TRENTE-SIXIÈME MANIPULATION

Déterminer^ à Vaide du saccharimètre, la proportion de sucre de canne contenue dans une solution qui ne renferme que du sucre de canne et de Veau.

Quoique l'on puisse, à l'aide d'un calcul simple et en faisant usage du polarimètre de Biot, résoudre le problème qui fait l'objet de cette manipulation, la question industrielle qui s'y rattache présente une importance telle, qu'on a dû chercher des moyens plus simples et surtout plus pratiques pour en obtenir la solution. C'est dans ce but qu'a été construit l'instrument appelé saccharimètre.

Principe du saccharimètre. — Le principe de cet appareil n'est pas, comme dans le polarimètre de Biot, la mesure de la déviation angulaire que le plan de polarisation éprouve par l'effet de la substance active, mais bien la neutralisation de cet effet au moyen d'une seconde sub'slance que l'on oppose à la première, et dont on a fait varier l'épaisseur jusqu'à ce que les deux actions contraires soient complètement anéanties. Il suit de là que lorsqu'on fait usage du saccharimètre, le titre de la solution sucrée se détermine, non plus par l'amplitude de la rotation qu'elle imprime au plan de la lumière polarisée, mais par l'épaisseur qu'il convient de donner à la lame compensatrice de sens inverse qu'on lui oppose pour obtenir une neutralisation exacte et complète de l'effet qu'elle détermine.

Les substances qu'il s'agit d'observer sont ordinairement les sucres, et la matière compensatrice que l'on emploie est le quartz ou cristal de roche.

Les sucres que l'on peut avoir à examiner diffèrent les uns des

5i6 POUVOIR ROTATOIRE DES SUCRES.

autres non-seulement par l'énergie, mais même par le sens de leur pouvoir rotatoire :

Le sucre de canne a un pouvoir rotatoire représenté par [a] y = 4- 73^,8 Le glucose (sucre d'amidon) — — [a];=4- 53"

Le lévulose — — [a]y==^106«

Le sucre interverti — — W ;= — 26*»,5

Quant au quartz que Ton oppose à ces substances, il en existe dans la nature deux variétés distinctes : Tune qui dévie le plan de polarisation vers la droite, Tautre qui le dévie vers la gauche. Ces deux déviations correspondent par conséquent à deux pouvoii-s rotatoires de sens inverse ; mais l'observation montre que leur valeur est exactement la même pour la même épaisseur de quartz. Les deux pouvoirs rotatoires sont donc représentés par le même chiffre, affecté seulement d'un signe différent, suivant qu*il s'applique à la variété dextrogyre ou à la variété lévogyre. Lorsqu'on ramène le quartz à la même condition d'épaisseur que les sucres dont nous venons de parler, son pouvoir rotatoire est exprimé par [a] J == dz 2400% c'est-à-dire qu'il est 32 fois plus considérable que celui qui appartient au sucre de canne.

Limites d'emploi du saccharimètre, — Pour que le principe du saccharimètre puisse être utilement appliqué, il faut que les deux substances que l'on oppose l'une à l'autre aient des pouvoirs dispersifs semblables, ou en d'autres termes, qu'elles dispersent suivant la même loi les couleurs élémentaires de la lumière blanche. Or Biot a reconnu qu'il en est ainsi lorsqu'on oppose le quartz aux solutions sucrées. L'instrument peut donc s'appliquer avec certitude au dosaj^e des sucres. Mais on ne pourrait plus compter sur de bons résultats si l'on voulait compenser par le quartz des substances telles que l'acide tartrique, jouissant de pouvoirs dispersifs spéciaux et complètement différents de celui qui appartientau quartz. C'est là une circonstance qu'on ne doit jamais perdre de vue.

Description du saccharimètre. — Le saccharimètre de Soleil est aujourd'hui d'un usage continuel dans les laboratoires de chimie et de pharmacie. La figure 223 le représente en coupe pour mettre mieux en évidence les diverses parties dont il se compose :

DESCRIPTION DU SACCHARIMÈTRE SOIJIIL. 517

Polariseur. — La lumière fournie par une lampe à gaz ordinaire traverse d'abord un polariseur P, formé par un prisme biréfringent en spath d'Islande. L'effet qu'elle y éprouve est double : elle se bifui-que et se polarise. L'un des deux faisceaux polarisés est rejeté hors du champ de la vision; l'autre est dirigé suivant l'axe de l'appareil.

Disque biquartz. — Avant d'arriver au tube d'essai, le faisceau polarisé rencontre une lame de quartz L, taillée perpeudiculaire-

FiG. 223. — Coupe du saccharimètre de Soleil avec toutes les pièces qui le composent.

ment à Taxe, qui dévie son plan de polarisation. Cette lame, étant formée de deux demi-disques de rotation inverse, accolés suivant une ligne de jonction verticale, il en résulte que par l'une de ses

Fie. 224 et 225. — Lame biquartz.

moitiés elle dévie le plan de polarisation vers la droite, et que par l'autre, elle le dévie vers la gauche. L'effet sensible de cette double déviation est de faire apparaître des couleurs, les divers rayons du spectre n'éprouvant pas les mêmes modifications dans le plan de leur polarisation. Toutefois si les deux moitiés du disque ont exactement la même épaisseur, ce qui est le cas ordinaire, la dispersion est la même, bien qu'étant de sens opposé, et les deux moitiés présentent alors exactement la même teinte (1).

(1) Cette lame biquartz ayant une importance considérable dans la théorie du saccharimètre, il importe d'en bien comprendre le mécanisme et Tusage. Supposons deux demi-disques en quartz DL (flg. 224), formés Tun par du quarts

5i8 DESCRIPTION DU SACCHARIMÈTRE SOLEIL.

Tube d'essai. — En sortant du disque de quartz, le faisceau lumineux traverse le liquide contenu dans un tube d'essai T, de 20 centimètres de longueur. On reconnaît de suite si ce liquide est actif ou inactif. Dans ce dernier cas, rien n'est changé à l'apparence de la lame biquartz ; tandis que, dans le premier, le liquide ajoutant son effet propre à celui du quartz qui agit dans le même sens que lui, l'égalité des teintes est immédiatement rompue. Nous allons supposer que le liquide est actif; il s'agit alors de connaître le sens et l'énergie de son action.

Compensateur. — Pour cela il existe, au delà du tube d'essai, une pièce importante CC appelée compensateur. Elle se compose de deux systèmes de quartz opposés l'un à l'autre par leurs propriétés rotatoires qui sont de sens inverse : le premier, C, formé d'une seule plaque fixe et d'épaisseur constante; le second, C, formé de deux plaques prismatiques mobiles pouvant glisser obliquement l'une sur l'autre, tout en cx)nservant le parallélisme de leurs faces homologues. Ce dernier système a par cela même une épaisseur variable, tantôt supérieure, tantôt inférieure, tantôt égale à celle de la plaque fixe. Pour faciliter le glissement de ces deux prismes obliques, on a fixé chacun d'eux à une coulisse qui se meut au moyen d'une double crémaillère et d'un pignon. Les trois figures ci-jointes rendent compte du mécanisme du compensateur. Quand les bases des deux prismes ont la position représentée par la figure 226, le système G' (fig. 223) a exactement la même épaisseur que la lame fixe G ; et comme les pouvoirs rotatoires de ces deux pièces sont de sens opposé, leurs effets se compensent et se détruisent : c'est absolument comme si elles n'existaient point dans

dextrogyre D, Tautrc par du quartz lévogyre L. Accolons-les suivant la ligne verticale MN, de manière à former un disque circulaire complet. Si leur épaisseur commune est 3'°'",75, eUes feront tourner de 90** le plan de polarisation du rayon jaune, et la teinte sensible se présentera dans l'image extraordinaire pour les deux quartz à la fois, lorsque la scttion de l'analyseur fera elle-même un angle de 90^ avec le plan primitif de polarisation. Dans cette condition les deux moitiés de l'image offriront une coloration identique, et l'effet observé sera le même que si le disque était homogène dans ses deux parties. C'est précisément ce que montre la figure.

Mais pour peu qu'on tourne l'analyseur en deçà ou au delà de cette position rectangulaire, la proportion de rouge augmentera dans Tun des quartz et la proportion de violet dans l'autre; de sorte que les deux moitiés du disque prendront, à rinstant même, des teintes très-différentes (fig. 225). L'opposition des tons s'exagérera encore, si l'on continue à tourner Tanalyseur, et l'on aura, dans Tégalité des teintes, un point de repère très-net et très-précis pour déterminer, à tout instant, soit le plan de polarisation du rayon jaune, soit sa compensation exacte au moyen du quartz.

COMPENSATEUR DU SACCHARIMETRE.

le tube. Mais lorsque, par le mouvement du pignon et de la crémaillère, on fait glisser les deux prismes de manière à écarter leurs bases de Taxe horizontal de Tappareil (fig. 227), on. voit l'épaisseur du système G' diminuer de plus en plus, de sorte que l'action de la lame G devient de plus en plus prépondérante. Quand au contraire on tourne le pignon de manière à faire marcher l'une vers l'autre les bases des deux prismes (fig. 228), le système G' prend une épaisseur progressivement croissante ; et c'est son action qui prédomine de plus en plus dans le système total du compensateur. Une échelle munie d'un vernier permet d'apprécier ces variations dans l'épaisseur des plaques. Elle porte deux divisions

Fig. 226, 227 et 228. — Compensateur.

ayant un zéro commun et marchant. Tune de gauche à droite pour compenser les liquides lévogyres, l'autre de droite à gauche pour compenser les liquides dextrogyres.

Quand le vernier est au 0" de l'échelle, les deux systèmes du compensateur ont, ainsi que nous l'avons dit, la même épaisseur, et leurs effets se détruisent. Mais si le liquide que l'on a interposé entre la lame biquartz et le compensateur est actif, comme nous l'avons supposé, s'il est constitué, par exemple, par une solution de sucre de canne qui dévie le plan de polarisation vers la droite, à l'instant même les deux moitiés de la lame biquartz prennent des teintes différentes, parce que le sucre agit ici comme la lame de quartz dextrogyre et produit exactement le même effet que si