SOLUTION ET DISSOLUTION

La solution ou dissolution est une opération qui consiste à faire fondre un corps dans un liquide. Elle diffère des précédentes opérations en ce qu’il V a disparition totale du corps soumis à l’action du liquide. La solution paraît consister en une simple division des particules du solide entre les particules du liquide , d’où résulte entre toutes ces particules une disposition telle, qu’elles sont toutes placées semblablement et symétriquement les unes par rapport aux autres. La cause de ce singulier phénomène est tout-à-fait inconnue. On l’a attribuée à l'affinité : on a dit qu’un corps se dissolvait dans un liquide lorsque l’affinité de ce liquide était plus forte que la cohésion qui tenait réunies les molécules du solide , et qu’au contraire la dissolution n’avait pas lieu quand la cohésion l’emportait sur l’affinité. Il est peu probable qu’il en soit ainsi: car, dans certaines limites , la dissolution se fait à toutes proportions, ce qui est contraire aux lois ordinaires des combinaisons chimiques. Si , par exemple , un sel est soluble dans son poids d’eau, il faudra admettre que la combinaison peut se faire en toutes proportions depuis le moment où la première particule disparaît , jusqu’à celui où la dernière se dissout.

La dissolution d’un corps dans un liquide est toujours accompagnée d’un abaissement de température, et il est le résultat de la soustraction du

calorique , que le corps solide a rendu latent au moment où il a changé d’état. Ce phénomène n’est cependant constant que si l’on a satisfait d’abord à l’affinité du corps solide pour le liquide. Un morceau de muriate de chaux sec, qui nou» servira d’exemple, en se dissolvant dans l’eau élèvera la température, paéce que la quantité du calorique produite lors de la combinaison de l’eau avec le sel est plus considérable que le froid résultant du passage du muriate de l’état solide à l’état liquide. Mais , si l’on a d’abord uni le muriate de chaux à une quantité d’eau convenable, ce qui sera si on le prend cristallisé, alors il y aura production de froid. Nous devons donc admettre que. dans la dissolution d’un corps solide dans un liquide , il y a toujours abaissement de tempéiature, à moins que cet effet ne soit masqué par des circonstances contraires, dont la plus fréquente sera la combinaison du solide avec le liquide.

L’on a cherché à établir une différence entre la solution cl la dissolution. On a dit qu’il y avait solution quand, par la soustraction du liquide , on retrouvait le corps dissous tel qu’il avait d’abord été employé; et qu’il y avait dissolution quand le solide, dans la liqueur, était dans un état différent de celui sous lequel il avait été soumis à l’action du liquide. On faisait une solution en faisant fondre un sel ou. du sucre dans l’eau, et une dissolution quand on attaquait un métal par l'acide nitrique. On pourrait réduire la proposition à ers termes; il v a dissolution quand il s’établit une

action chimique entre le liquide et le corps dissous, et il y a solution quand cette réaction chimique n’a pas lieu. Alors, il faut admettre qu’il se fait une dissolution, et non pas une solution, quand un sel sec se dissout dans l’eau , car le premier effet du contact est de déterminer la combinaison entre les particules du sel et les particules du liquide. La disparition de la matière saline ne se fait qu’ensuite, de telle sorte que le sel est dans la liqueur à l’état d’hydrate, et, par conséquent , dans un état chimique différent. Dans cette manière de voir, le mot solution devrait être réservé pour les cas où un corps déjà combiné chimiquement à un liquide se dissout dans une nouvelle quantité de ce liquide, et il faudrait établir une différence entre des liqueurs parfaitement identiques, comme entre une solution de sulfate de soude cristallisé et une solution de sulfate de soude eflleuri. Ces distinctions futiles sont généralement rejetées, et l’on emploie indifféremment les mots solution et dissolution.

V APORJSATION ET éVAPOUATION.

\ aporiser et évaporer c’est réduire un corps en vapeurs; mais ces deux opérations différent essentiellement en ce que, dans la vaporisation , on considère la vapeur et ses effets ; dans l’évaporation , c’est, au contraire , le résidu. Ainsi, on vaporise pour faire certaines fumigations; on évapore pour concentrer sous un plus petit volume les sucs, les

solutions, etc. La manière de produire la vaporisation est variable suivant l’emploi auquel on destine la vapeur. Nous y reviendrons en traitant des fumigations.

L’évaporation est fondéç sur la propriété qu’ont les liquides de se réduire en vapeurs. Ces corps forment, dans toutes les circonstances, une certaine quantité de vapeurs qui est proportionnelle à l’espace dans lequel ils sont placés, et à leur température. Cette quantité est constamment la même pour un espace donné, qu’il soit vide ou plein d’air. Elle varie avec la température. Elle est d’autant plus grande que celle-ci est plus élevée. Ou observe que la vaporisation se fait plus vite dans le vide que dans l’air, sans doute à cause de l’espèce de résistance que l’air oppose à la séparation des particules de vapeurs.

En faisant l’application de ces principes à l’évaporation , on trouve que les circonstances les plus favorables sont l’élévation de la température du liquide , la soustraction de l’air, l'augmentation des surfaces.

Suivant la manière dont on évapore un liquide, on peut distinguer, t° l’évaporation dans le vide; 2° l’évaporation spontanée ; 3° l’évaporation par la chaleur.

L’évaporation dans le vide est rarement employée pour la préparation des médicamens. Ou en fait un usage assez fréquent dans les laboratoires pour concentrer des liqueurs facilement altérables par le feu et l’air. Ou place ccs liquides en

couches minces dans un vase très-aplati placé audessus d’un autre qui contient un corps capable d’absorber la vapeur à mesure qu’elle se forme. Au moyen de cette précaution, la formation des vapeurs est continue ; sans elle, l’évaporation s’arrêterait aussitôt que l’intérieur de la cloche serait saturé de vapeurs. On se sert ordinairement , pour soutirer la vapeur d’eau , d’acide sulfurique concentré, de chlorure de calcium sec ou de chaux vive, tous composés dont l'affinité pour l’eau est très-prononcée.

On appelle évaporation spontanée celle qui se fait à l’air libre. On place le liquide dans des vases très-larges que l’on recouvre seulement d’un papier, pour éviter qu’il ne soit sali par les corps qui voltigent dans l’air. 11 se fait de la vapeur, qui est entraînée à mesure par le courant d’air. La surface du liquide se trouve continuellement en contact avec un espace nouveau propre à se charger de vapeurs, de telle sorte qu’au bout d’un temps plus ou moins long l’évaporation est complète.

La température de l’air, son état hygrométrique et la vitesse de son mouvement influent puissamment sur l’évaporation. Les effets que l’on obtient participent à la fois de ces trois causes. Soit une solution abandonnée à l’évaporation spontanée, elle s’évaporera d’autant plus vite que l’air sera plus chaud et plus sec, et que sa marche sera plus rapide. 11 pourra arriver cependant que l’évaporation se fasse mieux dans un air froid que dans un air chaud , si le premier est sec et le second chargé

d’humidité. Nous avons vu, en effet, que, dans un espace donné, il ne peut se former qu’une quantité déterminée de vapeurs : la conséquence de ce principe est qu’un air saturé d’humidité, en arrivant à la surface d’une dissolution , ne pourra plus se charger de vapeurs, bien qu’il réunis»; ces deux conditions d’être à une température élevée, et de former un courant rapide. Il pourra même arriver que la dissolution lui enlève une partie de son humidité, si cette dissolution est concentrée, et que le corps dissous ait beaucoup d’affinité pour l’eau.

L’évaporation , à l’aide de la chaleur, se fait à des températures assez variables. On porte le liquide à l’ébullition, si la vaporisation peut être accélérée sans incon véniens. On opère au bainmarie ou à la chaleur de l’étuve, si l’on craint qu’une élévation de température ne détermine quelque changement dans la nature des matières dissoutes. Dans tous les cas, il est convenable de multiplier les surfaces autant que possible, et l’on y parvient en se servant de vaisseaux évaporatoires très-évasés.

La chaleur augmente la vitesse de l’évaporation, en donnant au liquide la faculté de produire nne plus grande quantité de vapeurs à la fois, et de contrebalancer de plus en plus la résistance de l’air. Au terme de l’ébullition, la vaporisation n’est plus limitée que par le refroidissement que détermine la formation des vapeurs. L’air ne peut plus opposer d’obstacle à leur dégagement; car la

force avec laquelle la vapeur tend à s’échapper est égale à la résistance de l’air; ou, en d’autres termes, la tension élastique de la vapeur est égale à celle de l’atmosphère. Aussi, à cette époque, on voit de grosses bulles de vapeurs se succéder rapidement, et venir crever à la surface du liquide: c’est le phénomène nommé ébullition.

L’ebullition ne sc fait pas pour tous les liquides à la même température, et le liquide, dans des circonstances différentes , exige pour entier en ébullition , des degrés de chaleur dill’érens. En général, on peut dire que l’eau bout à 100 degrés, l’alcool pur à 78°, l’éther sulfurique à 45u. Mais ces degrés peuvent changer avec la pression de l’atmosphère, la nature des vases et celle des matières qui sont tenues en dissolution.

Nous avons dit que l’ébullition se manifeste quand la vapeur qui se fait dans un liquide a acquis une tension élastique égale à celle de l’air, il est, par conséquent, facile de prévoir l'influence que les variations dans la pesanteur de l’air exerceront sur le terme d’ébullition d’un liquide. Si cette pression est moindre, si, par exemple, on se transporte sur des hauteurs, là où la colonne d’air a moins d’élévation, les liquides entrent plus tût en ébullition, parce que, la pesanteur de la colonne d’air étant diminuée, il n’est pas nécessaire, pour vaincre la résistance qu’elle oppose à la vaporisation , que la vapeur atteigne une tension aussi considérable. Le contraire existe dans les di "CS leurs fermés: l’air et la vapeur qui composent l’almu-

sphère exercent, à la faveur delà température, une pression très-forte qui s’oppose à l’ébullition du liquide qui y est soumis; lequel acquiert, par le fait même de son degré de chaleur considérable, une faculté dissolvante plus prononcée, dont on tire souvent avantage dans la pratique. Mais cette pression venant à cesser brusquement, ce qui arrive si ou ouvre instantanément la machine, il se forme aussitôt une quantité de vapeur proportionnelles l’excès de température du liquide, et celuici se trouve ramené à son degré ordinaire d’ébullition.

Quand un liquide a dissous quelque substance, on observe qu’en général le terme de son ébullition est retardé, et l’on en trouve la cause dans l’affinité du liquide pour le corps dissous, de sorte que l’ébullition est plus tardive à mesure que le corps tenu en dissolution exerce sur le liquide une action chimique plus énergique , et que sa proportion est plus considérable. On peut même se servir avec avantage de cette observation pour constater le degré d’affinité d’un solide pour un liquide. Ainsi, en voyant le sel de Saturne et le sublimé corrosif ne pas changer le point d’ébullition de l’eau , le sel marin le retarder de quelques degrés, et une solution saturée de muriate de chaux ne bouiilir qu’à 120°, on en conclut que l’affinité du muriate de chaux pour l’eau est très-grande, que celle du muriate de soude est moyenne, et que le sublimé corrosif et l’acétate de plomb n’exerceut sur l’eau qu’une action très-faible.

La nature des vases dont on fait usage iniiue surtout puissamment sur Je degré d’ébullition des liquides. Ceux-ci bouillent plus tôt dans des vases métalliques que dans des vases de terre ou de verre, et plus facilement dans des vases qui présentent des aspérités que dans des vases polis. On facilite même beaucoup l’ébullition , en ajoutant au liquide quelque corps étranger, comme des grains de sable ou de verre, et surtout de la rimaille métallique. On voit les bulles de vapeur se former à toutes les aspérités, et l’ébullition est bâtée de plusieurs degrés. M. Bostock a observé une différence de 27, 7 degrés centigrades entre de l’éther qui bouillait dans un tube de verre bien uni, et celui auquel, dans le même tube, il ajoutait de petit copeaux de hêtre. Le terme d’ébullition de l’alcool , dans les mêmes circonstances , a varié de 7, 70, et celui de l’eau de 20 à 1 , 70.

L’eau bout dans dans un vase de verre par intervalle et avec bruit. Beaucoup d’autres liquides présentent le même phénomène. Il en résulte, une secousse qui occasionne souvent la fracture des vases. Cette ébullition brusque est connue en chimie sous le nom de soubresaut. Elle parait provenir de ce que l’adhérence que le liquide a contractée avec la surface polie du verre oppose un obstacle à la formation de la vapeur. Alors , le liquide s’élève de ([iniques degrés au-dessus de son terme ordinaire d’ébullition , jusqu’à ce que cet état soit dérangé par son propre excès. A ce moment il se produit une bouffée de vapeur , le

liquide est projeté, et le vase lui-méme est soulevé. On parvient toujours à se mettre à l'abri de cet inconvénient en mettant dans la cornue ou la capsule quelques parcelles métalliques. On préfère ordinairement la platine , qui n’est attaquable que par un très-petit nombre d’agens chimiques.

COJÎCEXTHATld*.

Une solution étant donnée, la concentration est l’opération par laquelle on soustrait une partie du dissolvant, de manière à rapprocher davantage les particules du corps dissout. On arrive à ce résultat par des moyens différons : on concentre le vinaigre, le vin, les dissolutions salines, en les exposant au froid, qui congèle seulement la partie aqueuse; maison emploie presque toujours l’évaporation pour concentrer les liqueurs, et nous en avons déjà traité. Ajoutons seulement que , si l’opération se fait par chaleur et distillation , comme pour les alcools, les éthers, elle prend le nom de rectification. On la nomme déphlegmation , si on ajoute au mélange à distiller des corps avides d’eau, tels que le muriate de chaux, la chaux , l’acétate de potasse , etc.

CniSTALMSATÎO.V.

La cristallisation est un phénomène qui consiste dans le dépét symétrique des particules d’un corps. La cause qui détermine la formation des

cristaux est inconnue. Ou sait que cet efl'et ue peut se produire qu’autant qu’un corps passe de l’etat gazeux ou de l’état liquide à l’état solide. Alors, les particules semblent s’attirer par cerlaines facettes de préférence, d’où résulte la formation de solides réguliers, polyédriques que l’on nomme cristaux.

Dans le laboratoire du pharmacien on ne fait cristalliser les corps que par l’intermède d’un liquide : c’est donc le seul mode opératoire qu’il nous convient de décrire.

Pour obtenir des cristaux on fait d’abord dissoudre les corps que l’on veut avoir cristallisés, dans un liquide convenable : c’est presque toujours l’eau. On peut faire la dissolution à froid ou à chaud: dans le premier cas, il faut soustraire, par l’évaporation, une partie du liquide, afin qu’il y ait sursaturation de la liqueur, et que le dépôt cristallisé puisse s’y produire. Plus souvent on élève la température du liquide pour faire la dissolution ; et cette pratique est fondée sur la propriété qu’ont la plupart des corps d’être plus solubles à chaud qu’à froid; de sorte, qu’un liquide saturé à chaud laisse presque constamment déposer des cristaux, quand il vient à se refroidir.

On ne peut donner de règles générales sur les proportions relatives les plus convenables du dissolvant et du corps solide. 11 faut se régler sur la différence de solubilité du corps à froid et à chaud , et tenir compte des circonstances qui peuvent influer sur la formation des cristaux. Nous

allons indiquer celles qu’il est le pins nécessaire dt connaître, et les ell'ets qu’elles produisent.

La quantité de cristaux qui se dépose d’une liqueur est en raison directe de sa concentration. Mais les cristaux sont plus beaux et plus réguliers quand la dissolution n’est que peu sursaturée.

Ils sont, d’autant plus réguliers qu’ils se sont formés plus lentement : c’est pour cela que les cristaux obtenus par évaporation spontanée sont ordinairement plus beaux et plus réguliers : aussi , est-il très-important, quand on se sert de l’intermède de la chaleur, d’opérer avec le plus de lenteur possible le refroidissement des liqueurs.

Le volume de la solution indue puissamment sur la cristallisation. Les cristaux sont d’autant plus gros que la liqueur dont ils se sont déposés formait une masse plus considérable : voilà pourquoi les cristaux de nos laboratoires sont ordinairement plus petits que ceux des fabriques.

La nature des vases peut faciliter beaucoup la cristallisation. Elle se fait beaucoup mieux dans des vases à parois rudes et pleines d’aspérités, que dans des vases à parois lisses. On remarque, en effet, que, s’il existe dans un vase quelque point proéminent, c’est là que les cristaux se grouppent plus abondamment.

Un corps étranger introduit dans une solution saline produit un effet analogue. On profite de cette propriété pour faciliter la cristallisation : on plonge dans la dissolution de l’acctatc de cuivre, des bâtons fendus sur lesquels les cristaux sc for-

ment de préférence. On se sert surtout de cet artifice pour obtenir des cristaux plus nets ; à cet effet, on plonge des fils dans la liqueur: la surface se recouvre presque entièrement de cristaux bien nets et isolés les uus des autres. Nous verrons cette observation mise à profit quand nous traiterons de la fabrication du sucre-candi.