II. — Manipulations des gaz

Préparation de l'acide carbonique, de l'hydrogène, etc. — Les gaz qui s'obtiennent par la réaction d'un liquide acide sur une substance solide peuvent être préparés au moyen d'un grand nombre d'appareils. Nous nous servons généralement de celui de Kipp, qui présente l'avantage d'être toujours prêt à fonctionner et d'être d'un usage fort commode.

Cet appareil, dont nous empruntons la description détaillée au traité de Manipulations de chimie^ de Jungfleisch, se compose de deux vases. L'un de ces vases est séparé par un étranglement, en deux parties sensiblement sphériques, B et C. La sphère supérieure porte deux ouvertures en G et en L ; la première est une tubulure latérale G, fermée exactement par un bouchon que traverse un tube à robinet R, servant à l'écoulement du gaz ; la seconde L, placée à la partie supérieure, est rodée à l'émeri et adaptée exactement à un tube en verre LP, qui

est rodé à l'émeri extérieurement, et constitue la partie inférieure du second vase. La sphère inférieure C, un peu plus volumineuse que l'autre, est terminée vers le bas par un pied suffisamment large pour assurer la stabilité du sys-

Fig. 55. — Appareil de Kipp pour la préparation des gaz (CO2, H2, etc.) (Jungfleiscli).

lème. Le second vase est formé d'une sphère A, qui porte un goulot M et le tube rodéLP, dont il a été question plus haut; la longueur de ce tube est telle que son orifice inférieur P est voisin du fond du vase G. Dans la sphère B, on introduit le réactif solide, le zinc en lames par exemple s'il s'agit de la préparation de l'hydrogène, le carbonate de calcium (marbre blanc), s'il s'agit de celle de l'acide carbonique, puis on adapte le vase supérieur de manière à fermer l'orifice L. Le zinc, qui a été pris en morceaux volumineux, ne peut passer dans l'espace annulaire compris entre le tube LP et l'étranglement, et reste dans la sphère B. Si, après avoir ouvert le robinet R, on verse par le goulot M le réactif liquide, soit de l'eau acidulée par l'acide sulfurique (préparation de l'hydrogène), soit de l'acide chlorhydrique (préparation de GO^), la sphère G se remplit d'abord, puis le liquide arrivant en N' au contact du zinc, la réaction commence et l'hydrogène s'échappe par R, entraînant l'air de l'appareil. On ferme le robinet ; le gaz s'accumule aussitôt dans la sphère G, se comprime et refoule par le tube

central LP, le liquide dans le vase A, ce qui met fin au contact du zinc avec l'eau acidulée, et aussi à la réaction. A chaque nouvelle ouverture de R, le gaz s'écoulera, le liquide descendra du vase A par LP, et s'élèvera jusqu'au zinc sur lequel il réagira; inversement, à chaque fermeture du même robinet, la réaction cessera de se produire. La pression maximum du gaz que peut fournir l'appareil est donnée par la différence entre les niveaux N et N'.

La tubulure D est ordinairement fermée par un bouchon; elle permet de laisser écouler de temps en temps les parties les plus denses du liquide, c'est-à-dire celles dont l'action est épuisée; on remplace ensuite la liqueur ainsi éliminée. Le tube à boule S contient une petite quantité d'eau; ce tube ferme le vase A, tout en livrant passage à l'air dans les deux sens, suivant que le liquide monte ou descend en N.

Fig. 5G. — Flacou laveur de Woulf.

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Avant d'ôtre recueilli et employé, le gaz doit passer par un ou plusieurs (laçons laveurs contenant de l'eau, ou mieux encore un liquide (jui retienne chimiquement les vapeurs acides entraînées : on emploiera par exemple une solution de carbonate de sodium pour laver l'acide carbonique.

Préparation de l'oxygène. — Dans les grandes villes, on trouve facilement à se procurer de l'oxygène tout préparé, qui se débite renfermé dans des cylindres en métal, ou dans des sacs en caoutchouc.

On peut préparer 'l'oxygène, en décomposant le chlorate de potassium par la chaleur, en présence du bioxyde de manganèse, ou de l'oxyde de cuivre.

Il faut 125 grammes de chlorate de potassium, avec 6 grammes d'oxyde de cuivre, pour obtenir 35 litres d'oxygène. L'opération présente quelque danger, si elle n'est pas exécutée avec des précautions spéciales. On se servira de la chaudière en fonte (représentée fig. 57).

Cette chaudière se divise en deux parties : une marmite et un couvercle. La marmite présente à son bord supérieur une cavité annulaire, une s.orte de rainure, dans laquelle s'appliquent exactement les bords du couvercle. Ce dernier porte à son sommet un long tube à dégagement métallique. Après avoir introduit dans la marmite le mélange producteur d'oxygène, on dispose le couvercle au-dessus, et on coule dans la rainure du plâtre délayé dans de l'eau, lequel ne tarde pas à faire prise. L'appareil est alors fermé de manière à s'opposer à la déperdition de gaz; mais en cas d'obstruction du tube à dégagement, le lut en plâtre, qui ne peut résister très fortement, cède avant que la pression ne devienne dangereuse, et le couvercle se trouve soulevé. On rattache au tube de la cornue un

rHEDERicQ. — Manip. de physiol. g

Fig. 57. — Cornue en foute pour la préparation de l'oxygène (Jungfleisch).

tube en caoutchouc large et éyjais, auquel l'ait suite un grand flacon laveur contenant une lessive de soude (pour arrêter les petites quantités de chlore qui se dégagent toujours), et présentant également des tubes fort larges. Du flacon laveur, un tube de caoutchouc conduit au gazomètre, ou au sac dans lequel on recueillera le gaz. La cornue est placée sur un fourneau à gaz, et chauffée graduellement. Au début de l'opération, on laisse échapper une partie du gaz, afln de chasser l'air contenu dans la cornue. 11 faut surveiller le feu de très près, de manière à le diminuer dès que le dégagement devient tumultueux.

Il est bon d'essayer au préalable l'oxyde de cuivre, ou le bioxyde de manganèse que l'on emploie, en en chaufl'ant une petite quantité, dans im tube à essai, avec du chlorate de potassium, afln de s'assurer qu'il n'a pas été par mégarde mélangé avec de la poussière de charbon, ou d'autres corps combustibles. Le mélange normal réagit régulièrement; mais s'il y a en présence une matière combustible, cet essai donne lieu à une petite explosion qui est êans danger, mais prévient l'opérateur (Jungfleisch).

Recueillement et conservation des gaz. — On recueille les gaz sur la cuve à mercure ou sur la cuve à eau, dans des cloches cylindriques, placées l'orifice en bas, et remplies au préalable de mercure ou d'eau. Le tube qui amène le gaz débouche sous l'orifice de la cloche : le gaz monte bulle à bulle dans le haut de la cloche et déplace peu à peu le liquide qui s'y trouvait.

Dès que le volume du gaz à conserver est un peu important, il est nécessaire de faire usage de récipients spéciaux, auxquels on donne le nom de gazomètres.

Gazomètre de Regnault. — Le plus usité est le gazomètre de RegnauU, dont nous empruntons la description au Traité de mani'pulations de chimie de Jungfleisch.

Il se compose d'un réservoir cylindrique MN (fig. 58) en zinc, en tôle plombée ou mieux en cuivre, fermé de toutes parts. Il est surmonté d'une cuvette également cylindrique et de même diamètre CC, ouverte par la partie supérieure, et maintenue au-dessus du réservoir par quatre colonnettes métal-

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liques i\s^t et v. Les deux premières de ces colonneltes sont tabulaires. L'une s fait communiquer le haut du réservoir MN avec le fond de la cuvette, dans laquelle elle se termine par un ajutage K, disposé pour adapter un tube de caoutchouc; elle porte un robinet. L'autre r établit la communication entre le fond do la cuvette et le bas du réservoir, jusqu'au voisinage duquel elle se prolonge par le tube /•'. Un troisième robinet 6, terminé par un ajutage, est fixé latéralement à la partie supé-

Fig. 58. — Gazomètre de Reguault. (A droite, coupe de l'appareil Jungfleisch.)

rieure du réservoir. Ce dernier porte vers le bas une tubulure inclinée ^, que l'on peut fermer extérieurement par un bouchon métallique vissé; cette tubulure, destinée à l'entrée du gaz, doit servir en même temps à la sortie du liquide intérieur ; aussi la garnit-on d'une collerette de métal ^, qui dirige l'écoulement de ce liquide. Ajoutons enfin qu'en n et n\ deux petits tubes recourbés sont fixés au réservoir; on les réunit par des caoutchoucs à un tube de verre nn' formant niveau cVeau.

Pour introduire un gaz dans cet appareil, on commence par le remplir d'eau complètement, en versant de l'eau dans la cuvette et en ouvrant les robinets r et s : l'eau entre par le premier, tandis que l'air intérieur s'échappe par le second. En ouvrant en même temps le troisième robinet b, on active le remplissage. Quand l'eau s'échappe en ô, on ferme ce robinet, et

bientôt après, lorsque l'air cesse de s'échapper par l'ajutage K, le remplissage est achevé. Ce fait est encore indiqué par le niveau d'eau. On ferme alors tous les robinets, et on dévisse le bouchon métallique en g : aucune ouverture n'existant dans le haut de l'appareil, celui-ci reste plein d'eau sous l'influence de la pression atmosphérique. Il suffit alors d'introduire, par l'ajutage incliné q, le tube qui amène le gaz en question et de le faire pénétrer dans le réservoir, comme cela est indiqué dans la coupe de l'appareil : le gaz dégagé gagne le haut du réservoir, tandis que l'eau dont il prend la place sort en g. Pour n'être pas gêné par l'eau qui s'échappe, il est bon de placer le gazomètre au-dessus d'une cuvette à écoulement d'eau. Le remplissage achevé, on replace le bouchon à vis, et le gaz peut alors être conservé.

Yeut-on l'utiliser sous la forme d'un courant régulier? On adapte en b un tube de caoutchouc qui le conduira au point voulu, puis on remplit d'eau la cuvette CC et on ouvre le robinet r : de l'eau pénètre par r/ dans le réservoir et comprime le gaz qui s'y trouve, jusqu'à une pression mesurée par la colonne d'eau s'élevant du niveau du liquide dans le réservoir, au niveau dans la cuvette. Si alors on ouvre le robinet 6, le gaz s'écoule sous la même pression, et il est aussitôt remplacé par de l'eau, dont on a soin de maintenir la cuvette constamment garnie. A mesure que l'écoulement s'effectue, la pression dans le réservoir va en diminuant, puisque le niveau dans la cuvette ne peut varier notablement, tandis qu'il s'élève de plus en plus dans le réservoir. Finalement, cette pression sera limitée à la colonne d'eau qui sépare le plan horizontal passant par 6, du niveau de l'eau dans la cuvette. C'est pour maintenir une pression suffisante dans le voisinage de cette limite, que la cuvette doit être à une certaine hauteur au-dessus du réservoir, cette hauteur mesurant la pression maximum sous laquelle l'appareil peut être employé.

Yeut-on simplement remplir un flacon du gaz contenu dans le gazomètre? on garnit la cuvette d'eau, et on y plonge le flacon, plein d'eau et renversé. On ouvre le robinet r, ce qui établit la pression à l'intérieur, puis, après avoir placé l'orifice du flacon au-desssus de l'ajutage K, on ouvre le robinet s qui

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livre passage au gaz, et celui-ci monte dans le flacon. On ferme s et r dès que le vase est rempli.

Lorsqu'on n'a à conserver les gaz que pendant un temps très court, on peut se servir de grands sacs en caoutchouc munis de tubes d'arrivée et de sortie des gaz, et de robinets. Ces sacs présentent souvent des fuites, et n'empochent pas absolument la diffusion vis-à-vis de l'atmosphère extérieure.

ô9. — Balance Roberval.