APPAREIL 1)E GAY-LUSSAC
22C). L appareil, qui servait à la combustion, se composait d’un tube de verre vertical fort épais, de deux décimètres de long, et fermé h la lampe à son extrémité inférieure, qui, à cinq centimètres de son ouverture, c’est-à-dire de l’extrémité supérieure, communiquait avec un tube de verre soudé, lequel se coudait trois fois, pour aller introduire son extrémité, à travers le bain de mercure, dans le flacon destiné à servir de ré' cipient aux gaz. L’extrémité ouverte du tube vertical entrait dans une virole en cuivre, au moyen d’un mastic qui ne fond qu’à 4o°. Cet appareil en cuivre supportait un robinet, dont la ciel, au lieu d’être perforée, tournait sans donner passage à l’air, mais dont la surface était creusée, à sa portion médiane, d’une cavité capable de loger uu corps du volume d’un petit pois; et le tout se terminait par un entonnoir, dont l’oriflce correspondait juste à la cavité que nous venons de décrire. C’est par cette petite cavité qu’on introduisait le mélange dans le tube de verre vertical , au fond duquel devait s’opérer la décomposition organique. Pour cela, on moulait la pâte, en la faisant entrer dans un emporte-pièce cylindrique en laiton, deom,oo25 de diamètre intérieur; on faisait sortir la pâle de ce cylindre au moyen d’un petit piston de même diamètre ; et on coupait le cylindre moulé en boulettes du calibre qui pouvait s’adapter à la cavité de la clef du robinet. Celle-ci était graissée, pour que le tube vertical ne fuie pas ; et pour empêcher la graisse de couler, ou entourait la douille de glace que l’on déposait dans une capsule de laiton soudée à sa base.
25o. Le tube vertical de verre passait par un trou pratiqué dans une brique, sur laquelle reposait le tube coudé qui devait se rendre dans le récipient, et s’y mastiquait au moyen du lut de terre infusible. Cette brique était soutenue par deux murs parallèles de briques que l’on élevait sur une table à côté de la cuve àmercure, àla distance l’un de l’autre d’environ om,i5. L’extrémité du tube vertical s’appuyait sur une grille de fer, qui pénétrait dans les deux murs de In ique. On mettait peu à peu
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des charbons allumés sur celle grille , de proche en proche , pour n’échauffer le lube que graduellement; on plaçait ensuite au-dessous de l’extrémité, une lampe h esprit-de-vin , qui portait bientôt la chaleur au rouge obscur. C’est alors que l’on engageait l’extrémité du lube conducteur sous le goulot d’une éprouvette pleine de mercure ; on faisait tomber en mémo temps, par la cavité du robinet, quelques boulettes de la substance, qui s’enflammaient en tombant, et donnaientlieu à un dégagement de gaz, lequel chassait l’air de l’appareil; en sorte que celui-ci finissait par ne plus renfermer que du gaz de même nature que ceux qu’on se proposait de recueillir, résultat que l’on pouvait considérer comme complet, après la combustion d’une vingtaine de boulettes.
23 1. Cela fait, on enlevait l’éprouvette de mercure, dans laquelle on avait reçu le dégagement des premières portions de gaz, et on la remplaçait par un flacon renversé plein de mercure, et dont on connaissait la capacité. On pesait, à un demimilligramme près , la quantité de boulettes qu’on avait à décomposer, et qu’on avait eu la précaution de renfermer hermétiquement dans un vase, à l’abri de l’humidité. On les projetait une à une dans le tube vertical incandescent, et on enlevait le flacon, dès qu’il était plein de gaz. On pesait alors de nouveau la quantité de boulettes restantes, et on recevait les gaz dans un nouveau flacon plein de mercure; et ainsi de suite jusqu'à ce que la quantité de substance à analyser fût épuisée.
232. L’opération terminée, on avait toutes les données nécessaires, pour déterminer la proportion des principes , dont se composait la substance organique, avant sa combustion.
233. En effet, la combustion de la substance organique ayant été opérée exactement dans les mêmes circonstances pendant toute sa durée, il est évident que la proportion des produits, en poids et en volumes, sera exactement la même dans chacun des flacons où on les aura recueillis; qu’en conséquence les analyses du contenu de chacun d’eux devront
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présenter des résultats aussi concordants qu’il est possible de les attendre, et qu en prenant des moyennes, pour l'aire disparaître les légères différences cjui les distinguent , on pourra se lia lier d avoir approché aussi près que possible de la vérité.
2Ô/|. On commençait l’analyse par sacrifier une certaine quantité de gaz, h des essais ayant pour but de s’assurer que 1 oxide de carbone n’entre pour rien dans le mélange. A cet effet on introduisait le mélange gazeux dans l’eudiomètre (pl. 2, h g. 2.), ainsi qu’un volume de gaz hydrogène formant le 6e du volume total : 20 sur 1 20 ; on faisait passer l’étincelle électrique h travers le mélange; si le mélange se réduisait du quart, c’està-dire de 3o sur 120, on était assuré que les produits étaient purs d’oxide de carbone; si la réduction du mélange gazeux était de plus du quart, le résultat de l’expérience était incertain.
2.35. On constatait ensuite la présence ou l’absence de l’azote , soit par l’emploi du phosphore , soit par la décharge eudiométrique. Le premier procédé consistait à absorber l’oxigène par le phosphore, après avoir absorbé le gaz acide carbonique par la potasse ; le résidu gazeux était de l’azote ; le second procédé consistait à mêler, dans l’eudiomètre à mercure (pl. 2 , fig. 2) , deux volumes de gaz hydrogène, avec un volume de la portion de gaz, que n’avait pas absorbé la solution de potasse caustique; à faire détoner l’étincelle électrique à travers le mélange; si après la détonnation il restait du gai dans l’eudiomèlre, il renfermait de l’azote ; car on se trouvait avoir introduit assez d’hydrogène, dans l’eudiomètre, pour combiner toute la portion gazeuse en eau, si elle avait été formée uniquement d’oxigène : l’eau étant composée de un volume d’oxigène et de deux d’hydrogène.
Ce point de la question étant une fois fixé , et lorsque les produits ne renfermaient pas d’azote, on procédait à la détermination des proportions. On faisait passer sous le mercure une portion de gaz dans un tube gradué; on introduisait dans le tube une petite quantité d’une forte dissolution de potasse
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caustique, qui absorbait le gaz acide carbonique, et faisait monter le mercure d’autant; on mesurait le résidu, qui ne se composait plus que d’oxigène, que l’on défalquait du volume total ; on avait ainsi les proportions relatives de gaz oxigène et de gaz acide carbonique en volume. On traduisait les volumes en poids, en les multipliant par la densité respective du gaz oxigène et du gaz acide carbonique, en vertu de cette formule
— =D, et V x P = P- Comme on connaissait le volume total du produit gazeux de l’expérience, on appliquait à la totalité, par une règle de trois, les résultats numériques de la moyenne des expériences partielles; on avait ainsi le poids total de l’oxigène isolé et celui de l’acide carbonique. Puis, par un nouveau calcul, on déterminait le poids de l’eau, en défalquant la somme du poids de l’acide carbonique et de l’oxigène , du poids de la substance organique bridée , ajouté h celui de l’oxigène dégagé par le chlorate de potasse. Nous avons dit (228) qu’on avait soin de déterminer d’avance la quantité d oxigène que le chlorate employé renfermait. La quantité d’eau, en effet, devait être égale au poids de la substance organique-)-l’oxigène du chlorate, — le poids de l’oxigène, et de l’acide carbonique recueillis h l’état de gaz. Par tout autant de règles de trois, on déterminait le poids de l’oxigène de l’acide carbonique et de l’eau; on ajoutait ces deux sommes h celle de l’oxigène obtenu à l’état de gaz ; on défalquait, de la somme totale, la quantité dégagée par le chlorate; le restant d’oxigène appartenait à la substance organique. Cette opération (220) donnait en même temps les quantités relatives de carbone et d’hydrogène ; et par de nouvelles règles de trois, on déterminait combien, sur 100 parties, la substance organique renfermait de carbone, d’oxigène et d’hydrogène.
236. Lorsque l’azote se trouvait au nombre des produits gazeux de la combustion de la substance organique , on en déterminait la proportion, après en avoir soustrait l’acide carbonique par la potasse, en exposant le résidu b l’action suffi-
lo6 PROCÉDÉ DE BKRzfiMUS,
samment continuée du phosphore, qui, absorbant l’oxigène, permettait de mesurer l’azote isolément.
2O7. Le chlorate de potasse employé, comme corps comburant, ne remplissait pas régulièrement et avec une garantie suffisante, toutes les conditions du problème; on arrivait difficilement à porter la chaleur assez haut pour que la combustion lut complète, et, dans l’explosion, des quantités considérables de substance organique étaient projetées, vers les parois supérieures du tube vertical à combustion (229). Par suite d’une combustion incomplète, il se produisait, dans l’analyse des matières azotées, ou de l’ammoniaque, ou de l’oxide nitreux, dont la présence reconnaissable à son alcalinité pour l’une, et aux vapeurs rutilantes que fournissait l’autre, au contact d’une certaine quantité d'air extérieur, dont la présence, dis-je, ne pouvait manquer de compliquer les difficultés de l’analyse, et d’en rendre les indications fautives. Gav- Lussac remplaça le chlorate de potasse par l’oxide de cuivre, qui est le corps comburant auquel on s’est définitivement arrêté depuis. x
Procédé de Bcrzéiius.
258. Berzélius modifia le procédé de Gay-Lussac ; dans le but de brûler lentement la substance organique , afin de la brûler complètement, il combinait la substance avec l’oxide de plomb, il mêlait ensuite la combinaison avec le chlorate de potasse, et l’introduisait dans un tube long, et fermé par Tin bout, qu’il chauffait graduellement, en marchant de l’extrémité ouverte, vers l’extrémité fermée.
L’auteur mêlait une partie de la combinaison organique avec 5 h 6 fois son poids de chlorate de potasse , et puis avec 10 h 1 2 fois son poids de sel marin , dans un mortier échauffé à ioo° ou au-delà.
Le tube dans lequel s’introduisait ce mélange intime, avait un demi-pouce de diamètre intérieur; on avait soin de placer [tU fond une certaine cjuantité de chlorate de potasse et de sel
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marin, non mélangés h la substance organique. Après avoir tassé, par dessus cotte première couche, le mélange organique, on le recouvrait de chlorate de potasse et de sel marin ; cette disposition avait pour but d’envelopper la substance d’une atmosphère d’oxigène, avant de la chauffer, pour qu’il ne pût échapper une seule molécule à la combustion, et de continuer le dégagement de l’oxigène après la combustion, pour chasser tout le gaz acide carbonique du tube vers le récipient. Tout étant ainsi disposé, l’auteur coudait et effilait à la lampe l’extrémité ouverte du tube, qu’il introduisait dans une petite allonge sphérique, qui était destinée h recevoir l’eau dégagée pendant la combustion ; le col de ce petit vase s’introduisait de nouveau dans un tube rempli de chlorure de chaux , et qui arrêtait au passage les molécules aqueuses non condensées dans le premier appareil. Ces trois pièces étaient unies ensemble, au mojen de tubes élastiques en caoutchouc , dont on avait soin de ne pas laisser les parois immédiatement en contact avec les vapeurs et les gaz qui devaient se dégager. Enfin, le tube à chlorure recevait un petit tube coudé, dont l’extrémité recourbée allait s’engager sous une cloche pleine de mercure.
On chauffait alors le tube plein du mélange, que l’on plaçait sur un plan incliné, le bout fermé en bas. Lorsque l’opération était terminée , on évaluait la proportion du gaz en poids ou en volume : i° en poids , en introduisant dans la cloche une petite ampoule pleine de potasse et fermée avec une peau, que l’on pesait soigneusement avant et après la durée de son exposition au gaz, durée qui n’était pas moins de douze heures; l'excès du poids donnait le poids de l’acide carbonique. On obtenait le poids de l’eau, en pesant l’allonge où elle s’était condensée en liquide , et le tube oùelle avait été absorbée par le chlorure de chaux. Le poids des gaz qui restaient dans la cloche s’obtenait par le calcul, ce qui n’offrait pas la moindre difficulté, quand ce n’était pas un mélange d’azote et d’oxigène; çar on connaissaitla perle que la combustion avait fait éprouver
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