ACTION DE L'HYDROGÈNE SUR LE BARYUM A LA TEMPÉRATURE ORDINAIRE
Principe.
Du baryum, préparé suivant la méthodé Guntz, a été redistillé avec les précautions décrites page 22. Ce distillat, détaché du réfrigérant, a été conservé dans un flacon à l’émeri bien bouché rempli de gaz carbonique sec suivant le conseil de Guntz (loc. cit., réf. (16)) (1).
L’essai consiste à introduire un fragment de baryum dans un tube muni d’un manomètre à mercure. Après avoir fait le vide, on envoie dans l'appareil de l'hydrogène pur et sec (préparation vue p. 34) à une pression inférieure à la pression atmosphérique et on suit l'absorption au moyen du
manomètre.
Appareil.
L'appareil (fig. 13) se compose d’un tube de 25 à 30 cm. de long et de 27 mm. de diamètre; ce tube est en verre et porte un capuchon rodé qui permet de le relier à la pompe à vide et au générateur d'hydrogène (au moyen du robinet R) et, d'autre part, au manomètre à mercure ; celui-ci est un tube en U muni d’une échelle graduée ; une de ses branches
(:) Ces essais sont antérieurs aux recherches relatées page 148.
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communique avec l’atmosphère. Le vide est obtenu avec les dispositifs décrits dans la première partie (p. 11). La température est celle du laboratoire, soit 209 C environ; elle est suivie au moyen d'un thermomètre. Elle peut, d’ailleurs,
Ba
Fig, 13. — Appareil pour l'étude de l'absorption de l'hydrogène par le baryum, à la température ordinaire.
varier de quelques degrés sans que le phénomène soit modifié de façon appréciable, On a soin seulement de faire, autant que possible, les lectures de pression à la même température afin d'éviter les corrections de volume gazeux.
Conduite d’une expérience.
Poids de baryum employé : 1,84 g.
Le métal est introduit dans le tube et on fait le vide.
1° Mesure du volume de l'appareil (limité au robinet R).
La mesure du volume se fait facilement par simple application de la loi de Mariotte : au moyen du mesureur à gaz (décrit p. 35 et représenté fig. 5), on mesure, sous la pression et à la température du moment, 200 em* d'air sec, soit :
200 cm sous 749,2 mm. (corrigé) et à 210 C.
Ce volume d’air est introduit dans l'appareil; on lit alors au manomètre une pression de 638,6 mm. correspondant à un volume x, soit :
æ em? sous 638,6 mm. (corr.), à la même température RIRE :
La température restant constante, on a :
Le. 6 3 RENE 0/1 0ICme.
Remarque 1. — En réalité, le manomètre étant un mano- . mètre à air libre, la pression se lit: en prenant la pression atmosphérique corrigée, soit. . . . . . 749,2 mm. en notant la hauteur du mercure dans cha-
cune des branches du manomètre, soit
(en lééretranchant}: 2e rc" 445 — 33/4
Correction detéemp. (1) 2.7 ...—.. 0,/
: 110,6 110,0 mm.
La pression dans l'appareil est donc: . . . 638,6 mm.
Il y a lieu de remarquer, pour corrections éventuelles, que rigoureusement, le volume ainsi déterminé est limité à la division 445 de la branche du manomètre en communication avec l’appareil. ,
Remarque II. — Approæimation obtenue dans la mesure du volume. Cette méthode peut permettre d’atteindre une
(‘) Suivant la formule classique de correction manométrique voir page 50.
98 PAUL REMY-GENNETÉ
précision, dans la détermination du volume, bien supérieure à celle dont nous avons besoin pour nos calculs. En effet, si
l'on pose :
LH: on V.H; .
on à : Hi Dre FA V, soit :
Hi = 749,2 mm au 1/10 près H: = 638,6 mm. à 1/2 mm. près Vi = 200 cm à 1/2 cm près.
Appelons AH, et AH, les limites supérieures des valeurs
absolues de l'erreur Re sur H, et H, on a () :
Erreur sur le quotient À: =. :
H, s(s)= F + Sais
d’où, en arrondissant les chiffres dans le sens qui convient
pour obtenir une limite supérieure de l'erreur :
" Ha Vue 3 i + 800 1: 3 Fa tm 06007 10 6oo? 2 = 2 000
Erreur de calcul sur le même quotient.
he 1,170 au 1/1000 près, soit avec une erreur absolue
de :
Erreur totale sur le quotient.
L'erreur totale sur le quotient est :
dE a 1
2000 4où
Erreur sur le résultat.
Aæ = Via ( k :) LÉ
Hs Hs AH IS00 DO 800 1! A SA 00 600 2 3
{t) Nous adoptons les symboles et notations de Vogt (114).
L'erreur de calcul sur le résultat est négligeable vis-à-vis de 4/3; donc l'erreur absolue totale est inférieure à 4/3 c'est-à-dire, en chiffres ronds, inférieure à 1,5 em.
Erreur relative.
Comme le volume à mesurer est ici 200 cm?, l'erreur relative est inférieure à 0,8 0/0.
2° Introduction de l'hydrogène.
Le volume étant ainsi déterminé, on fait le vide à nouveau et, au moyen du mesureur, on introduit de l'hydrogène pur et sec dans le tube à baryum.
On lit la pression : 639 mm. (corr.), à 200 C. et on abandonne l’appareil en faisant des lectures du manomètre tous les jours.
Résultats.
L’essai, commencé le 8 avril, s’est terminé 36 ‘jours après, soit le 23 juin, date à laquelle la pression lue est de l’ordre du millimètre. L'absorption s’est donc faite lentement et progressivement ainsi que l'indique le tableau X.
Tagzrau X
Absorption de l'hydrogène par le baryum aux environs
de 20° C.
Poids de baryum employé. 2 & ne 21,84€.
Molumerde Apparel ES RC 2 55 cn Temps Pression Temps Pression jours mm. de mercure jours mm, de mercure F 639 13 158 1 626 5o 97 8 . 539 57 4 19 473 64 8,0 22 393 70 AD 20 206 76 D 1
100 PAUL REMY-GENNETÉ
Afin de donner une idée de la vitesse du phénomène, nous avons tracé un graphique (fig. 14) en portant, en ordonnées, les pressions en mm. el, en abscisses, les temps comptés en jours. Nous obtenons ainsi une courbe très régulière ().
on en MM. de mercure
| Press
15 30 45 60 75 Temps enjours
Fig. 14. — Absorption de l'hydrogène, aux environs de 40° C., par le baryum.
Calcul approximatif du volume d’hydrogène absorbé par le baryum.
Volume total de l'appareil : 234 em$.
1° Volume d'hydrogène au début (ramené à © C. et 700 mm.). s
A PIE UP PES A D Ni SRE ON dE (t) Voir remarque 4, p. 130.
RECHERCHES SUR LES HYDRURES ALCALINO-TERREUX IOI
Pression d'hydrogène lue .. . 639 mm. (corr.). Volume d'hydrogène. . . . 2 234 cm® Remarque. — La correction de volume envisagée page 97
n'est pas à faire ici : lors de l'introduction de l'hydrogène, le mercure atteint, dans la branche du manomètre en communication avec le tube, la division 446, alors qu'il atteignait, lors de la mesure du volume, la division 445 : l’erreur est donc négligeable.
On a donc : 234 cm*° d'hydrogène à 2o° C., sous 639 mm., correspondant à æ cm° d'hydrogène à o° C., sous 760 mm.
639 273 Ne 2 —— == 3, î 34 bo 203 183 cm 29 Volume d'hydrogène absorbé. — Il est précisément
sensiblement égal au volume précédent, puisque, à la fin de l'expérience, il y a pratiquement le vide dans l'appareil. La réaction théorique :
Ba + H?— H?Ba,
correspondrait, pour le poids de baryum mis en œuvre
( 84 g )à 22400 X 1,84 ; 5° ELA LOUER ATTY
, Soit environ 300 cm.
Essai de mesure plus précise de la tension finale.
Nous avons donné la tension finale comme voisine de 1 millimètre ; un manomètre ordinaire ne permet pas d'en dire davantage. Nous avons voulu voir s’il est possible d’obtenir une pression fixe, que l’on pourrait considérer comme la tension de dissociation du produit à la température ordinaire,
La mesure a été réalisée dans un autre tube muni d'un manomètre de large diamètre et à deux branches dont l’une est fermée ; ce manomètre (visible sur la photographie planche 1), a 18 cm. de hauteur et 15 mm. de section; il a été
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rempli avec toutes les précautions possibles (mercure propre et sec; élimination, par chauffage et aspiration à la trompe, de toutes les bulles d'air); les lectures se font avec un cathétomètre donnant une précision de 0,03 mm. Le baryum hydruré étant placé dans le tube, on fait le vide au 1/100 de millimètre tout en chauffant légèrement le manomètre et les tubes de jonction pour expulser les gaz adsorbés par le verre; puis on abandonne plusieurs jours à la température du laboratoire ; en trois ou quatre jours, on atteint une pression de 1,5 mm. qui reste constante. Le vide est fait à nouveau au 1/100 mm. avec le même soin et quelques jours après, la tension est rétablie; on recommence ainsi un grand nombre de fois; l'essai total a duré quatre mois. Au bout de ce long temps, on lit toujours 1,9 mm. à 19° C. Il semble donc que ce nombre corresponde à la tension de dissociation de l'hydrure à la température ordinaire.
En réalité, nos recherches postérieures nous montrent une cause d'erreur : le baryum employé a été en contact avec l'air, donc a pu absorber une trace d'humidité et il y a lieu de faire ici la remarque que nous avons exposée à propos des travaux de Hüttig et Brodkorb (voir p. 86); la mesure devrait être faite avec du métal vierge de tout contact avec l'air; nous nous proposons d'utiliser la technique que l'on verra plus loin, mais un essai sérieux demandant plusieurs mois, nous n'avons malheureusement pas eu le loisir de recommencer.
Emploi de baryum divisé.
But de la recherche. — Songeant à une application ana-
lytique possible (1) de la propriété du baryum que nous venons de constater, nous avons cherché :
{t} Voir IVe partie, p. 139.
19 À rendre la préparation du baryum simple et rapide ;
20 À accélérer, si possible, l absorption de l'hydrogène par le baryum à froid.
Pour ces deux motifs nous nous sommes adressé à la décomposition explosive de l’azoture de baryum (p.29 et $.). Les essais d'absorption de l'hydrogène ne peuvent naturellement être pratiqués qu’en petit.
Manipulation. — L'appareil est celui qui a été décrit page 33 et représenté figure 4.
Essai n° 1 : ”
Poids de N°Ba employé : 0,4855 g
Volume d'hydrogène introduit : 8 cm? mesurés à 220 C., sous 738,7 mm. (corr.).
Pression lue après introduction d'H? : 9,6 mm, à 220 C.
Pression lue après 3/4 d'heure : 6,6 mm.
Pression lue après 2 heures : 5 mm.
Pression lue après 24 heures : 2,1 mm.
Pression lue après 48 heures : pression non mesurable avec ie manomètre.
N.-B. — La faible pression observée au début, eu égard au volume de l’appareil, tient certainement à ce qu’il y a eu absorption instantanée d’une partie du volume gazeux.
Essai n° 2
Poids de N5Ba employé : 0,6042 g.
Volume total de l'appareil : 260 em.
Volume d'hydrogène introduit : 8 cm° mesurés à 23° 5 sous 700,5 mm.
Pression dans le ballon au moment de lintroduction EE Dimime
Pression dans le ballon après 3 heures : non mesurable avec le manomètre.
On voit que cet essai a été beaucoup plus rapide que l’essai n° 1: la décomposition de l’azoture avait été « mieux
réussie » du point de vue qui nous intéresse.
