SECTION XXII

Emploi des équivalens , échelle de IVollaslon.

i 1 98* L'on dojk au docteur WoUaston un instrument qdi 9 bien qu'il ne serve point directement aux opérations chinûques , est pourtant constamment employé dans les laboratoires , soit pour procurer les indications ff^QOssaires aux expériences , soit pour en interpréter 4MI en étendre les résultats» Ce serait donc à tort que 4ftOus passerions sous silence cet instrument dans un XHiyrage doiM^ }e principal objet est d'indiquer au x^bîmifite qui manque d'expérience tous le^ moyens ^ui peuvent conduire au but qu'il se propose. Cet in- ^||Piiai6nt est appelé échelle synoptique des équivalens chimÀ}.uéff ou f pkts camiQunément, échelle de fVollaston* JL» méippipre dfdns lequel l'auteur décrit la nature de J/éçb^il^y ^ I4 manière de déterminer les nombres appropriés aux différentes substances auxquelles on l'applique , est inséré dans les Transactions philosophiques de 1814. L'échelle^ telle qu'on Tacheté chez les fabricans d'instrumens , consiste en une règle, portant dans le milieu une coulisse , dans laquelle se meut une règle plus étroite , que nous désignerons sous le nom de curseur. Sur chaque bord du curseur sont tracées des divisions , depuis 10 jusqu'à 320 ; et sur les deux côtés de la règle sont écrits les noms des différentes substances qui entrent dans les combinaisons chimiques.

1199. Le butde cet ouvrage n'étant point d'enseigner

PROPORTIONS DÉFtKIBfl DBS CORPS COMPOSES. tS9

les principes de la chimie , mais de donner seulemei^ les explications nécessaires à T intelligence des objeUr, il nous suffira de dire que Téchelle «st fondée sur trois points principaux : Tinvariabilité des proportions daiM les composés chimiques ; le pouvoir équivalent des quantités qui entrent en combinaison , et les pro^ priétés bien connues des échelles logarithmiques ; -nows bornant à expliquer en peu de mots de qtlielie manière ces divers élém«iis contribuent à la 'formation de l*kistrament.

1300. Un corps composé Test toujours de la même manière, et il est impossible qn'anoucie variatioûak lieu dans la proportion de ses élémens. 48 parties de potasse combinées avec 54 parties d*ackl« nttrîque produiront toujours 102 parties de nitre t\quel qtïè soit Texcès que l'on mette de Tun eu de ràUtre, quel que soit le mode de combinaison qile V^ adopte y que les substances soient pures ou non , ces proportions seront toujours les mêmes. Et œla t|è «e borne pas aux nombres que nous venobé d'itidtquéf», mais quel que soit le poidsdu nitrate de potasse formée ces deux élémens seront toujours- entre eus ^tin$ le rapport indiqué par ces nombres.

Ainsi y en disant que la même quantité d*une ëiib^ stance se combine constamment avec une même (jtiafn* tité d'une autre substance potir préduirci fin"é<^mposé déterminé , nous ne faisons que noter en d'autres tèri , mes cette loi de la nature , savoir que les proportions ties composés chimiques sont invariables. - '

1201. Le second point , c'est-à-dire le pouvoir équî-» valent des quantités qui entrent en combinaison, ii'est point aussi évident que le premier, mais îî est suffisamment confirmé par l'expérience. Par exehnplei, si uÂe

qoAittitéde sulfate de soude en dissolution est mise dans une dissolution de nitrate de baryte , cette dernière étant en excès, une certaine quantité de sulfate de baryte sera précipitée , et du nitrate de soude restera en dissolution avec l'excédant du nitrate de baryte. 11 y aura déc<imposition d'autant de nitrate de baryte ,qu'il en faudra pour fournir la quantité de baryte né^ cessair^ pour saturer la totalité de Tacide sulfurique du sulfate de soude, et en former du sulfate de baryte. Mais ce qu'il faut particulièrement observer iei , c'est que la quantité d'acide qui abandonne la baryte .«era précisément celle exigée pour se combiner avec . Jfi soude séparée du sulfate de soude , et pour former avec elle le sel neutre, nitrate de soude; car, après que le mélange et le changement c^faimique auront eu lieu , on trouvera les deux dissolutions aussi neutres qu'auipatavant.

, Il^est évident , d'après ce résultat , que l'acide nitri* .que de (sette expérience a un pouvoir de combinaison »t 4^ maturation équivalent à celui de l'acide sulfuyifp^ , car ils ont l'un et l'autre également neutralisé la portion de soude qui était en dissolution, et de plus ils ont aussi neutralisé la portion de baryte qui a changé d'acide durant l'expérience. On s'apercevra trfs^^iséo^cnl , si Ion y fait la moindre attention, que la baryte et la. soude de ces deux sels ont , Tune par rafipprt à raulr€),,des pouvoiris saturans égaux; car, 4urtint l'expérience, elles ont toutes deux neutralisé exactement les deux acides; L'excès de nitrate de baryte x^e- subit aucun changement , et n'est utile que pour assurer la décomposition totale du sulfate de soude. Si la quantité de nitrate de baryte sec eût été de 132 parties I etoelle <le sulfate de soude sec de*

ÉQUIVALEltT-CHIMlQVE. - 201

72vles ëeux'sels se seraient alors mutuellement dé^ composés en totalité.

1202. Tous les autres sels neutres. présentent des phénomènes semblables , car la réciprocité de satura*^ tion existe tontes lesfois que la décomposition chimi* que a lieu , et n!est point particulière à tel ou tel corps; mais est générale pour toute espèce de combinaison. On peut aussi se former une idée exacte de la signification du mot équivalent y appliqué aux corps exerçant une action chimique , en disant que les quantités de sub« stances qui, en se combinant ensemble, se saturent réciproquement sont équivalentes dans leur puissance de combinaison : ainsi , 40 parties d'acide sulfurique sont équivalentes à 78 parties de baryte. Les quantités de deux ou d'un plus grand nombre de substances nécessaires pour saturer une même quantité d'une substance quelconque, sont dites équivalentes ^ sous le rapport de leur pouvoir saturant ; ainsi , 40 parties d*acide sulfurique et 54 parties d'acide nitrique sont équival^ites^ car elles saturent l'une et l'autre 32 parties de soude, ou 78 de baryte ()201); et ces dernières , par la même raison , sont aussi équivalentes. 11 en est de même des corps composés qui agissent les uns âur les autres ; leurs équivalens sont les nombres suivant lesquels ils se corn? binent, et qui sont toujours nécessaires et toujours suffisans pour opérer une combinaison totale.

1203. On se sert en conséquence de l'expression équivalent chimique , pour indiquer la proportion suifunt laquelle un corps se combii^e avec un autre lorsque la combinaison chimique est possible ; l'on a trouvé que ce nombre était constant pour un même corps, quel que f6t celui avec lequel on le comparât; de sorte que si Ton prend arbitrairçjruc^t. un nombro

302 MAlflPQLATIONS CHIIkllQTIES,

pour représenter la quantité d'une substance quelconque pouvant entrer en combinaison avec d'autres corps, et qu'on l'adopte pour son équivalent , on pourra exprimer tous les équivalens des autres substances par des nombres qui seront au premier comme les quantités combinables des corps qu'ils représentent sont à la quantité combinable de la substance désignée par le premier nombre. Ainsi , dans le changement qui a Ueu entre le nitrate de baryte et le sulfate de soude (12^1), «apposons que le nombre 40 ait été pris pour l'é* •quitalent de l'acide sulfurique présent , alors 32 sera l'équivalait de la soude, car telle est la proportion dans IjGiquelle elle se combine avec 40 d'acide eulfurique; à4t sera l'équivalent do l'acide nitrique , parce que telle est la quantité propre à se combiner avec 32 de soude; et 76 sera l'équivalent de la baryte; de sorte qu'on aura pour équivalent du «ulfate de baryte 118^ du flolfeite de sonde 72 , du nitrate de baryte 132 , et ^ nitrate de soude 86.

Iâ04. La détermination de ces équivalensJchimiques^ ou nombres èquivalens j est fournie par l'expérience* Les erretnrs que l'on pourra eommettre par'^rapport à leur Taieur dépendront entièrement des erreurs que l'on au^ mit commises dans les expériences, oudeceUesquel'oa aurait faites en les interprétant, et no(n point d'un chan^gement possible dé leur valeur réelle dans aucune circonstance quelcottque. Ainsi donc , une fois bien détei4ninés , ih seront une source sàre et feôonde de lufmière , à laquelle on pourra recourir avec hi' plus grande facilité , à l'aide de l'éckelle du docteur. Wollaston.

12Q5. Le troisième point nécessaire à développer «61! relatif à réohdle elle-inènie<^ dite échelle logarithm»

ifCHELLE DBS SQUIVALSNS* 303

miqoe. Elle est construite de telle manière qu'à des intervalles égaux correspondent toujours des nombres qui sont entre eux dans le même rapport.

Ainsi, si l'on mesure avec un morceau de papier la distance qui se trouve entre 10 et 20, cette longueur de papier mesurera aussi la distance qui existe entre les nombres 20 et 40, 55 et 110, 160 et 320, de telle manière que le nombre qui se trouvera à la partie supérieure du papier sera toujours la moitié de celui qui sera à Tautre extrémité. Si , par exemple , ce ' papier s'étend de 10 à 14, les nombres entre lesquels on le transportera ^içuite seront entre eux comme 10 es^ à 14 ; par conséquent, si Tune des extrémités &e trouve à 100, l'autre sera à 1 40.

1^06. Maintenant, supposons que le papier ait été coupé de manière que Tune des extrémités étant appii«quée sur le nombre représentant l'équivalent d'un ' corps , l'autre coïncide avec le nombre équivalent d'un autre corps; en faisant glisser le papier sur l'échelle ^ tous les nombres avec lesquels ces deux extrémités coïncideront représenteront encore des quantités pixv portionnelles aux deux premières. Si donc l'extrémité supérieure coïncide avec le nombre 40 , et l'extrémité inférieure avec 78 , c'est-à-dire avec les nombres proportionnels de l'acide sulfurique et de la baryte , œt intervalle une fois bien déterminé, à quelque partie de l'échelle qu'on applique le papier, l'extrémité inférieure indiquera toujours la quantité de baryte nécessaire pour se combiner avec la quantité d'acide sulfurique indiquée par le nombre coïncidant avec l'extrémité supérieure.

1207. 11 est évident qu'il importe peu que ce $oit le papier qui glisse sur l'échelle , ou l'échelle eUe^néme

304 MAlflPULATIONS CHIIUQUES.

qui soit mobile ; en supposant done que le papier soit collé à côté de réchelle, il sera facile, en faisant glisser celle-ci dans un sens ou dans Tautre, de connaître par les nombres coïncidant avec les extrémités du papier la quantité d'acide sulfurique nécessaire pour se combiner avec telle autre quantité de baryte , et vice versa* Si, au lieu d'employer un morceau de papier, on faisait deux marques sur le côté de l'échelle à 40 et à 78, et qu'on les nommât acide sulfurique e^ baryte , il est évident qu'on parviendrait encore au même résultat.

1208. n est d'autres substances qu'on peut inscrire sur l'échelle exactement de la ménie manière. Ainsi ^ par exemple, lorsque l'échelle sera disposée de manière à ce que le nombre 40 coïncide avec l'acide sulfurique déjà marqué, on inscrira le sulfate de baryte à 118, le nitrate de baryte à 132,lasoudeà32, et le sulfate de soude à 72. On suivra le même procédé pour toutes les substances dont le nombre équivalent aura été déterminé par l'expérience. L'instrument qui , dans cette positioïi, représente simplement les Dombres effectifs que l'expérience a fournie, conservera fidèlement les proportions ainsi déterminées dans toutes les positions du curseur ; par conséquent , il permettra de changer toutes ces expressions numériques suivant un rapport quelconque.

1209. Quelques exemples des propriétés de cette échelle et de l'usage qu'on en fait, suffiront pour fa|fe concevoir le mécanisme de cet instrument et les diverses applications dont il est susceptible. Supposons qu'en analysant une pinte d'eau minérale on en ait décomposé les sulfates par l'addition du muriate de baryte , et que le sulfate de baryte qui en est récité ait été lavéy séché et pesé, on déduira facilement, de la

ECHELLB DBS KQUIYALENS. 205

quantité obtenue, la quantité exacte d'acide suUurique qui existait dans Teau minérale avant ropération.Ainsii si le sulfate de baryte pèse 43, 4 grains, il faudra faire glisser le curseur jusqu'à ce que ce nombre soit à la hauteur da sulfate de baryte, et alors on lira la quan* , tilé cherchée; c'est-à-dire, 14, 7 grains, devant le mot, acide sulfurique* L'échelle indiquera, de la même manière , la quantité de toutes les substances contenues dans un poids donné de Tun de leurs composés; il suffira de déterminer les distances par des expériences, et de les marquer avec soin sur la table, de la manière que nous venons d'expliquer (1208).

1210. Supposons encore qu'on ait mêlé une livre de sulfate de baryte avec. du charbon , et qu'on ait chauffé à une haute température, afin de le convertir en sulfure, et que , par l'addition de l'acide nitrique , on veuille convertir lesulfure lui-même en nitrate de baryte, en plaçant le nombre 100 sur le sulfate de baryte, et cherchant le nombre correspondant à l'acide nitrique , on trouvera 46, quantité d'acide nécessaire. Mais ce nombre représente la quantité d'acide ^ec ; c'est pourquoi cherchant au-dessous l'acide nitrique liquide à 1 , 50 de pesanteur spécifique, on trouvera que 61 et une fraction forment l'équivalent de 100 livres; et que, par conséquent^, c'est-à-dire un peu plus de 6 dixièmes de cet acide, suffiront pour une livre de sulfate de baryte.

1211. Si l'on a besoin d'un certain poids de carbonate de baryte , dans cet état d'humidité et de division extrême dans lequel on l'obtient par la précipitation, et qu'on ne puisse pas le peser, on pourra obtenir la quantité nécessaire, en prenant l'équivalent en muriate sec^

206 MitNlPDLATIONS CHIHIQOES.

OU en nitrate de bary te^ qu'on précipitera par un excès de carbonate de potasse, et dont on s^arera ensuite par le layage les sels qui restent en dissolution. Supposons que ce soit 100 grains de carbonate dont on ait besoin. En plaçant ce nombre deyant le carbonate de baryte^ on trouvera que la quantité nécessaire du mu« riate sec sera 105, 8, et la quantité de nitrate tZS-, 4. Si Ton veut connaître aussi la quantité de carbonlate de potasse nécessaire pour produire Teffet désiré, on trouTera à la partie de Téchelle qui est en regard du nom de cette substance , que cette quantité est un peu au-dessous de 70 , de sorte qu'en mettant 5 ou 10 partiesr de plus , on sera sûr d'en avoir un excès qui ne pourra que faciliter Texpérience.

12 12. Pour fournir un nouvel exemple de l'utilité de eet instrument, nous allons transcrire ici le second pa*" ragraphe de la description qu'en a donnée le docteur Wollaston. « Par exemple , si le sel soumis à l'examen V est du vitriol bleu ordinaire, ou sulfate de cuivre » cristallisé, les premières questions qui se présentent » sont : (1^) combien contienMl d'acide sulfur iqua? (2*) » d'oxide de cuivre? (3<^) d'eau? Le chimiste ne s'arré- » tera pas toujours à ces premières données, et désirera » encore connaître les quantités , (4<>) de soufre? (S^) de » cuivre? (6*) d'oxigène?(7o) d'hydrogène? Pour obte<> B nir ces indications, il lui faudra déterminer la quan-* » tilé des différens réactifs qui peuvent être employés » pour découvrir la quantité d'acide sulfurique, et, » par conséquent , les quantités , (8<>) de baryte , (9«) 9 de carbonate , ( 1 0^) de nitrate de baryte , nécessaires à 1* cet effet? (M®) Il doit savoir combien il est nécessaire » d'employer de plomb à rétat(12'^)de nitrate de plomb;

ECHEILE DEB EQUIVALENS. 207

» et y lorsqu*il aura obtenu les précipités de (13*) sul&te » de baryte, ou (lA^) de sulfate de plomb , il faudra » cpi'il connaisse également la proportion d'acide sulfu- * rique que chacun d'eux contient. Il peut aussi B essayer de résoudre le même problème , au moyen » de (15^) la quantité de potasse pure ou (16®) de car- » bonate de potasse nécessaire pour précipiter le cui- » vre. 11 eût pu enfin employer [il^) le zmc ou (18*) » le fer^ pour le même objet; et il est possible encore » qu'il désirât connaître les quantités de (1 d^') sulfate de » zinc ou (20<>) de sulfate de fer qui resteront alors » dans la dissolution. »

1213. Toutes ces questions se résolvent en faisant mouvoir le curseur de l'échelle jusqu'à ce que le nom-> bre qui exprime la quantité sur laquelle on opère coïncide avec le sulfate de cuivre cristallisé. 5. Eau, Que ce nombre soit, par exemple 100 : en le portant vis-à-vi» le sulfeie de cuivre cristallisé, on obtient, par la simple inspection, toutes les indications nécessaires 4 excepté pour la sixième etl a septième question . La sixième pourra être résolue en défalquant (5®)la quantité de cuivre, (2°) de celle de l'oxide de cuivre, ou en prenant la moitié de la quantité 2 oxigène , ou le tiers de celle 3 oxi*> gène. La septième est relative à la quantité d'hydro-* gène que contiennent les 5 parties d'eau renfermées dans le sel. Cette quantité d'hydrogène ne se trouve point dans l'échelle ; mais on peut aisément la déterminer en doublant la quantité d'eau, ou celle du eel qu'on emploie , ce qui fera connaître sur l'échelle le nombre qui correspond à 10 hydrogène; et la moitié de ce nombre devra être considérée comme corres-. pondant à Ô eau , ou 100 grains du sel. Par conséqjuent,

208 KANIPULATIOKS CHIMIQUES.

en prenant 200 pour le sulfate de cuivre^ 10 d'hydrogène se trouvant correspondre au nombre 17, la moitié de cette quantité, ou* 8,5 , forme naturellement la quantité qui correspondrait à 100 grains du sel de cuivre cristallisé.

' 1214. Lorsqu'il arrive que le nombre connu, ou le nombre qu'on cherche, n'est point sur Téchelle, on peut employer un multiple convenable. La meilleure méthode est alors de compter les dizaines ou centaines comme unités, ou, ce qui revient au même, de considérer, pour le moment, des points décimaux comme existant entre les unités et les dizaines, ou entre les dizaines et les centaines, de tous les nombres qui sont sur l'échelle. Ainsi, s'il est nécessaire de connaître combien de magnésie et d'acide sulfurique sont con-* tenus dans une livre de sulfate de magnésie cristallisé , comme le nombre 1 n'existe pas sur l'échelle, et à plus forte raison des fractions, imaginez des points décimaux entre les dizaines et les centaines , et alors, 10 sur l'échelle deviendra pour vous un dixième; 22 , vingt-deux centièmes; 100, un; et 220, deux et deux dixièmes , et ainsi de suite. En conséquence , eu portant au nombre 100 le sulfate cristallisé de magnésie, il représentera une livre ; et l'on trouvera qu'elle contient 16 centièmes de livre de magnésie, et 32 j centièmes de livre d'acide sulfurique.

Autre exemple. Supposez qu'il faille connaître la quantité de magnésie contenue dans 50 livres de sel d'epsom cristallisé; en portant ôO vis-à-vis le nom du sel, on trouvera que la quantité de magnésie sera moindre que toute quantité exprimée sur l'échelle. Mais il suffira, pour résoudre la question, de doubler la quantité