ANALYSE

lorsqu’il est en solution alcaline, d’absorber énergiquement l’oxygène libre (Liebig). Cette propriété est utilisée dans l’analyse de l’air.

Étant donné un volume d’air mesuré comme il a été dit 549), et transvasé dans une éprouvette ordinaire sur le mercure, on fait passer dans cette éprouvette quelques centimètres cubes d’une solution concentrée d’acide pyrogallique. l*our cela, on peut se servir d’un petit tube bouclm à l’une de ses extrémités ; on le remplit exactement avec la solution, on le ferme avec le doigt, on l’introduit dans le mercure en le retournant et en plaçant son orifice sous celui de l’éprouvette et ou enlève le doigt. La solution cbassée du tube par le mercure, passe dans l’éprouvette et vient former une couche liquide entre le métal et l’air. On enlève aussitôt le petit tube bouché. On fait passer ensuite dans l’éprouvette un morceau de soude (ou de potasse) caustique. L’alcali se dissout dans la solution de pyrogallol et celle-ci, l’endue alcaline, absorbe immédiatement l’oxygène en se colorant fortement en brun. On parfait l’absorption en agitant pendant quelque temps.

La partie délicate de l’opération consiste à faire passer de nouveau le gaz dans l’éprouvette graduée, sans y introduire en même temps la solution alcaline. On y arrive en transvasant plusieurs fois avec rapidité le gaz dans des éprouvettes sèches : la liqueur s’attache aux parois de verre et s’écoule plus lentement que le gaz; on isole celui-ci par deux ou trois transvasements successifs.

On ne doit pas opérer l’absorption dans le vase mesureur: on ne pourrait, en elfet, tenir un compte exact de la diminution de pression due cà la colonne de réactif et d’ailleurs la capillarité modifie la forme du ménisque selon qu’il s’agit d’une surface d’eau ou d’une surface de mercure.

La pipette à gaz de Doyère (§ 415) permet de réaliser plus commodément la même expérience. Non seulement elle est très commode pour transvaser le gaz et le séparer du réactif, mais elle donne encore un moyen facile de prendre le gaz dans l’éprouvette graduée, de faire passer avec lui dans la boule une solution de pyrogallate alcalin préalablement introduite à la partie supérieure d’une éprouvette renversée sur le mercure, d’agiter le mélange pour parfaire la réaction, et de renvoyer le gaz dans l’éprouvette graduée sans chasser le réactif avec lui. En un mot, elle sert aussi à opérer la réaction.

552. La même expérience peut être faite plus simplement et sur l’eau, dans un but de démonstration.

On prend tm tube de verre cylindrique de 40 ou 50 centimètres de longueur, fermé à Tune de ses extrémités. On y introduit quelques centimètres cubes de solution pyrogallique et, après l’avoir bouché avec le pouce, on le maintient vertical, l’orilice tourné vers le bas. Avec une étiquette gommée ou mieux avec un anneau de caoutcbouc que l’on fait glisser sur le tube, on marque le niveau du liquide dans l’intérieur. Enfonçant alors dans une cuve à eau, la main et le bas du tube jusqu’au point marqué, on prend de l’autre main un fragment de soude caustique, et on le lait péné-

AlK A'niOSIMlÉUlMUE.

Irer rapidement dans le tube en déplaeant un peu, pendant im instant très court, le pouce cpii tient celui-ci feriné. Si le mouvement a été rapide, la solution pyrogallique esl restée ])rcsque tout entière dans l’appareil. On agite le tube tenu solidement rermé, l’oxygène s’absorbe et la liqueur biainit; api’ès quelques moments, la réaction étant terminée, on ouvre le tube sous l’eau qui y pénètre et prend la place de l’oxygène absorbé. On laisse quelque temps le tube ouvert dans la cuve : la solution alcaline, qui est dense, tombe au Ibnd de la cuve et est rem])lacée par de l’eau pure. On constate alors, en Taisant coïncider les niveaux à l’intérieur et à l’extérieur, que le volume a diminué d’un jjeu plus d’un cinquième.

r)53. l*Ai$ i.’eudiomètkk. — On inlrotluil dans un eiidioinètrn .^>30 à § 53“2) placé suc le niercuce, un volume d’air (|ue l’on mesure exaclemenl en j)renant les [trécaulions (jui ont déjà été indiquées, soit U) centimètres cubes. On introduit ensuite dans le même appareil, un certain volume d’hydrogène |)ur, ce volume étant quelconque, mais jiresque égal à celui de l’air. On fait alors la lecture du volume des deux gaz, soit 18 centimètres cubes; la différence entre les deux volumes mesurés, donne le volume exact de l’iiydrogène, soit 8 centimètres cubes. Après mélange par agitation, on fait jtasser l’étincelle électrique, l’oxygène s’unit à un volume d’hydrogène double du sien et forme de l’eau qui se condense; le mercure monte aussitôt dans l’eudiomèlre. On mesure le volume du résidu gazeux, 011 trouve ll‘'i‘,7 environ. La diminution de volume due à la formation de l’eau est donc G'c,3. Le gaz disparu contenant exactement 1/3 d’oxygène, d’après la composition de l’eau, la quantité d’oxygène renfermée dans les lÜ centimètres cubes d’air était G,3 : 3 = 1,

soit 21 pour 100.

554. Eiidiométre de M. W. Hoffmann. — Cet instrument sert exclusivement pour la démonstration. 11 consiste pig. 255) en un tube résistant ABC, en forme d’U, dont chaque branche a une longueur de GO centimètres et un diamètre de 15 millimètres environ. La branche AB se termine en V jiar un robinet de verre de forme spéciale, dans le voisinage duijuel se trouvent deux fils de platine, dispo sés comme ceux de l’eudiomètre de .Al. Bunsen((lg. 210, §531); de plus cette branche est graduée à partir de A. l>a seconde branche BC, est ouverte en G ; vers le bas, dans le voisinage de la courbure, elle porte un robinet de verre U, soudé à la lampe. Tout l’apiiareil est maintenu dans la position verticale par un support métallique, La clef du robinet fixé en A, se termine à l’extrémité T opposée à la poignée P, par un ajutage jiour tube de caoutchouc ; elle est percée d’un canal coudé (jui met cet ajutage en communication soit avec rendiomèlre E, soit avec la seconde voie V du robinet.

Pour analyser l’air, par le robinet A, on met l’eudiomèlre en communication ve c rainiospbère, et on verse du mercure par l’ouverture G, que l’on surmonto

55i. — ANALYSE.

d’un entonnoii’; le métal chasse l’air de la branche AB, et s’élève peu à peu dans l’appareil. On cesse de verser quand il ne reste plus en Al! <(ue 1o a !2U centimètres cubes d’air. On ouvre alors légèrement le robinet B et on laisse écouler lentement le mercure jusqu’à ce que le ménisque de la branche AB coïncide exactement avec la division marquée '20 centimètres cubes, et on ferme immédiatement le robinet d’écoulement du mercure B. On ferme ensuite le robinet A. Les 20 centimètres cubes d’air contenus en AB, sont à la pression atmosphérique, le niveau étant le même dans les deux branches. Bar un tube de caoutchouc, on met un appareil producteur d’hydrogène, après avoir tourné la clef du robinet A de manière à diriger vers V le gaz arrivant de T. On laisse perdre pendant ([uelque temps l’hydrogène qui s’échappe en T, entraînant l’air du tube de caoutchouc et du robinet.

Toute trace d’air étant ex|)ulsée, on tourne la clef en sens contraire et on dirige l’hydrogène pur dans l’eudiomètre. En même temps, on livre ])assage au mercure en B, et on laisse écouler ce métal en maintenant ainsi les niveaux à peu près sur un meme plan horizontal dans les deux branches. Sans cette précaution, les gaz se comprimeraient en A, le niveau du mercure s’élèverait en BG et l’écoulement de l’hydrogène s’arrêterait.

Lors((u’on a introduit environ 2ü centimètres cubes d’hydrogène, on ferme les robinets A et R, on enlève le caoutchouc fixé à la tubulure T, puis on établit l’égalité de niveau du mercure dans les deux branches.

Un lit alors le volume gazeux total, soit 38 centimètres cubes, et on en conclut le volume exact de l’hydrogène ajouté, soit 18 centimètres cubes.

Avant de faire agir l’étincelle, dans le but de modérer l’action mécanique de l’explosion, on laisse écouler en R une partie du mercure de la branche BC, ce qui permet de produire la combustion des gaz sous une pression amoindrie, puis on ferme l’orifice G avec un bouchon de liège. On fait alors passer l’étincelle. Après refroidissement et condensation de la vapeur d’eau, le niveau du mercure s’est élevé dans la branche AB. On ouvre l’orifice G et on y verse du mercure jusqu’à rétablissement du niveau dans les deux branches. 11 ne reste })lus (ju’à lire le volume occupé par le résidu, soit 2I5“, f. Le gaz disparu, gaz composé de 2 volumes d’hydrogène pour l volume d’oxygène, occupait donc 12", 6; le tiers de celte quantité représente le volume de l’oxygène, soit 4 2

l’ajutage T en communication avec

ilO

PliOTOXYDE Ü’AZÜTE.

existant dans les !20 centimètres cubes d’air analysé. Ce résultat correspond à 21 pour lUO.

555. UKCiiErxCiiE de l.\ vapeuiî d’eau. — On démontre la présence delà vapeur d’eau dans l’atinosphère, en exposant à l’air un vase de ntétal ou de verre contenant un mélange réfrigérant; l’eau se condense à la surface du vase et même se change en glace si l’abaissement de temjiérature est suffisant.

L’analyse jilus jirécise de l’air au point de vue de la vapeur d’eau qu’il renferme, fait l’objet de Nous l’enver-

rons sur ce sujet aux traités de jibysique.

550. Recherche de l’acide carronique. — Si on expose à l’air un vase ouvert, contenant de l’eau de chaux, celle-ci ne tarde pas à se couvrir d’une pellicule de carbonate de chaux, dont l’épaisseur augmente constamment et dont la formation démontre très clairement l’intervention de l’acide carbonique atmosphérique.

La proportion de ce composé n’étant presque jamais supérieure à quelques millièmes du volume de l’air, son dosage exige des opérations très précises (voy. Analyse des gaz).

R. — l*r«toxy«le tl’aKoU».

Équiv. : AzO = 22 = 2 vol. P. mol. : Az-0- = Az-0 = 4 i = 4 vol.

557. Sy?!onî/mes : Oxyde azoteux, gaz hilarant, anhydride hypoazoteux.

Gaz incolore, découvert par Priestley en 1770.

Densité à 0" et sous la pression Ü''’,70Ü : 1,5209 par rapporta l’air; 22 par rapport à l’hydrogène. Poids du litre à U" et sous la pression 0"‘,70Ü : 1“'',98.

Liquéfié, bout à — 88".

Solubilité à 10“ et sous la pression 0’",700 : 919‘‘",0 par litre d’eau; 3540‘'",8 par litre d’alcool.

558. Préparation par l’azotate d’ammoniaque. — Dans une coi'nuc de verre de 125 centimètres cubes, on introduit 40 grammes d’azolate d’ammoniaque cristallisé, et on dispose l’appareil comme le représente la ligure 283(§/rOO), en ne négligeant pas de donner à tout le système une inclinaison dans le sens de la cuve à eau. Un cbaulfe doucement; entre 11)0“ et 200”, l’azotate d’am-

moniaf|ue fond, puis, vers ':210% il se décompose en donnant de la vapeur d’ean et du protoxyde d’azote:

AzO% AzII^O = i HO + 2 AzO.

La décomposition s’effectue ainsi jusque vers 300". A une température plus élevée encore, cl surtout par un échauffement brusque, ladécomposition sciait d’une autre manière : le protoxyde d’azotcet l’eau sont alors accompagnés d’azote, de bioxyde d’azote, d’acide hypoazotiqnc et même d’oxygène. Il est donc fort important de provoquer, par l’action d’une chaleur modérée, la [»remière décomposition; celle-ci se traduit par un dégagement gazeux régulier et peu rapide. Le plus souvent, il est nécessaire de diminuer le t'eu lorsque la décomposition a commencé. Tous les produits de la réaction étant volatils, la cornue se trouve vide lorsque l’opération est terminée. Un peu avant, on doit sortir de l’eau le tube à dégagement, pour éviter l’absorption consécutive.

L’eau formée se condense en partie dans le col de la cornue et dans le tube à dégagement, complètement dans la cuve à eau sur laquelle on recueille le protoxyde d’azote. Ce gaz étant soluble dans son volume d'eau froide, on éprouve, en le recueillant sur ce liquide, une certaine perte qu’on peut éviter en opérant sur le mercure, ou plus simplement en portant vers 40” l’eau de la cuve.

Les décompositions de l’azotate d’ammoniaque s’effectuant avec dégagement de chaleur, et par suite s’activant spontanément, il est difficile d’éviter complètement les réactions secondaires signalées plus haut; si on voulait avoir du protoxyde d’azote purifié, il serait nécessaire défaire passer le gaz, avant de le recueillir, dans deux flacons laveurs, contenant l’iin de la potasse et l’autre du sulfate de fer : ces deux réactifs détruisent et arrêtent les composés de l’azote plus oxygénés que le protoxyde.

559. On peut préparer, au moment meme de son emploi, l’o2otate iV ammoniaque à décomposer. A cet effet, à 30 grammes d’acide azotique du commerce (52 centimètres cubes), on ajoute deux volumes d’eau (44 centimètres cubes), et on verse peu à peu dans le mélange, de l’ammoniaque du commerce jusqu’à neutralisation; ce point est atteint lorsqu’en touchant avec une baguette

IMIOTOXYDE D’AZOTE.

iiTiljibée de la liqueiie, un papier de tournesol rougi, celui-ci est légèrement ramené au bleu. Un petit excès d’ammoniaque serait (Uailleurs sans inconvénient . Si on néglige de diluer l’acide, la réaction est assez violente poui‘ volatiliser une grande partie de l’ammoniaque et occasionner des projections. Il est même avantageux de rel'roidir pendant la neuti’alisation.

On chaulTe la liqueur neutre dans une capsule de porcelaine, et on l’évapore jus(iu’à ce fpi’il se l'orme une pellicule à la surface. Ou introduit immédiatement le produit liquide dans la cornue que l’on a préalablement écbaulïée pour éviter sa ruj)ture. On opère ensuite comme il a été dit (§ 558), en obsei'vant cependant de cbaulïer d’une manière soutenue pendant les }>remiers moments, alors que l’eau mélangée au sel achève de se volatiliser; sans cette précaution, une absorption causée par la condensation de la vapeur d’eau, serait à craindre.

11 est dans tous les cas plus sûr de chauffer le sel dans la capsule de porcelaine jusqu’à ce qu’un thermomètre qu’on y plonge marque 180”, et de laisser refroidir. La masse cristallise }>ar refroidissement. On la divise et on l’introduit dans la cornue.

5G0. Action co.mburante. — Le protoxyde d’azote oxyde certains éléments et entretient les combustions presque aussi bien que l’oxygène pur. Gela est dû, non seulement à ce qu’il renferme plus du tiers de son poids d’oxygène, mais aussi à ce que sa décomposition s’elTectue avec dégagement de chaleur (-j- 1^ Calories pour 1 molécule).

On peut répéter, en effet, avec le protoxyde d’azote les expériences de condjustions vives indiquées pour l’oxygène. Le j)bosphore 500), le soufre (§ 501), le charbon (§ 501), le fer (vi50:2), les sul)stances organiques (§ 50o), y brûlent avec énergie, l’our le soufre, cependant, il ne s'uffit pas de l’allumer en un point, comme lorsqu’on opère dans l’oxygène : il est nécessaire de cbaulTer ce corps dans la capsule de terre cuite et de l’enllammer tortement avant de l’introduire dans le protoxyde d’azote ; sans cette précaution, il s’éteint.

Une allumette éteinte, mais ])résentant encore quelques points en ignition, se rallume quand on la plonge dans une éprouvette remplie de protoxyde d’azote, comme lorsqu’on l’introduit dans l’oxygène. Cette propriété est caractéristicpie pour les deux