Propriétés

A l'état de pureté, l'eau est incolore en petites masses ; sous une épaisseur considérable, elle offre une nuance verd&tre. Dépourvue d'odeur et de saveur, elle peut faire éprouver à nos organes une énergique sensation de chaleur ou de froid : c'est qu'en effet, par sa puissante capacité pour le calorique, elle l'enlève rapidement lorsqu'elle est froide et en mouvement, de même qu'elle fournit tout aussi vite, lorsqu'elle est très-chaude, une grande quantité de chaleur.

EAU. kl

Formation de la glace et de la vapeur d eau. •— - Au moment où par \e froid, l'eau commence à cristalliser, si Ton mélange les petits glaçons dans toute la masse, le liquide ne se refroidit pas davantage, tant que toute l'eau n'est pas solidifiée ; de même, si Ton met sur le feu un mélange d'eau et de glace, ce mélange ne peut s'échauffer tant qu'il reste en quantité notable des glaçons à fondre : c'est que toute la chaleur fournie au vase contenant le mélange est employée à faire fondre la glace. Réciproquement, lorsque Ton enlève (par le contact ou la proximité de corps trèsfroids) de la chaleur à l'eau en voie de cristallisation, chaque particule cristalline qui se forme rend ou laisse dégager la quantité de chaleur qu'elle avait absorbée en changeant d'état, c'est-àdire en prenant la forme solide.

Cette température fixe de l'eau, dans laquelle on agite la glace pendant qu'elle se forme ou qu'elle fond, correspond au 0° du thermomètre centésimal, de même que le centième degré est le point où arrive le mercure, après avoir augmenté de volume par suite de l'élévation de la température, lorsque l'eau entre en ébuliition , sous une pression atmosphérique égale à une colonne verticale de 76 centimètres de mercure. L'eau bout à une température d'autant moins élevée que la pression est moins forte : ainsi, eu opérant le vide sous une cloche, on parvient à faire bouillir l'eau pure à 0° (*).

Lorsque l'eau reste parfaitement tranquille dans un vase où on la fait refroidir lentement jusqu'à 0°, sa température peut s'abaisser jusqu'à 11 et même 12 degrés au-dessous de ce terme sans se congeler ; mais alors une secousse ou une forte vibration, ou bien le contact d'un corps étranger solide, suffisent pour déterminer la formation très-rapide de la glace et la solidification de toute la masse liquide.

(*) La hauteur de l'atmosphère et par conséquent la pression de l'air diminuant à mesure que l'on gravit une pente ou une montagne, on comprend que l'ébullition de l'eau ait lieu au-dessous de 100° et à des températures graduellement moins élevées; qu'ainsi en observant la température à laquelle l'eau peut bouillir en vase ouvert on puisse en déduire la hauteur à laquelle on se trouve.

La vapeur d'eau est plus légère que l'air atmosphérique : formée à 100° sous la pression de 0,76, sa densité ne devient fixe qu'à la température de 130° et au-dessus. Elle est égale à 0,624 (l'air pesant 1000, supposé sous la même pression 0,76 et à la même température 0°; ; ainsi l mètre cube d'air pèse 1293 grammes, tandis qu'un mètre cube de vapeur d'eau pèse 80(5 ,83 grammes et 1 mètre cube de vapeur d'alcool pèse 2054,57 grammes (ramenés par le calcul à la pression de 0,76 et à température 0°).

La cristallisation de Veau paratt ordinairement confuse, parce que les formes qu'elle affecte disparaissent dans la congélation en masse ; cependant on la distingue souvent lorsqu'on laisse dégeler lentement les premiers glaçons que les rivières charrient : en voit alors la masse de ces glaçons se désagréger en prismes à six faces, perpendiculaires à la superficie de l'eau : c'est que, suivant l'explication donnée par M. Duhamel, les glaces charriées se forment d'abord au fond des rivières, où des corps étrangers solides déterminent la solidification des particules cristallines: lorsque les prismes, successivement formés, ont acquis un certain volume, ils montent verticalement, en entraînant par un de leurs bouts quelques grains de sable formant lest; ils se rencontrent et se soudent dans cette position verticale en arrivant à la superficie.

On peut reconnaître dans la neige, à laide d'une loupe, une foule de cristaux prismatiques réguliers à 6 faces, diversement groupés en étoiles à 6 rayons formant des angles de 60 et de 120*; à chaque rayon se rattachent d'autres prismes disposés en barbe de plumes. Les cristaux de la glace appartiennent, par leurs formes, au système rhomboédrique ; le givre présente parfois des paillettes hexaédriques régulières.

La glace est plus légère que l'eau dont elle provient et qu'elle surnage; donc les particules cristallines, en se formant et en s'agrégeant entre elles, augmentent de volume. La résultante de toutes ces petites forces de cristallisation peut produire d'énormes effets : les vases sphériques ou cylindriques, les tuyaux de conduite, les canons épais en bronze, dans lesquels on laisse l'eau se congeler, sont parfois brisés par cette force expansive; les réservoirs rectangulaires ou polyédriques à parois flexibles peuvent être 'déformés ou déchirés. On doit donc soigneusement éviter de laisser ces capacités remplies d'eau durant les fortes gelées.

On observe souvent dans la congélation des. fruits et des tubercules une dislocation des tissus résultant du gonflement des sucs aqueux, qui change les formes polyédriques des cellules en sphéroïdes, détruisant ainsi les adhérences, amoindrissant les points de contact, amenant la perméabilité des membranes, l'exsudalion des liquides, enfin les altérations profondes occasionnées par des fermentations successives.

Evaporation dans F air. — L*eau fournit toujours une certaine quantité de vapeur à l'air, même lorsqu'elle est gelée : aussi voit-

on les linges étendus humides à l'air se couvrir de glace, puis se- ' cher peu à peu durant les gelées qui se prolongent.

Les proportions d'eau vaporisées dans l'air sont d'autant plus grandes que les surfaces sont plus considérables et la température plus élevée.

Ainsi, l'air froid que Ton échauffe peut dissoudre une nouvelle quantité d'eau; réciproquement, l'air atmosphérique échauffé cède de l'eau aux corps froids : de là les couches d'humidité ou de glace dont se recouvrent, à l'intérieur des appartements habités, les vitres extérieurement exposées à l'air froid.

Certains composés, tels que les chlorures de calcium et de magnésium, la potasse caustique, l'acide sulfurique anhydre, enlèvent à l'air l'eau qu'il contient: les premiers, de solides qu'ils étaient, deviennent liquides ou tombent en deliquium : on dit que ces corps sont très-hygroscopiques ou même déliquescents; d'autres composés, tels que le sulfate et le carbonate de soude cristallisés contenant 1 0 équivalents d'eau , cèdent rapidement à l'air une partie de l'eau qui les constitue à l'état de cristaux; ils se désagrègent alors et tombent en poussière : ce sont des sels efflorescents.

Ces effets ont généralement lieu dans l'air atmosphérique ordinaire, car cet air n'est jamais absolument sec ni complètement saturé d'humidité, à moins qu'on ne le mette dans ces conditions et dans des espaces limités pour des expériences spéciales.

% 4. Épuration des eaux.

Les eaux naturelles, même les eaux potables des citernes, des sources et des rivières, renferment toujours des substances étrangères en dissolution. Ce sont ordinairement des gaz (oxygène, azote, acide carbonique), des sels (carbonates et sulfates de chaux et de magnésie, chlorures de potassium et de sodium et de magnésium), des traces de matières organiques, de silice, etc.

Afin de fixer les idées par des nombres, nous donnerons la composition des eaux naturelles employées à Paris (d'après les analyses de M. Péligot et la mienne pour l'eau du puits de Grenelle, et de MM. Boutron et Henry pour les autres) (*) :

(*) MM. Boutron et Boudet ont indiqué un procédé simple et rapide d'essai des eaux, basé sur le principe établi par Glarke : que la dureté d'une eau étant proportionnée aux quantités des seis terreux qu'elle renferme, le

CULXIE LNUUSTH. 1 — 4

volume de teinture de savon nécessaire pour rendre l'eau mousseuse donne la mesure de sa dureté; on fait dissoudre àl'ébullition 100«r de savon de Marseille dans 1600«r d'alcool à 90°, on filtre et on ajoute 1000'r d'eau pure.

A l'aide d'un tube gradué, dont la capacité =n 12™, est divisée en 115°, on verse peu à peu ce liquide dans 40cc de l'eau à essayer: l'eau distillée exigerait seulement 1 degré pour produire par l'agitation une mousse de | centimètre, persistante pendant 10 minutes; la quantité à verser pour produire le même effet sera d'autant plus grande qu'une eau renfermera plus de sels calcaires ou magnésiens, on pourra évaluer ceux-ci par une expérience comparative sur des solutions en proportions déterminées.

Voici quelques-uns des résultats ainsi obtenus en 185(t, 1855 et 1856 :

Eau de pluie et de l'Allier 3°, 5 Eau du Rhône 4 5

— de la Dordogne ••.... 4,6 — de Seine à Ivry 15 à -17

— - de la Garonne 6 — id. à Chaillot 4 7 à 19

— de la Loire 6,6 — de l'Escaut à Yalenciennes 24,5

— du puits de Grenelle, variable — de Belleville, près Paris. . 428 à 4 65 suivant les saisons de 0, 48 à 42 ou 4 5 — de la Marche, près Paris 23

— de la Dhuis arrivant à Paris ... 20,5 Sources de la Somme-Sonde 43,5

Sources de la Vanne (moyenne) .... 48,6

Ce procédé utile pour apprécier rapidement la qualité relative des eaux, ne mériterait, suivant la remarque de M. Chevreul, la qualification dliydrotimétrie que s'il était constaté que la bonne qualité des eaux est précisément en raison inverse de la quantité de sels de ebaux et de magnésie qu'elles contiennent. Nous ajouterons que dans diverses industries le carbonate de ebaux est bien moins nuisible que le sulfate de la même base.

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