DE IA PRÉPARATION DE D’EAU GAZEUSE
L’acide carbonique que l’on introduit dans les eaux s’obtient par l’action de l’acide sulfurique ou de l’acide chlorhydrique sur le carbonate de chaux. Il se fait du sulfate ou du chlorhydrate de chaux , et l’acide carbonique est mis en liberté. On se sert de marbre blanc ou de craie : dans le premier cas, c’est à l’acide chlorhydrique que l’on a recours; on l’étend de son poids d’eau , pour qu’il ne répande plus de vapeurs acides. Son action sur le marbre est régulière, parce que le marbre, qui est compacte, ne se laisse attaquer que peu à peu par l’acide; mais l’action continue à se produire tant qu’il y a de l’acide libre, parce que le chlorhydrate de chaux qui se forme sans cesse , étant un sel très soluble , est dissous à mesure par la liqueur, et livre toujours la surface hue du marbre à l’action de l’acide décomposant. Avec le même carbonate , l’emploi de l’acide sulfurique serait moins bon ; il formerait bientôt à la surface du calcaire une couche de sulfate de chaux insoluble, qui mettrait' obstacle au contact intime de l'acide avec le carbonate ; l’action cesserait, ou ne marcherait qu’avec beaucoup de lenteur.
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Lorsque l’on a k sa disposition de l’acide chlorhydrique de bonne qualité, il est assez indifférent d’avoir recours k l’un ou k l’autre procédé ; c’est la valeur commerciale des acides qui fait donner la préférence k l’un ou à l’autre; mais à Paris, où les acides chlorhydriques sont, depuis quelques années , très chargés d’acide sulfureux , les fabricants d’eaux minérales ont donné la préférence k l’acide sulfurique , qui fournit un gaz carbonique plus facile k laver. On peut cependant , suivant la méthode que M. Girardin de Rouen nous a fait connaître, utiliser l’acide chlorhydrique chargé d’acide sulfureux , en faisant passer dans l’acide impur du commerce du chlore, qui change l’acide sulfureux en acide sulfurique. Mais encore faut-il prendre toutes les précautions pour qu’il ne reste pas un excès de chlore.
Veut-on produire l’acide carbonique au moyen du marbre, on emploie celui-ci en fragments, et l’on fait agir l’acide chlorhydrique assez étendu d’eau pour qu’il cesse d’être fumant.
On a rarement recours k l’action de l’acide chlorhydrique sur la craie, parce que ce carbonate étant très divisé , et le sel qui résulte de sa décomposition étant soluble, la décomposition s’établirait presque instantanément sur tous les points k la fois, le gaz carbonique se dégagerait avec violence , et le dégagement cesserait presque aussitôt pour reparaître de nouveau tumultueusement lors de l’affusion d’une
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nouvelle quantité d'acide. L’opération ne marcherait pas d’une manière régulière.
Pour produire le gaz carbonique, au moyen de l’acide chlorhydrique et du marbre, on se sert de l’appareil ci- contre.
A est un flacon de 20 à 25 litres, destiné à recevoir l’acide chlorhydrique; la tubulure a reste fermée, et ne s'ouvre que lorsque l’acide est consommé et que l’on veut en introduire de nouveau ; la tubulure b est munie d’un tube en plomb bien fixé avec un bouchon ; ce tube se replie sur lui-même , et vient s’adapter à la tubulure c de la bonbonne de grès B , où il ne pénètre qu’environ de l’épaisseur du bouchon.
B est une bonbonne en grès , à trois tubulures supérieures c d e' , et à une tubulure inférieure f. On remplit aux trois quarts cette bonbonne avec du marbre cassé par morceaux ; la tubulure d porte un tube de plomb qui va porter le gaz carbonique en dehors du vase de production ; c reçoit le tube qui établit la communication entre la partie supérieure de À et celle de B ; e’ reçoit l’extrémité d’un robinet en verre qui est solidement fixé dans la tubulure c du vase A. Suivant que l’on ouvre ou que l’on ferme le robinet ,
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on établit ou l’on arrête l’écoulement de l’acide sur le marbre. Le tube qui va de b en c établit une communication entre l’atmosphère gazeuse des deux vases, de manière à ce que l’augmentation de pression qui se manifeste en B par la production du gaz se fasse sentir également en A, et qu’elle ne fasse pas obstacle à l’écoulement de l’acide sur le marbre. f sert à vider le chlorure de calcium qui s’est formé.
Quand on emploie pour produire le gaz acide carbonique l’acide sulfurique, on se sert toujours de la craie ; on pulvérise celle-ci , on la délaie dans l’eau , de manière à en faire une bouillie claire (une partie de craie et trois parties et demie d’eau), et l’on y verse par parties l’acide sulfurique concentré : on renouvelle les surfaces au moyen d’un agitateur.
. Pour opérer avec l’acide sulfurique , on se sert avec avantage de l’appareil suivant.
C’est un vase en plomb V dans lequel on introduit par une tubulure de la craie pulvérisée et délayée dans trois fois et demie son poids d’eau .
Un vase plus petite est placé au-dessus du premier, avec lequel il est soudé, et sert de réservoir à de l’acide sulfurique concentré. On fait tomber l’acide sur la craie en ouvrant le
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robinet K : la communication entre l'atmosphère des deux vases est établie par un tuyau en plomb intérieur.
Un conduit en plomb creux, qui traverse le vase supérieur, donne passage à un agitateur en cuivre, que l’on met en mouvement au moyen d’une manivelle, et qui sert à renouveler les surfaces entre l’acide et la craie.
Le lavage du gaz acide carbonique est une opération importante : il a pour effet de débarrasser ce gaz des portions d’acide étranger qu’il a pu entraîner avec lui. Ce lavage1 peut se faire de diverses manières : je me sers d’un tonneau en bois , étroit et profond ; un tube amène le gaz jusqu’au fond du tonneau ; celui-ci est rempli d’eau jusqu’à la douille d, qui sert à reconnaître quand la quantité d’eau introduite dans le tonneau est assez considérable. Le gaz à son arrivée est obligé de traverser un diaphragme percé de petits trous placé au fond du tonneau; il s’y divise en très petites bulles , et présente ainsi beaucoup de surface à l’eau qui doit le débarrasser des acides étrangers. On. peut se contenter aussi de remplir le tonneau de lavage avec des cailloux de rivière qui remplissent le même objet ; quelques personnes se servent d’une dissolution de bicarbonate de soude , et font usage alors d’un vase laveur plus petit. Un autre tube , partant de la partie supérieure du ton-
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neau , va porter le gaz lavé sous le gazomètre. Le lavage est du reste d’autant plus facile, que l’on a délayé dans une quantité d’eau plus grande la craie destinée à fournir l’acide carbonique.
Le gazomètre se compose d’un grand vase V cylindrique en cuivre étamé (il peut être fait en bois) que l’on remplit d’eau, et d’une cloche renversée en cuivre étamé C , qui est tenue en équilibre au moyen d’un contrepoids. Le gaz arrive dans la cloche par le tube t t’ t” ; il en sort par le tube t ” t quand le robinet r est ouvert et que la pompe aspirante est mise en jeu.
Quand on a besoin de connaître exactement laquantité de gaz que l’on emploie , la cloche du gazomètre est armée d’une règle graduée q , qui fait connaître le nombrede litresde gaz contenusdans le gazomètre On observe sur la règle le point qui affleure la surface de l’eau.
Pour introduire l’acide carbonique dans les eaux minérales, comme l’eau dissout un volume égal au sien d’acide carbonique, on pourrait se contenter de saturer les eaux de gaz acide carbonique sous la près-
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sion ordinaire; mais l’habitude qu’ont les consommateurs des eaux mousseuses et sursaturées, a fait de l’emploi des appareils de compression une nécessité de la fabrication actuelle.
Deux systèmes différents sont mis en usage. Dans l’un, une pompe aspirante et foulante va puiser le gaz dans un réservoir ou gazomètre où il est contenu sous la pression ordinaire, et le refoule dans un appareil fermé. Dans l’autre système, l’acide carbonique n’est pas produit dans un appareil séparé , et la compression se trouve exercée par le gaz lui-même. Les appareils où l’on produit le gaz éprouvent nécessairement des modifications, selon que l’on opère suivant l’un ou l’autre système.
Quand on prépare le gaz à part , la disposition des appareils qui servent à le produire n’est pas liée intimement à la fabrication de l’eau gazeuse, et l’on peut assez indifféremment avoir recours à un procédé ou à un autre ; mais quand la compression du gaz doit être exercée par le gaz lui-même, la disposition des vases dans lesquels l’acide carbonique est produit est liée nécessairement aux autres parties de l’appareil; nous nous en occuperons en traitant de ce système de fabrication.
Dans le premier système de fabrication , celui où le gaz acide carbonique n’est pas refoulé par luimême, l’acide carbonique est enlevé au moyen d’une pompe aspirante et foulante qui est mise en jeu par des moyens mécaniques différents ; le gaz puisé dans le
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gazomètre sous la pression ordinaire, est refoulé fortement dans un tonneau épais , en des proportions qui varient avec la nature de l’eau que l’on veut obtenir.
Cette manière de dissoudre le gaz carbonique dans l’eau se rattache à deux procédés différents. Dans l’un, que l’on peut appeler Procède 'de fabrication interrompue ou de Genève , le récipient dans lequel l’eau se charge d’acide carbonique est d’une assez vaste capacité , et , quand tout l’acide carbonique a été introduit , on soutire l’eau gazeuse pour recommencer ensuite une nouvelle opération . Dans le second procédé, que l’on peut appeler Procédé de fabrication continue ou de Bramah, d’après le nom de son inventeur, le récipient qui reçoit l’eau et le gaz est d’assez petite dimension ; mais , du moment qu’une certaine quantité d’eau gazeuse y a été préparée , la fabrication continue à marcher sans interruption. A mesure que l’ouvrier retire une partie du produit fabriqué , la pompe refoule dans l’appareil une nouvelle quantité d’eau et de gaz pour remplacer l’eau gazeuse qui est sortie.
Nous allons étudier successivement, 1° le systèmç de Genève; 2" le système de Ver meut et Barruel, ou système avec le gaz comprimé par lui-même qui se lie intimement au précédent ; 3U le système de Bramah .
