C. R., 1898, I" Semestre. (T. CXXVI, N

PHYSIQUE DU GLOBE. — Aclinométrie en ballon-sonde. Note de M. J. ViOLLE.

« Le grand ballon-sonde de 465'"'^, lancé, le 8 juin dernier, par la Commission aérostatique française, grâce à la générosité de S. A. S. le Prince de Monaco, emjjortait, outre les appareils de M. Cailletet et de M.llermile, l'actinomètre enregistreur que j'ai décrit dans ma Communication du i novembre 1897.

n Cet aclinomèlre a parfaitement fonctionné; il a fourni un tracé continu 1res net, sur lequel se voient tous les événements de l'ascension : départ par temps sombre, traversée de nuages, arrivée en moins de trois quarts d'heure au niveau le plus élevé où le ballon plane horizontalement pendant près d'une heure, abaissement très lent durant plusieurs heures, suivi d'une descente rapide qui ramène le ballon au sol après un séjour de huit heures dans l'atmosphère.

» Pendant tout le planement, la boule noire de l'actinomètre s'est maintenue à la température constante de — 12°, supérieure d'environ 5o° à celle de l'air ambiant.

» Quand l'état stationnaire de la boule est atteint, la quantité de chaleur perdue par refroidissement est égale à la quantité de chaleur reçue du Soleil. On a donc, en appelant

M la masse en eau de la boule noire,

V la vitesse du refroidissement,

q la quantité de chaleur absorbée pendant l'unité de temps par l'unité de

surface, s la section droite du faisceau des rayons incidents, l'équation

Mv = qs,

d'où l'on tirera q, si l'on connaît M, s et r.

h M et s sont des constantes instrumentales que le physicien peut mesurer exactement au laboratoire et dont il peut modifier la grandeur de façon à satisfaire à toutes les exigences du problème; r est la vitesse de refroidissement dans les conditions «c'<f/c//e^, mesurable pendant l'ascension même.

( 17^9 ) ) L'ascension du 8 juin a fourni des résuUats intéressants, qui ne s'accordent pas entièrement avec les idées en cours. Elle prouve que l'actinométrie tirera des sondages de l'atmosphère les avantages que nous en avions espérés pour une connaissance meilleure du rayonnement solaire et de l'absorption atmosphérique. »

PHYSIQUE DU GLOBE. — Sur l'étude de la haute atmosphère, par M. L. Cailletet.

« Le 8 juin dernier la Commission d'Aéroslation de Paris, conformément à la décision prise par le Congrès international réuni récemment à Strasbourg, a procédé à l'ascension du ballon monté Le Balaschoff ei, en outre, au lancement de deux ballons-sondes.

» S. A. S. le prince de ]\Ionaco avait bien voulu prendre à sa charge tous les frais relatifs à l'ascension de ces deux aérophiles. confiés aux soins de MM. Hermite et Besançon. L'un de ces aérophiles, d'un volume de /iÔd""", parti des usines à gaz de La Viilette à io''5'°, est tombé vers 4'' du soir en Allemagne dans le voisinage de la frontière hollandaise, après un parcours d'environ 420''°'; tous les appareils scientifiques emportés par ce ballon sont revenus en bon état.

" L'appared photographique automatique, que j'ai eu l'honneur de présenter déjà à l'Académie, était fixé au-dessous du ballon et son mouvement d'horlogerie réglé de façon à obtenir des épreuves de quatre minutes et demie en quatre minutes et demie.

» L'aérophile s'est élevé avec une grande vitesse et a disparu, après quelques instants, dans l'épaisse couche de nuages qui cachaient le ciel, et peu de temps après son départ la pluie est tombée. Dans de telles conditions, il était impossible d'obtenir des épreuves du sol au-dessus duquel passait le ballon. La partie supérieure des nuages, vivement éclairée par le Soleil, a fortement impressionné la pellicule de celluloïd sensible, qui, malgré un temps de pose très court, paraît presque uniformément noire, de telle sorte que l'image du baromètre, qui doit se reproduire sur la face opposée de la pellicule photographique, a été ainsi très affaiblie. Il est facile de lire cependant les indications fournies par l'excellent baromètre holostérique construit spécialement pour ces recherches par MM. Pertuis et fils.

( 17^0 ) » Après développement, la bande de celluloïd a fourni 23 épreuves de i3 X i8.

Numéros Temps Pressions

des écoulé depuis en millimétrés

épreuves. le déport. de mercure.

» Les épreuves ayant été prises de quatre minutes et demie en quatre minutes et demie, on voit qu'après trente-six minutes l'aérophile a atteint la pression de 118™"', qui correspond à la hauteur de iS^oo", la température ambiante étant de —65°; on voit en outre, et cette remarque est importante, que l'aérophile, arrivé à son élévation maxima, s'est déplacé horizontalement, pendant plus de quarante minutes, dans un milieu où la pression était de i iB""™.

» L'appareil destiné à recueillir l'air à grande hauteur, et que j'ai eu également l'honneur de faire connaître à l'Académie, n'avait pu, à raison de son poids (environ lo''^), être emporté par l'aérophile. On s'est contenté de le fixer à la nacelle du Balaschoff. Mais la hauteur de aSoo"", qui n'a pu être dépassée, a permis seulement de constater que cet appareil a

( '75ï ) bien fonctionné. Une modification, que j'ai apportée à son dispositif, empêche tout contact entre le gaz recueilli et les matières grasses employées pour lubrifier les pièces du mécanisme.

» Un tube, destiné à fixer les microrganismes de la haute atmosphère, avait été préparé à l'Institut Pasteur, sous la direction de notre éminent confrère M. Duclaux; ce tube, qui est joint à l'appareil de prise d'air, a également bien fonctionné à la hauteur insuffisante atteinte par le Balaschojf.

» J'ai donc tout lieu d'espérer que, dans une prochaine ascension d'un ballon-sonde, l'ensemble de ce dispositif pourra donner d'intéressants résultats. M

CHIMIE GÉNÉRALE. — Sur la température débu/lition de l'ozone liquide. ISote de ]M. L. Troost.

i( M.M. P. Hautefeuille et J. Chappuisont, les premiers, obtenu, en 1882, l'ozone à l'état de liquide bleu indigo foncé (' ).

» Les expériences relatives à la détermination de la température débullition de ce liquide ont été exécutées en 188- par 31. Olszewski. Cet habile expérimentateur, après avoir liquéfié l'ozone dans un tube refroidi à — 184°, 4 par l'oxygène liquide en ébullition sous la pression atmosphérique, a constaté (-) que l'ozone ne se vaporisait que très lentement lorsqu'on portait le tube dans l'élhylène liquide refroidi à — 140°, mais qu'il se vaporisait très rapidement quand la température de l'éthvlène se rapprochait beaucoup de son point d'ébullition. Il en a conclu que la température débullition de l'ozone liquide devait être voisine de — 106*^. Je me suis proposé de fixer cette température avec plus de précision.

» Pour cette détermination, j'ai emplové comme appareil thermométrique, un couple fer-constantan fournissant une courbe donnée par la température de la glace fondante, par les points d'ébullition du chlorure de méthvle, seul ou traversé par un rapide courant d'air, par la température du mélange d'acide carbonique solide et de chlorure de méthvle (^), par le

(') Comptes rendus, t. XCIV, p. 1249; '882. {-) Vien. Monatshefle fiir C hernie, t. Mil, p. 69; 18S7.

(') Les températures étaient données, dans ces deux cas, à l'aide d'un tliermomètre gradué d'après les indications du thermomètre à hydrogène.

point d'ébullition du protoxyde d'azote, par celui de l'éthylène liquide, par la température de fusion de l'éthylène solide, et par le point d'ébullition de l'oxygène liquide sous la pression atmosphérique. On pouvait, à l'aide de cet appareil, apprécier les températures à moins d'un demi-degré près.

» L'ozone était obtenu à l'aide de l'ozoniseur de M. Berthelot maintenu aux environs de — 79° par un mélange d'acide carbonique solide et de chlorure de méthyle. La liquéfaction se produisait dans un tube vertical dont la partie inférieure était immergée dans un bain d'oxygène liquide, contenu dans un récipient cylindrique en verre à double paroi, avec espace intermédiaire dans lequel on avait fait le vide de Crookes, comme le recommande M. J. Dewar.

» L'ozone se liquéfiait avant d'arriver dans la partie du tube immergée dans le bain d'oxygène liquide et en un point situé à peu près à 2'^" audessus du niveau de ce bain, grâce à la basse température qu'y entretenait V oxygène, gazeux.

» L'ozone liquéfié se rassemblait en gouttelettes d'apparence huileuse, ne mouillant pas le verre et descendait dans le bas du tube au fond duquel on avait placé d'avance (') l'une des soudures du couj)le fer-constantan, l'autre soudure étant maintenue dans la glace fondante. Pour déterminer ensuite la température d'ébullition de l'ozone liquéfié, on abaissait le bain d'oxygène liquide, de manière que sa surface libre soit à plus de 3'"' audessous de l'extrémité inférieure du tube où l'ozone était réuni, et l'on notait les déviations successives indiquées par le galvanomètre Deprezd'Arsonval. La déviation, après avoir diminué lentement, demeurait fixe pendant la durée de l'ébullilion de l'ozone liquide, puis diminuait de nouveau et très rapidement jusqu'à ce que la soudure du couple ait atteint la température de l'oxygène gazeux en ce point.

» La déviation stationnaire reportée sur la courbe correspond à une température de — 1 19". J'ai répété |)lusieurs fois l'expérience sur des quantités différentes de liquide et j'ai toujours obtenu le même résultat (-). On en peut conclure que la température d'ébullition de l'ozone liquide sous la pression atmosphérique est — 1 19°.

(' ) Une expérience dans laquelle on descendait l'une des soudures du couple (déjà refroidie par l'oxygène gazeux) dans l'ozone préalablement liquéfié el maintenu <î — ^184°, 4 a été interrompue par une violente explosion.

{^) J'ai été très habilement secondé dans ces expériences par un de mes anciens élèves, M. Lamotte, agrégé-préparateur à la Sorbonne.

( 1-53 ) » L'oxygène liquide employé clans ces expériences était obtenu à l'aide d'un appareil construit d'après les indications de M. J. Dewar, et qui, utilisant l'oxygène comprimé, tel qu'on le trouve dans le commerce à Paris, en détermine la détente après l'avoir refroidi par son passage dans un très long serpentin maintenu à — 79°. On peut, de cette façon, obtenir dans un laboratoire ou dans un amphithéâtre, sans pompe de compression et sans force motrice, environ un quart de litre d'oxygène liquide en moins d'une demi-heure. >.

CHIMIE MINERALE. — Préparation du calcium cristallisé . Note de M. Hexri Moissa.v.

« Bien que le calcium soit très répandu dans la nature, il a été impossible jusqu'ici de l'obtenir pur et en notable quantité. Les différents procédés de préparation n'ont permis d'en recueillir que de très petits échantillons, et ses principales propriétés sont loin d'être connues.

') Depuis les recherches de MaLthiessen, on le regarde comme un métal jaune; nous établirons plus loin qu'il possède la couleur de l'argent. D'après les différents expérimentateurs qui se sont occupés de cette question, sa densité oscille entre i,55 et 1,8. Enfin nous ajouterons que dans les quelques Mémoires qui traitent du calcium, les auteurs n'ont fourni aucune analyse du métal obtenu. Ces différents points peuvent fixer l'état de la question.

» Historique. — Expériences d' Huinp]tr\' Davy. — La mémorable expérience d'Humphry Davy, sur la décomposition des terres alcalino-terreuses par le courant électrique, établit l'existence, dans la chaux, d'un corps simple métallique. On sait qu'Humphry Davy, par la décomposition de la chaux, en présence du mercure, ou par la décomposition d'un mélange de chaux humide et d'oxyde de mercure, obtint un amalgame de calcium qui décomposait l'eau avec ra|)idité en régénérant de la chaux hydratée. Le métal préparé par Humphrv Davy était blanc.

» Procédé Matthiessen. — -En appliquant les idées de Bunsen (^'), Matthiessen (-) réussit à électrolyser un mélange à molécules égales de chlorure de calcium et de chlorure de strontium; il obtint dans ces con-

(') Blnsen, Annalen der Cliemie und Pharmacie, t. LXXXII, p. 107.

Mattuiesses, Annalen der Cliemie und Pharmacie, t. XCIII, p. 277 ; iSJo.

( >754 ) ditions de petits globules métalliques de couleur jaune. Cette expérience peut se répéter avec facilité, mais elle ne donne que des rendements très faibles ; nous l'avons reprise dans les conditions indiquées par Matthiessen et même en augmentant le volume de l'appareil et l'intensité du courant, les rendements sont toujours des plus faibles. Le métal possède bien, en effet, une couleur jaune plus on moins foncée rappelant la couleur de l'alliage des cloches.

» Procédé Liés-Bodart et Jobin. — En 1 858, MM. Liès-Bodart et Jobin ( ' ) indiquèrent un procédé chimique pour obtenir le calcium. Ils faisaient réagir le sodium sur l'iodure de calcium en fusion dans un creuset de fer fermé par un couvercle à vis. Nous avons répété cette dernière expérience, dont les résultats sont très variables tant au point de vue du rendement que de la pureté du produit obtenu.

>) En général, en employant 3ooS'' d'iodure anhydre, on isole quelques globules métalliques apparents dont l'ensemble pèse de G^'' à S^''. Une certaine partie du calcium se trouve divisée dans la masse en globules si petits qu'il est impossible de les séparer. De plus, dans quelques préparations, ainsi que MM. Liès-Bodart et Jobin l'ont indiqué, on trouve, à côté les uns des autres, des globules de sodium ne renfermant point de calcium, et d'autres globules de couleur jaune plus ou moins riches en calcium. Si l'on fait l'analyse des parties métalliques riches en calcium, on trouve qu'elles fournissent une teneur variable de ce dernier métal. Nous avons obtenu, dans les globules les plus riches, les chiflVes suivants :

Ca pour loo 83, oo 88, 3o 88,70 98,20

» La température a une influence très grande sur le rendement (^). Si la réaction se fait seulement au rouge sombre, la quantité de sodium contenue dans les globules métalliques varie de 10 à 20 pour 100, et le rendement est plus fort. Au contraire, lorsque la température est plus élevée et qu'elle atteint le rouge vif, on obtient un métal d'une teneur plus élevée en calcium, mais le rendement est beaucoup plus faible.

« Enfin, lorsque la préparation de Liés-Bodart et Joljin est trop chauffée.

( ' ) l.iÈs-BoDART et Jobin, Annales de Chimie el de Pliysiijite, 3" série, t. LIV, p. 363.

(-) Nous avons répété dix fois cette expérience de MM. Liès-Bodart et Jobin. Dans une opération où nous avions distillé la plus grande partie du sodium employé, sans qu'il y ait eu de rentrée d'azote, nous avons obtenu un culot métallique de I2S'", renfermant 88 pour 100 de calcium.

( 1755 ) on ne recueille plus de calcium; il se produit une réaction nouvelle sur laquelle nous reviendrons plus tard.

)) Procédé Sonsladt. — Sonstadt(' ) a applique la réaction deLiès-Bodart et Jobin en faisant réagir le sodium sur un mélange de chlorure de calcium et d'iodure de potassium. Dans cette expérience, on trouve, à la surlace du culot de sels, une masse métallique, bien fondue, unie, que l'on détache avec fiicilité. Ce métal est cassant, à texture cristalline, pyrophorique le plus souvent, et il conlientune notable quantité de métaux alcalins, sodium et potassium. Nous avons répété quatre fois cette préparation, et la teneur en calcium du métal ainsi préparc n'a jamais dépassé 20 pour 100.

» Procédé Caron. — Caron (") a pré|)aré le calcium en réduisant le chlorure de calcium par du sodium, en présence de zinc métallique. Il se forme un alliage de zinc et de calcium qui, chauffé dans un creuset de charbon, laisse du calcium qui possède la teinte jaune du laiton.

» Procédé Winckler. — M. Winckler (' ) a étudié tout d'abord la réduction de la chaux par le magnésium dans un courant de gaz hydrogène; il n'a pas séparé le calcium obtenu de la magnésie. Dans un deuxième Mémoire (^), il a déduit la formation, dans les conditions précédentes, d'un hydrure de formule CaH, d'après la composition complexe du mélange qui restait dans la nacelle ; il n'a isolé aucun produit.

» En résumé, les difficultés que l'on rencontre dans ces différentes préparations et qui ont empêché d'obtenir le calcium à l'état de pureté sont les suivantes :

» 1° La séparation du calcium n'a pu se faire par distillation de son amalgame. Le résidu obtenu est toujours impur.

» 2" Dans l'électrolyse par voie sèche des mélanges de sels de calcium et de sels alcalins, c'est d'abord le métal alcalin qui est mis en liberté et qui réagit ensuite plus ou moins pendant l'électrolyse.

» 3° Dans la réduction par le sodium, il se produit toujours un mélange de sodium et de calcium, parce que ce dernier, à cause de ses propriétés réductrices, intervient à son tour sur le mélange de sels en présence. Il se

(') Edward Sonstadt, Proceedings of the Uterary and philosophical Society of Manchester ; i864, p. 243.

(*) Caron, Comptes rendus, t. L, p. t>!\-.

(■■') Winckler, D. chem. G., t. XXIII, p. 44 et 120.

(') WixcKLER, D. chem. G., t. XXIV, p. 1966.