ACIDE CARBONIQUE
DOSAGE
33«^ Pour doser Facide carbonique en solution aqueuse, unie précipite à Tétat de carbonate de baryte, BaO,GOS dont on détermine le poids. Au lieu de peser ce précipité, on peut aussi doser Tacide carbonique qu'il contient par les liqueurs titrées.
La manière de déterminer l'acide carbonique libre, dans un mélange gazeux, sera indiquée dans la troisième partie.
1*^ Dosaffc h l'écaide carbonaie de baryte. — On verse
l'eau à analyser, pesée ou mesurée, dans un flacon contenant une solution limpide de chlorure de baryum, mélangée avec de Tammoniaque; on bouche le flacon et on laisse déposer pendant quelques jours. On recueille alors 1& précipité sur un filtre, on le lave, autant que possible à l'abri de l'air, avec de l'eau ammoniacale, puis on le pèse après l'avoir desséché et calciné au rouge faible. Le carbonate de baryte renferme 0,223 d'acide carbonique. Lorsque la solution contient des sulfates, des phosphates^
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du fer, ou loute autre substance préci pi table soit par Tammooiaque, soit par le chlorure de baryum, on détermine Tacide carbonique en soumettant le précipité au traitement décrit plus bas pour le dosage de l'acide carbonique cornbioé aux bases.
2^ ii»—gc par les llqacMirs titrées. — L'acide carbonique peut être déterminé rapidement et avec une grande précision par les liqueurs titrées. Ce mode de dosage nécessite les opérations suivantes : i° précipiter l'acide carbonique sous la forme de carbonate de baryte ou de chaux; â"" dissoudre le carbonate dans un volume connu d'acide nitrique titré ; 3"" déterminer, à l'aide d'une solution titrée de soude caustique, la quantité d'acide libre que contient la solution, et par suite celle qui a été neutralisée {mr le carbonate. De cette donnée, il est facile de déduire la quantité (i*acide carbonique.
Liqueurs titrées. — Une liqueur normale de soude caustique contenant, par litre, 31 grammes d'oxyde de sodium anhydre, NaO, sert à titrer la solution d'acide nitrique. A cet effet, on met dans un vase à précipités 5 centimètres cubes d'acide nitrique pur (1), mesurés avec une pipette, et Ton y ajoute un peu de teinture de tournesol. A l'aide de la burette remplie jusqu'au zéro, on verse peu à peu, dans le vase, la solution normale de soude caustique, et l'on s' arrête aussitôt que la teinture de tournesol rougie passe au violet foncé. On connaît alors la quantité d'eau qui doit êtreajoutéo à l'acide nitrique. Si l'on a employé, par exemple, i3,C» centimètres cubes de la liqueur normal de soude, il faudra
(1) On prépare Tacide nitrique pur en distillant deux fois celui du rommerce (d'une densité de 1,10 à 1,45), après digestion très-longue wer un excès d'un mélange de nitrates de baryte et d'argent dissous.
iô'l ANALYSE MINÉRALE.
portera ce même volume 5 centimètres cubes d'acide, ou, ce qui revient au même, ajouter à lii,7 centimètres cubes «l'acide, l'eau nécessaire pour compléter le litre. L'acide ainsi titré contient, par litre, 54 grammes d'acide nitrique, NO', supposé anhydre, et les deux liqueurs se neutralisent exactement quand elles sont mélangées à volumes égaux.
Toutefois, le titre de la liqueur acide étant uniquemenl hase sur celui de la liqueur alcaline, il est nécessaire de le vérifier par un essai direct. Dans ce but, on pèse exactement du carbonate de baryte artificiel chimiquement pur, et on le traite, dans une fiole, par un excès de la liqueur acide rigoureusement mesurée. On chauffe très-modérément ce mélange jusqu'à ce que l'effervescence ait cessé cl que les dernières traces de carbonate de baryte soient dissoutes, puis on l'agite pour expulser l'acide carbonique. Après avoir ajouté delà teinture de tournesol à la solution, on verse, avec la burette, la liqueur alcaline nécessaire pour neutraliser l'excès d'acide.
La différence entre les volumes des deux liqueurs exprime la quantité de liqueur acide employée à la décomposition <lu carbonate de baryte par 35 centimètres cubes de liqueur acide, et ajouté ensuite 4,0 centimètres cubes de liqueur alcaline. Dans ce cas, 30,4 centimètres cubes (35,0 •— VO d'acide ont été neutralisés par 3 grammes de carbonate de baryte, et la liqueur est au titre voulu, comme le montre la proportion suivante : 95*',5 ou 1 équivalant de carbonate de baryte est à 1000 centimètres cubes ou 1 équivalant d'acide nitrique (NO ' = 54), comme 3 grammes est à 30,i centimètres cubes.
Chaque centimètre cube de cette liqueur contenant 51 milligrammes d'acide nitrique supposé anhydre, éliminera.
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de tout carbonate neutre, 22 milligramnies d'acide carbonique.
Pratique de l'opération. — Au liquide contenant J'acide carbonique à doser, en ajoute une solution ammoniacale dv chlorure de calcium ou de chlorure de baryum bien limpide . On fait bouillir le mélange, puis on recueille le précipité sur un filtre et on le lave avec deTeau chaude, aussi longtemps que le liquide filtré présente une réaction alcaline. On met ensuite le carbonate lavé avec le filtre dans un vase à précipités, et, après avoir ajouté un peu de teinture de tournesol, on le traité par un volume déterminé d'acide nitrique titré. [1 faut chauffer ce mélange et l'agiter à plusieurs reprises, pour favoriser la dissolution et éliminer complètement l'acide carbonique, dont la présence nuirait à la netteté de la réaction, la liqueur est tout à fait limpide, on ajoute la quantité nécessaire de liquide alcaline pour faire passer au bleu la teinture de tournesol rougie. Le volume de liqueur acide, neutralisé par le précipité de carbonate, est alors connu, et il suffit de le multiplier par O'%022 pour avoir le poids de l'acide carbonique (M. Mohr).
Exemples. — 1** On dissout 1 gramme de carbonate de soude pur, préalablement desséché, et Ton précipite la solution par la chlorure de baryum. Après avoir traité le précipité lavé par 2i, 5 ce. de liqueur acide, on a dû ajouter 5,7 ce. de liqueur alcaline pour neutraliser la solution :
Lifiacur acide 2i,5 ce.
— alcaline • 5J
Différence *» liqueur acide neutralisée par
le carbonate 18,8
Poids de Tacide carbonique : 18,8 x 0,055 = Oif^ilSG
I^a formule, NaO,CO* exige 0»',4151.
ioi ANALYSE MINËRALE.
"l"" La solution ammoniacale de :2 grammes de bicarbonate de soude cristallisé a été précipitée par du chlorure de cal- 4'ium. On a ajouté au précipité :
LiijUeur acide r>0,0 ce.
— alcaline : .: 3,2
Difrércncc= acide neutralisé par le précipité. 4(>,8 Poids de l'acide carboniiiue : 46,8 x 0,022 = l»?r,02î)6.
D'après la formule NaO,UO,2COS on aurait dû trouver l«%0476.
S*" Eau ga::cme naiurelle. — Après avoir mélangé 150 4'eiit. cubiîs d*une eau gazeuse avec de l'ammoniaque, on a précipité à chaud Tacide carbonique par le chlorure de calcium. Le carbonate de chaux produit a exigé 15,8 cent, cubes de liqueur acide. Ce volume d'eau contient donc 0^',3476 d'acide carbonique (15,8 x 0°,02:2). Mais tout cet acide n'est pas libre, une partie est combinée aux bases, et doit être déterminée par une expérience spéciale. Dans ce but, on a évaporé à sec 300 cent, cubes d'eau, le résidu a exigé pour être neutralisé 2,1 cent, cubes de liqueur acide; el comme les bases sont à l'étal de bicarbonates dans l'eau, il faut doubler ce volume pour qu'il représente l'acide carbonique combiné. D'après cela, on a :
Liqueur acide pour la quantité totale d'acide carbonit|ue contenu dans 300 cent, cubes d'eau (2 fois 15,8/.... 31,0 ce. Liifueur acide pour l'acide carbonique combiné. ... i,2
Différence ==- liqueur acide pour l'acide carbonique libre 27, i ce .
Si l'on multiplie ce dernier nombre par 0,0:2:2, on trouve que 300 cent, cubes d'eau contiennent O'^GO^S d'acide carbonique, ou par litre, â*%009.
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A la température de 0*, et sous la pression de 0™,760, ces 2»',009 d'acide carbonique occupent 1017 cent, cubes(i). L*eau analysée contient donc l^oi,017 d'acide carbonique.
4" Eau de puits, — Un litre d'une eau de puits fraîche, sursaturée par l'ammoniaque et bouillie avec du chlorure de calcium, a donné un précipité qui a exigé 14,25 cent, cubes de liqueur acide. — Un deuxième litre de la même eau, précipité par l'eau de chaux, s'est trouvé saturé par 1 5,2 cent, cubes. La moyenne des deux déterminations est J 4,725 cent, cubes.
Le résidu, provenant de l'évaporation d'un litre d'eau, a été saturé par 2,4 cent, cubes de liqueur acide, ce qui fait 4,8 cent, cubes pour l'acide carbonique, les bases étant à l'état de bicarbonates. Ces résultats donnent :
Liqueur acide pour la quantité totale d'acide carbonique. 14,7:2.*) ce. — pour Tacide carbonique combiné 4,800
Différence = liqueur acide pour Tacide carbonique libre.. 9,l)i5 rc Poids de l'acide carbonique : 9,9-25 x 0,022 = Osr,>2>1835;
0,21835 X iOOO
Volume diacide carbonique : = 111,0 ce.
Cette eau contient, par litre, 111 cent, cubes de gaz carbonique, ou 11,11 pour 100.
ô** Eau de SeUz artificielle, A l'aide d'un siphon à robinet, on a introduit une certaine quantité d'eau de Sellz dans un flacon taré contenant une solution fortement ammoniacale de chlorure de calcium. Le flacon a été bouchr 'aussitôt, puis pesé. L'augmentation de poids a fait connaître
/ITLe poids du' litre de gaz carboniiiuc est isf',977 :
1,977 : 1000 :: 2,009 : x; d'où x = 1017.
la quantité d'eau soumise à l'analyse; elle correspond à :2G4 cent, cubes. Après avoir fait bouillir le mélange, ou a traité le précipité comme précédemment. On a obtenu les résultats suivant :
Liqueur acide ajoutée 100,0 ce.
— alcaline saturant l'excès d'acide 11 ,3
Différence = liqueur acide saturée par le carbonate. 88,7 ce. Poids de l'acide carbonique : 88,7x022 = 1ff',95Ii;
i,95UxlO0O
Volume de l'acide carbonique : = 987 ce.
L'eau de Seltz analysée contient donc —, ou 3^0^74 d'acide carbonique.
SÉPARATION
a. Séparation d'avec les bases.
334. On dose très-souvent par perte l'acide carbonique combiné aux bases, en l'expulsant de la substance parla calcination ou par un acide fort. On pourrait aussi le peser directement en le faisant absorber, dans un appareil taré, par une lessive de potasse caustique.
1^ Élimination de Tadde carbonlqoe pnr la calHna-
tlon. — Les carbonates de plomb, de cuivre, de cadmium^ de zinc, de chaux, de magnésie, etc., sont entièrement décomposés à une température élevée ; la perte qu'ils éprouvent indique avec beaucoup d'exactitude la quantité d'acide carbonique dégagé. Quand ces substances sont anhydres, on les chauffe au rouge dans un creuset de platine ou de porcelaine (plomb, cadmium), jusqu'à ce que le poids du résidu
