DENSITÉ DES GAZ

OU quatre centièmes de degré près, on pèse le ballon; il devient inutile de pousser la précision plus loin. On connaît donc, à l’aide des précautions que nous venons d’indiquer, la pression du gaz et sa température.

Pour avoir le poids exact du ballon, M. Régnault a évité, par un artifice très simple, les erreurs qui proviennent des changements dans l’air au milieu duquel on le pèse. Au lieu de faire équilibre à ce ballon au moyen de poids placés sur l’autre plateau de la balance, il se sert d’un second ballon hermétiquement fermé et qui présente le môme volume extérieur que le premier iDallon. On accroche le second à l’autre plateau de la balance, de manière que les deux ballons flottent dans la même couche d’air et en déplacent exactement le môme volume. Toutes les variations qui suix iennent dans l’air, telles que les changements de température et de pression, agissent de la même manière sur les deux ballons, et l’on n’a plus à se préoccuper du tliermomètre, du baromètre et de l’hygromètre.

On évite également, par cette méthode, les erreurs provenant de la quantité d’eau variable, qui se condense à la surface du verre. On peut admettre, en effet, que les deux ballons condensent la môme quantité d’humidité , quand ils sont plongés dans le même air pendant un temps suffisant.

M. Régnault met le ballon , après l’avoir rempli de gaz, dans un vase de zinc (fig. 6) , dans lequel il l’enveloppe complètement de glace fondante. On évite ainsi , comme dans le procédé de MM. Dumas et Boussinganlt, la correction relative à la température. On lave avec de l’eau le ballon sorti de la glace, et, après l’avoir essuyé, on le suspend au crochet de la balance. Mais il faut attendre souvent deux ou trois heures pour que le ballon se mette en équilibre de

POGCIAI.E.

Fig. 6.

11 importe beaucoup d’opérer sur des gaz parfaitement purs. Ainsi, MM. Dumas et Boussingault, dans la détermination de la densité de l’oxygène, ont purifié ce gaz en le faisant passer à travers des tubes ou flacons garnis de liotasse liquide, et l’ont desséché à l’aide de l’acide sulfurique concentré et pur contenu dans des tubes que le gaz traversait également.

ARTICLE .IV. — Densité des vapeurs.

tenq)érature avec l’air ambiant et pour que le verre se l'ecouvre de la quantité normale d’humidité.

La ensité d’une vapeur est le rapport entre le poids

DENSITE DES VAPEURS.

d’un certain volume de cette vapeur et celui d’un volume égal d’air dans les mêmes conditions de température et de tension.

On emploie, pour déterminer la densité des vapeurs, la méthode de Gay-Lussac et celle de M. Dumas.

La première consiste à déduire la densité de la vapeur du volume quelle prend comparativement à celui du liquide qui la produit. L’appareil de Gay-Lussac se compose (fig. 7) d’une cloche graduée, étroite et haute, qui est renversée dans une marmite de fonte pleine de mercure, et qui est enveloppée d’un manchon de verre plongeant profondément dans ce liquide. Le manchon est plein d’eau ou d’huile dont la température est indiquée par un thermomètre. L’appareil étant ainsi disposé , on eniplit de petites ampoules de verre très mince, on les ferme à la lampe et on les pèse pour avoir le poids du liquide introduit. On fait alors passer une ampoule dans la cloche graduée, et l’on chauffe jus- i'*o- ’‘-

qu’à ce que cette ampoule se brise par la dilatation du liquide quelle contient. La vapeur qui se forme déprime le mercure, et, comme la cloche e.st graduée, on peut eu

apprécier facilement le volmne. Il est nécessaire cpie tout le licpiide contenu dans l’ampoule soit vaporisé.

La température de la vapeur est donnée par un bon thermomètre, qui plonge dans le liquide du manchon, et sa pression est égale à la hauteur du baromètre, diminuée de celle du mercure qui reste dans la cloche. Pour avoir la densité de la vapeur, on calcule le poids d’un volume d’air égal à celui de la vapeur, sous la même température et la même pression, et l’on divise ensuite son poids par celui de l’air.

C’est par cette méthode que Gay-Lussac a trouvé qu’à 100 degrés et à la pression de 0'",760, l’eau prend, en se transformant en vapeur, un volume 1696, à fois plus grand qu’à l’état liquide ; qu’un volume de vapeur d’eau, à 100 degrés, a une densité représentée par 10, tandis qu’un volume égal d’air, aussi à 100 degrés, pèse 16. Les vapeurs se dilatant et se contractant suivant les mêmes lois que les gaz, il en résulte que la densité de la vapeur d’eau est 0,6235, si l’on prend l’air atmosphérique pour

unité.

Le procédé de Gay-Lussac n’est applicable qu’aux liquides dont le point d’ébullition ne dépasse pas 150 ou 160 degrés. Lorsqu’on veut opérer à une température plus élevée, on a recours au procédé qui est dû à M. Dumas.

Le vase dans lequel se produit la vapeur est un ballon à col effilé (fig. 8), de la capacité de 250 à 500 centimètres cubes. On le lave à plusieurs reprises, puis on le dessèche avec soin intérieurement. Gela fait, on le porte sur la balance la pointe ouverte, et l’on en fait la tare. Lorsque le poids est devenu stable, on note la température de l’air et la hauteur du baromètre.

On chaulTe alors doucement le ballon et l’on en plonge la pointe effilée dans le liquide que l’on veut transformer en

DENSITE DES VAPEURS.

vapeur. Par suite du refroidissement, le liquide monte et se répand dans son intérieur. Lorsqu’on en a fait arriver h ou 5 grammes, on dispose le ballon dans un bain d’eau, d’huile ou d'alliage fusible de Darcet, suivant la température que l'on veut obtenir. Le ballon est fixé par des moyens très simples dans le bain qui est contenu dans une bassine de fonte (fig. 8). Un thermomètre plongé dans ce bain en fait connaître la température.

Aussitôt que le liquide enti’e en ébullition, il s’échappe par la pointe du ballon beaucoup de vapeur sous la forme d’un jet continu, qui s’arrête lorsque le ballon ne contient plus que de la vapeur. On ferme alors, à la lampe, à l’aide d’un chalumeau, le bec du ballon et l’on note en même temps la température du bain et la hauteur du baromètre.

Cela étant fait, on détache le ballon, on l’essuie avec soin, et, lorsqu’il est froid, on le pèse et l’on note la difl’é-' rence de poids. Puis on plonge la pointe effilée dans du mercure, et l’on en brise l’extrémité. Le mercure se précipite dans le ballon et le remplit, si Ton a employé assez de liquide pour chasser tout Pair. Du reste, la présence d’une certaine quantité d’air dans le ballon n’offre aucun inconvénient : il suflit d’en mesurer exactement le volume pour en tenir compte dans le calcul.

Pour évaluer la capacité du ballon, on verse le mercure

(jii’il renferme dans une éprouvette graduée étroite. On pourrait aussi, suivant M. Dumas, peser le ballon rempli d’eau; ce qui donnerait la capacité d’une manière plus exacte.

Après ces dernières opérations, on cherche le poids de la vapeur, qui est formé de l’excès de poids du ballon plein de vapeur et du poids de l’air déplacé. Connaissant le volume du ballon, on trouvera facilement celui de l’air.

Pour connaître le volume de la vapeur, il faut déterminer par le calcul le volume du ballon à la température à laquelle la vapeur a été élevée. On y arrive par la dilatation cubique du verre. Le volume de la vapeur ainsi obtenu est ramené à 0» et à 0'”,760.

Lorsqu’il est resté de l’air dans le ballon, on fait les corrections relatives à la température, à la pression et à l’humidité, comme nous l’exposerons plus loin, et l’on retranche le volume de l’air du précédent pour avoir le volume réel de la vapeur. Il faut aussi calculer le poids de l’air pour le soustraire de celui de la vapeur. Si l’on connaît le poids et le volume de celle-ci, on trouve, par un calcul bien simple, le poids du litre, et par conséquent la densité de la vapeur.

Voici un exemple de cette espèce de calcul. Il s’agit de la tlensité de la vapeur du camphre, déterminée par M. Dumas.

On a pesé le ballon, le baromètre étant à 0,7/i2 et le thermomètre à 13«,5. Le ballon, porté dans un bain d’huile, a été chauffé jusqu’à 235 degrés. La température du bain s’est élevée à 2/i/i degrés et est devenue stationnaire pen- -dant quelque temps. Après avoir fermé le ballon, on l’a pesé et l’on a trouvé qu’il avait gagné 0=',708 en poids.

On a brisé la pointe effilée sous le mercure, on a mesuré ce liquide qui remplissait le vase, et l’on a trouvé 295 centimètres cubes.