C. R., 189S, I" Semestre. (T. CXWI, N
CHIMIE APPLIQUÉE. — Détermination de la densité des gaz sur de très petits volumes. Applications. Note de M. Tu. Sr.H! œsixg fils, présentée par M. Diiclaux.
« I. Plusieurs applications peuvent être faites de la méthode et de l'appareil dont j'ai déjà entretenu l'Académie, touchant la détermination de la densité des gaz sur de très petits vohmies ( ' ).
» Ces applications se rencontrent quand on a à mesurer avec précision des pressions gazeuses d'une extrême petitesse. L'appareil que j'ai indique est un véritable manomètre, dans lequel les liquides ordinaires sont remplacés par des gaz. Il traduit une pression correspondant à une certaine hauteur d'eau par une différence de niveau (A' — A), qui est 1460 fois plus grande si l'on emploie comme gaz auxiliaires l'air et l'anhydride carbonique; ainsi une pression de o""",i d'eau, difficilement appréciable avec d'autres moyens, s'y mesure exactement par une longueur de 146™™. Cette sensibilité rend l'appareil recommandable dans divers cas, par exemple dans des études sur l'écoulement des gaz, sur la répartition des pressions dans un courant gazeux, etc.
» II. Au cours des recherches dont je rends compte, j'ai eu l'occasion de faire quelques mesures de l'absorption de l'anhydride carbonique dans l'acide sulfurique concentré, fait c[ui intéresse l'analyse organique élémentaire. L'acide phosphorique sirupeux dissout aussi l'anhydride carbonique. J'ai trouvé :
Solubilité de CO'^ à la pression de 760'""'.
100™ d'acide sulfurique, de densité 1 ,845, ont dissous. . à 1 1°3 iii'"'^ à3o°2 "]•]" loo'^'^d'acidephospliorique, dedensité 1,733, ontdissous. àio"7 43'" à3o"2 27"=
» Le gaz absorbé peut être intégralement enlevé par le vide.
» III. L'appareil décrit précédemment, poufla détermination de la densité des gaz sur de très petits volumes, s'appliquait surtout aux gaz plus légers c{ue l'anhydride carbonicjue et non absorbiibles par la potasse. Ou peut le modifier de manière qu'il fournisse la solution générale du problème, quelque grandes ou petites que soient les densités cherchées, que les gaz s'absorbent ou non dans la potasse ou tout autre réactif.
(') Comptes rendus, 17 janvier el 7 février li
)i II comprenait essentiellement deux tubes étroits, A et H, dans lesquels des colonnes gazeuses se mettaient en équilibre; de la longueur de ces colonnes on déduisait la densité demandée. Imaginons que le tube A soit coupé en trois tronçons A,,
A,, A3 (figure ci-contre). La communication entre A, et A, se fait par un serpentin S, situé dans un plan horizontal, d'un diamètre de 2"">,5 à 3-°" et d'une capacité un peu supérieure à celle du tube B. Entre les deux tronçons- A, et A3 est interposé un ser-
pentin tout semblable S,. Le tronçon Âj est séparable de S,; pour les séparer, il n'y a qu'à dégager l'extrémité inférieure de A, du caoutchouc c; Aj est séparable de S.,, grâce au caoutchouc g. Au contraire, S, et A, sont solidaires, et il en est de même pour S2 et A3. Les trois tronçons A,, A2, A3 et le tube B sont maintenus à température constante par un courant d'eau circulant dans des manchons.
» Pour exécuter une expérience, on sépare A, de S,, A, de S, et par des manipulations très simples on remplit B d'air ordinaire, Si et Aj du gaz étudié, S2 et A3 de gaz carbonique; A, est naturellement plein d'air. On raccorde A, avec Si au moyen du caoutchouc c, A2 avec S, au moyen de g, et l'on établit la communication entre la branche AiAjAj et la branche B en ouvrant le robinet F. Aussitôt les colonnes gazeuses Aj, Aj, A3, dont le poids total l'emporte sur celui de la colonne B, se mettent en mouvement vers B. Après huit ou dix minutes, l'équilibre est réalisé. Durant le déplacement des gaz, la surface idéale de contact (') de l'air venant de Ai avec le gaz étudié s'avance en Si et va s'y placer quelque part, en un point qu'il est inutile de connaître; il suffit de savoir que ce point se trouve dans un certain plan horizontal limitant les colonnes verticales Aj et Aj. De même, la surface idéale de contact du gaz étudié et de l'anhj'dride carbonique s'arrête quelque part dans S,. Quant à la surface de contact entre l'anhydride carbonique et l'air de B, elle se fixe en un point p, qu'on détermine comme il a été dit, par absorption de l'anhydride carbonique dans la potasse d'un absorbeur L.
» Ce qui caiactérise le pfocédé actuel, c'est l'emploi des serpentins horizontaux. Ils font communiquer et séparent tout à la fois les colonnes A,, A2, A3. Leur contenu, qui comprend deux gaz en proportion quelconque, est indifférent; il n'intervient pas dans l'équilibre. Interviennent seulement les parties verticales A,, Ao, A3, qui, grâce aux serpentins, conservent, malgré le mouvement des gaz, la composition qu'on leur a initialement donnée. Le gaz étudié, quel qu'il soit, occupe en A, une longueur invariable et connue, qu'on a déterminée une fois pour toutes. Dans chaque expérience, il n'y a à mesurer que la dislance verticale Z)f5 ou h, par une seide absorption.
» Soient : m et n les longueurs des colonnes A, et Aj, d^ la densité cherchée du gaz occupant A^, i^^ la densité du gaz occupant A3; l'équilibre établi, on aura, d'après ce qu'on a déjà vu, la densité de l'air étant prise pour unité :
/?i X ! + nd^ 4- \Ji — {m -\- n)\ S„ = A x i .
» Nous avons dit que, les parois internes de l'appareil étant humifles,
les gaz sont saturés et que le ])oids de la vapeur d'eau, égal dans les deux
(') En réalité, cette surface n'existe pas; les deux gaz en contact se diffusent l'un dans l'autre sur une certaine longueur.
( %9 ) branches, s'élimine. Dans le cas de gaz extrêmement solubles, on peut, au lieu (le mouiller, dessécher complètement les parois par un courant d'air et dessécher aussi les gaz à y introduire.
» Ici §0 = 1,529. L'égalité précédente donne :
» Un raisonnement, qu'il serait trop long de reproduire, et l'expérience montrent que les extrémités des colonnes m et n, commençant ou finissant aux serpentins S, et So, sont à compter exactement à partir des plans médians de ces serpentins.
» La présente méthode m'a donné les résultats suivants :
Densité par rapport à l'air
trouvée. vraie.
Azote chimique 0,966 0,967
. . il ,000
Air 1 ,000
Anhydride carbonique. ' J' 1 , 52Q
Anhydride sulfureux. , 2,26
2,25 {Ann. du Bureau des Long.) 2, 264 (Leduc)
» L'appareil qui a fourni ces chiffres est imparfait; les deux serpentins ne sont pas suffisamment plans; s'ils l'étaient tout à fait, on aurait obtenu des résultats encore plus ajjprochos.
» Lor.squ'on voudra mesurer la densité de gaz très lourds, pour éviter d'avoir à donner à l'appareil une hauteur exagérée, on pourra substituer à l'anhydride carbonique l'anhydride sulfureux.
» IV. Pour en revenir à mon point de départ, je ferai remarquer que l'azote, l'oxvgène et l'argon, sur lesquels j'ai opéré les mesures de densité très approchées qu'on a vues dans une Note précédente, étaient des échantillons de gaz mis en œuvre dans mes essais de 1897 sur la végétation avec et sans argon, et que, leur pureté ressortant de leurs densités, il y a là une nouvelle vérification des résultats obtetius dans ces essais. »
CHIMIE MINÉRAT-E. — Sur k néndymc. Note de M. O. Boudouard, présentée par M. Troost.
« En i885, M. Aner de Welsbach indiquait une méthode permettant de séparer le lanthane du didyme et de partager le didyme en praséodvme et en néodyme; cette méthode repose sur les différences de solubilité dans l'acide nitrique étendu des nitrates doubles de didyme et d'ammoniaque, et de lanthane et d'ammoniaque ( ' ).
» En poursuivant mes recherches sur les terres yttriques. j'ai cherché à obtenir ces terres dans un état de pureté aussi parfait que possible. Pour les débarrasser des terres du groupe cérique qui peuvent les accompagner, un procédé consiste à employer le sulfate de potassium : les teri-es du groupe cérique donnent un sulfate double insoluble dans une solution saturée de sulfate alcalin; celles du groupe yttrique donnent un sulfate double soluble.
» De premiers essais m'avaient permis d'isoler une quantité très faible d'un oxyde dont le poids atomique était 142,7 et dont les sels présentaient le spectre d'absorption du néodyme, tel qu'il a été décrit par M. Auer de Welsbach. Cet oxyde avait été obtenu de la manière suivante : les oxydes yttriques déjà purs sont transformés en sulfates, et la solution aqueuse de ces sulfates est additionnée de sulfate de potassium en excès; on laisse en contact pendant au moins vingt-quatre heures, et le sulfate double formé est recueilli sur filtre, puis décomposé à chaud par la soude. L'oxyde, après s'être complètement débarrassé d'alcali, est dissous dans l'acide nitrique, puis précipité par l'acide oxalique.
» J'ai voulu voir si une nouvelle expérience viendrait confirmer ces données. Pour cela, 70^"^ d'oxvdes vttriques ont subi le traitement indiqué plus haut, et j'ai pu isoler ainsi une certaine quantité d'oxyde dont les solutions donnaient le spectre du néodyme. Après avoir enlevé le thorium par formation du sulfate double de néodyme et de sodium, insoluble dans une solution saturée de sulfate de sodium, j'ai analysé le produit finalement obtenu. Ees résultats sont les suivants :
Sulfate anhydre employé af.^SS
Oxyde obtenu ii^'',6o5
(') Monalshefle fiir Clieinic, t. VI, p. 477-
( 90' ) ce qui donne, pour le poiils atomique du métal correspondant, le nombre
» L'oxvde obtenu après calcination est verdàtre; l'oxalate et le sulfate anhydre ont une couleur légèrement rosée. Le sulfate cristallisé est rose et est moins soluble dans l'eau que le sel anhvdre ; cette solubilité est plus grande à froid qu'à chaud : ces propriétés relatives à la solubilité sont d'ailleurs communes à toutes les terres rares.
» Le spectre d'absorption de la solution du sulfate est caractérisé par les longueurs d'onde suivantes :
Sg/ ,5-584 ombre
