J02 CHANGEMENT D'ÉTAT

masse, et donl la cause esl le dégagement des buAes denqpevftj se sont formées en abondance au fond du vase qui les renferMH

Loh de VébulliUon. — Sans vouloir nous étendre sur le phé-! nomène de Tébullition des liquides, nous rappellerons id lestniï] lois suivantes, qui s'y rapportent :

1*" Dans les mêmes conditions de pression, Fébullition se fiût Lj une température constante et déterminée pour chaque liquide. ^ résulte de cette loi, qui est analogue à celle de la fusioni qoeU température d'ébullition constitue, pour chaque liquide, un cuao*! tère spécifique que l'on peut mettre à profit d'une manière trii» utile pour en établir la nature.

^ Pendant tout le temps que dure l'ébuUition, la tempéralnit reste constante (1). La conséquence de cette seconde loi est que II température d'un liquide ne peut jamais s'élever au delà de m point d'ébullition. Aussi, lorsqu'un vase de plomb, d'étain on dl tout autre métal très-fusible contient de l'eau, on peut le plMr impunément sur le feu sans qu'il fonde, sa température, comaè, celle de l'eau, n'excédant pas le point d'ébullition de ce liquidei c'est-à-dire 100" (2).

3"" Quand un liquide est en ébullition, la tension de sa i» fait équilibre à la pression extérieure qu'il supporte. Cette loi, ({oa nous avons déjà énoncée, permet de déterminer très-facilement h: température d'ébullition d'un liquide. Il est à remarquer, tout^^ fois, que cette température varie dans une masse liquide, suivant' la 'profondeur des couches que l'on considère. La théorie indique et l'expérience démontre que les couches superficielles sont ^éell^ ment les seules pour lesquelles la tension de vapeur soit rigourwisèment égale à la pression atmosphérique indiquée par le baroinèlre (3).

Détermination du point d'ébullilion d'un liquide. — Trois procédés peuvent être appliqués à la détermination du point d'é-

(1) Toulc la chaleur reçue du foyer esl exclusivement appliquée à efioctuer le trar^ nécossairc pour convertir le li(iui(lc en vapeur. (Vest donc encore une tran^tformati'' de force ; c'est de la chaleur qui se change en mouvomont.

(S) Ces effets, qui paraissent singuliers de prime abord, tiennent aussi i ce que M métaux étant en général très-bons conducteurs de la chaleur; partagent immédiatemetf avec Toau celle que le foyer leur fournit d*une manière successive et continue.

(^) Cette difTérenco de température dans le^ diverses couches d*un liquide en ébull^

ipeJ

TKMi'KnATniK Tn:;!iitt.i.iïioN. a»

1 des liquides. Tous Irois reposenl sur les lois danl nous ]f. reproduire l'énonn'' ;

iiT procédé. — L'appareil dont on lait usage est celui ^tû imaginé par Daltoa pour ■ la lorw élastique do la va- ■au entre (l" f't lUIl'*. Il se coing. 97 j di" deux tubes baroos lib', destinés i donner, le , la pri'Ssion atmosphérique rc, le second, la tension que

la vapeur du liquide examiné

conditions de rexpêrionce. Les ibes plongent dans une chaueine de uiercuve que l'on jieut ' lentement et graduellement, iclion de vei'rc M les enveloppe l'autre : il est rempli d'eau qui ) le niveau du mercure à l'indu mancbon, et qui s'écbauil'e peu par r intermédiaire de ce

L'n agitateur permet d'en mêler lent toutes les couches, et un nètre très-sensible t en donne

instant la température. Pour er la hauteur des colonnes mers dans les tubes, on se sert d'une erlicale r, qui a été disposée à t. Elle est giaduée en millimèns lonle son étendue, à partir

rémilé inférieure, qui loi'nie le ^,,.^ ,,. ^,,j^^., ^^ „„„„„ la graduation ; el elle est munie imur iuini:9uredMien*ion!< [|<-

petits curseurs horiitoiitauv '"p'"'"'ivent plisser à li-olteuienl doux le long de wt lige, et que

Dc coniéijui-iHv^ nii-iiii' ili- IViiuiici' i\r lu loi. La vaiipiir t|Lii s'âclinppe du fond lit ftre 11 iinr lEinpûralurr jililx rli?VL-r qiir relie t|uï s'ùcliappe de U surface I, puiiqiril fnul qui! «n tension r;iS9C équilibre, iion-spulemenl au poidi de ^. mais à crlni du la rnloiinc liquide plus ou moins prornndf .iii-dew<oua de lip V! trouve siluép.

20i CHANGRMENT IIÉT.VT.

Ton peut ameufir en coïncidence avec le niveau du mercure dus

chacun des deux tubes.

mode opératoire. Les deux tubes étant, à l'origine, rempUs de mercure cl renversés sur le mercure, on introduit dansTuD d'eux, le lube b', une {lelile quantité du liquide volatil sur lequel doit porter l'opération. En pénétrant dans la cliambrc barométrique, il se vaporise iDstantanément, et sa vapeur pread le taxamum de tension qui lui appartient pour la lempéralure & laquelle elle se trouve. On fixe le syslème des tubes dans une position ïe^ ticale ; on l'entoure du manchon quf l'on remplit d'eau, et l'on chauffe pei à peu en ayant soin d'agiter poni rendre la température uniforme. L force élastique de la vapeur augment insensibleraeut; elle déprime de plu en plus la colonne barométrique, et i arrive un moment où le niveau d mercure est exactement le même, l'intérieur du tube ii, et à l'extérieu du manchon M.

A ce terme, on a /'^ Il ; et, d'apn la déûnitiou que nous avons ilonnt plus haut, la température pour li quelle celte és'i'îlé est obtenue e précisément celle qui exprime le poi d'ébullition du liquide.

Deii-rième procédé. — Le princi] ; (lu puirK sur lequel repose le second proct'i iLii.;furiv ppi le sujviint : La force élastique t

urHr^iir. , i- -j

la vapeur émise par un liquide i ébullition ot-I égale :'i la prer:siou qui s'exerce à sa surface. L ligures W et 99 réalisent l'appliration de ce principe.

Un tube recourbé abc (fig, 9K) ayant la forme d'un petit tu] de Mariotle, contient d'abord du mercure jusqu'au sommet de branche fermée c. On fuit ensuite passer dans cette bi'ancbe ui

TEMPÉRATl-hK D^ÉBULLITlOiN. 205

petite quantité du liquide à éprouver, et celui-ci vient se placer dans la partie haute du tube, formant une couche représentée enco.

D'un autre côté, on disposo sur un Iburneau à gaz un gros ballon rempli d'eau (fig. 09), et Ton plonge dans ce ballon le tube abc préparé comme il vient d'être dit. Un thermomètre fixé au mémo bouchon que celui qui suspend le tnbf^, indique à tout insUmt la température de l'eau.

Les choses étant en cet état, on chauffe légèrement et graduellement le ballon, jusqu'à ce que la vapeur formée ait acquis une tension égale à celle de l'atmosphère ambiante, c'est-à-dire jusqu'à ce que les deux surfaces libres du mercure soient disposées sur un même plan parfaitement horizontal nn (I). La température indiquée par le thermomètre, au moment môme où ce résultat est atteint, exprime, comme précédemment, le point d'ébullition du liquide soumis à l'expérience. On trouve ainsi que la température du ballon doit être portée à 2G%5 pour l'acide cyanhydrique, à 35',5 pour l'éther, à AS" pour le sufure de carbone, à 60",8 pour le chloroforme, à 78%4 pour l'alcool.

Troisième procédé. — Le troisième procédé est celui que les chimistes suivent le plus habituellement dans leurs laboratoires. 11 consiste en une simple distillation pratiquée dans les conditions les plus propres à faire connaître exactement la température que possède le liquide, au moment où son ébuUition a lieu d'une façon régulière et constante.

L'appareil employé est une cornue tubulée c (fig. 100), au col de Laquelle on adapte un ballon récipient, destiné à la condensalion des vapeurs. On introduit dans cette cornue le liquide à expérimenter, et l'on fait plonger dans ses couches superficielles le résenoir d'un thermomètre très-sensible dont la tige est fixée au bouchon de la tubulure.

La cornue étant disposée au-dessus d'un bec de gaz, on chauffe

(I) 11 fout, pour cpie le résultat doit exact, que la quantité du liquide introduit soit un peu plus grande que celle qui est nécessaire à la saturation de l'espace correspon*- Hant à l'égalité des niTcaux. Sans cette condition, la tension de l:i vapeur serait inférieure à la tension maxi ma propre à la tenipériiture de rébuUition. Quanta la pression •dditionnelle que cette petite couche de liffuidc exerce au-dessus du mercure, elle est M faible qu'on |)cut la négliger sans erreur sensible.

iOfi llHAMiKHBNT llETAT,

peu à peu le liquide qu'elle l'eufeiine. Le Uiermoinèlre monle graduelleinentjusqu'à un certain terme auquel il s'arrâte et demeure lixL'. Cet étiit stutionimife indique que le phénomène de l'ébut lition ei^t dans son |)lcin, et il suDit alors de noter le degré pour conmtîlra i;i température d'ébHllilion du liquide soumis à l'fisù (1).

Il est facile de voir que le résultai qu'on oUienl ainsi est soumis ù deus causes d'erreur ;

1" lia température d'ébuUilion est plus ou moins élevée, suivanl que l'instrument plonge plus ou moins profondément dans le liquide. On pourrait, il est vrai, faire plonger le réservoir du thermomètre dîuis la vapeui- qui s'échappe du liquide en ébullition,

1 1 1 Sdiu 9i:|)piiMn<i ii^î qiii: In liquide iloiil il s'nicil osl nii lii|Liiile )ioini>)n-ni>, i^'nli-dire Inall^nMi' h l'cliullilion. S'il vn éMIt outromenl. ni le liquide «Hait romiR dr parllp* ili-isemlilfllilcs i>u iiU'inlcnicul volatili^, m composition se moilillanl sans cnvr prkr le srul elTi-t de l'éliulliliim, le llierniniiri''lre, au lieu de restn- statinniinire, indiquerait une lenipénilum pnitnvsilveinent rroÎHanle,

Larsqu'on fait Imuillir une disscilulion saliue onUnnirr.', l'eau u'ulosc vaporise, lefcl KBte. Deux elTela se produisent donc tout d'nbord, la concentration de lu liqueur et rdévatlon pri^retsivc de In tempéralurc. En cnntinuant à chauffer, il arrive un moment où la liqueur atteint snn maximum Je cnnceniralion, elle est dite «attirée. A partir de re leniie. re:ui ronlinuanl liiujour* » se vaporiur, li; m>1 qu'elle tenait di*- MKHiedépoM-; en nirte que deux nonveiiux eflijtj succèdent aux premiers : I* penua- MDce dan» le degrr ilc cODCenlratiun do la liqueur; S' étal slaliannairc du tlicmionitre i[ui indique luic imn|H-raturc vwnnlautc i;t invaiiahle.

i.mih)UTam:e di: ih)1M déhullition. ^201

le iioub avons vu que cela se pratique, lorsqu'il s'agit de déner le point lOO^ des thermomètres. Mais, dans la disposiictuelle, kl vapeur se trouve refroidie par l'air qui frappe en imencc la voûte de la cornue; elle est donc toujours au-desde la température qu'elle devrait avoir normalement ; et ur qui proviendrait de cette cause serait certainement plus iérable que celle qui résulte du petit accroissement de preslélerminé par la couche liquide dans laquelle plonge le ther- Hre.

L'ne portion souvent considérable de la tige du thermomètre; lillie au dehors de la cornue, et ne participe pas à la lempéî que possède la vapeur du liquide en ébullilion. C'est pour lier, autant que possible, à cette seconde cause d'erreur que ntoure la cornue d'un cylindre en tôle surmonté d'un dôme nme le montre la figure. La tige du thermomètre, qui glisse ement doux dans le bouchon de la cornue, passe par la lu- 3 de ce dôme, et se trouve ainsi protégée contre l'action dide Tair froid. Au moment de lire le degré auquel corrcsl'ébullition du liquide, on soulève la tige du thermomètre à amener le niveau de sa liqueur à i ou 2 millimètres seulem-dessus de l'ouverture du dôme.

ique les deux causes d'erreur qui viennent d'être signalées Il en sens contraire et tendent par conséquent à se com- ' Tune par l'autre, on doit reconnaître que la compensation imais exacte, et que, si la détermination ainsi obtenue peut dans la plupart des cas, on ne peut la considérer comme aie dans les recherches qui exigent une certaine pré-

oiiance du point iréhnllition. — Le point d'ébullition des s, ou plus généralement des substances volatiles, constitui» ictère spécifique d'une très-grande valeui*.

Dmme il n'y a pas deux corps ((ui aient le même point d'éiD, la détermination exacte de celui-ci suffit pour établir, es diverses substances, des différences caractéristiques et îes.

1 fixité absolue de la température d'ébullition est un carac-

tère précieux pour juger de la pureté et de rhomogénéité d'un liquide (I).

3* Étant donné un mélange de deux liquides qui se dissolvent en toutes proportions sans se combiner chimiquement, si ces deux liquides ont des points d'ébullition notablement différents, il suflit de déterminer celui qui appartient à leur mélange (i) pour connaître les proportions dans lesquelles ils ont été mêlés.

4° La mesure du point d'ébullition des liquides a. acquis, dans ces derniers temps, une Irés-grande importance en- cliimie organique, par suite des relations que M. Kopp a signalées, pour certains composés, entre leurs points d'ébullition^ les formules de leurs équivalents, leurs densités de vapeur et les fonctions chimiques qu'ils remplissent. Par exemple, en ce qui touche les alcools ou leurs dérivés, on a fait les observations suivantes :

A. Si deux corps sont doués d'une fonction chimique serablablCf et si leurs formules ne différent que par CMP ou par un multiple de CHl\ leurs points d'ébullition présentent entre eux une différence de 2lV environ. Exemples :

Actilcii. Kunuulo^. Points debullitioa.

Fonniqiio C^H^o* 100»

Acétique CTI*0* + Cm^ 1 20°

l»ropioin(|uc. . . . (mH)^ + 2 (Cm^) 1 40<»

Butyrique C^H^Q* + 3 {Cm^ 160*

Valériani(|uc . . . mUO^ + i {CHl^) I TS»

B. Le point d'ébullition d'un acide est situé à 42 degrés emwn

lî) II est (les cas, rcpcmlanl, où la cnnstaiico du p<unl (rébiiUition peut apparlcflir» en réalité, à un mélanjje complexe. Kn inrlaut Dl parties de sulfure «le carbone rt 9 parties d'alcool, on obtient un liquide hétérogène qui bout à ^O",.') et qui conserre cette température [Mandant tcuit le temps «|uo dure son éhuUition. En pareil cas, \f* doux vapeurs se formant <lans la proportion m^'me où se trouvent mêlés les Heu< liquides, rébuUitiott ne modifie en aucune manière la nature du niélanjse, et celui-ci se comport»', à l'égard »lu thermomètre, connue se comporterait un liquide absolument homogène.

(i) 11 est vrai qui», dans un par«Ml mélange, le thermomètre ne présente jamais l'étal stationnaire qu'on observe avec les liquides homogène^î; mais le degré auquel on* coutume de s'arrêter est celui qu'indique le thermomètre lorsque le mélange entre en ébuUitiou. On peut, d'ailleurs, dans rr»s sortes d'essais, euïplover avec avantage unf disposition d'appareil qui a été imaginée par M. Malligand, et que nous aiu-ons occasion de signaler lorscpie nous parlerons de la délcrniination de la richesse alcoidiqiie des vins.