III. — Poids et mesures

Pesées. — Les pesées grossières seront fuites sur une balance de Roberval, ou tout autre balance du commerce, au moyen de poids en fonte pour les multiples du kilogramme, en laiton pour les sousmultiples.

Une balance plus petite servira à peser au milligramme, ou tout au moins au centigramme près, de petites quantités de matière.

Balance de précision ou d'analyse. — Les pesées exactes seront faites au moyen d'une balance de précision (fig. 61).

Pour tous les détails concernant la théorie de la balance, sa construction, sa sensibilité, etc., nous renvoyons au Traité de manipulations chimiques de Jungfleisch.

Nous nous bornons à rappeler ici quelques recommandations ayant trait à l'emploi de la balance de précision :

1° Les corps à peser se placent toujours sur le même plateau de la balance, celui de gauche. Le corps à peser ne doit [jamais être posé directement sur le plateau; il faut le mettre dans un vase conve-

Fig. 60. — Boîte de poids (Jungfleisch.)

iiable, aussi petit et aussi léger que possible : creuset, petite capsule, verre de montre, etc. Il ne faut employer dans ce cas ni carte, ni papier; car ceux-ci, absorbant l'humidité, changent constamment de poids. Le poids d'un corps correspond donc toujours à la différence entre deux pesées : celle du récipient vide et celle du récipient contenant le corps à peser.

2'* Lorsque les substances à peser sont hygroscopiques, comme c'est Je cas pour le papier à filtre et pour beaucoup de matières organiques, on les desséchera à l'étuve à -(- 110°, puis on les laissera refroidir complètement dans l'exsiccateur, et on les portera sur la balance dans des vases fermés (verres de montre accouplés par un ressort, gobelet en verre mince, recouvert d'une plaque de verre). Les pesées seront faites aussi rapidement que possible. Le poids ne sera considéré comme exact que s'il ne varie pas dans deux pesées successives. Entre les deux pesées, le corps sera remis dans l'étuve à dessécher, puis refroidi dans l'exsiccateur.

3° Le plateau droit de la balance est réservé aux poids : il ne faut jamais toucher ceux-ci avec les doigts pour les poser sur la balance, mais les manier à l'aide de la pince qui se trouve avec eux dans la boîte. On saisit les poids cylindriques par leur bouton, 'et les poids plats par l'un de leurs angles, qui est relevé légèrement à cet effet.

4° Pendant les pesées, il faut avoir soin d'arrêter complètement la balance, chaque fois que l'on pose un poids sur le plateau, ou; qu'on l'enlève. On ne laissera les charges sur les plateaux que le moins de temps possible.

S** On commence par peser la substance au centigramme près, en déposant sur le plateau de droite les poids voulus, puis on ferme la cage de la balance et l'on achève la pesée au milligramme ou au dixième de milligramme, en manœuvrant de l'extérieur, au moyen du bouton h de la tige t' (fig. 61), le cavalier qui se trouve à cheval sur le fléau de la balance.

Le cavalier est un poids d'un centigramme ayant la forme d'une petite fourche. Chaque bras du fléau de la balance étant divisé sur le dessus en dix parties égales, le cavalier qui pèse un centigramme, placé à la dixième division, à l'extrémité du fléau, agit comme s'il était mis dans le plateau; mais si on le

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place sur la cinquième division, agissant sur un bras de levier moitié plus court, il produit un effet moitié moindre, c'est-àdire le même ellet quïin poids de l'y milligrammes mis dans le plateau. De même ce poids d'un centigramme, superposé à

Fig. Gl. — Balance d'analyse (JuDgfleisch).

l'une quelconque des divisions de la règle, agit comme mi nombre de milligrammes égal à celui du numéro de la division, mis dans le plateau.

G"* L'équilibre ayant été obtenu dans une pesée, il faut reconnaître et noter les poids qui le produisent. On commencera par faire l'addition des poids qui manquent dans la boîte, et l'on contrôlera cette addition, en faisant celle des poids qui se trouvent sur la balance, et en les replaçant un à un dans la boîte. Ces poids seront immédiatement inscrits dansunlivret de notes.

Mesures de volume. — Les analyses par pesées sont toujours longues, et ne fournissent de résultats satisfaisants que si elles ont été exécutées avec grand soin. Les analyses par les méthodes volumétriques ou optiques sont d'une exé-

ciition beaucoup plus rapide et plus commode : les persomies les moins exercées aux opérations chimiques, peuvent facilement se familiariser avec ces procédés analytiques expéditifs.

Soit à déterminer combien 100 ce, d'un liquide A contient de grammes d'une substance a. L'analyse volumétrique se fera au moyen d'une liqueur titrée B, contenant en solution un corps b susceptible de former avec «, ou avec un des éléments («') de «, une combinaison ah (ou db ou db'). La liqueur B sera composée de telle sorte, c'est-à-dire contiendra par litre une quantité pesée de 6, telle qu'un centimètre cube de cette liqueur sature exactement un centigramme (ou un milligramme) du corps a. La liqueur B sera versée dans une burette graduée jusqu'au trait zéro; puis on mesurera, au moyen d'une pipette un volume connu, 10 ce, par exemple, du liquide A, qu'on versera dans un petit gobelet. On laissera couler dans ce liquide A, au moyen de la burette graduée, la solution titrée B, tant que la combinaison ah continue à se former, et l'on s'arrêtera lorsque tout le corps a contenu dans le liquide A, aura été transformé en corps ab.

On sera averti de la fin de l'opération par une réaction secondaire servant d'indicateur. On aura par exemple introduit dans le gobelet contenant «, une certaine quantité d'un troisième corps c, capable de former avec /^une combinaison facile à reconnaître par sa coloration Irancliée; c sera un corps ayant pour b moins d'affinité que «, de sorte que bc, qui sert d'indicateur, ne pourra commencer à se former, que lorsque la dernière trace de a aura disparu, et aura été transformée en ab.

xA.insi, dans la détermination volumétrique d'un acide, on se servira d'une liqueur tilrée de soude, et de papier de tournesol rouge comme indicateur. Le papier de tournesol deviendra bleu dès que tout l'acide aura été saturé par la soude, et que celle-ci pourra se porter sur le papier indicateur.

Dans la détermination volumétrique du chlore par la solution titrée de nitrate d'argent, on se sert de chromate de potassium comme indicateur de la fin de la réaction. Tant quïl reste des chlorures dans le liquide à analyser, le nitrate d'argent y produit un précipité blanc de chlorure d'argent. Dès

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que tout le chlore a été précipité, le nitrate d'argent se porte sur le chromate, et l'orme du chromate d'argent qui est rouge. L'apparition d'une coloration rouge au sein du précipité blanc indique donc ici la fin de la réaction.

Les vases dont on se sert pour mesurer exactement les liquides dans les analyses volumétriques sont :

1° Les éprouvettes ou cylindres gradués et les ballons jaugés. Ils sont gradués secs, c'est-à-dire qu'ils contiennent, jusqu'au

Fig. 62. — Éprouvette graduée.

Fig. 63. — Ballon jaugé.

trait d'affleurement, la quantité de liquide indiquée en ce point. La graduation est faite de bas en haut pour les éprouvettes graduées.

Les ballons jaugés servent à préparer les liqueurs titrées. Ainsi, pour la liqueur au nitrate d'argent servant à doser les chlorures, et dont 1 ce, doit précipiter exactement 1 centigramme de chlorure de sodium, on pèsera 29^'", 063 de nitrate dlargent fondu, pur et sec; on les dissoudra dans une certaine quantité d'eau distillée. La solution sera versée dans le ballon jaugé d'un litre : on lavera à deux reprises, à l'eau distillée, le vase dans lequel on aura fait la solution de nitrate d'argent. On réunira ces eaux de lavage à la solution dans le ballon jaugé, et on continuera à ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Il faudra mélanger convenablement le liquide avant de l'employer. Il sera bon aussi de vérifier son titre, au moyen d'une liqueur titrée de chlorure de sodium, contenant par exemple 10 grammes par litre. Les deux solu-

tioiis (nitrate d'argent et chlorure de sodium) doivent se correspondre volume à volume.

2" Les pipeltes jaugées de 1, a, 10, 15, 23, 50 ce. et les burettes graduées. Elles sont graduées à l'écoulement^ et la graduation est faite de haut en bas, de telle sorte que, lorsqu'on les vide, elles laissent écouler un volume de liquide égal à celui qui est indiqué par les traits gravés sur l'instrument.

Pour vider une pipette dans laquelle on vient d'aspirer 5, 10, ce, on laisse couler le contenu dans le vase destiné à le recevoir, en ayant soin d'appliquer contre la paroi de ce dernier l'orifice inférieur de la pipette, afin d'éviter une perte de liquide par projection. Le trait de jauge de la pipette correspond au volume qui s'écoule par le simple effet de la pesanteur, sans quïl soit nécessaire de faire tomber, en soufflant dans l'instrument, la dernière goutte adhérente.

La manière de faire les lectures des volumes dans les vases gradués présente une grande importance. On enlèvera les bulles qui pourraient se trouver à la surface libre du liquide. Cotte surface sera parfaitement horizontale, et l'œil sera placé dans le même plan que le niveau du liquide. La lecture se fait toujours contre le bord inférieur de la zone noire courbe 'qui limite le ménisque concave de la surface du liquide. C'est cette limite que l'on distingue avec le plus de netteté. Elle doit donc être tangente au trait horizontal de la graduation.

Fig. 64. — Partie supérieure de la burette de Mohr.

ly. — MÉTHODES OPTIQUES.

Spectroscope. — Le spectroscope est un instrument qui permet d'analyser la lumière, de déterminer sa nature, c'està-dire la longueur d'onde des différents rayons dont elle se compose. Or comme la nature de la lumière dépend de celle

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des corps lumineux d'où elle émane, et de celle des nriilieux (|u'elle a traversés, cette analyse peut nous fournir des indications précieuses sur la composition des sources de lumière, ou sur celle des milieux traversés par la lumière. C'est principalement à ce dernier point de vue, que nous utilisons le spectroscope en physiologie. Deux modèles de cet instrument sont d'un usage courant : le grand modèle représenté figure 60, qui permet la détermination en valeur absolue de la longueur d'onde, et le petit modèle de spectroscope à vision directe. Le spectroscope représenté figure Go se compose : 1" D'un prime fortement réfringent, servant à réfracter et à

Fig. 65. — Spectroscope disposé pour l'examen du spectre d'absorptioa de rhémoglobiue (Landois, Physiologie).

disperser les rayons lumineux émanés d'une lampe à gaz E, de manière à les étaler en leur spectre.

2° D'un tube B dirigé vers la source lumineuse E. Le tube B est fermé du côté de la lampe E par une plaque opaque, percée d'une fente verticale destinée à laisser pénétrer la lumière dans le tube. A l'autre extrémité du tube, celle qui regarde le prisme, se trouve une lentille qui a pour fonction de rendre les rayons lumineux parallèles. Une vis de réglage permet de

varier la largeur de la fente. Il est bon d'opérer avec une fente aussi étroite que possible, tout en conservant assez de lumière pour que le spectre apparaisse suffisamment éclairé.

3° D'une lunette astronomique A, dans laquelle pénètrent les rayons lumineux émanés de E, et qui ont traversé le tube B et le prisme. Cette lunette permet à l'œil qui se place devant l'oculaire, d'apercevoir le spectre grossi environ six fois. L'oculaire est mobile de manière à s'adapter aux différentes vues. On le fera mouvoir dans sa gaine, jusqu'à ce que les bords limitant le spectre supérieurement et inférieurement présentent leur maximum de netteté.

4° D'un tube C, dont l'emploi permet de déterminer, s'il y a lieu, la position des différentes régions du spectre. Le tube G porte, àson extrémité tournée vers F, surune lame de verre, une échelle horizontale divisée en millimètres; cette lame graduée est recouverte d'une feuille d'étain opaque présentant au niveau de l'échelle, une fenêtre horizontale rectangulaire. On éclaire l'échelle au moyen d'une petite flamme de gaz, ou d'une bougie. L'image de l'échelle est réfléchie à la surface du prisme, dans la direction de la lunette A, et vient se superposer à l'image du spectre.

Dans certains instruments, l'échelle fournit directement la longueur d'onde des rayons des différentes régions du spectre. Dans ce cas, l'échelle doit être ajustée de telle sorte que la raie D du spectre (1), dont la longueur d'onde est de S89 millionièmes de millimètre, corresponde au trait 58,9 de l'échelle. Les autres divisions numérotées de l'échelle indiquent pareillement des 100 millièmes de millimètre de longueur d'onde. Voici les longueurs d'ondes en millionièmes de millimètre des raies de Frauenhofer :

La source de lumière employée avec cet instrument est ordinairement une lampe à gaz E. Dans ce cas, l'œil aperçoit par la

(i) Raie jaune unique, obtenue en éclairant le spectroscope au moyen de la flamme incolore d'un brûleur de Bunsen, dans laquelle on plonge une perle de chlorure de sodium fondu, maintenu par une anse d'un fil de platine.

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lunelto A, un spectre continu ; rouge, orangé, jaune, vert, bleu, violet, indigo. Si l'on interpose entre la source de lumière E et le tube B, un liquide coloré contenu dans un vase à faces parallèles D (hématinomètre de lioppe-Seyler), une partie des rayons lumineux sera arrêtée. Pour beaucoup de matières colorantes, et notamment pour celles du sang, les régions du spectre absorbées ainsi par la solution colorée sont nettement délimitées, et constituent des bandes obscures (bandes d'absorption) à situation caractéristique.

Une l'orme de spectroscope plus maniable, c'est le petit spectroscope à vision directe, ou spectroscope de Browning. C'est un tube long d'un décimètre environ, présentant à l'une de ses extrémités la disposition du tube B du spectroscope représenté figure 65, c'est-k-dire une fente verticale à diamètre variable, et à l'autre extrémité, la disposition de la lunette A. Dans le milieu du tube, se trouvent les prismes destinée à réfracter et à décomposer la lumière. On tourne l'extrémité du tube portant la fente, vers une portion éclairée du ciel (ou vers la flamme d'une lampe), et on regarde par l'autre extrémité. On règle la largeur de la fente et l'oculaire, de manière à apercevoir nettement les raies de Frauenhofer du spectre solaire (dans le cas où l'on emploie la lumière naturelle du jour); puis on interpose, à la main, au-devant de la fente, un hématinomètre, ou simplement un tube à essai renfermant le liquide coloré. Spectroscope et tube à essai peuvent être fixés au même support, que l'on tient à la main.

Le spectroscope de Browning permet l'observation simultanée de deux spectres, et leur comparaison. Il porte à l'extérieur de la fente, et sur la moitié inférieure de sa hauteur, un petit prisme à réflexion totale, qui permet de faire pénétrer dans l'instrument, les rayons lumineux qui ont traversé une seconde solution colorée, contenue dans un second tube à essai, placé sur les côtés de l'appareil.

Supposons que les tubes contenant les deux solutions colorées, aient été convenablement placés par rapport à l'instrument, l'un dans le prolongement de son axe optique, l'autre sur le côté, et que les deux solutions soient convenablement éclairées. On apercevra dans le champ de l'instrument, deux

spectres superposés, celui d'en haut appartenant à la première solution, celui d'en bas, à la solution placée sur le côté. Les différentes régions correspondantes des deux spectres sont exactement placées les unes au-dessus des autres, ce qui facilite leur comparaison. On comparera, par exemple, le spectre d'absorption de l'oxyliémoglobine avec le spectre de la lumière solaire présentant les raies de Frauenliofer, ou avec celui de l'hémoglobine oxycarbonée.

Polarimètre. — Les solutions d'albumine, de sucres, d'acides biliaires et d'un grand nombre de substances organiques à poids moléculaire élevé, jouissent de la propriété de dévier le plan de la lumière polarisée. Les unes sont lévogyres et les autres dextrogyres. La valeur de la déviation spécifique est caractéristique pour chaque substance, et proportionnelle au nombre de particules de substance traversées par la lumière polarisée. L'emploi du polarimètre permet donc de reconnaître si un liquide comme l'urine, qui, normalement, n'a pas d'action sur le plan de la lumière polarisée, contient des constituants anormaux, déviant ce plan soit à droite (présence du sucre de diabète), soit à gauche (présence de l'albumine), et d'y doser ces substances.

Le polarimètre Laurent, représenté figure 66, est un des bons instruments employés dans ces recherches. L'éclairage doit être monochromatique. Il est fourni par la flamme incolore d'un bec de gaz, dans laquelle se trouve placée une cuiller en platine contenant du chlorure de sodium fondu. Nous avons substitué aux brûleurs ordinaires TV, TV, qui accompagnent l'appareil, un chalumeau à gaz actionné par une soufflerie. La flamme jaune obtenue ainsi fournit une lumière superbe.

On commence par diriger l'appareil vers la flamme éclairante, et l'on place au moyen de la manœuvre du bouton G, le zéro du vernier de l'oculaire en face du zéro qui se trouve tout en haut du grand cercle gradué G. Dans ces conditions, le champ visuel de l'appareil doit apparaître comme un cercle divisé par une ligne verticale en deux moitiés également éclairées. S'il n'en était pas ainsi, et si l'une des moitiés était moins éclairée que l'autre, il faudrait ajuster le zéro de nouveau au moyen de la vis F. Le zéro ayant été obtenu, introduisez entre le polariseur B et l'oculaire analyseur 0, un tube rempli d'un liquide

TECHNIQUE DE CHIMIE PHYSIOLOGIQIJI'

indifférent. Une changera rien à l'apparence du cliaiii[) cclaiid'. Remplacez-le par un tube de 10 centimèlres, contenant une solution à 5 p. 100 de sucre de raisin et observez limage par

l'oculaire; la moitié droite de l'image est obscure; la moitié gauche est lumineuse. Rétablissez l'égalité d'éclairage du champ visuel, en tournant le bouton G, de manière à déplacer

l'oculaire et son vernier vers la droite. Arrêtez-vous dès que cette égalité est atteinte, et faites la lecture de la déviation compensatrice, qui est d'un peu plus de deux degrés et demi (2°6S') dans l'exemple choisi. Le vernier est éclairé par la petite glace M, et l'oculaire N sert à faire les lectures.

La pièce UXJK permet de diminuer ou d'aug-menter l'intensité de l'éclairage, sans toucher à la lampe. La sensibilité de l'appareil est d'autant plus forte que la manœuvre de la pièce produit un éclairage plus faible.

On est convenu d'appeler pouvoir roLatoire d'une substance la déviation qu'une couche de solution de 10 centimètres d'épaisseur, contenant 1 gramme de substance active par centimètre cube, imprime au plan de la lumière polarisée. Four le sucre de raisin, cette déviation est de 53" vers la droite, pour la lumière jaune correspondant à la raie D de Frauenhofer, ce que l'on exprime par le symbole

Une solution à 1 p. 100, c'est-à-dire contenant 1 centigramme par centimètre cube, examinée sous une épaisseur de 10 centimètres, produira donc une rotation de h-O^SS.