A. Bertin, loc. cit

d'apprécier le degré de concentration ou le degré de pureté de leurs dissolutions. Voici un exemple de cette application.

On a vu qu'en dissolvant 16fe',35de sucre pur dansOl,l d'eau, et en observant la dissolution dans un tube de 0m,20, on fait tourner de 24° vers la droite le plan de polarisation des rayons jaunes : c'est la rotation qu'on obtiendrait avec une plaque de 0m,001 de quartz droit. Supposons qu'on ait acheté de la cassonade et qu'on veuille connaître la quantité de sucre pur qu'elle contient. On n'aura qu'à en peser 16g,35 et les faire dissoudre dansO1,! d'eau pure, filtrer et clarifier la dissolution, la verser dans un tube de 0,n,20 de long, et chercher de combien elle fait tourner vers la droite les vibrations jaunes. Ou plutôt, au lieu d'opérer directement de cette manière, on cherchera quelle épaisseur de t\uartz gauche il faut superposer à la dissolution pour annuler sa rotation. Si nous trouvons, par exemple, qu'il faut une plaque de 0.80 de millimètre, nous en conclurons que le sucre brut essayé contenait 80 p. 100 de sucre crislallisable. Aucune méthode d'analyse chimique n'est aussi sûre ni aussi expéditive que cette méthode physique.

Cet usage, purement industriel, de la polarisation rotatoire est de beaucoup le plus fréquent. C'est ce qui a fait donner le nom de saccharimétrie à cette méthode d'analyse, et de saccharimètres aux instruments qu'on a construits

pou rappliquer la méthode avec facilité et précision. Mais l'industriel n'est pas le seul à s'en servir. Le physiologiste peut étudier de la même manière les variations de l'albumine dans le sang et dans les autres liquides de l'organisme : le médecin peut suivre au saccharimètre la marche de la maladie appelée diabète sucré.

599. Saccharimétrie et Saccharimètres : Principe et Méthode, Organes essentiels. — Le saccharimètre est donc un instrument qui sert à déterminer non pas précisément la rotation qu'une substance active peut imprimer aux vibrations jaunes, — comme cela s'obtient avec l'appareil de Biot, — mais l'épaisseur de la lame de quartz qui est capable de produire une rotation égale. Et cette détermination se fait par la méthode de compensation, c'est-à-dire en compensant la rotation de la substance, dextrogyre ou lévogyre, qu'on étudie à l'aide d'une plaque de quartz faisant tourner en sen> contraire.

Cette méthode de compensation est fondée sur ce fait que, lorsqu'on superpose deux substances actives, de signe contraire, la rotation totale, imprimée par le système, est égale à la somme algébrique des rotations de chaque substance. Si, par exemple, en prend 2 lames de quartz, dont l'une fait tourner les vibrations rouges de 18° vers la droite, et l'autre les fait tourner de 18° vers la gauche, le système des deux quartz superposés sera inerte comme une lame de verre de même épaisseur; il ne produira aucun effet de rotation, ni dans la lumière rouge, ni dans la lumière blanche.

L'opticien Soleil a construit, d'après ce principe, deux petits appareils qui sont les organes essentiels de tout saccharimètre : ce sont la plaque à deux rotations et le compensateur.

1° Plaque à deux rotations. — Teinte sensible. — Cet appareil se compose de deux plaques de quartz, de rotation contraire et de même épaisseur, non pas superposées, mais accolées, juxtaposées. Ce système fournit le moyen le plus délicat que l'on connaisse de mettre l'analyseur au 0°, c'est-à-dire dans la position de l'extinction, dans un appareil de polarisation.

Pour cela on donne à chacun des quartz, non pas une épaisseur quelconque, mais une épaisseur rigoureusement égale à 0m,C075. Comme 0m,00l de quartz tourne la vibration jaune exactement de 24°, une plaque de 0m,0075 tournera la même vibration de 24° x 0m,0075 ou 180°. Mais 180° et0° c'est tout un dans le mouvement d'orientation d'un analyseur, puisque ces deux azimuts sont diamétralement opposés dans un cercle. Supposons donc qu'on ait un appareil

rie polarisation quelconque, et qu'on y ait placé l'analyseur à Vextinction dans la lumière blanche : si l'on y interpose la plaque à rotations, les rayons jaunes seront éteints par les deux quartz, et les deux moitiés de l'image seront Tune et l'autre colorées de la teinte complémentaire du jaune. Si, par exemple, l'analyseur est un nicol, l'image unique qu'il donnera sera colorée uniformément de cette teinte complémentaire du jaune (fig. 656, 1). Mais pour peu qu'on dérange le nicol, d'un côté ou de l'autre, les deux moitiés de l'image, correspondant aux deux moitiés de la plaque changeront en sens inverse, et l'on s'en apercevra immédiatement à cause de l'opposition des couleurs produites (fig. 656, II et III).

(II

(III

Fig. 656.

Cette teinte complémentaire du jaune est un certain violet pâle ou violet rose connu sous le nom de teinte sensible. La teinte est pâle, parce qu'elle correspond à l'extinction des rayons jaunes, qui sont les plus brillants du spectre. Elle est d'autant plus facile à apercevoir, et, par suite, d'autant plus sensible, qu'elle est placée entre un rouge et un bleu, qu'on obtient en tournant légèrement l'analyseur soit à droite, soit à gauche.

2° Compensateur. — Cet appareil se compose encore de deux quartz de rotations contraires, non p\us juxtaposés, mais superposés. L'un, G, est fixe et lévogyre (fig. 657) et d'une seule pièce; l'autre est divisé diagonalement en deux prismes

Fig. 657.

très aigus, D, D, qui glissent l'un sur l'autre au moyen d'une crémaillère. (La figure 657 représente l'appareil schématiquement, et la figure 659, II, le représente tel qu'il sert dans le saccharimètre de Soleil.) Il résulte de ce glissement que le second quartz, qui est dextrogyre, présente au rayon une épaisseur qui peut varier depuis zéro jusqu'à une épaisseur supérieure à celle du premier quartz. On peut arriver ainsi à la compensation exacte par degrés insensibles et apprécier des variations d'épaisseur très petites au moyen des divisions d'une règle qui mesure le déplacement des deux prismes (fig. 659, III).

600. Saccharimètre de Soleil. — Soleil a construit le premier saccharimètre ou appareil destiné à analyser les substances saccharifères. La figure 658 représente, en perspective, le saccharimètre fixé horizontalement sur son pied et la figure 659 donne une coupe longitudinale de l'ensemble et des détails.

POLARISATION UOTATOIRE.

Description. — On peut distinguer dans l'appareil trois parties principales : un tube qui contient le liquide à analyser, un polariseur et un analyseur

Le tube m, qui renferme le liquide, est de cuivre étamé intérieurement, il est fermé à ses deux extrémités par deux glaces à faces parallèles et il est soutenu par un support k, qui se termine à ses deux bouts par deux tubes r et «, dans lesquels sont les cristaux qui servent de polariseurs et d'analyseurs, et qui sont représentés dans la coupe (tig. 659).

Devant l'orifice S se place une lampe ordinaire à modérateur. La lumière émise par cette lampe, dans la direction de l'axe de l'instrument, rencontre

Fig. 658.

d'abord un prisme biréfringent r, qui sert de polariseur (593, 3°). L'image ordinaire seule arrive à l'œil, l'image extraordinaire étant projetée hors du champ de la vision, à cause de l'amplitude de l'angle que font entre eux le rayon ordinaire et le rayon extraordinaire. Enfin le prisme biréfringent est dans une position telle, que le plan de polarisation soit vertical et passe par l'axe de l'appareil.

A sa sortie du prisme biréfringent, le faisceau polarisé rencontre une plaque à double rotation, dont nous avons expliqué l'usage.

Après avoir traversé le quartz q, le faisceau polarisé passe dans le liquide que contient le tube m, et de là rencontre un compensateur, formé d'un quartz simple i et du double quartz n. Le mouvement des deux moitiés du compensateur s'obtient au moyen d'une double crémaillère et d'un pignon qu'on tourne à l'aide d'un bouton b (fig. 658 et 659, I).

Quand les lames se déplacent respectivement dans le sens indiqué par les flèches (fig. 659, II), il est évident que la somme de leurs épaisseurs augmente; elle diminue au contraire quand les plaques avancent dans le sens

opposé. Une échelle e et un vernier v (fig. 659, III) suivent les plaques dans leur mouvement, et servent à mesurer les variations d'épaisseur du compensateur. Cette échelle, représentée ainsi que son vernier dans la figure 659 (111), porte deux divisions ayant un zéro commun, l'une de gauche à droite, pour les liquides dextrogyres, l'autre de droite à gauche, pour les liquides lévogyres.

Lorsque le vernier est au zéro de l'échelle, la somme des épaisseurs des plaques N et N' est précisément égale à celle de la plaque i, et comme la rotation de cette dernière est contraire à celle du compensateur, l'effet est nul. Mais si l'on fait marcher dans un sens ou dans l'autre les plaques du compensateur, celui-ci ou le quartz i l'emporte, et il y a rotation à droite ou à gauche.

Après le compensateur est un prisme biréfringent c (fig. 659, I) servant d'analyseur pour observer le faisceau polarisé qui a traversé le liquide et les diverses plaques de quartz.

Fig. 659.

Opération. — Négligeons pour un instant les cristaux et les lentilles représentés à sa gauche dans le dessin. Si l'on fait d'abord coïncider le zéro du vernier v avec celui de l'échelle, et si le liquide contenu dans le tube est inactif, les actions du compensateur et de la plaque i se détruisent, et, l'effet du liquide étant nul, les deux moitiés de la plaque q, vues au travers du prisme c, donnent rigoureusement la même teinte, ainsi qu'on l'a déjà observé. Mais si l'on remplace le tube plein de liquide inactif par un second tube rempli d'une dissolution sucrée, le pouvoir rotatoire de celle-ci s'ajoute à celui de même sens de l'un des quartz de la plaque à double rotation p, et diminue d'autant le pouvoir rotatoire de l'autre quartz. Il résulte de là que les deux moitiés de la plaque q ne présentent plus la même teinte, et que la moitié a (fig. 659, IV) est rouge, par exemple, tandis que la moitié b est bleue. On fait alors marcher les prismes du compensateur, en tournant le bouton b vers la droite ou vers la gauche, jusqu'à ce que la différence d'action du compensateur et de la plaque i compense le pouvoir rotatoire de la dissolution, ce qui a lieu lorsque les deux moitiés de la plaque q à double rotation reviennent à leur teinte primitive.

Quant au sens de la déviation et à l'épaisseur du compensateur, on les mesure par le déplacement relatif de l'échelle e et du vernier v. Les divisions de l'échelle sont telles, que 10 de ces divisions correspondent à une variation de

l millimètre dans l'épaisseur du compensateur, et comme le vernier donne lui-même les dixièmes de ces divisions, il en résulte qu'il mesure des varia-

tions de— — de millimètre dans l'épaisseur du compensateur.

Calcul de V expérience. — Une fois que la teinte des deux moitiés de la plaque q est redevenue uniforme, comme avant l'interposition de la disso* lution sucrée, on lit sur l'échelle à quelle division correspond le vernier : le nombre correspondant donne immédiatement le titre de la dissolution. En effet, nous avons vu que 16gr,471 de sucre candi, bien desséché et bien pur, étant dissous dans l'eau, et la liqueur étant amenée au volume de 100 centimètres cubes et observée dans un tube de 20 centimètres de longueur, la déviation produite est précisément celle que comporte une épaisseur de quartz de 1 millimètre. Cela posé, pour faire l'analyse d'un sucre brut, on en prend toujours un poids de lègr,471 qu'on fait dissoudre dans de leau, et, le volume de la dissolution étant amené à 100 centimètres cubes, on en remplit le tube de 20 centimètres de longueur. On observe ensuite le nombre indiqué par le vernier quand on a retrouvé la teinte primitive. Ce nombre étant, par exemple, 42, on en conclut que cette dissolution contient, en sucre cristallisable, 42 pour 100 de ce que contenait la dissolution de sucre candi, et, par

conséquent, 16gr,471 x — > ou 6gr,918.

Remarque. — Toutefois ce résultat n'est exact qu'autant qu'on est assuré que le sucre soumis à l'expérience n'est pas mélangé de sucre incristallisable, ou d'une autre substance lévogyre. Alors on a recours à l'inversion, c'est-à-dire qu'on transforme, au moyen de l'acide chlorhydrique, le sucre cristallisable, qui est dextrogyre, en sucre incristallisable, qui est lévogyre, puis on fait une nouvelle opération qui, combinée avec la première, donne la quantité de sucre cristallisable.

Producteur des teintes sensibles. — Il nous reste à faire connaître l'usage des cristaux et des lentilles o, g, /*, a, placés à la suite du prisme c (fig. 659,1). Leur ensemble forme ce que Soleil a nommé le producteur des teintes sensibles. En effet, la teinte la plus sensible, c'est-à-dire celle qui permet de distinguer une différence très faible dans la coloration des deux moitiés de la plaque de rotation, n'est pas la même pour tous les yeux : pour le plus grand nombre, c'est la nuance d'un bleu violacé rappelant celle de la fleur de lin que nous avons définie ci-dessus. L'appareil de Soleil permet de produire à volonté la teinte sensible, ou toute autre nuance plus sensible pour l'observateur.

Pour cela, en avant du prisme c est d'abord une plaque de quartz o taillée perpendiculairement à l'axe, puis une petite lunette de Galilée (513), formée d'un verre biconvexe g et d'un verre biconcave f, pouvant se rapprocher entre eux, ou s'écarter suivant la distance de la vue distincte de l'observateur; enfin l'appareil se termine par un prisme de Nicol a, qu'on tourne à volonté sur lui-même. Le prisme biréfringent c agissant comme polariseur par rapport au quartz o, et le prisme a comme analyseur, lorsqu'on tourne ce dernier à droite ou à gauche, la lumière qui a traversé le prisme c et la plaque o change de teinte (596), et finit par donner celle que l'expérimentateur a adoptée pour teinte fixe.

601. Saccharimètre à pénombres. — Dans le saccharimètre de Soleil, certaines vues n'apprécient qu'avec difficulté l'instant précis où les deux plaques q reviennent exactement à leur teinte rose violacée primitive. Pour obvier à cet inconvénient, M. Jellet a imaginé le saccharimètre à pénombres. Dans cet appareil l'éclairage est produit avec une lumière monochromatique (le jaune de la raie du sodium), et le polariseur est modifié de manière que l'œil n'ait plus à comparer deux couleurs différentes, mais deux intensités

d'une même couleur, ou plutôt de deux pénombres;— car la lumière du sodium s'efface en réalité dans l'appareil pour ne donner que deux pénombres dans le champ de l'oculaire — : ce qui permet à l'œil d'obtenir beaucoup plus exactement les moindres variations. C'est donc l'égalité de ces deux pénombres qui remplace la teinte de passage du saccharimètre de Soleil; et alors, de même que dans l'appareil de Biot (fig. 655), c'est l'angle de rotation qu'il faut imprimer à l'analyseur pour égaliser les deux pénombres qui fait connaître la richesse du liquide sucré.

602. Analyse de l'urine des diabétiques. — Dans la maladie connue sous le nom de diabète sucré, les urines sont chargées d'une lorte quantité d'un sucre fermentescible qu'on nomme sucre de diabète. Ce sucre, à l'état naturel dans les urines, fait tourner le plan de polarisation à droite. Pour le doser dans les urines des diabétiques, on commence, si celles-ci ne sont pas assez limpides, par les clarifier par le sous-acétate de plomb ; on filtre, on remplit le tube m de l'urine clarifiée, puis on tourne le bouton b jusqu'à ce qu'on obtienne, pour la plaque à deux rotations, la même teinte qu'avant l'interposition de l'urine. On sait d'ailleurs, par un essai préalable, que 100 parties de l'échelle du saccharimètre représentent le déplacement à donner aux quartz compensateurs lorsqu'il entre dans l'urine 225gr,6 de sucre par litre ; il en résulte que chaque division de l'échelle représente 2gr,256 de sucre. Donc, pour obtenir la quantité de sucre contenue dans une urine donnée, il suffit de multiplier 2gr,256 par le nombre qu'indique le vernier au moment où l'on retrouve la teinte primitive.