NEUVIÈME MANIPULATION

Déterminer j par deuœ dosages successifs, la proportion d'acide carbonique qui existe à Vétat libre et à Vétat combiné dans une eau gazeuse bicarbonatée.

Les eaux bicarbonatées gazeuses renferment l'acide carbonique sous deux états différents : 1** à Vétat combiné, formant des bicarbonates alciilins, terreux ou métalliques ; 2" à Vétat libre^ constituant une simple dissolution de ce gaz dans Teau.

Plusieurs méthodes ont été indiquées pour effectuer le dosage de l'acide carbonique sous ces deux étiits. Sans parler de celles qui rentrent dans le domaine exclusif de la chimie, nous rappellerons sommairement les deux suivantes, qui utilisent plus particulièrement les procédés de la physique :

1° On fait bouillir un volume déterminé d'eau dans un grand ballon qui s'en trouve exactement rempli, et on recueille le gaz dégagé sur le mercure. L'évuluation ainsi obtenue n'est jamais exacte, parce que l'acide c^irbonique recueilli représente non-seulement le gaz qui était à l'état de libre dissolution dans l'eau, mais

une portion variable de celui qui était à l'état de combinaison, SOQS forme de bicarbonate alcalin ou terreux.

i^ On introduit dans un flacon ordinaire un volume déterminé d'eau minérale ; on adapte à son col un tube à boules de Liebig, contenant du chlorure de baryum ammoniacal, et on termine Tappareil par une pompe de Gay-Lussac, à l'aide de laquelle on peut faire le vide au-dessus de l'eau. Ici l'acide tîarbonique libre est le seul qui se dégage ; car les bicarbonates alcalins ou terreux sont indécomposables par l'action du vide. On recueille le carbonate de baryte formé, on le sèche et on le pèse. On déduit de son poids celui de l'acide carbonique qui existait à l'état de liberté dans l'eau.

Dans l'opération qui fait l'objet de la manipulation actuelle, on 6it usage du procédé que j'ai fait connaître (Jaurnal de phar- ^cieetd^ chimie^ S" série, XXX, 321), et qui donne le moyen d'obtenir successivement le dosage de l'acide carbonique libre et de l'acide carbonique combiné. Ce procédé reposa sur l'emploi du ride barotnétrique.

Principe : 1* Lorsqu'on introduit dans le vide du baromètre une petite quantité d'une eau bicarbonatée gazeuse, telle que celle de Vais ou de Vichy, l'acide carbonique qui était simplement dissous se dégage tumultueusement pour remplir l'espace vide qui lui est offert; tandis que celui qui était combiné se maintient sous celle forme, et résiste par conséquent à l'épreuve du vide (1).

2* Lorsque le dégagement du gaz a complètement cessé, l'expérience montre que l'eau minérale retient encore une petite quantité d'acide carbonique libre. Mais celte quantité peut être facilenient connue ; carc'cst celle qui correspond à la saturation de l'eau pour les conditions particulières où elle se trouve (2).

'1/ L'expérience montre que les bicarbonates terreux sont eux-mômes indécompwables dans cette condition. L'eau de Saint-Alijre qui» comme on sait, est très-chargéi* <te bicarbonate calcaire, peut rester impunément pendant plusieurs jours dans le vid»* ^ baromètre, sans que sa transparence soit en rien troublée. Et si, après avoir dépouilLV Tao de tout le gaz libre qu'elle peut retenir, on dose séparément l'acide carboniqu<» «lia chaux, on les trouve sensiblement dans le rapport qui correspond à la formule tin t«icarbonalc de chaux, GaOC'O'.

(î) M. Bunsen a déterminé avec beaucoup de soin les coeflicients divers qui expriment laH»lubilité de l'acide carbonique dans Teau pour toutes les températures comprises «»*re (f et 20*. Puis, ayant recherché l'innuence que la pression peut avoir sur ces ■«nbre*, il a reconnu^que la loi établie par Henry et Dalton peut s'appliquer à toutes

Pour avoir le dosage de l'acide carbonique libre, il suffit do d'ajouter au gaz qui s'est spontanément dégagé, celui que le cale indique comme étant retenu en dissolution dans l'eau.

3** Si, après avoir ainsi mesuré le gaz libre, on vient à traii l'eau minérale, dans le tube même où elle se trouve conteni par un léger excès d'acide suli'urique au dixième, on voit se ma fester un nouveau dégagement de gaz : ce gaz est l'acide cari nique, provenant des bicarbonates que l'acide sulfurique a déco posés.

Cette seconde quantité peut être mesurée tout aussi facilem <jue la première : elle représente l'acide carbonique qui exista l'état de combinaison dans l'eau.

Description de Tappareil. — L'appareil dont on fait us dans cette manipulation est, à peu de chose près, le même que ca qui est employé dans les cabinets de physique pour mesure force élastique de la vapeur d'eau entre 0° et 100\

Il comprend quatre tubes barométriques a 6 cd (fig. 55) lomillimètres environ de diamètre, disposés sur un même sup[ SS', et ayant une cuvette commune C, comme l'indique le des Ces quatre tubes sont gradués, sur toute leur longueur, en pai d'égale capacité.

Les deux tubes a et b sont destinés à donner: le premier la p sion barométrique H; le second, la force élastique maximum / îippartient à la vapeur de l'eau minérale pour la températur laquelle se fait l'observation. Le troisième et le quatrième i sont destinés tous deux à l'opéiation du dosage : le tube c doit ( ner la proportion de gaz libre ; le tube d donne le volume occupé par le gaz libre et par le gaz dégagé de sa combinaison

Un thermomètre T, placé sur le support SS' de l'appareil, d( la température à laquelle se trouvent soumis simultanémeni quatre tubes ; et, comme on n'emploie ni manchon de verr< bain-marie, il importe d'opérer dans une pièce tranquille, à Y <le tout courant d'air.

Entre les tubes 6 et c se trouve une tige verticale de laiton

les pressions possibles, mAme à celles qui sont le plus voisines du vide absolu, reproduirons à la fin de l'ouvrage le tableau des coefficients de solubilité de 1 •carbonique, tel qu'il a été établi par M. Bunsen.

DOSAGE DE i.ACIDE liARROMQlE. 107

ée à sn partie iaférieure par une poiale d'acim'. Cette tige Mluée en centimèlrt^sliiiL-aiiesù partirde sa poînlo, qui forme de IV'chcIle; elle ppiil êtP' l'rk'véo <m abaissée, selon le besoin.

m d'une vis à roue d'engrenage r, jusqu'à ce que sa pointe ve exactement tangente à la suil'ace du mercure dans la Cn curseur liorizontiil K peut glisser à froltemenl doux h* cette lige, et donner ainsi, A tout instant, la liantuur h de ne mercurielle dans diacun des tubes.

Mode opératoire. — 1 " Remplir le tube a de mercure sec elpur, et le renverser sur le mercure. Mesurer la hauteur H' de la colonne mercurielle qui reste suspendue au-dessus du niveau exlérieui*, et noter la température t, La pression extérieure H sera donnée

ir

par la formule ordinaire H = ^^tk^-

2** Verser du mercure dans le tube b jusqu'à un centimètre emiron de rorifice, et achever de le remplir avec Teau minérale à essayer, que l'on a préalablement dépouillée do tout son gaz libre, soit par rébullition, soit par l'action répétée du vide('i). Appliquer le doigt sur l'orifice Hu tube, retourner celui-ci, et n'enlever le doigt que lorsque la partie inférieure du tube plonge complètement dans le mercure de la cuvette.

Quand l'état des liquides est devenu stationnaire, mesurer et corriger la hauteur de la colonne mercurielle suspendue dans le tube ; h étant cette hauteur corrigée, la tension maximum f qui appartient à la vapeur de l'eau minérale essayée est donnée par la formule f=--U — h (2).

3" Introduire du mercure dans letube c jusqu'aux neuf dixièmes environ de sa hauteur, et achever de le remplir avec l'eau minérale, prise cette Ibis dans son état naturel, en ayant soin d'opérei assez vite et à une température assez basse pour ne perdre aucune trace du gaz qu'elle tient en dissolution (3). Appliquer rapidemcn le doigt sur l'orifice du tube, sans s'inquiéter des quelques goutte; d'eau qui peuvent être perdues pendant celte manipulation (à), e en s'attachant seulement à éviter toute introduction d'air dans 1 tube. Retourner enfin celui-ci, et faire plonger son orifice dans 1 bain de mercure.

(1) Celle aclion répétée du vide consiste à retourner le tube à plusieurs reprises, et le remplir chaque fois de mercure jusqu'à ce que la dépression de la colonne merci rielle devienne constante. On a ainsi la preuve que le liquide ne dégage plus de ga: et que la vapeur de l'eau minérale est la seule force qui agisse pour déprimer ! niveau du mercure dans le tube.

(2) h ne représente pas seulement la hauteur de la colonne mercurielle, mais aus ceUe de la petite couche d'eau minérale qui lui est superposée. On l'évalue en mcrcui en la divisant par 13,59.

(3) II est souvent nécessaire, quîind reau est riche en gaz, de refroidir préalablemer le vase où elle se trouve contenue.

(i) En cffi^t, le volume d'eau minérale sur lequel porte l'opération est indiqué par 1 graduation du tube, et n'est affecté nullement par les pertes de liquide qui peuvent avoi été faites amérieurement ù la mesure.