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question, assurément, est de savoir si ces bactéries sont pathogènes, ou si, parmi d’autres espèces, il en est de cette catégorie redoutable. Il ne semble pas, du reste, que C. Frankel ait la moindre raison de prétendre que plus il y a de bactéries dans un milieu donné, plus grandes sont les chances d’y rencontrer des bactéries pathogènes. Mais il est à peu près constant que la malpropreté banale des eaux croît comme leur richesse en microorganismes. Par conséquent, cette richesse est toujours une note fâcheuse pour une substance qui doit traverser les voies digestives.
L’eau se prend en glace avec les bactéries qu’elle renferme. Mais le premier effet de la congélation est la mort de la plus grande partie de ces organismes. En deux jours (G. Frankel), il en disparaît les quatre cinquièmes ; en cinq jours les neuf dixièmes. L’effet est encore plus sensible, selon Prudden, si au lieu d’un état continu de congélation, il y a des alternances de congélation et de dégel. De telle sorte que quand, par les procédés ordinaires, on a trouvé dans l'eau provenant d’une glace fondue un nombre élevé de bactéries, on peut affirmer que l’eau dont provenait cette glace était remarquablement sale. Par contre, lorsque les bactéries sont rares, on ne peut savoir si elles l’étaient primitivement ou si elles se sont raréfiées par le froid ; de sorte qu’on ne doit pas en conclure que l’eau d’origine était bonne.
Il est des bactéries aquatiques ou des saprophytes que la congélation Lue assez rapidement. Ainsi, Bacillus prodigiosus, Proteus vulgciris, avaient disparu au cinquante et unième jour de gelée, dans les expériences de Prudden. L’effet est malheureusement moins prompt et moins complet là où il serait le plus désirable, à savoir, sur les bactéries pathogènes. Il est sensible cependant. C. Frankel reconnaît que la glace d’une eau renfermant des bacilles charbonneux peut encore fournir à des ensemencements fertiles après un temps assez long; mais il suffit pour cela qu’un petit nombre d’individus, les plus robustes, aient survécu. Le point curieux serait de préciser le nombre de ceux qui ont succombé. De même pour le bacille typhique; il est très résistant. Chanlemesse et Vidai ont soumis à la gelée de l’hiver de 1886-1887 des tubes de bouillon préalablement ensemencés de cet organisme, sans que les microbes aient été détruits. Mais ils ont, selon toute apparence, diminué de nombre, encore que la diminution soit d’une certaine lenteur, ainsi qu'il résulte des expériences de Prudden, dont voici un extrait :
Bacilles de la fièvre typhoïde (par centimèt. cub.).
Avant congélation innombrables.
Après congélation de 11 jours 1.019,403
La congélation est donc meurtrière aux bactéries, y compris les bacilles pathogènes, et purifie cprtfunement l’eau. Mais il est évident que l’effet
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n’est pas assez rapide ni assez décisif pour équivaloir à une stérilisation. Aussi C. Frankel a-t-il pu constater que la plupart des glaces vendues à Berlin et récoltées un peu au hasard, dans des prairies inondées, des canaux ou fossés, sont riches en bactéries — aquatiques d’ailleurs. Il en est môme ainsi d’une part de la glace fournie par des industriels qui en fabriquent, — avec de l’eau distillée, mais aussi avec de l’eau de puits ; ce que l’on conçoit sans peine. Prudden a trouvé la glace recueillie sur l’Hudson tantôt riche, tantôt pauvre enbactéries, selon les points où la récolte avait été faite.
Il est possible que des accidents aient été produits par de la glace impure ou même renfermant des microorganismes spécifiques. On n’en cite pas, toutefois, à l’exception des vingt-six personnes qui, en 1875, dans un hôtel de Rye-Beach, furent gravement malades pour avoir consommé de la glace en môme temps que cinq cents autres (W. B. Hills).
Mais il est clair qu’il est de la plus simple prudence d'épargner la malpropreté et surtout les chances d’infection à cette forme de l’eau avec le même soin que nous l'exigeons de l’autre. Il n’est pas absolument nécessaire de restreindre l’usage interne de la glace à celle que les ingénieurs produisent mécaniquement, même transparente, avec de l’eau de source. Mais il faut repousser pour tout usage celle qui a été récoltée dans des mares ou des fossés croupissants, dans les rivières en aval des villes, au voisinage d’un déversoir d’égout, etc. Célle des fleuves en amont des lacs, des étangs d’une certaine profondeur et de toute collection d’eau courante étrangère aux souillures humaines, est au contraire susceptible d’être empoyée sans arrière-pensée.
liibliogpraphie. — Pumpley (R.), Hills (W.-B.), Storer (R.) : Le danger de la glace impure destinée aux usages de la table (The Sanitarian of New-York, X, p. 286. Anal, in Rev. d’hyg., V, p. 1048, 1883). — Düclaux (Vincent) : Les impuretés de la glace (Annal, d’hyg., 3° série. XII, p. 97, 1884). — Fr.enkel (Cari.) : Ueber den Bacteriengehalt des Eises ( Zeitschrift f. Hygiène, I, p. 302, 1886). — Prudden (Mitchell) : On bacteria icc and lheir relations diseuse with spécial reference to the icc-supply of New-York (Medical Record. New- York, 1887). — Varigny (H. de) : Les bactéries de la glace (Revue sanitaire de Bordeaux, 2ô août 1887).
3° Expertise de l’eau.
Il n’appartient pas à l’hygiène de faire de réelles analyses de l’eau, c’est-à-dire d’en séparer les éléments, intégrants ou associés. Une analyse aussi profonde est, d’ailleurs, rarement utile. De plus, il existe dans les eaux des microorganismes que l’analyse, comme on l’entendait autrefois, méconnaît, et sur lesquels il importe néanmoins d’avoir des renseignements. Aussi l’expertise hygiénique a-t-elle renoncé à la précision qui est imposée a la chimie, pour s’étendre davantage et atteindre jusqu’à des objets d’un autre ordre et tout aussi intéressants que les matières minérales ou les principes organiques. File s’est contentée, pour le dosage de ces matières et de ces principes, des méthodes tilrvmétriques ou colorimô triques qui sont rarement rigoureuses, mais sont abordables à presque tout le monde et frappent les yeux. En revanche,- elle s’est définitivement annexé l’examen bactériologique, que l’on essaye môme déjà de pousser jusqu’à la déler-
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1 Hygiène
mination des espèces, au moins en ce qui concerne les espèces pathogènes.
L’expertise emploie donc des moyens physiques , des procédés chimiques et des méthodes empruntées à la bactériologie.
I. Expertise physique. — Elle porte sur les qualités extérieures les plus saillantes de l’eau, et réclame plus souvent l’intervention des organes des sens que celle des instruments.
Limpidité. Coloration de l eau. — Elles s’apprécient le plus ordinairement par comparaison. On a deux éprouvettes allongées, posées sur une feuille de papier blanc ou une soucoupe de porcelaine; l’une d’elles est remplie d’eau distillée; on verse dans l’autre une certaine quantité de l’eau en expertise. En regardant de haut en bas, alternativement, par l’orifice de chacune, on juge de la transparence et de la couleur de l’eau examinée. La surface blanche cesse d’autant plus vite d’être visible que l’eau est plus trouble. Iiiller remplace celte surface par une tablette sur laquelle sont inscrits des chiffres de diverse grandeur, qui font comme une échelle de transparence. King, Knbel et Tiemann ajoutent, à de l’eau distillée, une solution titrée de carîlmel jusqu’à ce qu’elle ait la même opacité que l’eau d’expertise ; la quantité qu’il faut ajouter de cette solution est la mesure du trouble. Bowditch a même inventé un instrument d’optique pour cette recherche, qui n’est pas sans importance, mais où l’œil nu semble, cependant, pouvoir suffire dans la plupart des cas.
Le trouble des eaux ne prouve pas qu’elles soient mauvaises et n’a aucun rapport avec la dureté. L’origine des matières suspendues est plus décisive que leur abondance. Si ce n’est que de la terre, l’eau pe\it rester potable ; elle ne l’est plus quand il s’agit de déchets d’industrie, d’eaux d’égout, etc.
Les bonnes eaux sont transparentes et, en masse, bleues. Les médiocres sont verdâtres, les mauvaises vert-foncé , souvent grisâtres ou d’un vert terreux tirant au brun ou brun-jaunâtre. Leur surface fait miroir, soit à cause du fond de couleur sombre, soit à cause de leur manque de transparence. On se méfiera parti culièrement des eaux d’un blanc laiteux ou d’un bleu foncé sans éclat (eaux industrielles).
On pouvait voir, à V Exposition d'hygiène urbaine de Paris (1886), une élégante application de l’expertise optique de l’eau sous la forme d’une sorte d’ aquarium, bien éclairé, à trois compartiments, dans l’un desquels arrivait l’eau de la Vanne, tandis que l’eau de Seine remplissait le second et l'eau d’Ourcq le troisième. La limpidité et la teinte bleue de la première démontrait le trouble et l’impureté des deux autres. Chamberland y avait aussi installé un cabinet noir dans lequel l'examen optique de l’eau se faisait avec l’appareil suivant : un ballon d'environ 2 litres était recouvert extérieurement, sur l’un de ses hémisphères verticaux, d’un enduit noir au centre duquel on avait ménagé un espace arrondi, non noirci, de 1 à 2 centimètres de diamètre; par cette sorte de trou clair passait un rayon lumineux venant d’un bec de gaz disposé derrière le ballon, à la hauteur de cette petite fenêtre. L’observateur placé en avant, c’est-à-dire du côté opposé à la flamme, n’apercevait le cylindre lumineux du rayon traversant l’eau qu’autant que celle-ci renfermait des impuretés en suspension. C’est un autre mode de l’expérience qui consiste à rendre visibles les poussières d’une salle en y introduisant un rayon lumineux par le trou d’un volet.
générale. 1 EXPERTISE DE L’EAl'.
Odeur. Saveur. — La bonne eau n’a pas d’odeur, bonne ni mauvaise. Elle n’a pas davantage de saveur, et l’impression agréable qu elle produit au palais dépend plutôt de sa fraîcheur eide la satisfaction du besoin d’humectation.
On reconnaît assez aisément les odeurs (toujours mauvais signe) de l’eau. Pour mieux les percevoir, Flügge et tous les chimistes conseillent delà chauffer à 40 degrés, après addition d’un peu de lessive de potasse; puis on lave à plusieurs reprises, avec cette eau, l’intérieur d’une éprouvette cylindrique très haute. Au moment où l’on vient de rejeter la dernière eau de lavage, on respire par le nez au-dessus de l’oritice de l’éprouvette. Ce procédé permet de saisir assez sûrement le fumet de l’hydrogène sulfuré et quelques autres. Du reste, la simple agitation dégage les odeurs de l’eau.
Le palais humain reconnaît les saveurs suspectes dans l'eau, mais lorsque les subtances sapides y sont en proportion notable; il distingue même celles-ci, avec quelque exercice (Pappenheim, F. de Chaumont). La plupart du temps, il faut que les sels soient aux doses de 50 centigrammes à 1 gramme par litre, sauf les sels de fer et de cuivre, qui se trahissentà la dose de 5 à 6 centigrammes.
Il va sans dire que ces épreuves doivent être faites, comme la plupart des autres d’ailleurs, immédiatement après que l’eau a été extraite de ses réservoirs naturels. Autrement, si elle n’est pas de première pureté, elle subit, surtout en récipients fermés, une altération qui ressemble infiniment à la putréfaction et à la suite de laquelle, naturellement, apparaissent des odeurs et une saveur qui n’étaient point primitives. Ritter recommandait, non sans raison, cette épreuve d' altérabilité , car les bonnes eaux peuvent rester en vases clos des semaines et des mois sans se modifier. On profile du repos de l’eau pour juger de la précipitation spontanée qui peut s’y accomplir.
Enfin, il est indiqué d’en vérifier la réaction avec le papier de tournesol (WolfThügel, G. Pouchet).
7 empérature. — Elle se mesure au thermomètre, de préférence dans la collection aqueuse même, ou tout au moins dans le vase d’extraction immédiatement après que l’eau a été recueillie.
L'eau de boisson doit être fraîche , c’est-à-dire entre 7 et 11 degrés. Au-dessous de o degrés, elle est froide, désagréable et dangereuse, par l’irritation de la muqueuse digestive et les répercussions qu’elle peut causer. Aux environs de U> à 20 degrés, elle est tiède, affadissante et nauséeuse. A Pékin, où l’eau n’est pas irréprochable, on évite de la boire tiède en ne la consommant que sous forme de thé brûlant (Morache)., La stimulation du liquide chaud .remplace celle de la fraîcheur et en est l’équivalent.
Nous avons dit antérieurement la constance de la température de l’eau de sources et la variabilité de celle des eaux de surface.
11. Expertise chimique. — Elle porte sur les matières minérales ou organiques dissoutes. Il existe une assez longue série des premières qui peu-
-,w DE L’EAU. [Hygiène
vent se rencontrer dans l’eau ; les secondes peuvent aussi être carbonées ou azotées. Mais l'on a reconnu qu’en pratique il suffit généralement de doser les sels terreux en bloc.de rechercher certains éléments qui sont plus particulièrement les témoins d’une souillure actuelle (les chlorures) ou antérieure ( nitrates et nitrites), et de déceler la matière organique sans distinction de sa nature azotée ou carbonée. Ce n’est môme pas cette matière que 1 on met en vue, mais 1 oxygène qu’elle consommerait pour être brûlée.
Précautions préliminaires. — Il est indispensable de recueillir l’eau à expertiser dans des récipients qui n’y ajoutent rien et, pour cela, les chimistes (Wolffhügel, Sutlon, G. Pouchet) conseillent d’employer des bouteilles en verre blanc, bouchant à l’émeri ou au liège neuf, paraffiné, très propres et rincées plusieurs fois, avant qu’on les remplisse avec l’eau à examiner. On les remplit directement plutôt qu’avec l’intermédiaire d’un autre vase, qui devrait, dans tous les cas, être très propre. Pour l’eau des fleuves et des rivières, on prend l’échantillon entre le fond et la surface; pour les sources, à l’émergence. Si l’on a des raisons de la prendre à un robinet ou à une pompe, il faut commencer par faire écouler l’eau qui remplissait déjà les tuyaux. Une bouteille de 2 litres est généralement suffisante; deux bouteilles et même trois sont quelquefois nécessaires, surtout si les eaux ne sont pas très souillées. En puisant au fleuve ou à la source, on note la température de l’eau, la nature du sol et toutes autres particularités qui pourront être utiles, telles que le voisinage de foyers putrides, fosses d’aisances, fumier, etc. Les bouteilles soigneusement étiquetées et cachetées, sont transportées le plus rapidement possible au laboratoire, où est l’eau soumise à l’analyse, en commençant par la constatation de ses propriétés physiques.
A. Détermination des matières minérales banales. — Elle comprend la recherche du résidu fixe et celle du degré hydro limé trique.
Résidu fixe. — La connaissance du résidu total ne donne pas de renseignements très importants et satisfait surtout des idées déjà anciennes. On continue cependant, à rechercher ce résidu et même, en le calcinant au rouge, à apprécier par différence la quantité de matières organiques qui lui étaient associées. Or, divers éléments organiques sont volatilisables au dessous de 100 degrés; d’autres se décomposent, et leur acide carbonique, par exemple, va se fixer sur Tune des bases terreuses du résidu, augmentant le poids des matières minérales et diminuant celui des autres.
L 'Instruction du comité consultatif d’hygiène publique décrit ainsi qu'il suit, ces procédés :
a 1° Évaporer au moins 1 litre d’eau, dans une capsule, au bain-marie chauffé de façon à entretenir une ébullition légère; continuer à chauffer durant quatre heures après dessiccation complète, et peser le résidu au milligramme près.
Sur ce résidu, il sera utile de rechercher la présence des nitrates au moyen de l’acide sulfurique en présence du sultate ferreux.
2° Évaporer, dans les mêmes conditions, une nouvelle quantité d’eau de I litre au moins; le poids du résidu sec servira de contrôle du chiffre précédemment
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obtenu. Ce résidu salin sera chauffé peu à peu jusqu’au rouge sombre, puis pesé au milligramme après refroidissement.
« La différence entre la première et la seconde pesée fera connaître le poids des matières organiques et des produits volatils.
« Ce résidu peut être utilisé pour rechercher quantitativement si la proportion des sulfates est considérable. Le résidu salin sera redissous dans l’acide chlorhydrique dilué et traité par une solution de chlorure de baryum qui fournira un précipité de sulfate de baryte, dont le poids fera connaître la quantité d’acide sulfurique.
« Le chiffre trouvé pour l’acide sulfurique sera transformé par le calcul en sulfate de chaux; une eau contenant par litre plus de Osr,lbO à 0sr,200 de sulfate de chaux anhydre doit être rejetée pour les usages domestiques, à moins qu’il n’y ait impossibilité, comme cela arrive dans certaines contrées, de s’en procurer de moins séléniteuses. »
Nous avons fait connaître plus haut (page 176) la limite de 5Ü0 milligrammes que le résidu fixe, d’après les conventions, ne doit pas dépasser et nous avons donné les raisons sur lesquelles s’appuient les hygiénistes. Au fond, ce qui importe, c’est de savoir si la minéralisation de l’eau est primitive ou acquise. Wolffhügel prend l’exemple suivant. L’eau qui sort du muschelkalk renferme, à la source, d’après Reichardt, 325 milligrammes de matières fixes, et n’en est pas moins excellente. Mais elle ne peut acquérir secondairement plus de 175 milligrammes de sels provenant de diverses décompositions organiques sans passer pour mauvaise. L’eau qui sort du granité, en revanche, avec 25 milligrammes de résidu, peut en acquérir 475 milligrammes, c’est-à-dire devenir à peu près du purin, sans paraître, à cet égard, plus mauvaise que la précédente.
Degré hydrotimé trique. — La détermination de ce degré renseigne essentiellement sur la richesse de l’eau en sels calcaires et magnésiens ; mais le chiffre qui le représente est encore influencé par l’acide carbonique, et, quant aux sels de chaux et de magnésie, on ne peut savoir la part respective de chacun qu’au moyen de calculs que l’on ne fait pas d’ordinaire. Comme d’ailleurs la présence des sels de chaux et de magnésie ne présente qu’un intérêt secondaire, l’hydro limé trie a beaucoup perdu de son ancien prestige.
Au lieu de « degré hydrotimétrique », les Anglais et les Allemands disent « le degré de dureté », ou simplement « la dureté ». Peut-être serait-il avantageux de se servir aussi, chez nous, de cette expression, qui est fort claire pour tout le monde. A. Gautier l’a employée.
La dureté ou le degré hydrotimétrique d'une eau, en France, c’est la proportion de sels terreux qui sature 0^r,l de savon, ou équivaut il 0^r,0t 14 de chlorure de calcium, comme il \a être expliqué. En Allemagne, c’est la proportion, pour 100,000 parties d'eau, des sels terreux qui agit sur la solution de savon de la même façon que I partie de chaux dans 100,000 parties d’eau.
Le principe du procédé est que, d’une part, l’oléate de soude, matière essentielle du sa\on de soude, se décompose au contact des sels de chaux et de magnésie, en formant des oléates calcaire et magnésien peu solubles; d’autre part, que 1 eau ne mousse par l’agitation qu’au tant qu’elle renferme de l’oléate de Arnoci.d, Hygiène. 2e édit. 14
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soude. Celte mousse, en e Ile t, prouve que l’eau a acquis l’état gtutineux que lui donnent les savons alcalins.
Telle est l’origine des liqueurs savonneuses titrées à l’aide desquelles on précipite entièrement tous les sels terreux de l’eau à expertiser, en notant la quantité qu’il a fallu employer de la liqueur, de composition connue, pour arriver au moment où l’eau essayée mousse par l’agitation. La méthode porte encore le nom de Clark, qui en est 1 inventeur. Le terme de « méthode hydrotirnètrique » correspond, en France, aux perfectionnements que Boutron et Boudet y ont apportés.
La solution savonneuse agit à la fois sur les sels de chaux et sur ceux de magnésie; sur les carbonates et sur les autres sels. Si, par ébullition, l’on a expulsé l’acide carbonique de l’eau, à la faveur duquel les carbonates étaient dissous, ceux-ci se précipitent, sauf la petite quantité de carbonates neutres que l’eau peut dissoudre; et l’eau peut ne pas moins continuera décomposer le savon, par le fait des sulfates terreux qu’elle conserve. On appelle dureté temporaire, celle qui disparait par l’ébullition ; dureté permanente, celle qui persiste ; et dureté totale, l’ensemble des deux précédentes.
La différence de titre des liqueurs savonneuses normales fait aussi la différence de valeur des degrés hydrotimétriques anglais, allemands, français; 4 degrés allemands valent o degrés anglais, et 06 degrés allemands valent 100 degrés français, d’où :
o(j degrés allemands = 70 anglais = 100 degrés français.
La solution savonneuse employée en Allemagne est telle que 4o centimètres cubes saturent 12 milligrammes de chaux et indiquent 12 degrés de dureté, étant admis que 1 degré correspond à la présence de 1 milligramme de chaux dans 100 grammes d’eau.
La solution normale usitée en France est faite avec 50 grammes de savon blanc de Marseille, dissous dans 800 grammes d’alcool à 90 degrés, auxquels on ajoute 500 grammes d’eau distillée après filtrage. Pour titrer cette liqueur (A. Gautier), on se sert d’une dissolution contenant par litre 0er,25 de chlorure de calcium fondu, pur. On introduit 40 centimètres cubes de cette solution dans un flacon gradué de 10 en 10 centimètres cubes, et on y verse la dissolution savonneuse à l’aide d’une burette dite hydrotirnètrique (fig. lo). Celle-ci est divisée en centimètres cubes. Habituellement, on ne marque le zéro qu’à sa deuxième division, attendu qu’il faudra, pour obtenir la mousse indicatrice, ajouter à l’eau expertisée un peu plus de la solution savonneuse qu’il ne serait nécessaire pour saturer les sels terreux. On ajoute goutte à goutte dans le flacon gradué la liqueur savonneuse à la solution chloro-calcaire, en agitant à chaque fois jusqu’à ce que la mousse reste au moins cinq minutes sans disparaître. Si l’on a bien opéré, il faudra avoir fait descendre le niveau de la liqueur dans la burette de 23 divisions, c’est-à-dire, en diminuant d’une division pour la portion qui produit la mousse, que la burette marquera 22° hydrotimétriques. Si le nombre de degrés nécessaires est inférieur, on ajoute de l’eau à la liqueur savonneuse à raison de I 23 de son volume pour chaque division qui n’aura pas été employée.
La liqueur savonneuse étant préparée, on prend 40 centimètres cubes de l’eau à expertiser et l’on agit sur elle comme il vient d’ôtre dit pour la solution chlorocalcaire. La dépense de solution savonneuse exigée par cette eau pour avoir une mousse persistante représente son degré hydrotirnètrique. Si l’eau analysée est très chargée de sels terreux, il se produit des grumeaux et non un trouble opalin.
generale. J EXPIÎKTISE DË L’liA.11. 1
Un l’étend alors de 2 ,3 ,4 lois son volume d’eau distillée; mais on multiplie aussi par 2, 3, 4, le degré hydrotimétrique obtenu.
Lorsqu’on veut distinguer les trois sortes de duretés (temporaire, permanente, totale), on prend d’abord le degré hydrotimétrique total; puis Ion lait bouillir l’eau pour précipiter le carbonate calcaire, on y ajoute l’eau distillée nécessaire pour compenser la perle qui est résultée de l’évaporation et, en renouvelant 1 essai
Fig. 15. — Burette hydrotimétrique.
hydrotimétrique sur cette eau refroidie, on obtient le degré hydrotimétrique ■permanent. Il faut, toutefois, diminuer de 3 degrés le chiffre obtenu, pour représenter la petite quantité de carbonate de chaux qui reste dans l’eau bouillie. Il est ensuite aisé de calculer par différence la dureté temporaire.
Le commerce vend des liqueurs hydrotirnétriques toutes préparées. Au lieu de la burette hydrotimétrique ordinaire (ou fie Gay-Lussac), Ritter sc sert de la burette de Mohr t flg. 16), de laquelle on peut laisser tomber la solution savon-
IJE L'EAU.
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neuse goulle à goutte, sans redresser l’instrument à chaque fois. Enfin, on peut, au lieu du flacon gradué, prendre un flacon quelconque, en verre blanc, à large goulot, pourvu que l’on mesure très exactement les 40 centimètres cubes que l'on y introduit, en se servant pour cela d’une pipette jaugée (lig. 17).
Il est convenu que le degré bydrotimétrique (français) doit être aux environs de 21°. Tant que 1 on se borne à cette appréciation a minima, la méthode peut être conservée. Mais ce n’est pas un moyen de dosage. Il est à remarquer, en effet, que le carbonate de magnésie, en raison de l’aptitude de celte base à former des carbonates, ne se précipite pas aussi aisément que le carbonate de chaux. En outre, le chlorure de magnésium, sous l’influence de la chaleur (quand on a cherché la dureté temporaire ), passe facilement à une combinaison basique dont une partie se sépare, mais dont l’autre reste en dissolution à la faveur de la présence d’autres sels. Enfin, la présence des chlorures, des matières organiques, de l’oxyde de fer, etc., altère et fausse les résultats. Au fond, la chaux et la magnésie sont gênantes dans l’eau pour les opérations culinaires ou industrielles, mais ne menacent pas la santé. Ce qui diminue le mérite de l’hydrotimétrie.
Les eaux dures incrustent les parois des chaudières des machines à vapeur, entraînent à une dépense exagérée de combustible et préparent les explosions. Par la formation des savons calcaires insolubles, elle sont ruineuses dans les usines à fouler, le dégraissage des laines, les fabriques de drap. Les particules de ces savons, qui restent dans la laine lavée, nuisent au tissage et à la teinturerie. L’eau calcaire par elle-même altère la nuance de certaines couleurs, mais est favorable à diverses couleurs rouges (pourpre, garance, alizarine artificielle).
Ces mêmes eaux, précipitant leurs carbonates, par l’abandon de l'acide carbonique des bicarbonates, obstruent le calibre des conduites, les roues de moulins, les robinets d’écoulement. L’eau douce est favorable à la germination de l'orge; mais il paraît que l’eau renfermant du sulfate de chaux ( sélêniteuse ) retient plus de substances albuminoïdes dans le grain et assure la qualité de la bière.
L’eau qui renferme du fer (voy. plus bas) est impropre au blanchissage, à la teinturerie, à la papeterie, à cause des taches de rouille. Les nitrates font obstacle à la cristallisation du sucre dans les raffineries. Les chlorures, particulièrement ceux de calcium et de magnésium, nuisent à la fermentation (brasserie, distillerie). Woltîhügel conseille avec raison de les éviter dans l’eau qui sert à la préparation du mortier, parce qu’ils entretiennent l’humidité des murs, les taches, les moisissures, les algues. Les sulfate et carbonate de soude produisent, d’ailleurs, le même effet. Avec des substances albuminoïdes ou dissoutes de l’humus, l’eau incorpore dans le mortier des éléments de nitrification (Salpêtrage des murs).
B. Recherche des métaux et composée métalliques. — Le fer existe dans l’eau à l’état d’oxyde ou d’oxydule. On décèle celui-ci par le ferricyanure de potassium en solution, dont on ajoute quelques gouttes à 20 centimètres cubes d’eau, acidulée par l’acide chlorhydrique ; il se forme un précipité bleu [bleu de Turnbull , Cy''FcaFe3). Le cyanoferrure de potassium précipite l’oxyde de fer d’une eau, acidulée comme la précédente, à l’étal de bleu de Prusse; le sulfocyanure de potassium donne un précipité rouge de sang, de ferri-sulfocyanure.
générale.] EXPERTISE DE L’EAU. -M’.l
Le 'plomb, le cuivre sont précipités par l’hydrogène sulfuré. Un reprend le précipité par l’acide azotique étendu (1 sur 2) et l’on sépare le plomb au moyen de l’acide sulfurique ou du bichromate de potasse (précipité jaune de chromate de plomb, soluble dans la potasse ; difficilement soluble dans l’acide azotique. Le cuivre se reconnaît par la lame de fer décapée ; par l’action de l’ammoniaque, qui donne la coloration bleue des composés cuivriques ammoniacaux; par le ferrocyanure de potassium jaune, qui détermine un précipité couleur chocolat de ferrocyanure de cuivre.
Le zinc reste dans l’eau dont l’hydrogène sulfuré a précipité les métaux précédents; mais ses sels pouvant être précipités eux-mêmes par IIS dans les solutions alcalines, on ajoute à l’eau qui a passé à la filtration un excès de lessive de soude, on filtre de nouveau et l’on traite par l’hydrogène sulfuré. Il se forme un précipité blanc de sulfure de zinc, insoluble dans l’acide acétique.
G. Dosage des matières minérales provenant du sol des lieux habités. — Nous rangeons dans cette catégorie les chlorures et les sels alcalins; les sulfates peuvent y être ajoutés, en raison de la contribution que fournissent à l’eau, sous ce rapport, les déchets organiques des groupes humains. Il serait rationnel d’y rattacher les nitrates et nitrites, que nous mettrons dans une autre classe comme produits d’oxydation.
Chlorures. — Il s’agit essentiellement du chlorure de sodium. On le démontre qualitativement par l’addition de quelques gouttes de solution de nitrate d’argent à de l’eau d’expertise, acidifiée par l’acide azotique pur. Use forme un précipité blanc de chlorure d’argent, caillebotté quand il y a beaucoup de chlorure dans l’eau, soluble dans l’ammoniaque. Au point de vue quantitatif, on peut faire une réelle analyse en pesant ce précipité et calculant le chlore du sel d’argent. Mais les hygiénistes (Flügge, Ritter, G. Pouchet, etc.) se sont arrêtés de préférence aux méthodes titrimétriques de Volhard et surtout de Mohr. Cette dernière est la plus simple. Nous l’avons décrite d’après G. Flügge, dans notre article Eau, du Dictionnaire encyclopédique des sciences médicales.
« La méthode de Mohr est fondée sur ce principe que, tandis que les chlorures sont précipités complètement, à l’état de précipité blanc, insoluble, par la solution argentique, les chromâtes le sont, par la même solution, dans une liqueur neutre, à l’état de précipité rouge-brun de chromate d’argent, soluble dans les acides. Si des chlorures et des chromâtes sont en présence, les premiers sont d’abord précipités; les seconds ne le sont que quand il n’y a plus traces de chlore dans la liqueur. Il suffit donc d’avoir une solution titrée de nitrate d’argent, que l’on fera couler dans une eau additionnée d’un chromate, pour qu’en arrêtant 1 addition du reactif au moment ou la colorai. ion rouge brun du chromate d’argent apparaît on puisse calculer, par la quantité de nitrate employée, la quantité de chlorure de l’eau, transformée en chlorure d’argent.
« On a : une solution de 17 grammes de nitrate d’argent cristallisé, sec, pour 1 litre (f centimètre cube répond à 3m8r,o5 de chlore ou à 5m»r,85 de chlorure de sodium), puis une solution saturée de chromate de potasse jaune, pur, neutre, faite à froid. Dans un verre à pied, on verse 100 centimètres cultes de l’eau à
DE L’EAU
[Hygiène
essayer, addiliounéu de 2 ;i 3 go u Lies de la sol u lion de cliromate: on y l’ail couler la solution argenliqne avec une burelle, en agitant; fréquemment. Bientôt les gouttes qui tombent de la burette se colorent en rouge en arrivant dans la liqueur, mais la coloration disparaît par l’agitation. Lorsqu’elle persiste et qu’elle est non pas seulement jaune, mais jaune rouge, on lit sur la burette le chiffre de centimètres cubés de nitrate d’argent employés (qu’il faut diminuer de 0,1 à 0,3); ce chiffre, multiplié par 3,53, donne les milligrammes de chlore ; multiplié par 5,85, les milligrammes de chlorure de sodium, qui se trouvent dans les 100 centimètres cubes de l’eau d’essai. Il est utile d’avoir une solution de sel marin dont 1 centimètre cube renferme exactement 1 milligramme de chlorure de sodium ; pour le cas où l’on croirait avoir versé trop de nitrate d’argent, on ajouterait de la solu- I i on salée une quantité convenable pour obtenir à nouveau le point voulu de coloration et qui permettrait aisément de défalquer le nitrate d’argent en excès du nitrate total employé.
« En suivant le procédé de Volhard, on commence par traiter l’eau parla liqueur de nitrate d'argent titrée, mais en excès; on détermine ensuite cet excès à l’aide d'une solution de sulfocyanure de potassium.
« Le professeur E. Se 1 1 , à la suite de recherches exécutées dans le laboratoire de V Office sanitaire impérial, à Berlin, a constaté que le procédé de .Molir est sujet à des erreurs en plus, et celui de Volhard à des erreurs en moins ; toutefois, les erreurs du premier sont de peu d’importance, quand les proportions de chlore sont au-dessus de 3î> milligrammes par litre. »
Bases alcalines. — Il est très difficile d’isoler les bases des sels alcalins, qui sont extrêmement solubles. On sépare d’abord de l’eau les sels terreux; on pèse en masse les sels alcalins et l’on dose la potasse par le chlorure de platine : on admet que la soude peut se calculer par différence.
Sulfate et acide sulfurique. — Nous avons vu plus haut comment on peut obtenir par précipitation l’acide sulfurique de l’eau au moyen du chlorure de baryum associé à l’acide chlorhydrique, sans lequel il se précipiterait aussi du phosphate et du carbonate de baryte. Il semblerait facile de laver ce précipité de sulfate de baryte après filtration, de le dessécher et de le peser. Le poids obtenu, multiplié par 0,343 donnerait celui de SO3. Mais l’on ne sait pas à quel moment il a été ajouté assez de chlorure de baryum et le précipité, qui est en grains impalpables, se réunit très difficilement. Les chimistes, Mohr, Clemm, Wildenstein, Muller, utilisent pour cette recherche ce principe, que le chlorure de baryum, en présence du cliromate de potasse, forme un précipité insoluble de chromate de baryte.
Parmi les procédés qui appliquent ce principe, C. Fliigge propose le suivant : « On verse dans un ballon 100 centimètres cubes de l’eau à expertiser, bouillie, puis ramenée par l’addition d’eau distillée à son volume primitif. Ce ballon porte une marque à la capacité de 130 centimètres cubes ; on porte à l’ébullition, après avoir ajouté 10 à 20 centimètres cubes de la solution titrée (1/2 à 1 p. 100 de chlorure de baryum). Au bout de quelques minutes d’ébullition, on laisse couler dans la liqueur assez de solution de chromate de potasse pour qu’il apparaisse, après repos, une coloration jaune, faible, mais incontestable. On laisse refroidir, on verse de l’eau distillée jusqu’à la marque 150 centimètres cubes, on agite et l’on filtre sur
EXPERTISE OE L’EAU
générale.]
un liitre soc. Du liquide passé à la iillralion, 1UO centimètres cubes sont portés dans un cylindre de verre étroit, de 20 centimètres de hauteur ; dans un autre cylindre semblable, 100 centimètres cubes d’eau distillée sont additionnés de chromate de potasse jusqu’à ce qu’une coloration identique apparaisse. On opère alors comme pour le dosage colorimétrique de l’ammoniaque. La quantité de solution de chromate que l’on trouve avoir été ajoutée en plus doit être multipliée par 3/2 pour tenir compte de la dilution préalablement réalisée ; on la retranche du total de ce réactif employé; la différence entre le reste de la solution de chromate et la solution de chlorure de baryum employée est multipliée par 4 pour obtenir en milligrammes pour 100 centimètres cubes d’eau, la quantité d’acide sulfurique qui correspond à cette dernière. La solution décime normale de chlorure de baryum renferme 12gr,2 de chlorure de baryum sec pour 1 litre ;
1 centimètre cube de cette solution correspond à 4 milligrammes de SOL La solution décime normale de chromate de potasse, contient, pour 1 litre, 7gr,SG3 de chromate de potasse pur et autant d’ammoniaque pure qu’il est nécessaire pour ramener la couleur rouge de la solution à une coloration jaune franche : c’est donc un chromate neutre ammoniopotassique. »
D. Dosage des substances qui passent pour des signes de fermentation dans l’eau. — 11 s’agit de Y ammoniaque, des nitrites et nitrates, de Y acide carbonique et de Yoxyqène (celui-ci au point de vue de sa raréfaction).
Ammoniaque. — Cet élément étant en très faible quantité dans les eaux, on a dû recourir à un réactif très sensible. On possède aujourd’hui une préparation qui ne laisse rien à désirer sous ce rapport: le réactif de Nessler.
Le réactif de Nessler est un iodure mercuro-potassique. Pour le préparer, dissoudre 30 grammes d’iodure de potassium dans 50 centimètres cubes d’eau dislillée; ajouter une solution concentrée chaude de bichlorure de mercure jusqu’à ce que le précipité rouge d’iodure de mercure, qui se redissout d’abord au fur et à mesure en présence d’un excès d’iodure de potassium, finisse par persister, ce qui arrive quand on a dépensé 20 à 25 grammes de sublimé. On filtre; on ajoute une solution de 130 grammes d'hydrate de potasse dans 300 grammes d’eau; puis assez d’eau distillée pour faire 1 litre; enfin, encore 50 centimètres cubes de solution de sublimé. On décante après repos. La liqueur obtenue donne, en présence de la plus faible trace d’ammoniaque, un précipité rouge, un peu plus clair ou un peu plus brun, d’iodure mercuro-ammoniacal. S’il y a peu d’ammoniaque, il est simplement jaune.
Le réactif de Nessler peut servir à une expertise qualitative. On en ajoute 1 centimètre cube a 100 centimètres cubes de l’eau examinée, après avoir précipité les sels terreux de celle-ci par la soude et le carbonate de soude; cette eau étant placée dans un vase cylindrique long, reposant sur du papier blanc, on regarde de haut en bas, à la surface du liquide, pour juger de la coloration. Il reviendrait au même de distiller 200 centimètres cubes de 300 centimètres cubes de l’eau expertisée et d’agir sur ces deux premiers tiers passés à la distillation; toute l’ammoniaque s’y trouve.
Pour 1 analyse quantitative, il existe plusieurs procédés. Celui qui porte le nom de Frankland et Armstrong consiste à comparer un cylindre renfermant 100 centimètres cubes de l’eau en expertise, additionnée de 1 centimètre cube du réactif
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Nessler, avec une sérielle quatre cylindres identiques, munis chacun de 100 centimètres cubes d’eau distillée et additionnée de doses variant de 0ro,2 à2 centimètres cubes d’une solution ammoniacale de composition connue (d’ordinaire 0m&r,0o par centimètre cube). Tous les cylindres étant rangés sur une surface blanche, celui des quatre derniers auquel ressemble la coloration de l’eau expertisée indique la richesse ammoniacale de celle-ci.
Un autre procédé porte le nom de Fleck. Ritter s’en est servi en le modifiant légèrement. 11 le décrit de la façon suivante :
« Ajoutera un volume déterminé d’eau (dans un flacon bien bouché) du réactif de Nessler jusqu’à ce qu’il se forme un précipité brun; ce précipité se fasse facilement; l’addition du sulfate de magnésie, recommandée par Fleck, m’a paru inutile. Le précipité, séparé par décantation, est lavé à l’abri de l’air avec de l’eau distillée, dissous ensuite dans une solution d'hyposulfite de sodium (au 1/8), qui dissout le sel mercuriel. Ce dernier métal est dosé volumélriquement à l’aide d’une solution tirée d’un sulfure alcalin; on se sert comme réactif indicateur d’un papier à filtre sur lequel on applique une goutte de liquide; ce papier repose sur un papier plombique qui noircit dès que l’on a employé un excès de liqueur titrée. » Il est au moins aussi exact de doser l’ammoniaque par une liqueur alcalimétrique. On acidulé un demi-litre ou 1 litre d’eau avec quelques gouttes d’acide chlorhydrique pour fixer l’ammoniaque; on évapore à siccité pour se débarrasser de l’acide en excès, et l’on distille le résidu avec une lessive alcaline alcoolique. L'ammoniaque passe à la distillation. Il suffit de recevoir le produit de la distillation dans 20 centimètres cubes d’une solution acide normale (au 10e); une partie de l’acide est neutralisée par l’ammoniaque distillée, celle qui n’est pas neutralisée est dosée avec une solution alcaline normale (au 10e) ; il est facile de connaître la première par différence. C’est à peu près le procédé employé à Montsouris ; l’ammoniaque y est reçue dans une dilution titrée d’acide sulfurique, coloré par quelques gouttes de teinture de cochenille; lorsqu’il s’agit de mesurer par la liqueur alcaline titrée l’acide non neutralisé, la couleur jaune de la cochenille avec l’acide passe au rouge-violet dès qu’on a versé suffisamment de la solution alcaline pour parfaire la neutralisation.
Acide nitreux. Nitrites. — Le procédé de Trommsdorff, dont il va êlre question pour les azotates, peut servir au dosage des azotit.es ; ii suffit d’avoir une échelle de teintes, fournie par des liqueurs renfermant un poids connu d’azotite; on comparera à ces teintes la coloration donnée par l’eau en examen, après qu’elle aura été traitée par la solution normale (iodure de zinc, amidon, chlorure de zinc).
On emploie de préférence le procédé de Gries, Tiemann et Preusse, par le métadiamidobenzol ou métaphénylènediamine.
Il faut, pour l’application de ce procédé :
1° Une solution de 5 grammes de métadiamidobenzol dans 1 litre d'eau. On y ajoute un peu d’acide sulfurique étendu pour en assurer la conservation;
2° De l’acide sulfurique étendu ( I vol. d’acide pur et concentré, dans 2 vol. d’eau distillée) ;
3° Une solution de nitrate alcalin renfermant 0,01 de milligramme d’acide nitreux (Az'20;l) par centimètre cube. On l’obtient en dissolvant dans l’eau chaude 0gr,406 de nitrite d’argent pur, sec; puis, en ajoutant du chlorure de potassium ou de sodium jusqu’à ce qu’il ne se précipite plus de chlorure d’argent; enfin, en
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étendant la liqueur après refroidissement de manière à porter son volume a l litre. Lorsque le chlorure d’argent s’est entièrement déposé, on prend 100 centimètres cubes de la liqueur limpide, que l’on étend encore une fois jusqu au volume d’un litre ;
4° Des cylindres étroits de verre blanc, tels qu’en y versant 100 centimètres cubes d’eau, le niveau de celle-ci s’élève à une hauteur de 16 à IR centimètres; a ce point, l’on fait un trait ;
5° Des burettes et des pipettes.
Pour l’exécution, l’on verse 100 centimètres cubes de l’eau à essayer dans l’un dos cylindres de verre et l'on y ajoute 1 centimètre cube d’acide sulfurique dilué et 1 centimètre cube de la solution de métadiamidobonzol. Si, par l’agitation avec une baguette de verre, il se produit immédiatement une couleur rouge, c’est que l’eau est très riche en nitrites, et il faut recommencer l’épreuve en n’en prenant que 50 ou mème25 centimètres cubes. Dans trois des autres cylindres, on verse 0CO,3, lcc,4 et 2CC,5, de la solution renfermant le nitrite alcalin ; on remplit avec de l’eau distillée jusqu’à la marque fixe, puis on ajoute à chaque cylindre 1 centimètre cube d’acide sulfurique étendu et 1 centimètre cube de méladiamidobenzol. On compare la coloration qui s’est produite dans le premier cylindre avec celle des autres, servant d’échelle. Si les trois cylindres étalons ne suffisent pas, on en cherche d’intermédiaires. La coloration définitive ne se produit qu’en 20 ou 25 minutes.
Elle est due à la transformation de la métapliénylènediamine dans l’eau qui contient de l’acide nitreux, acidulée par l’acide sulfurique, en triamidoazobenzol, qui communique à l’eau une couleur jaune ou jaune-rouge.
Acide nitrique. Nitrates. — Les procédés de dosage sont extrêmement nombreux. Les uns appartiennent à la grande technique chimique et comportent la réduction de l’acide azotique par un corps réducteur, pour doser ensuite, soit la quantité du corps oxydé par l’acide, soit ce qui en a échappé à l’oxydation, soit enfin les produits de la réduction, acide nitreux, azote, oxyde d’azote, ammoniaque ; d’autres, plus à la portée de l’hygiène pratique, reposent sur les changements de coloration que l’acide azotique produit sur la brucine, l’acide pyrogallique, V indigo, le sulfate d’aniline , la diphény lamine, l’acide phénylsulf urique.
Wollfhügel décrit les trois réactions suivantes, qui ne sont que des expertises qualitatives :
Avec la brucine, déposer sur une soucoupe blanche, au moyen d’une baguette de \erre, quelques gouttes de l’eau à essayer et 2 gouttes d’une solution de brucine (1 sur 800); faire arriver, goutte à goutte, sur le mélange, de l’acide sulfurique concentré. Si la proportion d’acide azotique dans l’eau est élevée, il se produit une coloration rose clair à la première goutte. Si elle ne se produit pas à la cinquième goutte, c est qu il y a moins de 20 à 30 milligrammes d’acide azotique par litre. On peut alors taire évaporer 1 centimètre cube de l’eau d’essai et traiter directement le lésidu parla brucine et l’acide sulfurique. Comme cette réaction se produit aussi par 1 acide azoteux, il faut s’ètre assuré, au préalable, par le métadiamidobenzol, que l’eau expertisée ne renferme pas de nitrites.
Avec 1 iodure de zinc amidonné. On ajoute, dans un cylindre de verre, à 30 centimètres cubes d eau acidifiée par l’acide sulfurique concentré, un fragment de zinc pur et une dissolution d’iodure de zinc amidonné. L’hydrogène qui se dégage ra-
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mène l’acide azotique à I V-l.al, d’acide azoteux. Celui-ci mol de l’iode en liberté el., par suite, provoque la coloration bleue de l’iodure d’amidon. Si l’on a, préalablement, fait la même opération sans l’intervention du zinc métallique, la présence des nitrites se révèle, dans le cas où il y en aurait; c’est là le procédé de Trommsdorffpour la recherche des nitrites, dont il était question tout à l’heure.
La diaphénylaminc pure, en présence d’un excès d’acide sulfurique concentré, trahit par une coloration bleue lapins faible proportion d’acide azotique dans l’eau. On n’emploie qu’une goutte de celle-ci, après s’ètre assuré qu’elle ne contient pas de fer.
Au point de vue de l’analyse quantitative, nous avons décrit, comme il suit, dans notre article Eau du Dictionnaire encyclopédique, et d’après Wolffhügel, les méthodes dites de Marx-TrommsdorfT et de Schulze-Tiemann, généralement adoptées; la dernière, selon L. Spiegel, donne les résultats les plus exacts.
«1. Par la méthode de Marx-TrommsdorfT, le bleu d’indigo est oxydé et par suite décoloré dans une eau renfermant des nitrates, qu’on porte rapidement à la température de 120 degrés, après addition d’acide sulfurique concentré. Si l’on a préalablement une solution d’indigo dont on connaît l’action sur une dissolution de nitrate d’une proportion déterminée, on pourra calculer la richesse d’une eau en nitrates d’après la quantité d’indigo qu’il faudra. ajouter à un volume déterminé de cette eau, pour arriver au point on elle ne fait plus disparaître la couleur bleue. Toutefois, comme l’oxydation de l’indigo n’est pas une décoloration immédiate, mais un passage au jaune brunâtre, qu’une faible quantité de nitrates peut déjà produire, il est bon d’agir parfois sur une eau étendue d’eau distillée. La présence des chlorures favorise la réaction; aussi, ajoute-t-on, au besoin, du chlorure de sodium. Au contraire, les matières facilement oxydables en présence de l’acide sulfurique concentré réduisent aussi les nitrates et faussent les résultats en diminuant la quantité de solution d’indigo employée : il est bon, en conséquence, lorsqu’il y a lieu, de commencer par oxyder les matières organiques à l’aide du caméléon.
Pour préparer la solution d’indigo, on mêle peu à peu 1 partie d’indigotine pure à 6 parties d’acide sulfurique fumant, en évitant que la température s’élève d’une façon excessive; après repos, on verse la liqueur dans 40 fois son volume d’eau distillée; on filtre et on étend la solution jusqu’à ce qu’elle devienne transparente avec une épaisseur de 12 à 15 millimètres. On la titre ensuite à l'aide d’une dissolution de nitrate de potasse (ier,871 de sel pour 1 litre d’eau ; 1 centimètre cube renferme un milligramme de AzOc). On mêle 1 centimètre cube de celle-ci, dans un matras, à 25 centimètres cubes d’eau distillée et à 1 centimètre cube d’une dissolution de sel marin à 1 pour 100; on ajoute rapidement 50 centimètres cubes d’acide sulfurique concentré pur. Le mélange s’échauffe assez pour qu’il soit superflu de le porter sur le feu. On fait ensuite, en agitant le ballon, couler la solution d'indigo avec une burette, sans arrêt inutile, jusqu’à ce que le mélange prenne une coloration bleu-verdàtre. On recommence aussitôt l’expérience, mais cette fois en faisant arriver, d’un seul jet dans la liqueur une quantité de solution d’indigo égale à celle qui vient d’être employée. Le plus souvent, par le simple fait d’une manipulation plus rapide, celle quantité ne suffit pas à donner la teinte bleu-verdàtre, et il est nécessaire d’ajouter encore un peu de la solution. De ce dernier résultat on calcule la richesse de la solution d’indigo; on l’étend, s’il est nécessaire; G à 8 centimètres cubes de' cette solution doivent répondre à 1 milligramme d’acide azotique. Il est bon de répéter les essais en augmentant la proportion de nitrate de potasse; 2 centimètres cubes de
générale.'
EXPERTISE RE h EAU.
solution nitrée avec 22 centimètres cubes (l'oau ; R centimètres cubes avec 21 d'eau, etc., de façon à nécessiter des quantités doubles, triples, d indigo.
Une l'ois obtenue la solution titrée d'indigo, on opère avec 1 eau a essayer 25 centimètres cubes) et l’acide sulfurique (50 centimètres cubes), comme on le faisait tout à l'heure avec l’eau artificiellement nitrée. Il faut avoir soin d agir dans les mêmes conditions de température, de rapidité, de réactifs, que précédemment ; il convient aussi de faire plusieurs essais dans la même séance.
Exemple. Le titre de la solution d’indigo est tel que 0 centimètres cubes de la liqueur correspondent à 1 milligramme AzO5.
On a consommé, pour 25 centimètres cubes d’eau, 14e0, 1 de solution d’indigo; on consommerait pour 1000 centimètres cubes 504 centimètres cubes. D’où
ir
y. Et æ=r94 milligrammes AzO5 par litre.
La méthode comporte des erreurs variant entre 5 et 15 p. 100 des nitrates réellement contenus dans l’eau.
2. Le procédé Schulze-Tiemann a pour but de doser l’acide azotique dans l’eau qui en renferme assez peu pour que les erreurs dont le précédent est susceptible prennent des proportions relativement considérables. En d’autres termes, il s'applique aux eaux peu riches en nitrates. Aussi faut-il, avant d’y recourir, constater d’abord par la méthode de Marx-Trommsdorff que 25 centimètres cubes de l’eau en expertise renferment moins de lmsr,5 d’acide azotique. D’ailleurs le procédé de Schulze, modifié par Tiemann, repose sur ce principe, que l’acide azotique, sous l’influence du chlorure de fer et de l’acide chlorhydrique, se transforme en oxyde d’azote. On fait passer ce gaz à travers une lessive de soude, on le recueille dans un tube à mesurer les gaz, long et étroit, et l'on en lit le volume selon les règles ordinaires; 1 centimètre cube de AzO, ramené à 0 degré et sous 760 millimètres de pression, correspond à 2msr,418 de AzOS. L’outillage et les opérations que nécessite ce procédé dépassent un peu les ressources ordinaires des hygiénistes; aussi nous bornons-nous à en indiquer la substance, plutôt pour le faire connaître aux lecteurs que pour leur donner un moyen qu’ils puissent utiliser eux-mêmes, sans l’assistance d’un chimiste de profession.
La méthode par laquelle Albert Lévy, à Montsouris, dose d’un seul coup l’azote des nitrites et des nitrates, azote nitrique, suppose également un laboratoire: on fait évaporer 200 centimèbres cubes d’eau préalablement rendue alcaline; on brûle les matières organiques du résidu par le permanganate de potasse, on reprend par l’eau distillée et l’on distille de nouveau; l’eau acide provenant de la distillation est filtrée, puis traitée par le sulfate ammoniacal de fer et 10 centimètres cubes d'un mélange de 4 parties d’acide chlorhydrique pur, 2 parties d’acide sulfurique et 4 parties d’eau distillée. On chauffe à l’ébullition dans un courant d acide carbonique. L’acide azotique est décomposé par l’acide chlorhydrique; du bioxyde d’azote se dégage; l’oxygène enlevé à l’acide azotique se porte sur le sel de protoxyde de fer et le transforme partiellement en sel de sesquioxyde. On dose le sulfate de protoxyde restant par le permanganate. Connaissant à l’avance le titre du sulfate de fer employé, on déduit par différence le poids d’oxygène enlevé a 1 acide nitrique et, par suite, le poids de ce dernier (54 d’acide azotique fournissent 24 (l’oxygène). »
Acide carbonique. — L’acide carbonique existe dans l’eau sous trois formes ; à 1 état libre; en combinaison avec les bases alcalines ou alcalinoterreuses; enfin à l’état de bicarbonates, qui renferment des poids égaux
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d’acide fixe et d’acide facilement séparable. D’où la nécessité d’opérations multiples pour son dosage.
a. Pour connaître l 'acide total , on précipite par la chaux ou la baryte caustique. Ce précipité, séparé par filtration, est traité par l’acide chlorhydrique, au moyen d’un appareil permettant d’absorber l'acide carbonique qui se dégage dans un récipient pesé avant et après.
b. l'acide fixe se détermine en titrant l’eau d’essai avec un acide « normal », que l’on ajoute goutte à goutte jusqu’à ce que la coloration rouge du papier de tournesol indique que l’on vient de verser une goutte (d’acide sulfurique) de trop. — Si l’eau renfermait de l’acide carbonique libre, elle contenait aussi des bicarbonates; pour connaître l’acide carbonique de ceux-ci, il n’y a qu'à doubler la quantité de l’acide fixe.
Le procédé qui consiste à retrancher la dureté temporaire de la dureté totale , pour obtenir la proportion d’acide carbonique fixe, est infidèle.
c. L'acide libre n’est évidemment que la différence entre GO2 total et deux fois l'acide fixe. On peut l’évaluer directement par l'acide rosoliqüe qui, en présence de CO2 libre, ne subit pas de changements, tandis que les carbonates doubles ont la réaction alcaline et rougissent cet acide. Il suffit d’ajouter à 100 centimètres cubes d’eau de l’acide rosoliqüe, puis de verser lentement l’eau de baryte titrée; dès que la coloration rouge apparaît, c’est qu’il n’y a plus de CO2 libre. On en calcule la quantité par celle de l’eau de baryte qu’il a fallu employer.
La méthode de Pettenkofer permet de doser à la fois CO2 libre et la portion séparable des bicarbonates. Elle consiste à convertir GO2 libre ou séparable de l’eau expertisée en carbonate de baryte, au moyen d’une solution de baryte titrée par l’acide oxalique. La solution d’acide oxalique est telle que 1 centimètre cube de cette solution neutralise exactement autant d'eau de baryte que 1 milligramme de CO2. Il faut, au préalable, ajouter à l'eau d’expertise du chlorure de baryum pour transformer les carbonates alcalins en chlorures alcalins et en carbonate de baryte, et du chlorhydrate d’ammoniaque pour empêcher la décomposition des combinaisons magnésiennes . L’acide rosoliqüe sert encore ici d'indicateur coloré du moment où il n’y a plus d’acide carbonique libre dans l’eau en expertise. Voici d’ailleurs comme on procède.
Les réactifs sont : une solution de 2sp,8636 d'acide oxalique cristallisé, sec, dans 1 litre d’eau distillée; — une solution de baryte dont 45 centimètres cubes neutralisent 40 à 30 centimètres cubes de celle d’acide oxalique; — une solution d’acide rosoliqüe, à raison de 1 partie pour 500 d’alcool à 80 degrés, comme indicateur; — une solution de 30 centimètres cubes de solution neutre et saturée de chlorure de baryum et de 20 centimètres cubes de solution concentrée de chlorhydrate d’amoniaque pour 1 litre.
Dans un flacon d’un quart de litre, fermant avec un bouchon de verre ou de caoutchouc, 100 centimètres cubes de l’eau à expertiser sont additionnés de 5 centimètres cubes de la solution de chlorure de baryum et de sel ammoniac, puis de 43 centimètres cubes d’eau de baryte titrée par l’acide oxalique, avec l'acide rosolique comme indicateur. Le flacon, bouché, est abandonné au repos jusqu’à ce que le précipité se forme, avec un aspect cristallin, et tombe au fond; ce qui dure environ douze heures. A ce moment, l'on reprend avec précaution, à l’aide d'une pipette, les 150 centimètres cubes de liquide par portion de 50 centimètres cubes, que l’on titre à nouveau.
Exemple : le titre rie l’eau de baryte était de 43cc,0 d’acide oxalique équivalant à
générale.] EXFEHT1SE UE L’EAU.
43“5r,9 d’acide carbonique. Le titre du liquide après les opérations est encore île 23cc,4 ; la différence est de 20CO,3, c'est-à-dire que 20m8r,3 d’acide carbonique ont remplacé autant de centimètres cubes d’acide oxalique dans l’expérience. L’eau d’expertise renferme donc 20m«r,5 de CO2 pour 100 centimètres cubes, ou 20.’i milligrammes par litre.
Oxygène. — L’oxygène de l’eau se dose, soit par le procédé volumétrique de Rcichardt, modifié par Tiemann el Preusse, soit à l’aide de la méthode de Schützenberger, Risler et A. Gérardin, qui est colorimétrique.
Par la méthode volumétrique, les gaz dissous sont expulsés, par la chaleur, d’un volume d’eau déterminé, traversent une lessive de soude, qui retient l’acide carbonique, pour se rendre dans un gazomèti’e et, de là, dans l’eudiomètre, où l’on mesure les gaz selon la règle ordinaire.
Le procédé Schützenberger repose sur la propriété que possède l’hydrosulfile de soude de ramener au jaune clair le sulfindigotate de soude, que la présence de l’oxygène dans l’eau a fait passer du blanc au bleu. Les chimistes l’exécutent dans des conditions un peu exceptionnelles pour l’hygiène. Nous nous bornerons à reproduire, d’après A. Gérardin, la façon de titrer l’hydrosulflte de soude par la solution de sulfate de cuivre ammoniacal et de l’utiliser au dosage de l’oxygène de l’eau.
« Une demi-heure avant le dosage, on remplit aux trois quarts avec de l’eau ordinaire un flacon de 60 à 100 grammes contenant une spirale formée avec une feuille de zinc et quelques morceaux de grenaille de zinc. On ajoute 10 centimètres cubes d’une solution de bisulfite de soude à 20 degrés Baumé. On achève de remplir avec de l’eau et l’on bouche avec un bouchon de caoutchouc; on agite plusieurs fois. Au bout de vingt-cinq minutes, le réactif est prêt.
« D’une part, on verse dans une petite éprouvette 20 centimètres cubes d’une solution de sulfate de cuivre (fortement ammoniacale) que l’on recouvre d’une couche d’huile. D’autre part, dans un bocal à large ouverture, on introduit 1 litre d’eau à essayer, et l’on couvre également d’une couche d’huile, après avoir teinté en bleu très clair, au moyen de quelques gouttes de dissolution de bleu Coupier. On puise l’hydrosullite dans une pipette de 30 à 60 centimètres cubes, divisée en ilixièmes. On laisse couler peu à peu le réactif dans le sulfate de cuivre ammoniacal, en agitant légèrement avec une baguette jusqu’à décoloration. On a soin de maintenir le bout inférieur de la pipette au-dessous de la couche d’huile pendant ces deux opérations.
« Supposons que 1 on ait employé pour décolorer les 20 centimètres cubes de sulfate de cuivre ammoniacal 17cc,3 d’hydrosulfite. Nous savons que ces 20 centimètres cubes correspondent à 2 centimètres cubes d’oxygène (au point de vue du I action sur 1 hydrosulfite). Si, d’autre part, le litre d’eau a exigé 36°°, 4, on posera
la proportion
— 4CC, 1 6 d’oxygène dissous dans
1 litre
d’eau.
« Il reste une petite correction relative à l’hydrosulfite nécessaire pour décolorer le bleu employé. Mais cette dose peut se déterminer très approximativement une fois pour toutes. »
A. Gérardin attache une extrême importance à la détermination du titre oxyméirique des eaux. Il a soumis à celte épreuve l’eau de la Seine, à diverses époques, et les eaux de Versailles en 1880, avec Gavin et Rémilly.
UE L’EAU
[Hygiène
Cependant, comme il le reconnaît, le titre oxyrnétrique de l’eau est très instable et incessamment modifié par l’action de l’air, de la lumière, de la température, de la végétation. On utilise peu cette notion dans l’appréciation des eaux potables, et Vallin a mis en doute, avec raison, que ce soit là une bonne mesure de leur qualité.
Il ne serait pas excessif d’étendre ces considérations aux autres témoins de la putréfaction antérieure dans l’eau. Tout d’abord, les éléments minéraux dus à des phénomènes de transformation, l’ammoniaque, les azotites et azotates, l’acide carbonique, ne sont pas habituellement dans l’eau à des doses inquiétantes. Mieux vaut avoir affaire à la putréfaction finie qu’à la putréfaction en cours; et c’est le premier cas que prouvent surtout ces substances. En outre, il n’est pas impossible que ces substances ellesmêmes ne soient point issues de la putréfaction, mais viennent simplement de l’atmosphère (ammoniaque) et du sol (CO2, azotites, azotates). Enfin, les putréfactions ne se ressemblent pas ; celle des matières végétales donne plus d’acide carbonique, celle des matières animales plus d’azote (Fliigge). L’ammoniaque et les nitrates se forment souvent, sur une certaine étendue et pendant un temps durable, dans l’eau qui chemine par des conduites en fer neuf (W. Gunning, d’Amsterdam). La rouille du fer, au contact de l’eau, donne lieu à la formation et à la décomposition alternantes du nitrate d’ammoniaque. Les sols poreux laissent plus aisément pénétrer l’ox}rgène dans leur intimité, et l’ammoniaque, l’acide carbonique, se diffuser dans l’atmosphère. A souillure égale, ils fourniront peut-être une eau souterraine qui aura l’air d’être plus pure que celle de sols plus compactes. Les conclusions classiques, tirées de la présence dans l’eau des éléments en question, sont donc susceptibles de réserves.
E. Dosage des matières organiques. — Nous avons indiqué, au début de ce paragraphe (page 209), le mode d’évaluation de ces matières en bloc parla perte au rouge (Glühverlust) que subit le poids du résidu üxe, obtenu par évaporation et calciné. Ce procédé est très infidèle. La température de la calcination expulse l’acide carbonique des matières minérales; cet acide se trouve donc, à la prochaine pesée, compris dans la perte au rouge, c’est-à-dire confondu dans le poids des matières organiques. On cherche à restituer l’acide carbonique aux cendres en les lavant, après la calcination et le refroidissement, avec une eau chargée de ce gaz ou avec une solution de carbonate d’ammoniaque. On chauffe de nouveau pour chasser l’excès d’acide. Mais cet artifice ne remédie pas à la décomposition possible du chlorure de magnésium, à la volatilisation des chlorures alcalins, à la décomposition des nitrites et nitrates, due à la présence même des matières organiques.
Pour pouvoir apprécier d'une façon uniforme et sans difficulté le résidu total, Finkelnburg et ililler ont construit des aréomètres très délicats (Hydromètres ■, pour la température de ld degrés.
La richesse en matière organique pourrait encore être reconnue par la méthode de Flügge, qui n’est guère que qualitative. Après une calcination rapide et égale, le résidu est blanc, légèrement bran, noirci par places, ou entièrement noir et ré-
générale. | EXUEHTISE UE L’EAU.
dants de souillure organique.
Le professeur \V. Gunning emploie une solution de chlorure de fer, exempte d'acide et renfermant 5 milligrammes de fer par litre. Ajoutée a de l’eau qui contient île l’azote sous toute autre forme que celle d’ammoniaque, de nitrite ou de nitrate, cette solution détermine une coloration rouge due à l’hydroxydede 1er, qui ne tarde pas à se rassembler au fond du vase, pour peu qu’il y ait des traces de sulfates en présence (c’est, dans l’occasion, un moyen d’épuration de l’eau). On peut filtrer et peser cet hydroxyde.
La détermination de la proportion de matières organiques dans l’eau se fait, le plus communément, à l’aide de l’une des deux méthodes suivantes : 1° celle de Frankland, qui convertit par combustion en azote et en acide carbonique toutes les matières albuminoïdes et carbonées de l’eau, de façon à pouvoir doser ensuite CO2 et l’azote séparément ; 2° celle de Wanklyn, par laquelle on transforme en ammoniaque, au moyen du permanganate de potasse {caméléon), tout l’azote des matières organiques ; on évalue ensuite l’ammoniaque par le réactif de Nessler, ou bien l’on se borne à calculer l’oxygène emprunté au permanganate pour oxyder la matière organique. *
L’une et l’autre ont été l’objet de justes critiques. La méthode de Frankland a dû subir quelques modifications (Dupré et Hake, Dittmar et Robinson) pour plus de simplicité. Les rapports de l’azote des matières organiques de l’eau au carbone varient entre 1 p. 12 et 1 p. 2; l’oxydation (Frankland) fait plus rapidement disparaître le carbone dans les matières végétales et l’azote dans les matières animales. Quant au dosage de l’ammoniaque albuminoïde ou de l’oxygène consommé du permanganate, personne ne le regarde autrement que comme un moyen d’apprécier la qualité relative de l’eau; ce n’est pas une analyse. Toute substance facilement oxydable consomme du permanganate, l’oxydule de fer, les nitrites, les sulfures. El quant aux matières organiques, elle sont loin d’emprunter toutes la même part d’oxygène au caméléon. L’acide tartrique y prend les 4/o de l’oxygène nécessaire à son oxydation parfaite; mais le sucre, le phénol, n’en prennent que la moitié; la tyrosine un tiers; l’asparagine 1/9; laleucine 1/10; l’acide benzoïque 1/40. L’urée n’en enlève pas au permanganate alcalin, non plus que les amides, et, selon la remarque de G. Pouchet, il faut recourir à la solution acide de ce sel pour remarquer la prédominance dans l’eau de ces substances, dont la signification a plus de valeur que celle de la plupart des autres. Naguère, à Londres (Cory), on a constaté que les analyses de Frankland et de Wanklyn, faites au même moment sur les mêmes eaux, ne concordaient point, quoique étant généralement de même sens, et qu’à souillure égale, l’ammoniaque albuminoïde était trouvée plus abondante dans une eau contenant des selles d individus sains que dans une autre infectée de selles typhoïdes. Au fond, ce résultat n’a rien qui doive surprendre.
1 . Carbone et azote organiques (méthode de Frankland et Armstrong). — On
L)E L’EAU
[ Hygiène
commence pur se débarrasser de 1 acide carbonique, dissous ou combiné, puis des acides nitreux et nitrique, qui pourraient exercer sur la substance organique un effet d’oxydation, en faisant bouillir 1/2 litre ou 1 litre de l’eau à expertiser, pendant deux ou trois minutes, avec l’acide sulfureux et quelques gouttes d'une solution de cliorure de fer, en présence de laquelle les nitrates sont entièrement décomposés par l'acide sulfureux. Pendant que l’eau bout, on verse encore une petite quantité de sulfi Le de soude pour retenir l’acide sulfurique qui peut se tonner. Quanti toute l’eau est évaporée, on broie le résidu dans une capsule de verre avec du chromate de plomb. Le mélange est introduit dans un tube à combustion, que l’on achève de remplir avec l’oxyde de cuivre; on en ferme l'orifice extérieur avec de la tournure du même métal ; on y fait le vide par la pompe à mercure; enfin on le chauffe peu à peu. Quand la combustion est terminée, les gaz, extraits par la pompe, sont introduits dans l’eudiomètre. Ces gaz sont l’acide carbonique, l’azote, l’oxyde d’azote. Le premier est absorbé par la potasse; la diminution de volume qui s’ensuit donne sa mesure. L'oxyde d’azote, par l'introduction d’oxygène en excès, est converti en acide hypoazotique que l'on absorbe encore et que l’on mesure par la potasse. Enfin le reste est oxydé par l'acide pyrogallique et dosé comme azote. Si l’on a d’abord chassé l’ammoniaque de l’eau, les chiffres obtenus représentent le carbone et l’azote organiques. Ce que l’on connaît le mieux par cette méthode, c’est le rapport du premier avec le second; la grande prédominance du carbone correspond à des matières végétales; celle de l’azote à des matières d’origine animale.
2. Ammoniaque albuminoïde. — Ce procédé (Wanklyn, Chapman et Smith) dose l'ammoniaque obtenue des matières organiques par l’action de la solution alcaline de permanganate de potasse (200 grammes d’hydrate de potasse et 8 grammes de permanganate pour 1 litre). Il faut d’abord avoir dosé à part l’ammoniaque libre.
Pour l’application, on se sert d’une cornue dont le col est à double courbure et s’engage dans un tube réfrigérant. On introduit dans cette cornue 500 centimètres cubes de l’eau à expertiser, additionnés de 3 centimètres cubes d’une solution de carbonate de soude (1 vol. sur 2); on distille rapidement environ 300 centimètres cubes qui sont répartis en trois échantillons séparés et successifs de 100 centimètres cubes chacun. On y dose l’ammoniaque libre, à l’aide du réactif de Nessler ; d’ordinaire le troisième échantillon n’en renferme plus.
A ce moment, on retire le feu et l’on verse dans la cornue 50 centimètres cubes de la solution de permanganate. On distille de nouveau deux portions successives de 100 centimètres cubes chacune, que l’on soumet encore à l’épreuve colorimétrique. Dans la pensée de Wanklyn et Chapman, la transformation des matières organiques par le permanganate donnait les deux tiers de l'azote albuminoïde. Tiemann et Preusse ont montré que cette estimation peut souvent se trouver
exagérée.
Il est admis que le poids obtenu d’ammoniaque albuminoïde multiplié par 10 représente la quantité de matière organique azotée.
A ce point de vue, Wanklyn a classé les eaux de la façon suivante (Roques) :
Première dusse. — Eaux d’une très grande pureté. Elles renferment moins de 0mgr,05 d’ammoniaque albuminoïde.
Deuxième dusse. — La plupart des eaux potables, renfermant de 0mgr,0o à 0mgr, 10 d’ammoniaque albuminoïde; on peut considérer ces eaux comme exemptes de matières organiques putrescibles.
Troisième classe. — Eaux impures, contenant plus de 0mRr, 10 d’ammoniaque albuminoïde. La situation est plus grave, s’il y a en même temps une notable
générale.]
EXPERTISE DE L’EAU
proportion d’ammoniaque libre et de chlorures, parce qu’alors les matières organiques sont vraisemblablement de provenance animale.
3. Dosage de l’oxygène pris au permanganate. — « Le permanganate de potasse, KMnO1, est un sel rouge-violet dans lequel l’acide permanganique cède aisément son oxygène à d’autres corps ayant de l’affinité pour ce gaz, par conséquent réducteurs. Par la perte d’oxygène, l'acide permanganique repasse à l’état d’oxyde de manganèse et même d’oxydule, en présence des acides sulfhydrique et chlorhydrique. Or le sulfate d’oxydule et le chlorure de manganèse sont incolores : la décoloration du sel rouge-violet est donc le signe que la réaction s’est accomplie. Il est facile de calculer l’oxygène consommé d’après la quantité de permanganate décoloré, et si cette réduction a été opérée par des matières organiques, cette quantité d’oxygène est un dosage indirect de leur proportion dans l’eau. »
On fait, par exemple, une solution de 4 grammes de permanganate dans 1 litre d’eau pure. Un centimètre cube de cette solution peut céder i milligramme d’oxygène. Pour faire un essai (Roques), on prend 500 à 1000 centimètres cubes d’eau, qu’on additionne de 50 à 100 centimètres cubes d’acide sulfurique pur ; puis, la température étant maintenue de 80 à 90°, on verse goutte à goutte la liqueur de caméléon. Lorsque celui-ci se décolore d’emblée, c’est qu’il reste des matières oxydables; on continue à verser jusqu’à ce que l’eau prenne une teinte rosée persistant pendant quelque temps.
En réalité, la réaction est loin d’être complète, et l’on n’a pas, de cette façon, l’indication exacte de ce qu’il faut d'oxygène pour oxyder les matières organiques, non plus, par conséquent, que de ces matières elles-mêmes. Aussi, se contentet-on souvent de noter simplement la quantité de permanganate qui a été employée. D’autres la multiplient, pour exprimer les matières organiques, par un coefficient qui varie de 2 à 5.
Dans le but d’approcher davantage de la vérité et d’opérer d’une façon plus sûre, les savants ont modifié de diverses façons le procédé primitif. Nous décrirons quelques-unes de ces manières d’employer le permanganate.
a. La suivante est recommandée par Roques. « Un litre d’eau est additionné de 10 centimètres cubes de soude caustique à 10 p. 100, et de 10 centimètres cubes exactement mesurés d’une solution de permanganate de potasse renfermant 3gr,9o de ce sel cristallisé par litre. On chauffe le mélange jusqu’à ébullition, et l’on maintient cette dernière pendant environ une heure. Au bout de ce temps, on laisse refroidir jusqu’à environ 25 à 30° C, et l’on ajoute avec précaution 50 centimètres cubes d’acide sulfurique concentré et pur; le liquide échauffé, on ajoute
exactement 10 centimètres cubes d’une solution d’acide oxalique renfermant 7gr, 875 d’acide oxalique par litre et correspondant volume à volume à la liqueur de caméléon. Après quelques instants d’agitation, la liqueur devient parfaitement limpide. Cette dernière étant maintenue à la température d’environ 6°, on ajoute goutte à goutte du permanganate placé dans une burette, jusqu’à ce que l’on obtienne une teinte rose persistant pendant quelques minutes. Grâce à la concentration du permanganate, il n’y a pas d’hésitation pour reconnaître la fin de l’opération.
Si Ion veut obtenir un résultat plus sûr, on pourra agir par comparaison, en faisant 1 essai précédent sur de l’eau distillée, en même temps et dans les mêmes conditions que sur l’eau à essayer.
Quand on a opéré comme nous l’avons indiqué sur un litre d’eau, on obtient directement, en lisant sur la burette le nombre de centimètres cubes, la quantité d oxygène exprimée en milligrammes. Ainsi, lorsqu’il faut employer 2C0,6 de solution de permanganate, on conclut de l’essai que l’eau exige 2mKr,G d’oxygène par
Arnould, Hygiène, 2» édit.
DE L’EAU
litre pour brûler toutes les matières organiques. On peut exprimer le résultat en permanganate de potasse, en multipliant le nombre de centimètres cubes par 38r,95, ou en acide oxalique, en multipliant par 7,875. »
Il n’aura point échappé que ces chiffres, 3,95 et 7,875, sont bizarres et rendent difficiles les pesées exactes. Il y a moyen de tourner cette difficulté sans cesser de procéder très rigoureusement. Nous reproduisons ci-après une manière de préparer la solution de permanganate et la façon de s’en servir qui porte le nom de méthode de Kubel. Ces détails sont repris à notre article eau du Dict. encyclop. des sciences médicales.
« On dissout approximativement 0er,3 de permanganate de potasse dans 1 litre d’eau, et l’on titre cette solution à l’aide d’une autre substance qu’il est facile d’avoir pure et de peser, en même temps qu’elle s’oxyde entièrement par le permanganate : c’est la solution d’acide oxalique C204H2 -+- 2H20, dont l’équivalent est 126. Chaque molécule d’acide oxalique exige pour son oxydation complète 1 atome d’oxygène = 16 en poids (résultat : CO2 et eau). La quantité d’oxygène
employée à oxyder l’acide oxalique est donc représentée parle rapport-^-. —
D’autre part, l’oxygène abandonné par le caméléon réduit s’exprime de la façon suivante : KMnO4 a pour équivalent 158 (K = 39; Mn = 55 ; 40 = 64); la décomposition est représentée par la formule : 2KMn04 -f- 3H2S04 = 2MnS04 -)- K2S04 -j- 3H20 -f- 50, c’est-à-dire que 2 molécules de caméléon fournissent 5 atomes d’oxygène, ou 316 en poids de caméléon 80 d’oxygène qui, à raison de 16 pour 126, oxyderont 630 d’acide oxalique (en poids).
Si l’on prend ce chiflre pour équivalent et que l’on dissolve 8sr,63 d’acide oxalique cristallisé dans 1 litre d’eau distillée très pure, on aura la solution normale ou à 1/100 d’acide oxalique. C’est avec celle-ci que l’on titre la solution de permanganate faite approximativement avec0sr,3 par litre. Pour cela, 100 centimètres cubes d’eau distillée sont additionnés de 5 centimètres cubes d’acide sulfurique étendu (3 volumes d’eau pour 1 volume d’acide) et portés à l’ébullition. On y verse, à l’aide d’une burette, 3 à 4 centimètres cubes de la solution de caméléon; on fait bouillir pendant cinq à dix minutes, puis, après avoir éloigné le ballon de la flamme, on y introduit par une pipette 10 centimètres cubes de la solution d’acide oxalique. Il se produit immédiatement une décoloration; on ajoute alors, avec précaution et goutte à goutte, de la solution de permanganate jusqu’à ce qu’il apparaisse une coloration rouge, légère, mais persistante. A ce moment, on a usé exactement autant de permanganate qu’en exigent 10 centimètres cubes de la solution oxalique. Or, ces 10 centimètres cubes renfermaient 6msr,3 : il y a donc, d’après le calcul indiqué plus haut, 0ffr,8 d’oxygène ou 3msr,16 de permanganate de potasse dans les centimètres cubes employés de la solution de caméléon. Il est facile d’en déduire ce qu’il y a d’oxygène par 1 ou par 100 centimètres cubes de ce qui reste de la solution. Elle est, dès lors, titrée.
La méthode la plus employée, pour appliquer ces réactifs au dosage de l’oxygène brûlé par les matières organiques, est celle de Kubel, qui vient précisément d’être décrite pour le titrage delà solution de caméléon. Seulement l’eau distillée est remplacée par 10 centimètres cubes de l’eau à expertiser, la solution de permanganate est liLrée exactement d’avance, et il faut en mettre assez au début pour que la coloration rouge soit intense et persiste pendant l’ébullition. Lorsque la réaction est finie, il n’y a qu’à déduire des centimètres cubes de permanganate total employé la quantité qu’en a usée l’acide oxalique; la différence est le chiffre de la solution de caméléon correspondant aux matières organiques. Pour con-
générale.]
EXPERTISE DE L’EAU
naître l'oxygène ou le permanganate dépensé, WolfThügel propose la formule suivante :
et KMnO*;
dans laquelle n est laquantité de solution correspondant aux matières organiques, t celle qui a été consommée par l’acide oxalique.
Supposons que l’on ait dépensé en tout 1 0°°,G de solution.
Pour l’acide oxalique soûl 0cr,8 —
Il restera pour les matières organiques. 3CC,8 de solution.
Et O — ' ’’ ■ '■ 1 = 0msr,447 pour 100 centimètres cubes ou 4m8r,47 d’oxygène
par litre de l’eau expertisée.
Si la solution de permanganate est titrée exactement, on sait ce qu’elle renferme d’oxygène par centimètre cube : il est donc encore plus facile d’arriver à savoir ce qu’en ont usé les matières organiques. Soit 15 centimètres cubes la quantité de solution manganique consommée par 10 centimètres cubes d’acide
oxalique : chaque centimètre cube de cette solution fournit donc -^7 milligr.
d’oxygène. Si l’on en a usé x centimètres cubes pour les matières organiques,
l’oxygène consommé par celles-ci est = ’ — (Flügge). »
Il serait sans doute superflu de décrire encore la méthode de Schulze, qui alcalinise le liquide à expertiser au lieu de l’acidifier; celle dite d’Harcourt-Tidy, suivant laquelle, après avoir laissé au repos, au lieu de la faire bouillir, l’eau traitée par la solution de caméléon, on mesure, au moyen de l’iodure de potassium, le permanganate non réduit.
Mais nous ne saurions passer sous silence le procédé d’Albert Lévy (Montsouris), adopté par le comité consultatif d’hygiène publique de France et exposé par G. Pouchet dans les termes qui suivent :
« On introduit dans un ballon 100 à 200 centimètres cubes de l’eau à examiner. On y verse, pour chaque fraction de 100 centimètres cubes d’eau, 3 centimètres cubes d’une solution au dixième de bicarbonate de soude pur ; puis 10 ou 20 centimètres cubes d’une solution de permanganate de potasse contenant par litre d eau distillée 0®r,50 de sel. (Il faut ajouter 10 centimètres cubes de permanganate pour chaque fraction de 100 centimètres cubes d’eau).
« Le mélange est alors porté à l’ébullition entretenue exactement pendant dix minutes, à partir du moment où le liquide commence à bouillir. La coloration du mélange, brun-violacé au début, un peu plus rouge à l’ébullition, ne doit jamais virer au jaune; si cette coloration se produisait, ce serait l’indice que la quantité de permanganate ajoutée est insuffisante, et il faudrait recommencer l’essai, soit en ajoutant une plus forte proportion (toujours à volume connu) de la liqueur titrée de permanganate, soit en diminuant la proportion d’eau soumise à l’analyse.
«Apres refroidissement, il s’est formé un dépôt jaune brun, floconneux, d’oxyde de manganèse. On acidifie la liqueur en y versant 2 à 3 centimètres cubes d’acide sulfurique pur et on ajoute immédiatement 5 centimètres cubes d’une solution de suif cite fevreux ammoniacal ainsi composée :
Sulfate ferreux ammouiacal 20 grammes.
Acide sulfurique pur 10
Eau distillée Q. S. pour faire un. litre de liqueur.
228 DE L’EAU. [Hygiène
« La liqueur se décolore rapidement et devient tout à fait limpide. Quand ce point est atteint, on verse goutte à goutte, avec une burette graduée, de la solution titrée de permanganate de potasse jusqu’à production d’une teinte rosée persistant un moment. Le chiffre de cette lecture sert de repère.
«On recommence l’opération en doublant le volume de l’eau mise en expérience; on opère exactement de la même façon, et la différence des lectures donne, cette fois, le poids du permanganate qui a fourni son oxygène à la matière organique.
« Connaissant la valeur en poids de l’oxygène disponible dans 1 litre de liqueur au permanganate, il est facile de calculer la quantité d’oxygène qui a été employé à brûler la matière organique dissoute dans l’eau. La liqueur de permanganate employée renfermant, par litre, un demi-gramme de sel sec et pur, le calcul indique que cette solution renferme 125 milligrammes d’oxygène capable d’effectuer des oxydations; soit 0ras>,) 125 pour chaque centimètre cube. 11 est d’ailleurs facile de vérifier l’exactitude du titre oxydant de la liqueur, en recherchant le nombre de centimètres cubes de cette liqueur nécessaire pour oxyder un poids connu d’acide oxalique sec et pur.
« Cette méthode, pas plus que les autres , ne fournit relativement à la matière organique, un chiffre absolument exact ; mais elle donne, par comparaison entre les eaux de différentes provenances, des renseignements constants' et, par cela même, fort précieux. »
Il ne convient pas d’aller beaucoup au delà de cette conclusion générale. Aussi peut-il paraître étonnant qu’elle soit immédiatement suivie de cette formule inhibitive :
« Une eau analysée de cette façon et consommant par litre plus de 2 à 3 milligrammes d’oxygène doit être absolument rejetée pour les usages alimentaires. »
La limite est singulière, puisque entre 2 et 3 la différence est égale à la moitié du premier de ces nombres. Nous croyons, en outre, que cette règle condamnerait beaucoup d’eaux que l’on boit de longue date sans accidents, quoiqu’il reste certain que les eaux souillées dépassent cette limite et que les bonnes eaux se trouvent plutôt en deçà.
On reconnaîtra, d’autre part, que cette grande variété de procédés, mis en œuvre pour le dosage très approximatif des matières organiques de l’eau, cache une pauvreté réelle peu contestable. Celte profusion de méthodes aboutit surtout à donner des valeurs différentes à des chiffres identiques fournis par des chimistes distincts, dans la colonne des analyses qui est réservée aux matières organiques. D’autant plus que les auteurs préviennent rarement de la méthode qu’ils ont suivie, et que l’un dose d’après le permanganate consommé, l’autre d’après l’oxygène, un troisième en s’exprimant par le chiffre d’acide oxalique correspondant. Il fut un temps où les résultats du procédé de Kubel s’appelaient uniformément matière organique. Cela voulait dire qu’il fallait multiplier par 5 le chiffre du permanganate employé et par 20 celui de l’oxygène consommé (Wolffhiigel) pour avoir le chiffre des matières organiques mêmes.
Pour en finir, mentionnons simplement le procédé de Fleck.
Ce procédé proposé en Allemagne pour remplacer l’hypermanganate a donné
générale.] EXPERTISE DE L’EAU. 22'J
à Ritter des résultats plus satisfaisants que le caméléon. Le réactif contient 17 grammes d’azotate d’argent, 50 grammes d’hyposulfite de soude et 48 grammes d’hydrate de soude. Pour l’employer, on fait bouillir 100 centimètres cubes d eau avec 10 centimètres cubes de réactif, et on détermine, à l’aide d’une solution titrée d’iodure de potassium (8Rr,3 par litre), l’argent qui n’est pas réduit. On emploie comme réactif indicateur l’empois d’amidon, auquel on ajoute un mélange d’acide chlorhydrique et de chromate rouge de potasse (1 sur 20); l’apparition de la couleur bleue indique la lin de l’opération. Le réactif indicateur se place sur une soucoupe en porcelaine.
Le réactif de Fleck aurait l’avantage d’indiquer plus spécialement les matières organiques en voie d’altération, c’est-à-dire celles qui sont le plus à redouter.
Nous reproduisons ci-après un tableau dressé par le Comité consultatif d’hygiène et contenant les limites dans lesquelles les principaux éléments suspects des eaux doivent être contenus.
