CONCLUSIONS PRATIQUES GÉNÉRALES

À. — Position du problème.

Ayant ainsi étudié les conditions d’un dosage opacimétrique, nous nous sommes demandé quelle précision on pourrait obtenir en améliorant la méthode de mesure.

Car, il faut bien le reconnaître, Le spectrophotomètre de Féry ne permet pas de déterminer la densité optique à moins de 5 à 6 p. 100 près.

De plus, chaque mesure doit être répétée un assez grand nombre de fois (5 à 6) pour offrir une garantie de fidélité suffisante. Et dans l'étude que nous venons de faire où des séries de mesures se présentent, il y a là une cause importante de retard et de fatigue pour l'œil.

Pour toutes ces raisons, nous avons été tenté par l’emploi des cellules photoélectriques. Depuis peu de temps, elles sont entrées au laboratoire de chimie. Mais, comme nous le verrons, on ne les y a pas toujours utilisées dans les meilleures conditions. Pourtant les physiciens ont, pour des recherches de haute précision en photométrie, retiré grand profit de leur emploi. C'est à eux que nous nous référerons. Dans la discussion qui suit, nous ferons principalement appel à un mémoire de P. Fleury [42]. Nous n’envisagerons ici que les solutions proposées pour la colorimétrie pratique au laboratoire de chimie.

B. — Emploi d’une seule cellule photoélectrique.

On envoie sur la cathode d’une cellule un flux lumineux qui produit un effet photoélectrique mesuré par un courant 2, (amplifié ou non). L’interposition sur le trajet du faisceau d’une cuve contenant la solution trouble ou colorée, de concentratration c, ne produit plus qu’un courant 2.

La détermination de 2 — f(c) résout Le problème posé.

Avec une cellule photo-émissive, 2 est égal au rapport des

intensités lumineuses — à quelques millièmes près. Aussi

a-t-on en général la relation simple :

log © — ac + b (a et b étant deux constantes).

Mais, avec une telle cellule il faut amplifier le courant photoélectrique ; ce qui augmente les risques d’instabilité. Cependant, la difficulté la plus grande reste dans tous les cas la réalisation pratique d’une source lumineuse d'intensité constante pendant la durée de la mesure. Il a fallu à Fleury [43] des accumulateurs de 180 ampères-heure pour alimenter dans de bonnes conditions la lampe à ruban de Tungstène de son « électrophotomètre de précision ». On sait que, d’autre part, une variation de tension de 1 p. 100 aux bornes d’une lampe à filament de carbone produit une variation de l'intensité lumineuse de 5 p. 100. Et les écarts de tension du secteur sont plus importants. Canals et Hortala [28j, essayant le photocolorimètre de Toussaint, durent utiliser une batterie de 90 ampères-heure sans pouvoir dépasser la précision de 5 p. 100.

C. — Emploi de deux cellules en opposition avec une des surfaces d’éclairement variable.

Pour se mettre plus commodément à l’abri de l’instabilité du secteur, plusieurs auteurs ont décrit et utilisé un appareil à deux cellules montées en opposition dont voici Le principe (Voir Lesure, Thomas et Lavagne [60] et Sevaux [ 80).

La même source lumineuse élaire les deux cellules (cellules à gaz, au potassium); la surface d’éclairement de la première cellule est constante, celle de la seconde est variable et mesurée par le déplacement d’un diaphragme d’ouverture triangulaire. Au zéro de la graduation, cette surface est minima.

On porte aux bornes des cellules une différence de potentiel de 90 volts. Les courants résultant de l'effet photoélectrique s'opposent et sont amplifiés par lampe triode. Leur différence est mesurée par un milliampéremètre à 0 central.

Un montage potentiométrique permet d'annuler cette différence.

On place ensuite devant la seconde cellule une cuve contenant le liquide étudié, de concentration €. Puis, en déplaçant le diapbragme jusqu'à la division », on compense l'absorption lumineuse par l'augmentation de la surface d’éclairement et on ramène au 0 l'aiguille du milliampèremètre.

On peut tracer la courbe n — fc).

Nous avons utilisé cet appareil pour préciser l'évolution du colloïde étudié en fonction du temps. Sa grande sensibilité (on peut apprécier une différence de densité optique de 0,002) nous l'a permis. Nous avons obtenu des courbes asymptotiques très régulières ; en voici un exemple (Figure n° 1).

Malheureusement, la fidélité de cet appareil est très mal assurée (Remarquons que Sevaux [80] fait pour chaque série d'expériences la détermination de n — f(c)).

Cette infidélité tient d’abord à ce que la cathode de la cellule

n'est pas uniformément élairée ; la fonction n — /{c) dépend évidemment de la distribution des intensités lumineuses sur la surface d’éclairement. Et comme la source lumineuse primitivement employée était une lampe de 12 volts à spirale de tungstène, les indications numériques fournies dépendaient de l'orientation de cette spirale, c’est-à-dire de la position de la lampe.

Figure n :1 (5030 mg d'Al)

20e 20: 3 40 30 60 70 60 90 100 Minubes

Mais, même en utilisant une plage de brillance uniforme, obtenue par exemple avec une lampe à ruban de tungstène (Fleury [43]), on ne peut assurer la fidélité de l’appareil. C’est que la sensibilité de la cellule varie souvent beaucoup d’un point à un autre de la cathode, (Fleury [42]), et alors, cette fois, la fonction n — f(c) dépend encore de la position de la 2° cellule. Elle peut enfin dépendre de l’âge de celle-ci.

En résumé, disons que l’appareil précédent peut rendre des services, par la grande sensibilité qu'il présente ; mais à cause de son montage électrique compliqué, de ses défauts de fidélité, il n’est pas l’instrument commode et sûr que nous cherchions.

D. — Construction d’un « électrophotomètre »

à coin avec cellules à couches d'arrêt.

L'emploi des cellules dites à couche d'arrêt est d'une simplicité avantageuse : elles ne nécessitent pas de différence de potentiel auxiliaire pour débiter des courants mesurables.

Mais, si l’on veut retirer de leur emploi plus de précision et de fidélité que des mesures visuelles, il faut observer des précautions spéciales.

En conservant le montage en opposition qui dispense d’une source d'intensité rigoureusement constante, et en maintenant égales pendant la durée de la mesure l'intensité et la surface du flux lumineux reçu par chaque cellule, nous avons obtenu satisfaction.

Description : Le système optique se compose de :

Une source lumineuse, À (lampe de 12 volts, 50 bougies, alimentée par le secteur) ;