CHAPITRE VL

Appréciation des quantités des diverses substances

reconnues jusqu'ici dans les eaux.

ÎL ne suffit pas d’avoir reconnu par les réacufs, ou les expériences à la suite, que les eaux contiennent des gaz , des acides gazeux ou fixes ; avant de procéder à l’évaporation pour obtenir tout ce qu’elles contiennent en outre, il faut évaluer les diverses substances qui ont été signalées, afin qu'après les avoir séparées, on puisse procéder avec moins de difhculté à terminer l'analyse.

Nous nous occuperons spécialement ici de l'évaluation des gaz, des acides volatils ou fixes.

SECTION PREMIÈRE

Evaluation des gaz non acides.

Quand on a essayé le résidu des gaz obtenus par la potasse, comme il a été dit dans le chapitre précédent, on note la pression barométrique et la température, afin de ramener ces

A \ Le Le à! 4 gaz à 0,706, et à une température égale à zéro.

Voici le calcul que l’on suit pour cet effet, calcul qu’on devra appliquer à tous les mélanges ou produits gazeux , suivant qu’on opère au-dessus ou au-dessous de zéro.

On sait que, d’après la loi de Mariotte, les gaz occupent des volumes qui sont en raison inverse des pressions; c’est-à-dire, que plus les pressions sont grandes, plus les volumes seront petits : on doit alors établir des proportions inverses.

Supposons qu’on ait obtenu un volume de gaz égal à un litre huit centilitres 1,08 à 0,78 de pression , on établira la proportion suivante :

0,78 : 0,76 :: æ : 1lit 08e.

d'or C'est-à-dire, la pression 0,78 est à la pression 0,76 comme x, volume cherché, est au volume trouvé 1 lit. 08 c.

On voit qu'ici la proportion est inverse, ainsi que le veut la loi ci-dessus annoncée, puisque le terme 1,08 devrait correspondre à la pression 0,78 :

0,78 X 1 lit, 08 c.

= 1 lit. 108 mill.

Alors, Tr —=

volume du gaz à la pression 0,76.

134 . DES EAUX EN GÉNÉRAL, CES À une pression de 0,74, on dirait:

OP 0,76 F'éluo8x, 0,74 X 1 lit. 08 c.

OÙ LE lit. 0009 0,76

Mais ce voiume, comme on l’a observé, est à une température autre que celle de zéro; et comme les gaz et les vapeurs se dilatent également pour chaque degré de l’échelle thermométrique d’une même quantité qui est la 0,00375° partie de leur volume, on est parti

d’un point fixe zéro, et on doit ramener tous

les volumes à ce degré, suivant qu’on opère soit au-dessus, soit au-dessous. Le volume du gaz à zéro s’obtiendra d’après la formule suivante :

Soit v, le volume cherché;

V, le volume trouvé.

v— V divisé par 1+0,00575 multiplié autant de fois qu'il y a de degrés de température à parur de zéro. Ainsi, soit :

Température , 8 degrés,

Volume du gaz, 2 litres 8 décilitres ;

À cette température, on dira :

2lit. 3 d. ou V :

rare + 0,00375 X 8 ou 0.03 ce qui donne 2 litres 135 muill.

Si l’on avait, au contraire, opéré au-dessous

de zéro, soit 2 lit. 3 d. à — 8 d., on n'aurait

qu'un signe à changer, puisque la dilatation d des gaz est la même pour tous les degrés de l’é-

chelle, et l’on dirait:

V ou 2 lit. 3 d.

MES 0,0037b X 8 ou 0,03 Après le calcul il ÿ aurait:

…2 lit. 3 d.

s te 0:97 Ce qui donne 7 2 lit. 371 mill.

On doit encore considérer le gaz comme sec; et s’il est humide, il faut en déduire la quantité de vapenr d’eau qu’il contient à la température où l’on opére. Cette vapeur d’eau pourrait être absorbée aussi par un peu de chlorure de calcium fondu ; mais quand on veut la calculer, on doit se rappeler une loi de physique qui établit que, dans les mélanges des vapeurs avec les gaz, les forces respectives élastiques de chacun ne se diminuent pas, mais s'ajoutent : on arrivera donc à connaître la quantité de gaz sec à la température où se fait l’opération, en calculant la pression que supporte ce gaz. |

Supposons-la 0,76, c’est-à-dire faisant équilibre à celle de l'atmosphère, comme les tensions des vapeurs et des gaz s'ajoutent dans leurs mélanges, ik est clair que la force élastique du gaz, représentée par 0,76, sera formée de la tension de la vapeur à la température où l’on opère, plus de celle du gaz à cette même température. Ainsi, en déduisant de 0,76 la force élastique ou tension de cette vapeur, il ne restera plus que celle du gaz sec.

Or, on sait d’après les Tables (Æ/emens de Physique de Biot, p.237, tom. 1“) quelle est la tension de la vapeur pour chaque degré du thermomètre centigrade. Supposons donc la température à 8 d., et le volume du gaz 2 lite 3"d. à 0.76 de pression.

La force de la vapeur à 8 d. est égale à 0,08375 ; il faudra donc la retrancher de 0,76,

pression totale, et on aura 0,76 — 6,08575 — 0,67625

0,67625 sera la pression supportée par le volume 2 1. 3 d. supposé sec à 8 d. Or, pour connaître le volume réel du gaz, il faudra le rapporter d’abord à la pression ordinaire 0,76; ce qu’on obtiendra d’après la loi que les vo-

lumes sont en raison inverse des pressions, et l’on dira :

0,67625. :. 0,76: <a: 2°kt, 5 d.

5 lit. 3 d. ’ OU © == OPA RS MoN = 2 lit. 046 mill.

volume du gaz sec à 8 d. et à 0,76.

Il ne s'agira plus, pour avoir ce volume à une température constante, que de la ramener À ? C ® à \

à zéro; ce qui sera facile en rappelant la règle employée plus haut.

y 148 X 000375 2 2,046 O0) = FAR ou " Ce qui donne v = 1 lit. 986 mill., volume du gaz sec à

zéro température, et à 0,76 pression.

Les volumes ainsi déterminés, pour savoir ce qu'ils représentent en poids, on cherche dans la table des pesanteurs spécifiques celle des gaz ou des vapeurs, et l’on voit à quel poids un litre, par exemple, de tel ou tel gaz correspond.

Supposons 1 lit. 086 mill. de gaz azote, on dira :

Si 1 lit. de ce gaz pèse 1 gr. 259, combien pesera 1 lit. 986 mill.

on aura:

d'Ht, mé 2500; rt, o500milents

Ce qui donne en. poids : |

Azote, 2,500, d’où , 1 lit. 986 mill. à zéro + 0,76 p. — 2 gr. 5005 en poids. | |

Les gaz contenus dans les eaux sont, comme nous l'avons vu, les gaz oxygène, azote et aussi hydrogène.

1° Le gaz oxygène se trouve évalué par l’absorption qui a eu lieu dans le mélange des gaz, au moyen du phosphore, comme il a été dit précédemment, puisque tout le gaz absorbé est de l'oxygène; on pourrait prendre aussi du sulfure de potassium.

2° Par la détonation dans l’eudiomètre à mercure, on évalue la proportion d'hydrogène, puisqu'on connaît la composition de l’eau : 1 volume oxygène, et 2 hydrogène. Le restant, s’il ne s’est pas formé d'acide nitrique , ce qui paraît probable, est du gaz azote.

On peut, quand on trouve de l’oxygène et de l'azote unis, voir dans quel rapport ils existent, et considérer alors le mélange comme formé d’air atmosphérique et d’oxygène ou d’azote en exCés.

Cette évaluation est facile à déterminer; car on connait la composition de l’air, qui est de 79 azote et 21 oxygène : alors on prend soit l'oxygène, soit l’azote, et l’on calcule ce qu’il faut de l’un des deux gaz pour former de lair; le reste est de l’azote ou de l'oxygène en plus. Aïnsi, prenons en poids un mélange de

Azote,... 4 lit. | s zéro temp.

Oxygène, 2 lit. 0,76 press.

L’air étant composé de 21 oxygène, 79 azote, les 4 d’azote absorberont Oxygène, 1 lit. 19; on aura alors :

Aïr atmosphérique, 5 lit. 19, Oxygène... e. e ee + ee O 81.

En supposant, au contraire, qu'on ait:

Oxygène, 1 lit., Azote ... 8lit., 1 oxygène absorbera :

Azote, 3 lit, 76; on aura donc:

ÂAïr atmosphérique, 4,76, AO ee art Las DUR

SECTION Il.

Evaluation des acides gazeux.

. Ier.

‘Acide carbonique.

Pour apprécier l'acide carbonique d’une quantité d’eau connue , il faut recueillir les carbonates de chaux, de plomb ou de baryte, formés par les opérations indiquées. 1°, chap. IV, et, d’après leur composition, on trouve facilement le poids de l’acide carbonique.

Supposons qu'on ait obtenu 10 gr. de souscarbonate de chaux , de sous-carbonate de plomb ou de carbonate de baryte, on aura les quantités suivantes d'acide carbonique en poids ; savoir :

Sous-carbonate de chaux —acide, 4 gr. 361 ;

Carbonate de baryte = acide, à es

Sous-carbonate de plomb=—acide, 8 355; car ces divers sels sont composés comme il suit,

savoir, pOur 100 :

Sous-carbonate de chaux :

Acide carbonique... 43,61

CRAUER e se so ehoees 56,39 acide, 43,67;

Sous-carbonâte de plomb:

Plomb... 16,5

Kcide!, :'°182 | par

Carbonate de baryte:

Baryte... 77,66

Acide... 22,34 re ae

et l’on dira :

19100 : 43,61: 420 : > 10 sous-carbonate de chaux = acide, 4,367;

2oTroON: 185, to

10 sous-carbonate de plomb — AG HS :

22,4 X 10 30. 100 : 29,4 :: 10: Tr = ———— ‘100 10 carbonate de baryte — acide, 2,24. ”

Le poids de l’acide carbonique étant connu, on arrive à connaître son volume, en agissant comme il a été mentionné sect. 1°, chap. VI, 1 gr. 9741 — 1 lit. d'acide carbonique; on dira donc :

r bg 74 out. 23240. + 1 K 4,367 1,9741

d'où :z = — 2lit, 20 mill.

L'emploi indiqué de l’eau de baryte de la dissolution d'hydrochlorate calcaire et d’am-

moniaque, fournit moins exactement l'acide carbonique que le sous-acétate de plomb, sur lequel la vapeur aqueuse n’a aucune action; mais nous devons observer 1ei (et cette remarque a été confirmée par plusieurs expériences à ce sujet) que le mode le plus fidèle pour obtenir toute la quantité d’acide carbonique qui se dégage d’un liquide, est de recevoir le gaz sous le mercure, après avoir chauffé long-temps l’appareil qui doit être muni de tubes de petite dimension. On note alors la température et la pression , puis on évalue le gaz humide suivant les règles avancées , c'est-à-dire, ou en le privant d’eau par un peu de chlorure de calcium , ou mieux en déduisant de la pression que supporte le gaz celle de la vapeur d’eau à la température où l’on opère. (foyez us. VI, section 1°.)

Au reste, quand on se sert du mélange d’hydrochlorate de chaux et d’ammoniaque, ou de l’eau de baryte pour déterminer la quantité de gaz acide carbonique, il faut avoir soin de terminer l'appareil par un tube plongeant sous le mercure, afin de recueillir le gaz qui s'échappe presque toujours. C’est une précaution qu’indique M. Chevreul. ( Dictionnaire des Sciences

naturelles , art. Eaux minérales, vol. 14.)