SEIZIÈME MANIPULATION

Détenniner le point de fusion d'une substance donnée^ pari lièreinent d'une substance grasscy cireuse ou résineuse. Di miner la température d'ébullition d'un liquide volatil.

Lorsqu'on élève graduellement la température d'un corps sol il arrive un moment où il change d'état et devient liquide. Oi

(1) Voici les nombres qui représentent les volumes spécifiques de l'acide cy drique anhydre dans onze conditions de température différentes :

àO» 1.0000 à iV 1.027-i

«• I.OIU 23» 1.047-i

TEMPÉRATURE DE FUSJON. i93

ors qu'il fond, elle degré indiqué par le thermomètre au moment i ce changement d'état s'accomplit est ce qu'on appelle le oint de fusion ou la tempérahire de fusion de la substance exalinée.

De même, lorsqu'on abaisse progressivement la température d'un loqis liquide ou liquéfie par la chaleur, il arrive un moment où il :hange d'état et devient solide : le degré indiqué par le thermomètre au moment où s'opère ce nouveau changement d'état est ce qu'oQ appelle le point de solidification ou le point de congélation du liquide obseiTé.

Lois de la fusion et de la solidification, — i° Le point de fusion varie d'une substance à l'autre ; mais il est toujours le même pour le même corps (1) ;

î* Pendant tout le temps que s'accomplit le changement d'état, la température reste constante et égale à celle du point de fusion (2).

Les mêmes lois s'appliquent au point de solidification des liquides. On reconnaît, en effet, qu'il varie d'une substance à lautre, qu'il est toujours le même pour le même corps, et que la température demeure constante pendant tout le temps que dure le changement d'état.

Difficulté que présente la délerminaiion du point de fusion, — 11 semble, de prime abord, que rien ne soit plus simple que de déterminer le point de fusion ou le point de solidification d'une substance donnée. Et pourtant, il n'est peut-être aucune détermination qui présente plus de difficulté, lorsqu'on veut l'établir d'une manière exacte. Il suffit de consulter les ouvrages de physique et de chimie pourvoir jusqu'à quel point peuvent différer les résultais obtenus sur une même matière. Le point de fusion de la cire

il» Li pression, qiio l'on a longtemps considén'-f» comme «Hant sans influence sur le point de fusion, agit, en réalité, dans une certaine mesure, tantôt pour l'élever, tantôt pour rabaisser. Mais l'influence qu'elle exerce est toujours si faible qu'on peut la négliger dans les expériences ordinaires, sans compromettre sensiblement l'exactitude du résultat obtenu.

'-I La chaleur reçue du foyer est exclusivement employée à déterminer le changement d'état. Elle accomplit donc un travail moléculaire qui la transforme en mouvc ment, et l'anéantit comme chaleur. Ce n'est que quand ce travail moléculaire est accompli, qu'elle reprend son Ciiractère ordinaire, et particulièrement son action ^ur le thermomètre.

Bl.'lGNET. 13

lia ClIANCiEMENT H ETAT.

jaune s'y trouve exprime, tantôt par 6i**, tantôt par 6d", 64% OC et même 69"*.

Deux raisons principales expliquent ces différences :

r Le passage de l'état solide à Tétat liquide ne se fait pas toujours d'une manière nette et tranchée. Il existe un grand nombre desubstimces qui, avant d'arriver à l'état de liquides parfaits, passent par une série de consistances intermédiaires, qu'on est convenu d'appeler Vètat pdteiLv, Le verre, la cire, la plupart des corps gras et résineux, ^ont dans ce cas. Pour eux, le changement d'état ne se fait jamais que d'une façon lente, incertaine, irrégulîèrc ; et 1(» thermomètre, au lieu de demeurer stationnaire pendant tout le temps qu'il s'effectue, varie, au contraire, dans une étendue plus ou jnoins grande. D'après cela, le phénomène qu'il s'agit d apprécier n'étant i)lus circonscrit dans des limites étroites et netteiucnl définies, il devient très-dilTicile de distinguer, parmi tous les degrés thermomélriques qu'il embrasse, celui que l'on doit prendre comme exprimant le véritable point de fusion.

"i." Lorsqu'on veut déterminer le point de fusion d'une substance en cherchant le de^jré du thermomètre au(|uel elle se solidifie, quand elle a été préalablement fondue, on éprouve une difficulté d'un autre genre, mais tout aussi embarrassante. L'état liquide est caractérisé par une force d'inertie qui varie d'intensité selon la nature propre dos matières que l'on examine, mais qui fait qu'elles descendent presque toujours au-dessous du terme où la solidification devrait normalement s'accomplir (1) .

La différence, souvent considérable, qui existe entre deux points qui devraient théoriquement se confondre, montre combien il importe, lors(|u'on a déterminé une température de fusion, d'indiqu<»r d'une manière précise si oUe exprime le passage de l'élat so-

i» Tli«'*orii|u<'in('iil, la l»'iii|M''raliin' à laqucllr iiii ror|»^ >o\'u\o enliv n\ fii>ioii devrait être oxactiMiKMil la iiiriiu; qiH? ri'll»* à laqiicilo, iiiic iWi> fondu, il revient à iion |ireinicr état. Ce n'est |»as rr (|iienioiilrere\périenre. l'nenia*iseliqui<le,abaiiilonnéeàelle*ni(^iiie, en |»eii(e quanlilé, en dehors de tonte a;;itation niér.aniqne, peut s:> refroidir bien audessous fli> son point de fusion, sans prendre iVlat solide. Ce phénomène, dcsii^iié sous le nom de surf'usion, s'observe si fré<iuemment clans la eonjrélalion des liquides, qu*on peut presque le regarder comme une conséquence normale et nécessaire de l'inertie qui leur est propre. H rst très-marqué dans certaines circonstances. Ainsi l'acide acétique cristallisable fond à -f 10" ; une fois fondu, il ne ss solidifie qu'à près de 0*. De même la glace fond à 0* ; et l'eau qui provient de cette fusion peut descendre jusqu'à — 10* ^aus repasser À l'étal de place.

TEMPÉBATLBE HK FUSION. 195

e à IVial liquide, ou le retour de Télat liquide à Tétat solide. Ile distinction est particulièrement utile à établir, lorsqu'il s'agit matières grasses ou résineuses, comme celles qui sont comises dans Fénoncé de cette manipulation.

Mesure fie la iemjférature de fusion, — Cette détermination eut èlrc obtenue par deux procédés, soit qu'on soumette le corps olide à l'action de la chaleur, et qu'on observe directement la tem- H?roturc de fusion, soit qu'on soumette au refroidissement le corps olide préalablement fondu, et qu'on observe le degré du thermoiiètre auquel a lieu la congélation.

55 1. — Fl'SlON DIUECTK 1)1' CORPS SOlJDi:.

On prend un petit tube à gaz, / (lig. 94), et on l'ellile en pointe fennée à son extrémité. On prend, tfaulre part, un thermomètre tièssensible, T, marquant les dixièmes de J«'gré; puis les deux pièces sont engagées dans un même bouchon que l'on adapte au col d'un grand ballon rempli •IVau. Un bec de gaz permet de chauffer ':e ballon, et d'élever la température de l'eau d'une manière lente et insensible.

Ces dispositions étant prises, on introduit dans le tube une petite quantité de la matière solide dont on veut prendre le point de fusion. Elle tombe à la partie inférieure, sans toutefois pénétrer dans la partie conicpie effilée. L'eau du ballon étant amenée d'abord à une t.'mpérature inférieure de quelques degrés au point présumé de la fusion, et le système du tube et du thermomètre Fit-^*- - Appiireii pour la

. , - .11" clétemiiiiation du point de

étant plonge dans cette espèce de bain- fusion.

niarie, comme le représente le dessin,

ou élève très-lentement la température en surveillant avec soin la

196 r.llANGEMKNT D'ETAT.

partie conique du tube. Aussitôt que la substance commence à fondre, on on est immédiatement averti par Tapparence particulière qu'elle prend en s'élalant sur la paroi courbe du verre. On note alors le degré indicjué par le thermomètre : ce degré exprime le point de Fusion de la matière essayée.

M. Rudorff (Journal de Physique, I, 264) a indiqué le procédé suivant comme étant celui qui donne le meilleur résultat : On prend un thermomètre très-exact et très-sensible; et, après avoir recouvert son réservoir d'une légère couche du corps à essayer, oa le plonge dans l'eau que l'on chauffe lentement et progressivement. Bientôt le corps fond et se détache : on note le degré indiqué par le thermomètre au moment précis où le phénomène se manifeste; et, comme il a une certaine durée, on prend comme température de fusion la moyenne entre les températures initiale et finale.

§ 4. — Solidification nr cokps pukalablement fondi'.

Principe. — Quand un corps liquide ou liquéfié par h chaleur est soumis à un rehoidissement lent et régulier, sa température s'abaisse elle-même d'une faron progressive et régulière, aussi longtemps que l'élat i)hysique ne subit aucune modification. Mais dès que le ])lus petit changement survient, dès que la masse liquide commence à se solidifier, la marche du Ihennomètre se trouve i rinstant môme troublée. Si celte solidification a lieu au termeoù elle doit régulièrement se produire, le décroissement de la température cesse, et le thermomètre devient slationnaire pendant tout le temps qu'elle s'accomplit. Si elle n'a lieu (ju'au-dessous du terme où elle aurait du normalement se manifester, on observe alors une élévation de température, et le thermomètre remonte au point où elli' aurait eu lieu, si Tinertie ne lui avait pas fait dépasser son terme ordinain».

Dcfirription de l'appareil. — L'appareil le plus convenable pour ces sortes d'expériences comprend deux parties essentielleg savoir : un tube qui doit renfermer la matière préalablement fon due, et une enceinte où cette matière doit se refroidir et se soli dilier.

r Le tube, destiné î'i «ontenir la matière, a la forme représenté

TEMPÊHATrilE IIR SOr.lDH-irATION. 197

pure 95. C'est un tube de veire va peu plus étroit dans la aute que dans la partie basse. La partie inférieure forme la

ou le réservoir du tube. La partie supérieure forme une ! fol dans lequel on peut engafrer la lif^e d'un tliermomètro sible, marquant les dîxièmos de degré. Iji rapacité totnto

ne doit pas excéder 10 centimètres cubes, mceinle de refroidissement ifig. 96)comprend trois espaces ques et concentriques ainsi formés : 1" au centre, l'espace ant une capacité remplie u milieu de laquelle doit spendu le tube v conte- '

substance fondue et le nètre ; i" une seconde ■ BB, enveloppant la pre- H remplie d'eau à la leme ambiante (I); â° un le e.^pact (X, envelop-

ipér.itur? de solidiflcatiun.

; deux autres, et protégeant l'eau contre les influences ■néiriques extérieures.

e •pératoirc. — 1° Après avoir iait fondre 5 ou C |!;ramla matière (cire, graisse ou résine) qu'il s'agit de soumettre