CHAPITRE X
l'hydrotimétiue, ou la méthodk volumétrique employée POUR DÉTERMINER LA PURETÉ DES EAUX POTABLES.
A la suite de ces considérations générales sur les eaux potables et sur leur pureté, se placera naturellement la description d'une méthode simple et rapide qui permet de déterminer avec une exactitude suffisante le degré de pureté de ces eaux. Nous voulons parler de Yhydrotimétrie, imaginée au commencement de notre siècle par vin chimiste anglais, le docteur Clarke, et appliquée plus tard avec beaucoup de bonheur par MM. Boutron et Félix Boudet, membres de l'académie de médecine de Paris, à l'examen d'un grand nombre d'eaux douces d'origine différente. L; ' hydrotimètre décrit en 1856 par MM. Boutron et Félix Boudet, est aujourd'hui d'un usage général et rend de grands services à l'hydrologie et à l'hygiène, en donnant le moyen d'apprécier la pureté comparative des eaux potables sans les soumettre à l'analyse chimique et même sans les évaporer.
U/iydrotimétrie est une application du système d'analyse par les -volumes imaginé par Gay-Lussac et Descrozilles, système qui a doté l'industrie de l'alcalimétrie, de la chlorométrie, etc.
Le principe de la méthode dont Clarke fit usage, c'est qu'une dissolution alcoolique de savon rend l'eau mousseuse, quand l'eau est pure, et qu'elle ne peut produire de mousse dans une eau chargée de sels terreux, particulièrement de sels de chaux et de magnésie. En d'autres termes, la mousse de savon ne peut apparaître dans une eau qu'autant que les sels calcaires que cette eau renferme ont été décomposés et précipités. Composé d'oléate et de margarate de soude, le savon précipite les sels de chaux ou de magnésie à l'état d'oléate et de margarate de chaux et de magnésie insolubles,
et ce n'est que lorsque toute la quantité de sels de chaux et de magnésie existant dans ces eaux a été ainsi précipitée à l'état de sels insolubles par la dissolution alcoolique de savon, qu'un petit excès de la même dissolution alcoolique de savon étant ajouté, peut rendre l'eau mousseuse.
La dureté d'une eau étant proportionnelle à la quantité de sels terreux qu'elle contient, on peut prendre comme mesure de sa dureté la quantité de teinture de savon qu'il faut employer pour commencer à la rendre mousseuse.
Le docteur Clarke fit usage d'une dissolution alcoolique de savon titrée et d'une burette graduée pour apprécier la pureté des eaux et la proportion de matières incrustantes qu'elles déposent sous l'influence d'une ébullition prolongée (1). C'était surtout, en effet, pour apprécier la pureté des eaux destinées à l'alimentation des chaudières à vapeur, que le docteur Clarke avait imaginé et fait adopter cette méthode en Angleterre.
MM. Boutron et Félix Boudet appréciant toute l'utilité de ce système d'analyse, si commode par sa promptitude et sa simplicité, l'appliquèrent à doser les sels terreux dans les eaux potables, et réussirent à faire admettre ce procédé dans les laboratoires de chimie industrielle.
La base de Yhydrotimétrie, c'est donc la production de la mousse par l'eau pure dans une dissolution de savon, et l'obstacle que les bases terreuses apportent à cette production en transformant le savon en composés insolubles.
Vient-on, en effet, à verser quelques gouttes d'une teinture alcoolique de savon, dans un flacon renfermant, par exemple, 40 centimètres cubes ou 40 grammes d'eau distillée, si l'on agite le mélange, il se forme immédiatement à la surface du li-
(1) Noie on the examination of mater for towns, for Us hardness and for the encr us lotion it deposits on boUing*.
INDUSTRIE DE L'EAU
quide une couche de mousse légère et persistante; mais si, au lieu d'eau distillée, on emploie une eau plus ou moins calcaire ou magnésienne, le phénomène de la mousse n'apparaît qu'autant que la chaux ou la magnésie contenues dans cette eau ont été neutralisées par une quantité proportionnelle jde savon. Si alors on ajoute un léger excès J de dissolution de savon, le savon ne rencontrant plus de chaux ni de magnésie, manifeste ses propriétés, comme s'il se trouvait en dissolution dans l'eau pure.
[ La proportion de savon exigée par 40 cen-
I timètres cubes d'une eau quelconque pour ( produire une mousse persistante donne donc la mesure de la quantité de sels calcaires jou magnésiens contenus dans cette eau. Et comme dans la plupart des eaux de sources de rivières, la chaux et la magnésie sont les principales matières qui, combinées avec différents acides, influent réellement sur leur qualité, il est évident qu'en déterminant la quantité qu'elles renferment de ces bases terreuses, on déterminera l'utilité de ces eaux pour le plus grand nombre de leurs usages.
j La formation de la mousse à la surface
II de l'eau est un phénomène si saillant,
l ia proportion de savon nécessaire pour la produire (t décigramme par litre) tellement faible, et le moment où une eau calcaire ou magnésienne cesse de neutraliser le savon et devient mousseuse par l'agitation, est si facile à saisir qu'une dissolution alcoolique de savon peut être considérée comme un réactif extrêmement sensible pour déceler et doser les sels calcaires et magnésiens, dans des liquides très-étendus, tels que les eaux de sources et de rivières.
Pour éviter les inconvénients qui résulteraient de la composition variable des savons du commerce, MM. Boutron et Félix Boudet titrent leur liqueur d'épreuve au moyen d'une dissolution de chlorure de calcium fondu , contenant 1 /4000 de son poids ,
lOi
ou 25 centigrammes de ce sel par litre d'eau distillée.
Fig. 56 et 57. — Hydrotimètrc (flacon et burette graduée).
Pour préparer cette liqueur, on prend :
Savon de Marseille 100 gram.
Alcool à 90° centésimaux .... \ (100 —
On dissout le savon dans l'alcool en chauffant jusqu'à l'ébullition; on filtre, pour séparer les sels et les matières étrangères insolubles dans l'alcool que le savon peut contenir, et on ajoute à la dissolution filtrée :
Eau distillée 1000
On obtient ainsi 2700 grammes.
d une liqueurquidoitavoir un titre très-rapproché du titre normal, mais qui ne saurait
pourtant être employée, sans être soumise à un essai qui en constate la valeur réelle.
11 serait trop long- d'entrer dans les détails de l'essai recommandé par MM. Boutron et Eélix Boudet pour vérifier le titre de leur liqueur d'épreuve. Nous renvoyons pour ces détails pratiques au mémoire des auteurs imprimé dans les Mémoires de l'Académie de médecine de Paris (1).
Les essais hydrolimétriques s'exécutent au moyen d'un flacon de la capacité de 40 centimètres cubes divisés en capacités de 10,20,30 et 40 centimètres cubes et de delà burette graduée qui porte le nom fthydrotimètre (fig. 36, 57).
Chaque essai exige 40 centimètres cubes ou 40 grammes d'eau, que l'on mesure dans le flacon d'essai lui-même.
La burette est graduée de telle manière que le trait circulaire marqué au sommet de l'instrument est la limite que la liqueur y doit atteindre pour qu'il soit chargé.
La division comprise entre ce trait circulaire et 0° représente la proportion de liqueur nécessaire pour produire le phénomène de la mousse avec l'eau distillée pure.
Les degrés à partir de 0 sont les degrés hydrotimé triques.
La composition de la liqueur a été calculée de manière que chaque degré représente 0gr, 1 de savon neutralisé par 1 litre de l'eau soumise à l'expérience, et corresponde à 0gr,0U4 de chlorure de calcium, soit à 0gr,01 de carbonate de chaux pour la même quantité d'eau.
Le degré hydrotimétrique d'une eau indique donc immédiatement la proportion de savon qu'elle neutralise par litre, et la mesure de sa pureté.
Le nécessaire hydrotimétrique se compose :
(1) Hydrotimétrie , nouvelle méthode pour déterminer les proportions des matières en dissolution dans les eaux de sources et de rivières, par Boutron et F. Boudet (Mémoires de l'Académie de médecine de Paris, 185G).
1° D'une burette graduée;
2° D'un flacon d'essai de 60 centimètres cubes de capacité et jaugé à 10, 20, 30 et 40 centimètres cubes par des traits circulaires ;
3° D'un flacon de dissolution alcoolique de savon ou de liqueur hydrotimétrique ;
4° D'un flacon d'eau distillée;
5° D'une pipette divisée en dixièmes de centimètre cube;
6° D'un ballon jaugé par un trait circulaire marqué à la base du col.
Lorsqu'on veut essayer une eau, on en mesure dans le flacon d'essai 40 centimètres cubes, et l'on y ajoute peu à peu la liqueur hydrotimétrique, en essayant de temps en temps si elle produit par l'agitation une mousse légère et persistante. Le degré qu'on lit sur l'hydrotimètre, quand on a obtenu cette mousse, est le degré hydrotimétrique de l'eau examinée.
Ce degré indique :
1° Le nombre de décigrammes de savon que cette eau neutralise par litre ;
2° La mesure de sa pureté, ou la place qu'elle occupe dans l'échelle hydrotimétri que.
Soit 20° le degré observé, il en résulte que 1 litre de l'eau essayée neutralise 20 dé cigrammes ou 2 grammes de savon , ou que cette eau marque 20° à l'hydroti mètre.
MM. Boutron et Boudet ont fait avec Vhydrotimètre une grande quantité d'analyses d'eau de source et de rivière. La prompti tude de ce moyen d'essai leur a permis d'étendre leurs investigations à un grand nombre d'eaux d'origine variée.
Le tableau suivant, emprunté au mémoir de ces auteurs, exprime en degrés de l'hydro timètre la pureté comparative de difl'é rentes eaux de sources et de rivières, l'eau distillée étant prise comme unité de pureté c'est-à-dire marquant 0 degré à l'hydroti mètre.
INDUSTRIE DE L'EAU
