EAU A L’ÉTAT DE VAPEUR

Le point d'ébullition d’un liquide est toujours le même sous la même pression. L’eau, sous la pression de O",70O, entre en ébullition à une température invariable, qui sert à fixer le centième degré de l’échelle thermomélrique.

L’eau, à 0°, en se réduisant en vapeur, augmente environ de 1,700 fois son volume.

La température de l'ébullition de l’eau varie avec la pression. En enfermant l’eau dans une enveloppe suffisamment résistante, on peut porter l’eau à une température très élevée et l’empêcher de bouillir. Cette expérience s'exécute dans un appareil que l’on nomme marmite (le Papin.

MÉT.VLLOÏIIES.

M. Cagniard-Latour a renfermé de l’eau dans des tubes do verre très épais, purgés d'air et fermés à la lampe. En portant ces tubes au rouge naissant, il s’est assuré que 1 eau peut se réduire en vapeur dans un espace qui n’est que quatre fois plus grand que son propre volume.

La vapeur aqueuse est inodore, incolore, transparente; sa densité est 0,02?..

L’eau, comme tous les corps volatils, émet des vapeurs aux températures les plus basses. Cette évaporation augmente avec la température.

La vapeur d’eau soumise au refroidissement se condense et passe à l’état d’eau liquide. Celle condensation se produit dans l’air atmosphérique lorsqu’il contient une quantité de vapeur plus grande que celle qu’il peut conserver à l’état de saturation. C’est ainsi que se forment la rosée, la gelée blanche, le brouillard, la pluie, la neige. La vapeur d’eau condensée dans l’atmosphère prend le nom do brouillard quand elle est à la surface de la terre, et de nuage quand elle est suspendue à une certaine hauteur dans l’atmosphère. La vapeur, en se condensant dans l’air, forme de petites sphérules qui constituent la vapeur sous forme vésiculaire.

L’eau, pour se transformer complètement en un fluide éla tique, exige environ cinq fois et demie plus de chaleur que pour s’échauffer de 0 à 100°. Ainsi, un kilogramme de vapeur aqueuse à 100», qu’on reçoit dans 5 1/2 kil. d’eau a zéro, produit 61/2 kil. d’eau à 100’. On s’estservi de ce principe, dans les usines, pour porter à l’ébullition de grandes masses d’eau placées dans des vases de bois qui seraient altérés par l’action directe du feu. Dans le cas où la vapeur en se condensant peut être nuisible, on la fait circuler dans un double fond ou dans des tuyaux qui plongent dans le liquide qu’il s’agit d’échauffer.

EAU

Propriété* cliiiniqnrfi de l>nu. — L'eau n’exerce aucune action sur les réactifs colorés. Kilo est indécomposable par la chaleur. Plusieurs corps simples la décomposent : les uns, comme le chlore, se combinent avec son hydrogène et laissent dégager son oxygène; les autres, comme le potassium, le fer, etc., s'emparent de son oxygène en laissant l’hydrogène se dégager.

L’eau se combine en proportions définies avec un grand nombre de corps, et forme des composés qui ont reçu le nom d'hydrates.

En s’unissant aux acides, aux bases et aux sels, l’eau ne modifie pas, en général, leurs caractères distinctifs; aussi étudie-t-on ordinairement les propriétés de ces corps dans leurs hydrates.

Toutefois, dans quelques cas, l’eau qui s’unit aux acides, aux bases, aux sels, détermine des modifications importantes dans leurs propriétés.

Ktnt de l'eau dans la nature. — L’eau que l’on rencontre à la surface de la terre ou dans son intérieur n’est jamais pure.

L'eau de pluie contient en dissolution toutes les substances qui existent dans l’air, telles que l’oxygène, l’azote, l’acide carbonique, et quelquefois des traces d’acide azotique, de carbonate d’ammoniaque ou d’azotate d’ammoniaque. Ces derniers sels se trouvent surtout dans les eaux de pluie d’orage. Les premières eaux de pluie contiennent en outre les corps étrangers, les poussières qui sont en suspension dans l’atmosphère. Toutefois l’eau de pluie, recueillie avec soin, est souvent très pure, et peut remplacer l’eau distillée dans la plupart des opérations chimiques.

L’eau des fleuves, des rivières, des sources, des puits, est moins pure que l’eau de pluie. Elle renferme des chlorures,

mkTali.oïdks.

des sulfates et des carbonates à base de chaux, de magnésie, et quelquefois de soude, de potasse et d’alumine. La composition de ces eaux varie avec la nature des terrains qu’elles ont traversés. Elles sont propres le plus souvent à la boisson, à la cuisson des légumes, et n’ont pas de saveur sensible. Ou leur donne, dans ce cas, le nom d'eaux douces ou d’eaux potables.

Quelquefois les eaux sont impropres à la cuisson des légumes et au savonnage; on dit alors qu’elles sont dures ou crues.

Les eaux douces ne laissent qu’un très faible résidu par leur évaporation, conservent leur transparence quand on les fait bouillir, sont limpides, sans saveur ; elles dissolvent le savon, ou du moins elles ne forment dans les dissolutions de savon qu’un précipité très peu considérable.

La mauvaise qualité des eaux crues doit être attribuée à la présence des sels calcaires. Elles forment des grumeaux avec l’eau de savon, et ne peuvent être appliquées à tous les usages domestiques.

On divise les eaux crues en deux espèces principales :

Les eaux dites séléniteuses ; la plus grande partie de leur chaux est à l’état de sulfate. Telles sont les eaux des puits de Paris, qui sont quelquefois saturées de sulfate de chaux (plâtre). Elles ne se troublent pas par l'ébullition et forment des précipités abondants avec l’oxalate d’ammoniaque et le chlorure de baryum.

Les eaux crues de la seconde espèce contiennent du carbonate de chaux dissous à la faveur d’un excès d’acide carbonique. Elles bleuissent la décoction de l>ois de Oampêche, se troublent par l’ébullition et par l’exposition à l’air ou sous l'influence de l’eau de chaux. On les rend potables et propres aux usages domestiques :

1° En les faisant bouillir quelques instants et les abandonnant ensuite au repos I l’excès d’acide carbonique, qui dissol-

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vail le sel calcaire, se dégage, et le carbonate de chaux «e précipite).

2» En les agitant au contact de l’air, ce qui détermine aussi le dégagement de l’acide carbonique en excès et le dépôt du carbonate de cbaux.

3° En les traitant par de l’eau de cbaux jusqu’à ce qu’elles ne précipitent plus avec ce réactif. Dans ce cas, le bicarbonate de cbaux est transformé en carbonate de cbaux neutre insoluble.

Les eaux séléniteuses peuvent être rendues, sinon potables, du moins propres à la cuisson des légumes et au savonnage, lorsqu’on y verse une dissolution de carbonate de soude. Il se produit ainsi du carbonate de chaux insoluble et du sulfate de soude ; ce dernier sel , quoique soluble dans l’eau , est fans inconvénient dans la plupart des opérations industrielles.

On peut, à l’aide du savon, rendre l’eau séléniteuse propre au savonnage. Il suffit d’une petite quantité de savon pour précipiter toute la chaux à l’état de margaratc, de stéarate et d’oléate de cbaux insolubles ; ces précipités étant une fois formés, le savon se dissout sans éprouver de décomposition.

Les eaux que l’on considère comme les plus pures sont celles des torrents qui descendent des montagnes granitiques. Ou doit cependant leur préférer, pour la boisson, des eaux moins pures qui contiennent une petite quantité de sels calcaires. Les expériences de SI. lloussingaull ont établi nettement que la chaux des eaux potables concourt, avec celle que contiennent les aliments, au développement du système osseux.

Les eaux potables laissent par l’évaporation un résidu dont le poids ne s’élève pas en général au-dessus de 1 à 3 décigrammes par litre. Ce résidu consiste surtout en carbonate et en sulfate de cbaux, et en chlorure de calcium.

MÉTALLOÏDES

L’eau (le la nier contient par litre environ 42 grammes de sels, dans lesquels le sel marin doit être compris pour 20 ou 27 grammes.

StnlRctiten, iiieriigtatioiia et drpdt* dana le« chaudières. — Lorsque l'eau, chargée de carbonate ou de phosphate de chaux, est abandonnée au contact de l’air, ou soumise à l’action de la chaleur, ces deux sels se déposent, parce que l’excès d’acide carbonique qui les tenait en dissolution se dégage. La plupart des stalactites et beaucoup do dépôts de carbonate ou de phosphate calcaires sont formés par ce mode de précipitation lente. Les dépôts que laissent certaines eaux dans les tuyaux de conduite ont la même origine.

De grandes quantités d’eau évaporées dans des générateurs ou dans des chaudières à vapeur déposent contre les parois de ces appareils des sels calcaires dont la dureté est une cause de détérioration , parce qu’il faut souvent employer le marteau pour les détacher. On obvie à cet inconvénient en introduisant dans l’eau de la râpure de pommes de terre, ou de l’argile , ou bien du chlorhydrate d’ammoniaque ou du carbonate de soude.

Air disaoiiis «laua l’eau. — L'eau qui a été en contact avec l’air atmosphérique contient de l’acide carbonique, et de plus un mélange d’oxvgène et d’azote. Un constate la présence de ces gaz en remplissant d’eau un ballon de verre de 2 litres environ de capacité. On met le ballon en communication par un bouchon avec un tube également rempli d’eau, et qui s’engage. sons une cloche pleine d’eau ou mieux de mercure. On porte peu à peu l’eau du ballon à l’ébullition , et l’on voit bientôt se dégager une quantité de gaz assez considérable qui vient se rendre dans la cloche : 100 volumes d’eau donnent environ 3,2 volumes de gaz.

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K il analysant l’air extrait do l’eau , on reconnaît qu’il est beaucoup plus riche en oxygène que l’air atmosphérique, qu’il contient 32 ou 33 volumes d’oxygène pour 100, au lieu des 21 volumes qui se trouvent dans l’air atmosphérique. La présence de cet excès d’oxygène s’explique facilement, car l’oxygène est beaucoup plus soluble dans l’eau que l’azote, et la petite quantité de matières étrangères tenues en dissolution dans l’eau ordinaire ne modifie pas sensiblement la solubilité de ces deux gaz.

L’air dissous dans l’eau sert à la respiration des poissons. Si l’on fait bouillir de l’eau pour la priver d’air, et qu’on lu laisse refroidir dans un vase hermétiquement fermé, un poisson que l’on plonge dans cette eau meurt au bout de quelques instants.

Il est reconnu d'ailleurs que certaines espèces de poissons ne viennent presque jamais à la surface de l’eau, et que tous sont munis d’appareils branchiques propres à absorber l’oxygène en dissolution. Lorsque la proportion d’oxygène contenue dans l’eau d’un étang vient à diminuer, les poissons qui le peuplent ne tardent pas à périr.

L’air que l’eau tient en dissolution donne aux eaux de source leur saveur fraîche et agréable. Ces eaux, privées d’air, deviennent lourdes, d’une digestion lente et diflicile.

L’eau distillée est fade et désagréable ; mais si on l’agile au contact de l’air et qu’on l’en sature, elle devient propre à la boisson. C’est ainsi que dans les navires on peut faire usage de l’eau de mer distillée après l’avoir préalablement exposée à l’air.

DiMtillation de l’eau. — La distillation de l’eau a pour but de la purifier en la débarrassant des corps étrangers qu’elle lient en dissolution.

Ces corps sont de deux espèces : les uns gazeux ou volatils,

MKTM.I.OlllUS.

tels que l’oxygène, l’azole, l’acide carbonique, l'ammoniaque, l'azolale et le carbonate d'ammoniaque ; les autres fixes, tels que les sels à bases de potasse, de soude, de chaux , de magnésie, d’alumine.

Les premières quantités d’eau distillée entraînent les corps gazeux ou volatils, et sont rejetées comme étant impures; les composés fixes restent au fond de l’appareil distillatoire.

La distillation doit être arrêtée au moment où les sels tenus en dissolution dans l’eau commencent à sc déposer. Si l’on prolongeait l’opération, l’eau distillée pourrait contenir de petites quantités de ces mêmes sels entraînés mécaniquement ou même décomposés.

A|»l>nreilK distill»«oire». — 11 existe plusieurs espèces d'appareils distillatoires.

Le plus simple se compose d’une cornue de verre cl d’un ballon (pl. III, fig. 10).

L’eau introduite dans la cornue, qu’elle remplit aux trois quarts, est portée à l’ébullition sur un fourneau ordinaire. La vapeur se condense dans le récipient , qui plonge dans l’eau, et qu’on a soin de maintenir froid.

Les premières portions d’eau distillée sont rejetées ; celles que l’on recueille ensuite sont pures ; la distillation ne doit être arrêtée que lorsque les 4/5" environ de l’eau ont passé dans le récipient.

L’eau distillée dans des appareils de verre est quelquefois légèrement alcaline, parce que l’eau bouillante attaque le verre de mauvaise qualité et dissout des traces de soude.

Quelquefois aussi l'eau distillée contient un peu d’acide chlorhydrique , qui provient du chlorure de magnésium que la concentration décompose en magnésie et en acide chlorhydrique. On évite celle altération de l’eau en ajoutant dans l’eau soumise à la distillation une certaine quantité de chaux,