IM
a- Ts
Chaleur spécifique
moyenne entre zéro ei^t^
^ ig.
a •—St.
25,0 SO ,0 35,0 40,0 4.'. ,0 50 ,0 55,0 BO ,0 65 ,0 70 . 0 75 .0 80,0 85,0 90,0 95 , 0 m) ,0
1,(KK)-|- 1,040 4l,U)0-f- 1,0<>5 4l,06ô-f- 1.060 -h 1,055 -f 1,045 -f 1,035 4- 1,015 + 0,990 -h 0,9(>0-f 0,930 + 0,9(M) -f- 0,8«5 -f 0,830 4- 0,795 -f 0,750 -f 0,705 + 0,580 +
o,oo2(r) t
Ces chiffres de Maercker sont sensiblement plus élevés que ceux de Regnault, ce sont ceux que nous adopterons pour les calculs que nous aurons à faire. Les dépenses de chaleur ainsi trouvées pourront donc être considérées comme des fnaxima.
(1) Maercker, traduction Bosker et Warnery, t, 11. p. 33â.
Nous ne garderons de Kegnaulb que les chaleurs .relatives à Teau :
Chaleur spécifique :
C = 1 + 0,00004 « 4- 0,0000009 <• soit :
(ilKI) Distillation simple de deux liquides non miscibles.
Lorsque deux liquides sont insolubles l'un dans Tautre, ou non misciblesy tels la benzine et l'eau, les lois de la distillation de ces corps par entraînement de la vapeur de Tun ou de l'autre sont très simples et suivent la loi de Dalton : chacun des corps se volatilise comme sUl était seul, la tension du mélange est égale à la somme des tensions des composants. Cette loi peut se formuler ainsi :
Dans cette formule ;
P et p sont IcH tensions de vapeur des deux corps qui distillent M, et m leurs poids mdéculaires.
Q et g les quantités de chacun des corps qui passent à la distillation.
On ne doit pas non plus perdre de vue que la vapeur d'un corps peut dans ces conditions entraîner des substances à point d'ébuUition beaucoup plus élevé et suivant, cette même loi. Malheureusement presque tous les corps dont nous avons à nous occuper en distillerie sont miscibles Tun dans l'autre ou au moins dans les mélanges complexes, et nous n'aurons presque pas à nous servir de la loi si simple qui vient d'être rappelée.
(JLZZ) Distillation de deux liquides miscibles.
Les lois qui régissent k distillation de deu3^ liquides miscibles sont beaucoup plus complexes car, aux rapports de tensions de vapeur, rapport^ qui considérés
seuls n'auraient aucune raison de faire varier la loi précédente, viennent s'ajouter les attractions réciproques des molécules des deux liquides du mélange. Or, les lois de ces attractions moléculaires nous sont encore Irop peu connues ; nous n'en voulons pour preuve que les faits bien constatés, mais insuffisamment expliqués, de la contraction des mélanges d'eau et d'alcool et la table des mélanges d'acide acétique et d'eau. En outre l'attraction moléculaire d'un même mélange, varie suivant que le mélange est à l'état liquide ou à l'état de vapeurs.
Nous n'avons guère d'indications précises à cet égard que les observations de M. Duclaux (0» faites sur des mélanges d'eau et d'alcools ou d'eau et d'acides organiques.
Ainsi que l'a indiqué l'auteur, les lois déduites de ses expériences ne sont applicables que dans des limites peu étendues pour chaque mélange, et ces lois se trouvent contrariées en outre par la formation de mélanges à point d'ébuUition fixe, que l'on a parfois appelés improprement des hydrates. L'un de ces mélanges, le plus connu peut-être, est le mélange renfermant en volume 97,6 % d'alcool qui bout à une température plus basse que les mélanges d'alcool, et d'eau plus riches ou moins nches en alcool, de telle sorte qu'un tel mélange ne peut être décomposé par la rectification à la pression ordinaire.
Ces réserves exprimées, voici comment M. Duclaux résume les lois de distillation d'un mélange de deux liquides miscibles :
Si nous appelons a le volume d'un liquide mélangé avec un volume e d'eau (a -f- e étant le volume total du mélange initial), d a et de (*) les volumes du liquide et de l'eau dans les vapeurs ou le liquide distillé, m un coefficient variable pour chaque mélange, nous
(1) E. Duclaux. — Sur les forces élastiques des vapeurs éoiises par un mélange de deux liquides. — Annales de Physique et de Ckimie, 5» série, t. XIV.
2) Malgré l'uppar^'oce des notations, da et de ne repi*é8enlont pas ici des différentielles, bien qu'en réalité, dans un alambic ordinaire les formules générales ne puiueot être applKjuécs que pendant un temps infiniment petit, le mé]an{;e s'appauvnssant à ehaqae instant. C*est probablement ce qu'à voulu marquer l'auteur.
aurons pour établir les rapports de la richesse des vapeuTB à la richesse du liquide générateur la formule :
. da a
et si dans le mélange des vapeurs nous appelons A le volume de vapeur du liquide, E le volume de la vapeur d'eau , nous aurons :
p étant un autre coefficient également variable pour chaque mélange.
De ces rapports =- on peut déduire les rapports des ta
tensions des vapeurs dans le mélange.
Les formules ci-dessus ne sont applicables qu'à des
mélanges d'«fcoo/s, ou plutôt cTun alcool, et d'eau.
Pour les acides gras les formules ci-dessus deviennent :
da
et:
Le tableau suivant résume d'après M. Duclaux les valeurs de m et de p pour les principaux liquides mélangés à l'eau dont nous aurons à nous occuper. On y trouvera les limites de richesses dans lesquelles les lois précédentes restent applicables pour chacun de ces corps.
Liquide mélangé
Valeurs
Valeurs
Richesses limites
à Teau
de m
dep
"/o parties du liquide
Alcool méthylique . .
4,sr>
— élhylique . .
— propylique .
— buKlique .
— amyliquc. .
Acide formiqup. . .
— acétique . . .
On remarquera dans ce tableau que, pour l'alcool éthylique en particulier, ces lois ne sont applicables
que pour des liquides très pauvres, et ne sauraient intervenir dans la théorie delà rectification.
(1^3) Distillation à r alambic.
Dans une distillation simple, le liquide qui est dans la chaudière s'appauvrit à chaque instant en alcool, de façon qu'à la fin, il n'y reste plus que de l'eau pure.
Appliquant la théorie ci-dessus, M. Duclaux a calculé, puis vérifié par rexpérience, que pour obtenir l'épuisement complet d'un liquide dans l'alambic simple, il faut distiller :
pour
cent d'
un
liquide à
Remarque fort importante pour les analyses d'alcool, ,. et dont on peut déduire les dépenses de calories ou de " vapeur de la distillation simple.
rrenons pour exemple an hectolitre du premier mélange à 5*', nous voyons que pour l'épuiser II faut évaporer 50 Htresde liquide.
La chaleur spécifique d'un mélange à b"" est d'après Maercker : .
^n G = 1,040 4- 0,00185 ( ou 1,1288 entre 0' et 97'. .
La densité du mélange à 15' est 0,993. Donc pour amener le liquide de 15"* à la température d'ébullition nous dépenserons :
1,1288 X 82' X 99S3=9.189,4 calories,
82 ir 97 — 15 étant la difféience de température à ga- 7 gner. D'après Maercker, la chaieur latente de vaporisa- ^ tion du mélange à b"" est de 523 calories, celle de Teau - 536 ; comme notre mélange va toujours s'affaiblissant,-^ •v prenons 530 comme chaleur latente moyenne de vapo-^ risation du commencement à la fin de rexpérience. Nous évaporons 50 litres et les vapeurs entraînent tout ^ l'alcool ; la richesse ramenée à 15' serait de 10*' soit une^ \- densité de 0,9876 et ces 50 litres de liquide pèseront :
byGoOgfë
il faudra donc leur fournir :
. 49,38 X 530 =: 26 . 171,4 calories
qui ajoutées aux 9.180,4 calories précédentes donnent une dépense totale de 35.860,8 calories..
Si cette vaporisation est faite par un chauffage à la vapeur à 5 k. dans un doable fond ou un serpentin, chaque kilo de vapeur abandonnant au plus 555 calories, nous voyons que pour épuiser d alcool à Talambic simple 1 hectolitre de vid à ô", il faut dépenser
— —z — =i: 63 kilogrammes 7 de vapeur.
OôO
Cet exemple suffît pour montrer combien cet appareil est dispendieux et insuffisant, car, si Ton rapporte cette dépense à l'hectolitre d'alcool à 100", cette
dépense ressort à — - — — 1274 kilos, et ^cela
simplement pour obtenir un liquide à lO*', tandis que nous verrons que par les colonnes actuelles on peut obtenir cet épuisement et un liquide à haut degré avec une dépense de vapeur inférieure à 200 kil. par hectolitre d'alcool à lOO**.
Ceci posé, la base Ja plus sérieuse qui nous 'reste pour établir la théorie de la distillation est encore la table de Grœnin^ que nous reproduisons ci-après, et qui, étant donné le degré alcoolique d'un .liquide bouillant, donne le degré alcoolique des vapeurs émises par ce liquide et sa température d'ébuUition. Les expériences qui ont servi à l'établissement de cette table, semblent avoir été faites dans une simple cornue tubulée de laboratoire dont les parois, soumises au refroidissement, produisaient la condensation d'une certaine quantité de vapeurs ce qui pouvait modifier les r^ultats.
Pour éviter cette cause d'erreur, M. Sorel (*) a repris ces expériences en se mettant à l'abri du rayonnement. Il a opéré dans une grande cornue de cuivre entièrement plongée dans un bain d*eau salée ou de ' glycérine et chauffée par ce bain. Nous consignons les
(1) Note de M. E. Sorel, présentée à l'Académie des Sciences, dans la séance du 27 mars ISIK:).
résultats qu'a bien voulu nous communiquer M. Sorel à côté de ceux de Grœning et dans la même table. Cicontre nous plaçons les courbes obtenues en prenant pour absciBses les températures d'ébullition et pour ordonnées les richesses alcooliques.
(1«4) Tables de Grœning
et de Sorel.
Degré 1
Degré
ît
des Ta
peurs
es '"Ç
des vapeurs
es .-
