‹ Leçons élementaires de chimieChapitre 46 sur 284 · V^ LEÇON — PROPK. DE L'EAU A L ETAT LIQUIDE · texte numérisé non relu

V^ LEÇON — PROPK. DE L'EAU A L ETAT LIQUIDE

pure est verdàtre vue en grande masse ; au goût, elle est fade et douceâtre : elle doit être parfaitement neutre aux réactifs et ne rien laisser lorsqu'on l'évaporé à siccité. L'eau commune a si peu de saveur, pour nous, parce qu'elle tient en dissolution des matières salines. L'eau se soustrait à la loi qui gouverne tous les autres liquides; à partir de 0° jusqu'à 4°, elle se contracte au lieu de se dilater; à partir de 4°, elle se dilate proportionnellement à la température. Aussi, lorsqu'on rapporte la densité d'un corps à celle de leau, entend-on toujours parler de l'eau considérée à son minimum de volume, savoir à 4*>.

[L'anomalie qu'on vient de signaler a sa raison d'être dans la nature. Pendant que les couches supérieures des rivières, des étangs, des lacs, sont à 0^, température qui pourrait compromettre l'existence des êtres vivants dont le milieu normal est l'eau, les couches inférieures se trouvent à une température plus élevée et plus favorable à cette existence.]

L'eau a la propriété de dissoudre, en différentes mesures, la plupart des gaz connus; elle contient, par conséquent, de l'air, ainsi qu'on le prouvera en son lieu. Si elle n'avait pas cette propriété, elle ne serait pas potable, et les poissons ne pourraient pas y vivre. Sa faculté dissolvante pour les gaz est d'autant plus grande que sa température est moins élevée. Effectivement, lorsqu'on chauffe de l'eau, on voit qu'à la preniière impression de la chaleur il se dégage de l'air sous forme de petites bulles. Au contraire, les corps solides solubles dans l'eau s'y dissolvent en général d'autant plus promptement que la température est plus élevée. Ainsi les corps gazeux abandonnent leur dissolvant sous l'influence de la chaleur, elles corps solides l'abandonnent sous l'influence du froid.

Le volume d'un gaz, évalué à 0° et sous la pression de 760 millimètres, que l'unité de volume d'un liquide peut dissoudre à la môme pression, constitue le coefficient de solubilité de ce gaz dans ce liquide. Ainsi, quand on abandonne un litre d'eau à 0° dans une atmosphère d'oxygène exerçant une pression de 760™"», on trouve que ce litre d'eau dissout 0''',04H4 d'oxygène mesuré à 0° et sous la pression de 760™ ". Le coefficient de solubilité de l'oxygène est donc 0,04114; si l'expérience avait été faite sous la même pression, mais à la température de 20", le coefficient de solubilité serait descendu à O,0283S. Voici un tableau des coeffîcienls de solubilité de quelques gaz les plus connus.

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A Oo. A'20o.

Aïfïte 0,02035 0,01403

Al ide carbonique 1,7067 0,90 U .

Il vtlrogène sulfuré 4,3706 2,9053

Jkddo sulfureux 79.7890 39,3740

Ainnioniaque 1049,6 . » 634,0

Ail' atmosphérique 0,02471 0,01704

Sous la pression de 760 millimètres, l'eau entre en ébullition h SO^ du thermomètre de Réaumur^ à 100° du thermomètre centigrade et à 212° du thermomètre de Fahrenheit : elle se congOle à 0° des deux premières échelles, et à 32° de la derniên^

Eau à Véiat solide, — Cependant Teau ne se congèle pas toujours aux températures que nous venons d'indiquer, car Teau naUii'elle surtout tient souvent en dissolution des sels qui retardent sa congélation. Bien plus: quand môme l'eau serait pm-e, elle poarrait ne se solidifier qu'à 10 ou <2° au-dessous de 0". L'on voit souvent, dans les hivers rigoureux, des vases rcm[ï[(s d'eau encore liquide à cette température ; mais le moindre obi'anlement suffit pour la solidifier tout d'un coup. L'eau renfermée dans des tubes capillaires ne se congèle qu'à 17° centigrades malgré des ébranlements. (Soreby.)

Selon les circonstances qui accompagnent sa congélation, Teaii prend des formes géométriques différentes qui appartiennent toutes au système rhomboédrique. Voici quelques-unes des formes que l'on a trouvées aux cristaux {pg. 33) qui composent les flocons de la neige.

Fig. 33. — Différentes formes de la neige.

Le l'entre de ces étoiles paraît être une table hexagonale ; à chaïun de ses angles, un cristal prismatique à six faces vient s'implanter de manière à former, avec les cristaux voisins, des angles de 60°.

La densité de la neige varie suivant l'épaisseur de la couche tombée^ et la différence peut être du simple au double pour des hauteurs de couche qui ont varié dans le rapport de 1 à 6. De la

V* IBCON. — PROPR,

.DE I^Siy£fiS9n^T SOLIDES l^i

neige tombée en avril sur un certain sol, avait pour densité 0,2o.

(Jeleznos.)

La densité moyenne de la glace à 0°, est = 0,9 178: dès lors un volume de glace à 0° provient de O'o',9i7y, ou, ce qui revient au même, un volume d'eau à 0° produit en gelant {""^OSQo de glace : donc l'expansion au moment du gel est sensiblement JL^ OU 71 du volume de l'eau k 0<*. (Dufour.)

On avait prétendu que la glace se dilatait à mesure que la température baissait ; c'est une erreur. M. Brunner a montré que la glace suit la loi de tous les corps solides, et qu'elle ^e contracte ou se dilate selon que la température baisse »ov s'élève. Il paraît même, d'après M. Moritz, qu'entre les limites de lOO** le coefficient de dilatation de la glace serait ,-n^ et par conséquent plus fort que celui d'aucun autre corps connu.

D'après les expériences de M. Tyndall, la glace, fortement comprimée dans des moules, en prend la forme ; cependant elle n'^st pas plastique. C'est que sous une forte pression la glace se réduit en fragments, en môme temps qu'une certaine portion se liquéfie, pénètre les interstices de la masse et la rend continue. La pression vient-elle à disparaître, la température déclamasse s'abaisse, la partie liquide se congèle, et de là un changement permanent de forme, qui rappelle celui que dans les mômes conditions éprouverait un corps plastique.

La faible densité de la glace explique les dégâts que, pendant les hivers rigoureux, subissent les constructions et surtout les tuyaux de conduite. En effet, les densités étant en raison inverse des volumes, il arrive qu'un tuyau rempli d'eau qui se congèle subit une pression plus forte en dedans qu'en dehors; si la différence est considérable, les parois se brisent. Il en est de môme des pierres de construction, lorsqu'elles sont trop perméables ; Teau dont elles sont imbibées, 'en se congelant, augmente de volume et les fait éclater.

On coçaprend donc pourquoi les constructeurs se préoccupent de la qualité des matériaux qu'ils destinent aux bâtisses. Ils appellent géliv€S les pierres susceptibles d'éclater par l'effet de la gelée, et ils s^assurent de leur qualité en les plongeant à plusieurs reprises dans une dissolution saturée à froid de sulfate de soude. La dissolution qui pénètre la pierre, en s'y cristallisant, joue le même rôle que la glace; elle produit des solutions de continuité dans les pierres de majuvaise qualité, et laisse intactes

V^ LEÇON — EALT A L ETAT DE TAPEUTl.

c5Ï\e^ 4|Ui sont capablejs de supporter plus tiird leselîcts de la gelée.

T4*eiïet produit parVaugmenlatiou de volume lorsque l'eau ^? solidifie, actd évaluent ijOOt) atniosplières- U n'es^t dotir pas surprenant qui? la gîace tHaae édaler de a cauonSj des bombe s^ des mni^^ et, à plus forte raieotij des tuyaux ordinaires et des ustetïsiles de ménage.

ï/eau qui se congèle dégngcde lacbaleur, etlaglace qui fond en absorbe* 11 y a cfinuexion entre ces deux faits, dans ee sens qu^ils dépendent de la nïi?me loi- L'n corps ne peut changer d'état sûrit^ qu'il y i^iit nifinifestation de plienoniènea calorifique^. Un corps; solide qui se liquéfie et un corps liquide quisVvapore absorbent de la chaleur ; un gaz qui se tiquéfie et un liquide qui devient solide en dégagejit.

Un thermomètre plonge dani? l'i«au et qui accuse 8^ au-dessous deO% monte briisquenicMit à U^' s^i, par une agitation rapide, on congèle l'eau instantanément; et si l'on verse sur celte masse de glace un poids égal d'eau chàulTée à 7!)^ on voit d'abord la glace fondre; une fois la fusion termiueej on trouve que la masse totale du tiquide présente encore la température de O** : ce qui prouve que U glace, en fondant, absorbe de la chaleur. On sait d'ailleurs qu'un Ivilogramnie de glace esige, pour devenir liquide, la nit^uie quimlité de chaleur qui est nécessaire pour augmenter d'un degré la température de 79 kilog. d'eau.

Eau â retatde rnpcJif. — I-i glaee et Tcau répandent toujoui-s de la vapeur. t:ettc propriété s'evprime par te mot ^^éiiérique

L'évaporation varie avec la tempéra lu re^ le t al de saturation de l'air et la presi^ion.

Plus la température ejit élevée, plus l'évapo ration est prompte ; aussi l'eau chaude sévapore-t-ellc plus vite que l'eau froide, pourvu toutefois qvae la vapeur qt^etle forme soit entraînée. Sans cette condition, ï'eau h la température ordinaire et à l'air libre s'évaporerait [il us fucilement que l'eim à 50** dans une atmosphère confinée. Une des circonstances les plus favorables à Tévaporalion est donc la venlilnlion de l\iîr.

Moins la couche d'air qui est en co!iluct avei: la surface de l eau sera humide, pl^is Tévaporatitm sera facile; orj la venliliiUnn a poureiïel diî remplacer loi couches d air satnrées d1uiniidilé par d'autres; qui ne le sont pas. Pur conséquent, l'air

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