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Potass 10 Thydrox. H:80,

Diagramme de l'appareil à analyse de gaz de Bone et Wheeler.

Analyse de gaz avec l'appareil à analyse de gaz de Bone et Wheeler.

Cet appareil a été décrit par W. À. Bone et R. V. Whecler dans le Journal of the Society of Chemical Industry, XXVIIème Vol. 15 Janvier 1908, p. 10. On s'en servit pour tous les échantillons de gaz de fours à coke, pour quelques échantillons de gaz de gazogène et aussi, tel que décrit ci-dessus, pour déterminer le méthane et l'hydrogène dans quelques échantillons de gaz de gazogène après que les autres constituants eussent été amenés dans l'appareil de Randall et Barnbart.

La Fig. 54 fournit un diagramme de l'appareil et les Planches LVIII et LIX montrent l'appareil tel qu'il est installé dans le laboratoire. L'appareil comprend trois parties essentielles, c.a.d.: (1) une combinaison de tubes de mesurage et de pression, À et B, communicant par le robinet de verre C avec le réservoir de mercure D: un récipient d'absorption F tenu au-dessus du mercure dans une auge d'acajou, G; (3) un tube d'explosione E, muni de fils d'allumage, et relié à un réservoir de mercure séparé H. Toutes les attaches entre À, E et F sont sous forme d'ouvertures capillaires, avec ro. "nets de verre appropriés, partout où cela est nécessaire. Le diagramme montre également comment le tube de mesurage A est relié au tube d'échantillon K, chaque fois que ce dernier est employé pour introduire l'échantillon examiné; dans une photographie, on montre à la place du tube d'échantillon une petite pipette contenant des bâtons de phosphore; on essaye sans succès de remplacer le petrogallol par le phosphore pour l'absorption de l'oxygène dans cet appareil, mais le pouvoir d’absorption du phosphore diminua rapidement quand on se servit du mercure au lieu de l'eau.

Les échantillons de gaz furent généralement introduite dans l'ap-

pareil au moyen d'un tube d'essai ordinaire en verre dur, sous la large extrémité ouverte du récipient d'absorption F qui avait été auparavant rempli de mercure. La planche LX montre le râtelier spécial dans lequel les échantillons de gaz furent emmagasinés au-dessus du mercure, dans des tubes d'essai maintenus à plat dans des creusets de porcelaine; la base du support était munie de côté élevés pour empêcher la perte du mercure.

Avant de commencer une analyse, tout l'appareil y compris toutes les attaches entre À, E et F fut complètement rempli de mercure et toutes les manipulations suivantes furent faites au-dessus du mercure.

Les différentes parties de l'appareil sont montées sur des supports de bois de teck, avec quatre baguettes d'acier verticales supportant le rayon sur lequel repose l’auge au mercure; les mêmes baguettes supportent également deux autres rayons pour les bouteilles de réactifs. Le réservoir à mercure, D, peut être élevé ou abaissé (au .iveau du sol, si nécessaire) au moyen d'une poulie munie de tous ses accessoires. L'appareil tout entier repose dans un plateau de bois 2-4” X 1-6” avec côtés Slevés.

Les caractères saillante ravail effectué par l'apparvil sont les suivants:

(D). Le principe de mesurage employé est celui du mesurage de la pression du gaz (en mm. de mercure) à volume constant. Dans ce but, le gaz est amené à une certaine marque de volume constant dans le tube de mesurage À, (par manipulation appropriée du réservoir de mercure D et du robinet C) et sa pression est lue sur le tube de pression B. Il v a une série de telles marques de volume constant sur À, coincidant en niveau avec chaque cent mm. marque sur le tube de pression B ce qui fait que la pression actuclle du gaz est fournie en soustrayant de la lecture de pression les chiffres) 0, 100 où 200 suivant la marque particulière de volume constant choisie pour l'analyse. Les tubes À et B sont faits d'une seule pièce et sont entourés d'une chemise d'eau; leurs surfaces intérieures sont maintenues humides avec une solution très diluée d'acide sulfurique (1 dans 20) comme précaution contre les erreurs de mesurage dans un tube avec Îes alcalis; ilest facile de voir que l'humectage de À et B avec le même liquide élimine l'influence de la vapeur d'eau sur les mesurages de gaz, les différentes pressions représentant celles du gaz sec sous examen. Le robinet fermant l'extrémité supérieure du tube de pression est reliée à cette dernière par un fort tube en caoutchouc, système qui donne une excellente jointure avec suffisamment d'élasticité pour empêcher la brisure dans le cas ou le mercure en B monte dans le tube avec une rapidité inaccoutumée., Les avantages de ectte méthode de mesurage sur la méthode ordinaire de déterminer le volume d'après la pression atmosphérique sont à doubles: (a) elle permet l'emploi de plus petits volumes de gaz pour une analyse-

ainsi on peut prendre de 5 à 10 c.c. de gaz pour une pression de 100 m.m. suivant la marque de volume particulier choisi et cette pression peut être facilement lue sans employer un télescope) on fait mieux les lectures au moyen d'une lumière placée derrière le tube un peu au-dessus de la surface du mercure (b) les mesurages sont indépendants de la pression barométrique et en même temps ne sont pas affectés par la tension de la vapeur aqueuse.

(21. La longueur du tube de pression B tenviron 700 mm.) fournit ample espace pour la solution du mélange explosif dans une analyse d'explosion, même dans le cas d'un gaz riche, comme le gaz de houille.

Les arrangements pour les différentes absorptions sont simples. Au lieu d'employer un certain nombre de grands vaisseaux d'absorption contenant chacun un réactif particulier, que l'on ne change pas au cours des différentes analvses, toutes les absorptions furent effectuées au-dessus du mercure dans le seul récipient d'absorption F et dans chaque cas avec un volume relativement petit du réactif particulier que l'on emploie toujours frais et que l'on rejette ensuite.

Pour faciliter l'introduction des différents réactifs, et le rinçage du récipient d'absorption avec de l'eau ou de l'acide sulfurique dilué ‘in situ” entre chaque réactif successifs, la large ouverture du récipient est plongée dans le mercure dans l'auge G tandis que le dessus se termine en un robinet à trois branches capillaires LL. L'une des branches parallèles de ce robinet communique à travers une jointure solide en caoutchouc avec

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Planche LVI1I.

\ppareil à analyse de gaz de Bone et Wheeler, vue générale.—Section des Mines et de la Préparation des Mincrais, Université McGill.

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le récipient de mesurage À et l'autre avec une grande bouteille d'aspiration qui sert à rattraper le réactif qui a servi ainsi que tout mercure qui a passé. La bouteille est re-aspirée de temps en temps au moyen d'une pompe à succion à jet d'eau.

De 2 à 10 c.c. de ce réactif particulier dont on doit se servir sont introduits dans le récipient d'absorption (au préalable rempli de mercure) au moyen d'une pipette à jet courbe de lessous la surface du mercure dans l'auge . Toute bulle d'air accidentellement introduite dans le réactif peut être immédiatement chassée en ouvrant avec précaution la branche du robinet L qui conduit à la bouteille d'absorption ci-dessus mentionnés. Le gaz peut alors être amené du récipient de mesurage au “laboratoire” ou récipient d'absorption F, et secoué avec un réactif préalablement introduit. Quand l'absorption est complète, le gaz est renvoyé dans le récipient de mesurage, le robinet L est tourné aussitôt que le réactif l'atteint ce qui fait que le réactif passe dans la bouteille d'aspiration; le récipient ‘laboratoire’ est alors rincé avec de l'acide dilué et les rinçures enlevées; le robinet L est tourné avec précaution pour relier le récipient laboratoire avec le tube de mesurage et on laisse le mercure propre s'en aller le long des tubes reliés jusqu'à ce qu'il atteigne le point indiqué par une flèche; le robinet immédiatement derrière ce point est alors fermé, le gaz amené à sa marque de volume constant dans le tube de mesurage et la pression est lue; la différence entre la vieille et la nouvelle pression est la mesure du volume de gaz absorbé par le réactif particulier. On peut alors introduire un réactif frais dans le récipient et le procedé est répété. L'oxygèr- et le gaz électrolytique requis pour !’explosion sont également introduits dans l'appareil par le récipient “la oratoire”.

Les réactifs employés, etc., furent ainsi qu'il suit: (1) Potasse caustique 1 partie en poids dissoute dans 2 parties d'eau. (2) Pyrogallol : environ 2 c.c. d'une solution faite en dissolvant 1 partie de sel dans 4 parties d'ean furent introduites dans le récipient de laboratoire, et ensuite quatre fois autant de la solution de potasse caustique furent également introduits; le pyrogallol conserve mieux l'acide, ce qui fait qu'il ne fut mélangé qu'à l'alcali quand on en eut besoin; on ajoute un excès de potasse pour empêcher le pyrogallol de donner naissance À du monoxide de carbone; mais même ainsi, on ne devrait jamais laisser un gaz plus de dix minutes au-dessus de son réactif. (3) Brôme: on employa une solution de brôme dans 10 pour cent de brômure de potassium: pour les hyaocarbones ne contenant que des petites parties d’'hydrocarbones non saturés on employa une solution d'eau saturée à laquelle on ajouta ensuite du bromure de potassium et qui fut reconnue comme suffisamment forte. Comme ce réactif attaque légèrement le mercure, on ne laissa jamais le gaz plus de $ minutes au-dessus, puis on rinça le récipient, d'abord avec une solution de potasse caustique, puis avec 5% d'acide sulfurique et le g«z fut ramené dans le récipient du laboratoire et traité avec de la potasse caustique pour enlever la vapeur de brôme avant de la remesurer dans le récipient de mesurage. (4) Chloride de cure: le gez fut traité deux fois avec du chlo-

ride de cuivre ammoniacal, préparé tel que décrit sous l'appareil de Randall et Barnhart. Une solution ammoniacale de chloride de cuivre, avec une tension négligeable de vapeur de cuivre ammoniacale, peut être également préparée en suspendant 73 grammes de chloride de cuivre dans une s0lution de 15 grammes de chloride d'ammoniaque dans 300 c.c. d'eau; on fait alors passer le gaz ammoniacal dans la solution (qui est maintenue hors de contact avec l'air) jusqu'à ce que, après avoir secoué la bouteille, la solution sente l'ammoniaque aussitôt après que le bouchon est enlevé; une heure ou plus est nécessaire pour saturer on devrait éviter tout excès; on ajoute alors 10 où 20 grammes de plus de chloride de cuivre, la solution est bien secouée et emm sasinée dans une bouteille bien fermée.

Tout le gaz laissé de côté, après le traitement avec les réactifs ci-dessus, fut employé pour l'explosion: il fut ensuite mélangé avec un excès d'oxygène et son volume mesuré: puis, une fois 4 cc. de gaz électrolytique ajoutés si nécessaire, le gaz passa dans le tube d'explosion E, allumé par une étincelle, renvoyé au tube de mesurage, traité avec la potasse dans le récipient du laboratoire et mesuré de nouveau: les calculs furent faits tels que déjà décrit. Les règles relatives à la quantité d'oxygène, ou d'air, à ajouter pour l'explosion furent les mêmes que celles suivies dans le laboratoire du Dr. Bone ajouter de l'oxygène suffisamment pour rendre le mélange explosif Ce à.d. CH, + 20, et 2H: + Où) et xcès d'oxygène (ou d'air) pour diluer au moins deux fois le volume du mélange. Ainsi, si 100 mm. de gaz sont pris pour une explosion dont probablement 30 mm. sont très entlammables, et se composent principalement d'hydrogène, on requiert 15 mm. d'oxygène pour sa combustion complète, ce qui fait que la quantité du ‘‘knallgas” serait 45 mm: il est par conséquent nécessaire de prendre au moins 15 + (2 X 45), c'est à dire 105 mm. d'oxygène; ou en d'autres mots, avec les 100 mm. de gaz on devrait au moins faire 205 min. avec l'oxygène. Cela est la plus basse limite; diluer plus abondamment est un avantage; si l'on dilue moins, les oxides de nitrogène et l'acide nitrique se forment et une partie de l'oxygène disparait, en donnant une trop grande contraction.

L'oxygène fut emmagasiné dans une bouteille au-dessus de l'eau; le gaz fut délivré au moven d'un tube de livraison approprié dans le récipient du laboratoire. Le gaz électrolytique fut emmagasiné dans des tubes d'essai sur le mercure dans un râtelier tel qu'il a déjà été décrit. On huila les robinets d'arrêt avec une solution de caoutchouc dans de la vaseline, préparée en chauffant tranquillement 20 parties de caoutchouc pur, 10 de vaseline et une de cire paraffine; la chaleur fut maintenue et le mélange agité jusqu'à ce que le caoutchouc soit complètement dissous.

L'exemple suivant dépeint la méthode pour enregistrer une analyse faite avec l'appareil de Bone et Wheeler:

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les échantillons de gaz.

Fig. 55. Section verticale du calorimètre à gaz de Bovs.