. Toutefois, d'après M. Terreil, les résultats deviennent constants lorsqu'on a la précaution de chauiTer vers 40 à 50° le tube de verre qui doit servir à faire l'aspiration de l'air à travers le liquide, puis qu'on le laisse refroidir au sein du liquide môme ; ou bien encore, si au lieu de le chauiTer on immerge dans l'eau distillée la portion du tube qui doit plonger, ou enfin si la température de l'air aspiré a été portée vers 40*» seulement.

L'expérience suivante prouvera que la chaleur peut rendre passifs, en ce qui touche les dissolutions sursaturées, les agents inertes qui auparavant étaient actifs.

On remplit un matras avec de la dissolution bouillante et satu-

t^ig. 129. • Ekpérienoe pour démontrer la passivité du verre qui a été chaufTé.

M matras rempli d'une dissolution sursaturée de sulfate de soude. u couche d'huile.

b baguette en verre qui a été chauffée à 200o. b' baguette en verre n'ayant pas été ehauffée.

c cristaux de sulfate de soude qui se forment au moment de l'inmicrsion de la baguette b'.

rée de sulfate de soude, puis on y verse un peu d'huile fixe pour éviter le contact de la dissolution avec l'air. Lorsque le matras sera complètement refroidi, on coupe dans un tube de verre

plein deux baguettes pareilles dont une doit être chauffée à environ 200 degrés. Une fois refroidie, on la plonge dans la dissolution à travers la couche d'huile, jusqu'à la profondeur de quelques millimètres : la masse liquide ne subira aucun changement : on plonge alors l'autre baguette, et aussitôt la dissolution sursaturée se figera [fig, (29).

La passivité de la baguetîe chauffée se dissipe par l'action de l'air libre/mais elle résiste longtemps à l'action de l'air confine.

Ce qui est vrai pour la baguette de verre est également vrai pour les baguettes de métal, de bois, etc. ; et cette modification remarquable permet de présumer que les parois de^ récipients où se trouvent les dissolutions saturées ne doivent pas être sans influence sur Je maintien de la sursaturation. Ce qui explique pourquoi ces dissolutions sursaturées contenues dans des tubes à petit diamètre où elles ont été préparées, se conservent plus longtemps eu présence de l'air que celles qui se trouvent dans des tubes à diamètre plus large : la petite surface de l'air agissant dans le p.remier cas, ne surmonte pas l'obstacle qu'oppose probablement la passivité des parois.

Nous n'en dirons pas davantage sur ce sujet, car nous croyons avoir suffisamment démontré :

4° Que les dissolutions dites sursaturées ne renferment pas les mêmes sels avec lesquels elles ont été faites;

2l« Que si en se figeant elles reproduisent le sel primitif, c'est que les sels modifiés dissous subissent une transformation en vertu d'une action de contact exercée par des agents inertes par eux-mêmes.

On trouvera de plus amples détails sur ces phénomènes si singuliers dans les travaux de Loewel, Annales de chimie et de physique^ > série, t. XXiX, XXXIII, XXXVÏI, XLIIÏ.

Tout en admettant l'exactitude des observations de M. Loewel, plusieurs chimistes, entre autres, M. Violette et M. Gernez, contestent que le figement des solutions salines sursaturées soit dû à une action de contact. En s'appuyant sur des expériences trèsdélicates et très-curieuses, ces observateurs prétendent que la cristallisation des dissolutions sursaturées est due aux poussières qui se déposent sur les objets, ou quie l'air tient en suspension, pourvu que ces poussières contiennent des traces de la matière qui constitue la dissolution sursaturée. Cette manière de voir ne contredit nullement les expériences de M. Loewel que nous avons décrites plus haut*