CHAPITRE XXV
SACCHARIMÉTRIE.
ARTICLE PREMIER. — Sucre de canne. — Glycose. — Sucre de raisin. I — Sucre d’amidon. — Sucre de lait.
I On désigne sous le nom de sucres les substances qui ont
la propriété d’éprouver la fermentation alcoolique, c’est-à- \ dire de se convertir par l’action des ferments en alcool et
en acide carbonique.
J On connaît cpiatre espèces principales de sucre : le sucre
I cristallisable, le sucre incristallisable, le glycose et le sucre
IL de lait.
SUCRE DE CANNE, GLYCOSE, SUCRE DE RAISIN, ETC. /i69
Le sucre cristallisable , que l’on rencontre
particulièrement dans la canne à sucre et dans la betterave, est solide, blanc, d’une saveur douce caractéristique et cristallise en prismes rbomboïdaux. Son poids spécifique égale 1,60. 11 est soluble en toutes proportions dans l’eau bouillante, soluble dans l’alcool faible, à peine so- 1 lubie dans l'alcool anhydre. Il fond à 180 degrés. Si on lie fait bouillir dans l’eau, il se convertit en glycose et en : sucre incristallisable.
La plupart des acides transforment rapidement le sucre . de canne en glycose.
D’après quelques chimistes, le sucre de canne ne fer- 1 mente qu’ après s’être converti en glycose. Il peut éprouver, (en présence des ferments, quatre espèces de fermentations : lia fermentation alcoolique, la fermentation visqueuse, la i fermentation lactique et la fermentation butyrique.
; Le sucre de canne n’est pas précipité par l’acétate de jplomb, et l’on sait que cette propriété est mise à profit par
|;les chimistes pour les séparer de la plupart des substances I organiques.
La dissolution de sucre de canne n’est pas colorée en jaune ou en brun par la potasse, et ne réduit pas le tartrate de cuivre et de potasse.
Le sucre incrisLallisahle ou sucre de fruits,
^se rencontre particulièrement dans les fruits, tels que les liraisins, les groseilles, les prunes, les cerises, etc. On le itrouve aussi dans le miel, dans la mélasse, et il se produit fen traitant le glycose et le sucre de canne par les acides.
Ce sucre dévie vers la gauche le plan de polarisation. ILorsqu’on fait évaporer avec précaution une dissolution ; ;>aqueuse de sucre incristallisable, on obtient par le refroi- . idissement de petits grains cristallins, qui diffèrent du sucre ' iqui les a produits par leur composition et par quelques-
kio
SACCUAUIMÉTIUE,
unes de leurs propriétés. En effet, le sucre cristallisé est formé de et il dévie vers la droite la lumière
polarisée, comme le sucre de canne ; mais on a observé que celui-ci, traité par les acides, dévie la lumière polarisée à gauche, tandis que le sucre de raisin cristallisé, traité également par les acides, persiste à dévier la lumière vers la droite.
La plupart des chimistes admettent que le sucre de tous les fruits ne forme qu’une variété; mais ce fait n’a pas été démontré par l’expérience.
Le glycose ou sucre de raisin, semble for-
mer plusieurs variétés ; ainsi le glycose cristallisé, préparé avec le sucre de canne et l’acide sulfurique, résiste moins longtemps que le sucre d’amidon à l’action des acides. Leur pouvoir rotatoire n’est pas le même ; en effet, M. Jacquelin a reconnu que le glycose obtenu avec l’acide oxalique possède un pouvoir rotatoire double de celui du sucre de diabète et du sucre de fécule. Cependant on réunit généralement, sous le nom de glycose, tous les produits sucrés cristallisés en grains ou en mamelons.
Le glycose est très répandu dans l’organisation végétale ; on le rencontre, en effet, dans les fruits, dans le miel et dans les sucs sucrés des fleurs. Le sang et le foie des animaux en renferment également ; l’urine des diabétiques peut en contenir jusqu’à 10 pour 100. Le glycose peut être produit artificiellement, en traitant par les acides et la diastase certaines substances neutres, telles que la cellulose, l’amidon, le sucre de canne, etc.
I Le glycose cristallisé en petites masses mamelonnées a une saveur sucrée moins prononcée que celle du .sucre de canne, se liquéfie à 100 degrés, perd 2 équivalents d’eau et se transforme en sucre de fruits ou sucre incristallisable, 11 est solüble dans 2 parties et demie d’eau,
DOSAGE DU SUCRE
dans 60 parties d’alcool anhydre et dans 6 parties d’alcool à 85 centièmes.
Le glycose dissous dans l’eau prend une coloration brune sous l’influence de la potasse, et réduit facilement, à la température de 100 degrés, le tartrate de cuivre et de potasse. Ces deux caractères servent à distinguer le sucre de canne du glycose ; la dernière réaction, observée pour la première fois par Trommer, a été le point de départ d’un procédé ingénieux imaginé par M. Barreswil pour le dosage des sucres.
Le sucre de lait^ que l’on trouve dans le lait
des mammifères, cristallise en prismes terminés par une
1 pyramide quadrangulaire ; il est blanc, dur, demi-transparent, a une saveur douce et agréable. Sa densité égale l,5Zi. Il est soluble dans 6 parties d’eau froide, et insoluble dans l’alcool et dans l’éther. Les acides étendus le changent en glycose. Le sucre de lait dévie la lumière polarisée à droite ; il éprouve la fermentation alcoolique à la température de ZiO à 50 degrés.
Les oxydes métalliques qui cèdent facilement une partie > de leur oxygène, convertissent le sucre de lait en acide Il formique. Le sucre de lait prend une teinte d’un jaune J brun lorsqu’on le chauffe avec la potasse ; il réduit les sels Il de cuivre à la température de 100 degrés, et donne un il précipité jaune d’hydrate de protoxyde de cuivre, qui de- 51 vient rouge par l’action prolongée de la chaleur. On peut, Il 'en s’appuyant sur cette réaction, déterminer exactement, il «comme nous le dirons plus loin, la proportion de sucre con- ■|> tenue dans le lait.
I ARTICLE II. — Dosage du sucre.
I On emploie plusieurs procédés pour le dosage du sucre ||cde canne, du glycose et du sucre de lait ; ceux de MM. Bar-
SACCHARIMÈTRIE.
resvvil , Payen , Péligot et Clerget fournissent de bons résultats.
§ 1 . Procédé de M. Barrcswil.
Le procédé saccharimétrique de M. Barreswil repose sur la propriété, que possède le glycose, de réduire à l’état de protoxyde de cuivre, à la température de l’ébullition, les sels de bioxyde de cuivre en dissolution dans la potasse. Cette réduction ne s’opère sous l’influence du sucre de canne que lorsqu’on l’a converti préalablement en glycose par l’action des acides.
Trommer avait fait usage de cette réaction pour distinguer le glycose du sucre de canne, et M. Barreswil l’a mise à profit pour déterminer la quantité de glycose et de sucre cristallisable dans un mélange de ces deux corps, comme dans les sucres bruts du commerce et dans le jus de betterave.
La quantité de bioxyde de cuivre qui est réduite est proportionnelle au poids du sucre employé. Nous verrons plus loin que, d’après les expériences de M. Fehling, un équivalent de glycose correspond à 10 équivalents de sulfate de cuivre.
On prépare la liqueur saccharimétrique d’après la formule suivante :
Crème de tartre pulvérisée 50 grammes.
Carbonate de soude 40 —
Sulfate de cuivre cristallisé et pulvérisé.. . . 30 —
Potasse caustique. 40 —
On dissout la crème de tartre dans | de litre d’eau , on y ajoute le carbonate de soude et l’on fait bouillir, puis on y introduit le sulfate de cuivre et l’on fait bouillir de nouveau. Après le refroidissement , on y verse la potasse
DOSAGE DU SUCRE
dissoute dans de litre d’eau, enfin on ajoute assez d’eau pour former 1 litre et l’on porte la liqueur à l’ébullition une troisième fois. On obtient ainsi un liquide d’un bleu intense qui , étant filtré , reste limpide pendant assez longtemps, pourvu qu’on le conserve dans un endroit obscur et dans un flacon violet.
Après avoir préparé la liqueur d’épreuve, on en fixe le titre ; pour cela on recherche combien il faut de sucre candi pur et sec dissous dans l’eau et modifié par quelques gouttes d’acide sulfurique pour décolorer à chaud un volume connu de cette liqueur.
Le dosage du sucre se fait à peu près comme un essai
Ialcalimétrique par la méthode de Gay-Lussac. On prend avec une pipette 20 centimètres cubes de liqueur d’épreuve que l’on verse dans une capsule de porcelaine, ou mieux encore dans un petit ballon de verre, et l’on y ajoute 12 ou 15 grammes d’une dissolution concentrée de potasse . caustique , afin d’augmenter la densité du liquide et de rendre plus facile la précipitation du protoxyde de cuivre. D’un autre côté, on remplit jusqu’au zéro une burette graduée de dissolution sucrée que l’on fait couler goutte à goutte dans la liqueur cupro-potassique bouillante. Celle-ci se trouble aussitôt et l’on voit apparaître un précipité jaune d’hydrate de protoxyde de cuivre; puis en chauffant plus <1; longtemps, le dépôt présente diflérentes teintes et enfin il ■(■(devient rouge et gagne assez rapidement le fond du ballon. <|<On continue à verser la solution de sucre jusqu’à ce que la ( .liqueur bleue, observée de bas en haut, dans le ballon, soit I tentièrement décolorée. Elle devient jaune d’abord, puis t Ibrune, si on y ajoute un excès de glycose. 11 est important 'de saisir exactement le moment où le protoxyde de cuivre • ' test entièrement précipité, et cuine peut y parvenir qu’en i ^observant attentivement la décoloration de la liqueur et la
SACCHARIMÉTRIE.
UlU
cessation du précipité ; mais on distingue difficilement ce dernier caractère.
Lorsque l’opération est terminée, on note le nombre de divisions qu’il a fallu employer, et, à l’aide d’une proportion , on trouve le poids du sucre contenu dans la liqueur sucrée examinée. Ainsi, supposons que 20 centimètres cubes de liqueur cuivrique soient décolorés par O^’^lOO de glycose et que l’on ait employé dans l’essai 10 centimètres cubes de dissolution sucrée , on aura la quantité de sucre contenue dans 1000 centimètres cubes de ce liquide par la proportion :
10'^'= : 05'', 100 lOOO'"'^ l x ... x — l os*' de sucre.
Lorsque le liquide sucré contient en même temps du sucre cristallisable et du glycose, deux opérations sont nécessaires. Dans le premier essai, on détermine la quantité de glycose par le procédé précédent, après avoir dissous le mélange des deux sucres dans un volume connu d’eau. Le glycose pouvant seul réduire la solution cüpro-potassique, il est évident que le volume de liqueur décolorée en fera connaître la proportion. Dans le second essai, on fait bouillir une portion du liquide sucré avec l’acide sulfurique , afin de convertir en glycose tout le sucre cristallisable , on fait un autre dosage et on obtient ainsi le poids total du glycose que le liquide contient. En retranchant le résultat foui’ni par le premier essai de celui qu’on a obtenu dans le second, on trouvera la pi’oportion de sucre cristallisable.
Le procédé de M. Barreswil est très simple et fournit dans la plupart des cas des résultats parfaitement exacts. 11 a été soumis , depuis une douzaine d’années, à de nombreuses épreuves, et toutes les fois qu’il a été convenablement employé, il adonné des indications très satisfaisantes. Lorsque les liqueurs Sucrées ne contiennent que du sucre
DOSAGE DU SUCRE
crislallisable ou du glycose, on en détermine exactement la proportion , mais quand opère sur un mélange de ces I deux sucres, le procédé est moins précis.
Ce moyen n’est véritablement applicable qu’aux dissolutions de sucre cristallisable et de glycose purs. Si la liqueur ; à essayer contient des produits qui se comportent comme le 1 glycose, tels que l’acide arsénieux, le sucre de lait, la idextrine, l’acide urique et un grand nombre d’autres matières organiques , le dosage du sucre devient impossible ( dans ces conditions.
Des personnes peu habituées aux manipulations chimiques «ont singulièrement abusé de ce procédé dans la recherche idu sucre. Aussi M. Barreswil a-t-il cru devoir déclarer ré- ( cemment que le réactif proposé par lui pour reconnaître et ]pour doser cette substance, n’a pas une valeur absolue.
» C’est, dit-il, un réactif comme tous ceux de la chimie qui, •dans certains cas déterminés, suffisent pour caractériser lune substance et qui, dans d’autres, ne sont qu’un indice important ayant besoin de confirmation.
On ne doit pas oublier, lorsqu’on emploie ce réactif, qu’un ;f grand nombre de corps peuvent réduire le tartrate cupropotassique ; tous les corps réducteurs sont dans ce cas, tels 'que l’acide sulfureux, l’acide arsénieux, les sulfites, les hyposulfites, l’aldéhyde, le chloroforme, la salicine, l’acide urique, etc. Ces corps réduisent l’oxyde de cuivre même 'en présence d’un excès de potasse caustique, et, lorsque ll’alcali est saturé partiellement parmi acide quelconque, la rrédiiction devient très facile sous finfluence d’un grand inombre de matières organiques.
Malgré ces observations, nous pensons que le procédé de 'M. Barreswil, mieux étudié et plus sagement employé, est ■appelé à rendre de grands services à la science et àl’indnsttrie.
Ù76 SACCnAIUMÉTRlE. j |
M. Fehling a fait, il y a quelques années, plusieurs expériences pour déterminer exactement les proportions de glycose et de sulfate de cuivre qui se détruisent récipro- ^ quement, et il a reconnu qu’un équivalent de glycose réduit 10 équivalents de sulfate de cuivre. Ainsi, 5 grammes | de sucre correspondent à 3Zi,6Zi de sulfate de cuivre. Par conséquent, si l’on dissout dans 1 litre d’eau cette quan- .
tité de sel de cuivre, 100 centimètres cubes de liqueur cui- ’
vrique représenteront O^qô de glycose.
M. Fehling ayant observé que la liqueur proposée par |' M. Barreswil se décompose rapidement sous l’influence des rayons solaires, et qu’elle ne se conserve pas longtemps à la lumière diffuse, en a préparé une autre, qui n’éprouve pas de décomposition par l’action de la lumière et de la chaleur, ou qui du moins se conserve beaucoup plus long- I temps que la précédente. i
Pour préparer cette liqueur cuivrique, on prend :
A. Sulfate de cuivre pur et cristallisé. 40 g;rammes. ,
Eau distillée 160 —
B. Soude caustique 130 —
Tartrate neutre de potasse 160 —
Eau distillée 600 —
On dissout le sulfate de cuivre dans 160 grammes d’eau, la soude caustique et le tartrate neutre de potasse dans 600 grammes de ce liquide, on mêle les deux dissolutions et on y ajoute une quantité suffisante d’eau pour former centimètres cubes de liqueur à 15 degrés.
20 centimètres cubes de cette liqueur sont, d’après mes expériences, entièrement décolorés par O’^OOô de glycose.
Pour doser le sucre contenu dans un liquide, M. Fehling prend une certaine quantité de celui-ci, qu’il étend de 10 ou 12 fois son volume d’eau, de manière que la liqueur renferme autant que possible 1 pour 100 de sucre. Pour le
dosai;e du sucre.
un
jus de raisin, par exemple, il en pèse 10 grammes avec lesquels il forme 200 centimètres cubes de dissolution.
D’un autre côté, il mesure 10 centimètres cubes de liqueur cupro-potassique qu’il étend de /iO centimètres cubes d’eau, il porte à l’ébullition, et il y ajoute la dissolution de sucre jusqu’à ce que tout le sel de cuivre soit réduit. On s’assure, du reste, que tout le cuivre a été précipité, en ajoutant une goutte de ferrocyanure de potassium à la liqueur neutralisée par l’acide chlorhydrique.
La quantité de sucre est en raison inverse du volume du i liquide employé. Il faut tenir compte, bien entendu, dans le calcul, de l’eau ajoutée pour étendre la solution sucrée. ^ Le procédé de M. Barreswil dilfère de la plupart des I iprocédés volumétriques, en ce que l’on verse la liqueur à \ 'essayer dans la dissolution titrée. On comprend qu’il faut 1 idissoudre d’abord la matière sucrée, et donner à la solu-
i ition un volume déterminé.
On peut, à l’aide de ce procédé, doser le sucre que ren- ' {ferment les fruits et les jus sucrés. Il est particulièrement mtile pour apprécier la proportion de sucre contenue dans lie moût de raisins, dans le jus de la canne à sucre, des betiteraves,. dans le vin, dans la bière, etc. Nous ferons coninaître, dans la sacchariinétrie optique, les précautions qu’il {faut prendre pour ces divers dosages.
Lorsqu’une dissolution contient à la fois du glycose et du
t5ucre cristallisable, on les fait bouillir préalablement avec me petite quantité d’acide sulfurique. 5 décigrammes environ suffisent pour 20 ou 25 centimètres cubes de jus su- ;ré. Dans le calcul, on devra se rappeler que 100 parties :1e sucre de fruits, C‘M1”0”, correspondent à 95 parties lie sucre cristallisable,
Nous verrons plus loin comment cette méthode peut être i ^{.ppliqiiée au dosage de ramidon et du sucre de lait.
SACCIIARIMÉTRIB.
§ 2. Procédé do M. Payen.
L’industrie applique depuis longtemps déjà un procédé de M. Payen pour le dosage du sucre, qui repose sur l’insolubilité des cristaux de sucre dans l’alcool saturé de cette substance, tandis que les matières étrangères, comme le glycose, la mélasse, le sucre incristallisable, etc., se dissolvent dans ce liquide. Nous décrirons ce procédé d’une manière succincte.
La liqueur d’épreuve nécessaire pour cet essai se cornpose de :
Alcool à 85 degrés 1000 centimètres cubes.
Acide acétique à 8 degrés 50 centimètres cubes.
Sucre blanc, sec et pulvérisé. ... 50 grammes.
On ajoute l’acide acétique à l’alcool, puis on y fait dissoudre le sucre.
La liqueur est ainsi saturée de sucre à la température de 12 degrés ; mais pour que la saturation soit toujours complète, quels que soient les changements de température, M. Payen suspend dans toute la hauteur du vase qui contient cette solution des cristaux de sucre candi blanc. On comprend que ce liquide ne peut pas dissoudre le sucre cristallisable, puisqu’il en est saturé.
Pour faire cet essai, on pèse 10 grammes de sucre que l’on divise légèrement dans un mortier sans briser les cristaux, on les introduit ensuite dans un tube d’environ 30 centimètres de longueur et de 15 millimètres de diamètre, et on y ajoute 10 centimètres cubes d’alcool anhydre pour enlever l’eau que contiennent les sucres bruts; après avoir agité, on laisse déposer et l’on décante; puis on verse dans le tube environ 50 centimètres cubes de liqueur d’épreuve, on agite encore, on laisse reposer et ou décante une seconde fois. On répète cette opération deuï
DOSAGE DU SUCRE
I OU trois fois pour enlever aux cristaux de sucre toutes les : substances étrangères qu’ils renferment. On fait enfin un isecond lavage avec de l’alcoo] à 96 degrés, pour enlever le 1 liquide saturé de sucre que les cristaux retiennent. On ret cueille alors le sucre sur un filtre, on le dessèche et on Ile pèse.
La différence entre la première pesée et la seconde donne
111a proportion d’eau et de matières étrangères solubles qui 5se trouvent dans le sucre brut.
On pourrait déterminer le poids des substances insolu- Ibles en dissolvant le sucre dans l’alcool à 60 degrés, filttrant et pesant le résidu desséché.
§ 3. Procédé de M. Pélig^ot.
Le procédé saccharimétrique de M. Péligot est basé sur Il action essentiellement différente que les alcalis exercent 55ur le sucre cristallisable et sur le glycose.
Le sucre de canne s’unit avec les alcalis et forme des |combinaisons en proportions définies, dont on peut retirer Bm sucre sans qu’il ait subi la moindre altération. M. Péligot Il décrit plusieurs de ces composés. Il a fait voir que, lors- |[u’on ajoute de l’alcool à une dissolution de chaux et de I ucre, il se produit un précipité blanc qui, par la dessiccaliion, se transforme en une masse cassante, résiniforme. Ce •orps, quoique amorphe, pi'ésente toujours la même comi<'Osition ; il renferme Ih pour 100 de chaux, et est reprétenté par la formule :
C‘2H“0>‘, CaO.
Ce composé est très soluble dans l’eau et se coagule nntièrement comme l’albumine lorsqu’on le dissout dans teau et qu’on chauffe la dissolution. M. Péligot, r[ui a étuiié ce curieux phénomène, a constaté que le saccliarate de
SACCIIAIUMÉTRIE,
chaux, qui se précipite ainsi par l’action de la chaleur, n’a pas la composition de celui qui existe en dissolution dans le liquide. L’analyse de ce saccharate insoluble a conduit à la formule :
C‘2h“0‘I, 3CaO.
Il contient donc 32,9 pour 100 de chaux.
La quantité de chaux qui se dissout dans un liquide sucré est proportionnelle à la densité de ce liquide. Le tableau suivant représente la composition et la densité de la liqueur sucrée, les quantités de chaux et de sucre contenues dans 100 parties de résidu.
Sucre ilissous du II s
lOU d’eiiu.
Densité
du
liquide sucre.
Densité
100 de résidu sec contiennent:
du
liquide sucré saturé de chaux.
Chaux,
Sucre.
En examinant attentivement ce tableau, on ne peut pas admettre, suivant M. Péligot, la formation constante d’un composé, 2C’’H‘'0“, 3GaO, annoncé par M. Soubeiran. On ne saurait révoquer en doute l’existence de plusieurs composés définis de' sucre et de chaux, mais le composé C‘’H'‘0", CaO paraît être le seul saccharate soluble dans
DOSAGE DU SUCRE
l’eau qui prenne uaissance au moment où l’on met la chaux en contact avec l’eau sucrée. Une fois produite, cette combinaison dissout une nouvelle quantité de base, qui est d’autant plus grande que la solution contient plus de sucre. Le composé qui tend à se former dans cette circonstance serait, suivant M. Péligot, C‘-H‘^0‘^2Ca0 ; il contiendrait 2û,6 pour 100 de chaux, mais l’existence de ce corps n’est . que vraisemblable.
Le glycose se combine aussi avec les alcalis, mais les composés qu’il produit se détruisent en quelques instants.
11 se forme des acides qui colorent la liqueur en brun et qui donnent naissance avec la potasse à des sels neutres. Cette action est très lente à la température ordinaire, mais si l’on fait bouillir la dissolution, la transformation du glycose en ces acides s’opère rapidement.
M. Péligot emploie la chaux pour les essais saccharimétriques. L’eau pure n’en dissout que de son poids, tandis que l’eau sucrée peut en dissoudre une quantité considérable, proportionnelle au poids du sucre qu’elle renferme.
Pour faire cet essai, on dissout 10 grammes de sucre brut dans 75 centimètres cubes d’eau ; on ajoute peu à peu à cette dissolution, dans un mortier de verre ou de porcelaine, 10 grammes de chaux éteinte et pulvérisée et, après avoir broyé pendant ({uelqnes minutes, on jette le mélange sur un filtre pour séparer la chaux non dissoute ; on passe une seconde fois la liqueur h travers le filtre.
Cela fait, on prend avec une pipette graduée 10 centimètres cubes de la dissolution de saccharate de chaux, on y ajoute 3 décilitres d’eau et quelques gouttes de teinture de tournesol, puis on la sature avec une dissolution titrée d’acide sulfurique. M. Péligot prépare cette liqueur titrée avec 21 grammes d’acide sulfurique monohydraté que l’on
PüGClALE. 31
S\C(;llAIll.METIitÜ:.
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étend dans une quantité siil'(isante d’eau pour former J litre. On sait par expérience que 1 litre de cette liqueur sature la chaux, qui est dissoute par 50 grammes de sucre.
Pour opérer la saturation du saccliarate de chaux, on remplit une hui'ette alcaliméti'ique de dissolution normale d’acide sulfurique, que l’on verse ensuite goutte à goutte dans la solution alcaline jusqu’à ce que la teinte bleue du tournesol devienne rouge. On note ensuite la quantité d’acide normal qu’il a fallu employer pour obtenir la saturation ; on trouve ainsi la quantité de chaux et, par consé- (|Lient, le suci'e contenu dans la dissolution de saccharate de chaux.
Lorsqu’on doit analyser les sucres bruts contenant une proportion notable de glycose, tels que les mélasses et les sucres du commerce de qualité inférieure, on procède d’abord, comme nous venons de le dire. Après ce premier essai, on introduit dans un petit ballon une partie de la dissolution de saccharate de chaux qu’on chauffe à 100 degrés pendant quelques minutes. Si la liqueur ne contient qu’une combinaison de chaux et de sucre cristallisable, elle se trouble par l’action de la chaleur, mais elle devient limpide par le refroidissement et ne se colore pas. On trouve
par un second essai alcalimétrique, après le refroidissement, que son titre n’a pas varié.
Si, au contraire, le sucre essayé contient du glycose, la dissolution se colore en brun par la chaleui’, et, si la proportion de glycose est considérable, il se forme un dépôt brun qui ne disparait pas par le refroidissement. Le second essai alcalimétrique donne une quantité de chaux moins considérable que le premier, le glycose produisant avec la chaux dissoute à froid des sels neutres sur lesquels l’acide sulfurique n’agit poiiit.
Lorsque les liquides sucrés ne contiennent que du gly-
DOSAGE DU SUCRE
/lS3
cose, le premier essai alcaliniétrique accuse à peu près la même quantité de chaux qu’avec le sucre de canne, mais, après avoir chauffé à 100 degrés, on n’y trouve plus que la quantité de chaux qu’un volume égal d’eau distillée pourrait dissoudre, et qui est saturée par h centimètres cubes d’acide sulfurique normal JW décilitre. Mais alors la liqueur, colorée en brun, ne permet pas de saisir facilement son point de saturation.
M. Péligot recommande d’opérer sur des liqueurs marquant de 6 à 8 degrés à l’aréomètre de Baumé, comme le jus de betteraves et de canne. Si les dissolutions étaient plus concentrées, elles traverseraient difficilement le filtre; si elles étaient, au contraire, plus étendues, la chaux ne serait pas entièrement dissoute. Le poids de la chaux à employer doit être à peu près égal à celui du sucre que l’on reconnaît approximativement à l’aide de l’aréomètre de Baumé.
Le procédé saccharimétrique de M. Péligot basé, en partie, sur la formation d’un saccharate de chaux, ayant pour formule :
2C12H1101I, 3CaO,
devra être modifié , lorsque f incertitude qui existe encore sur les composés de chaux et de sucre aura cessé.
§ 4t Procédé de IH. Clcrget.
On doit à M. Biot une nouvelle méthode d’analyse des substances sucrées fondée sur les phénomènes de polarisation circulaire. Cette méthode, plus prompte et plus précise que les procédés chimiques, a été rendue entièrement pratique parla persévérance de M. Clerget, qui asii écarter les causes d’erreur (|ui n’avaient pas été encore siinisamment étudiées, et qui a fait usage de l’appareil si ingénieux que'
SACCUAIUMÉTKIE.
M. Soleil a particulièrement appliqué aux essais saccliarimétriques. Bien qu’on ne se serve pas de liqueurs titrées dans la saccharimétrie optique, nous croyons faire une chose utile en décrivant, d’une manière aussi succincte que possible la méthode, de M. Clerget, qui peut servir à la vérification des procédés chimic[ues.
Il serait trop long et hors de propos d’indiquer ici les principes sur lesquels est fondée la construction du saccharimètre de M. Soleil. Nous nous contenterons de dire que tous les cristaux, autres que le cube et l’octaèdre régulier, possèdent la propriété de séparer en deux un rayon de lumière qui les traverse suivant une certaine direction, et donnent naissance à deux rayons polarisés dont les plans de polarisation sont perpendiculaires entre eux.
Le spath d’Islande possède ce pouvoir à un très haut degré, mais on emploie ordinairement un petit rhombe très pur taillé en forme de prisme. Les rayons , en se réfractant, éprouvent une forte déviation avec coloration, mais l’un est plus dévié que l’autre, et ils forment ensemble un angle. En plaçant un second prisme de verre sur celui de spath, l’un des rayons est achromatisé et ramené en même temps dans une direction convenable. C’est ce qu’on appelle prisme biréfringent. L’image observée à travers ce système paraît double.
L’appareil de M. Soleil est composé de deux parties tubulaires A et B (fig. 155) (1).
La lumière pénètre en o par une ouverture circulaire d’environ 3 millimètres de diamètre; elle traverse dans la partie A d’abord un prisme polarisateur C/ placé en p, puis en p' une placpie de quartz C" composée de deux demi- disques qui ont des pouvoirs rotatoires inverses,
(1) Annales de chimie et de physique^ l. XXVI, n. 175- Description du saccliariinètrc de M. Soleil, par M. Clerget.
DUFUENoy.SC-
SACCHARIMÉTRIE.
c’est-à-dire qu’ils dévient le plan de polarisation, l’iin de droite à gauche, l’autre d, de gauche à droite.
La lumière rencontre dans la pm'tie B en une plaque de quartz à rotation simple, puis deux lames prismatiques Z/’, également en quartz, ayant le môme pouvoir rotatoire, mais de signe contraire à celui de la plaque précédente, Ces deux lames D sont ajustées dans une coulisse de manière à pouvoir glisser l’une devant l’autre. On fait varier à volonté leur épaisseur sur le trajet du rayon de lumière polarisé à raison de leur forme et de leur opposition de base à sommet. Ce mouvement des lames s’opère à l’aide d’une crémaillère, taillée sur les montures en cuivre dont elles sont garnies, et d’un pignon correspondant au bouton h.
La lumière traverse en a un prisme biréfringent appelé analyseur. Ce prisme laisse voir deux images de l’ouverture O ; il peut tourner librement sur lui-même dans le collier qui le maintient et recevoir ainsi une direction voulue , et enfin il peut y être arrêté dans une position fixe.
L’instrument se termine par une petite lunette L qui est destinée à rendre, au moyen de son pointé, la vision parfaitement distincte.
Lorsqu’on place l’œil près de l’oculaire de la lunette, ou voit un disque lumineux traversé par une ligne médiane et verticale, produite par la jonction des deux quartz placés en p' et qui composent la plaque à double rotation. Dans l’état normal de l’instrument, les deux moitiés du disque ont une coloration uniforme.
Mais si l’on interpose en C un tube en cristal recouvert d’un cylindre de cuivre, contenant un liquide doué également d’un pouvoir rotatoire sur la lumière polarisée, 1 uniformité de coloration entre les deux moitiés du disque limiineux est détruite, et il arrive, par exemple, qu’une moitié est rouge et f autre bleue (fig. 15.5 E). Ce phénomène est dû à ce
DOSAGE DU SUCRE
que le pouvoir du liquide vient s’ajouter à celui de môme sens de rim des deux f[uartz à double rotation y, et affaiblit celui de sens opposé du second quartz. Pour rendre de nouveau aux deux moitiés du disque leur teinte première et uniforme, on tourne le bouton b de gauche à droite, ou de droite à gauche, suivant le sens du pouvoir du liquide. Par ce mouvement, on augmente ou on diminue sur le trajet du rayon la somme de l’épaisseur des deux lames prismatiques //', et l’on oppose ainsi à l’influence du liquide, soit un excès du pouvoir de ces lames sur celui de la plaque fixe y, soit un excès du pouvoir de cette plaque sur celui des lames.
On reconnaît le sens de la déviation et l’épaisseur du quartz employé pour neutraliser l’effet du liquide à l’aide d’une échelle eé (fig. 155 F), à double graduation inverse, partant du même zéro, et d’un double verjiier vv\ qui sont tracés sur les montures métalliques des lames et qui éprouvent un.déplacement respectif, qui suit celui des lames et qui indique l’augmentation ou la diminution de la somme de leur épaisseur sur le trajet du rayon. Les espaces marqués par les chiffres 1 et 2 à droite et à gauche de l’échelle correspondent chacun à une marche de 1 millimètre de quartz. Ces espaces étant partagés en 10 parties égales et chacune de ces parties pouvant être subdivisée en 10, au moyen du vernier, on voit que l’on peut préciser de millimètre et rendre ainsi l’instrument très sensible.
La déviation du plan de polarisation de la lumière étant proportionnelle au titre des dissolutions et à l’étendue du trajet du rayon polarisé à travers le liquide, on comprend aisément l’emploi du saccharimètre de M. Soleil. Si la dissolution soumise à l’analyse ne contient qu’une substance active, le rapport du pouvoir rotatoire de cette substance à celui du quartz, pris comme unité de mesure, servira à
SACCHAlllM lîTUIE.
Zj88
déterminer la quantité de cette même substance. L’observation doit être faite dans des tubes de longueurs déterminées.
Le diamètre des tubes est intérieurement de 1 centimètre. Ils se ferment au moyen de disques en verre à surfaces parallèles, et on détermine leur adhérence en graissant légèrement l’épaisseur du tube. On les recouvre avec des viroles en cuivre que l’on visse avec force sur les cylindres.
Les tubes sont simples (fig. 155 C) ou à tubulure latérale (fig. 155 H) . Les premiers ont 20 centimètres de longueur et les seconds 22 centimètres.
Si, parmi les substances actives contenues dans une dissolution, une seule est de nature à changer son pouvoir rotatoire, la dilférence trouvée entre une première observation et une seconde fera connaître la quantité de la substance modifiée.
Le sucre cristallisable est dans l’une ou l’autre de ces conditions. Il a un pouvoir rotatoire de gauche à droite, et il se convertit par une réaction facile en sucre incristallisable de pouvoir inverse. Les substances qui l’accompagnent ordinairement n’éprouvent au contraire aucune modification.
Si la lumière employée pour les essais était toujours blanche et si les liquides soumis à l’observation étaient incolores, les colorations des deux demi-disques seraient facilement ramenées à la teinte sensible, mais la couleur des dissolutions et de la lumière artificielle nuit à l’observation. Aussi M. Soleil a-t-il eu la pensée d’ajouter au saccharimètre une pièce qu’il a appelée producteur des teintes sensibles, et qui est destinée à modifier avec la plus grande facilité les difl'érentes teintes qui se produisent.
11 a ajouté en n un prisme de Nichol (fig. 155 J) et en q une lame de quartz taillée perpendiculairement à l’axe de cristallisation. Ce système se place à la partie antérieure de l’instrument dans une chape , laquelle reçoit un
DOSAGE DU SUCRE
mouvement au moyen d’un engrenage , correspondant par une lige à un bouton h. En faisant tourner ce bouton, on obtient une série de teintes parmi lesquelles on trou\ e une couleur, qui neutralise à peu près la teinte du liquide, et l’on retombe par cet heureux perfectionnement dans les conditions d’un liquide incolore et d’une lumière blanche. Mais si la couleur rouge domine, ce mode de compensation devient insuffisant et il faut alors décolorer les dissolutions avant de les introduire dans le tube.
Avant de procéder à l’essai saccharimétriqiie , il faut s’assurer que l’instrument est bien réglé. A cet effet, on place en C un tube rempli d’eau, on fait coïncider exactement le zéro du vernier avec celui de l’échelle, et l’on observe si les deux moitiés du disque coloré présentent la même teinte. Si la teinte est différente, c’est que le prisme analyseur et le prisme polarisateur ne sont pas dans leur position normale ; il faut pour cela tourner le bouton a jusqu’à ce que les deux moitiés du disque aient exactement la même teinte. Il faut alors reproduire la teinte sensible par un mouvement convenable du bouton h.
Nous allons décrire maintenant les opérations sur lesquelles repose la méthode saccharimétrique de M. Clerget :
On prépare d’abord une dissolution titrée de sucre candi sec et pur, en dissolvant l6’',/i71 de cette substance dans une quantité suffisante d’eau pour former 100 centimètres cubes. On introduit ensuite la liqueur dans un tube de 20 centimètres de longueur G, et l’on fait l’observation. Cette dissolution détermine une déviation du plan de polarisation qui est compensée par 1 millimètre du quartz, c’est-à-dire que pour rétablir entre les deux moitiés du disque l’égalité de teinte, il faut tourner le bouton b de telle sorte que le vernier marque un déplacement de 100 divisions de l’échelle. C’est à cette donnée fondamen-
Fig. 156
SACCSAIUMÈTRIE.
taie que 1 on doit rapjDorter l’observation d’une substance sacchaiine quelconque. La quantité de sucre sera proportionnelle au nombre de divisions de l’éclielle; ainsi la richesse en sucre d’une matière saccharine sera de 30 pour 100, s’il a fallu imju’imer à l’instrument une marche de 30 divisions.
On prépare les dissolutions dans des matras jaugés, à fond plat et à col étroit (fig. 156). Lorsqu’elles sont troubles et très colorées, il est nécessaire de les clarifier avec quelques centimètres cubes d’acétate de plomb tribasique qui précipite les principes colorants et les corps tenus en suspension. On filtre la liqueur avant de l’observer. Certaines substances très colorées, comme la mélasse, doivent être filtrées sur le charbon animal.
M. Clerget emploie, à cet eflet, des tubes de verre (fig. 157) qui sont garnis à leur partie inférieure d’une double virole de cuivre a, retenant un feutre de laine au-dessous duquel on place un tampon de coton cardé. On adapte à l’extrémité supérieure de ces tubes des entonnoirs en fer-blanc />, munis d’un bouchon que l’on peut enlever à l’aide d’un fil de fer qui s’y trouve attaché. On met dans l’entonnoir une quantité de noir animal égale en volume au quart du liquide sucré que l’on veut décolorer. On mêle le noir avec une partie de la liqueur, on introduit le mé-
pig 1 57 .
DOSAGE DU SUCRE
un
lange dans le tube, on tasse la matière par secousses et l’on verse la liqueur, qui ne tarde pas à filtrer. On sépare la première partie de la filtration et on fait l’observation sur la liqueur, qui passe ensuite et qui conserve son titre primitif,
Si le sucre ne contient pas d’autres principes qui déplacent le point de polarisation, il sufiit de décolorer les liquides sucrés ; mais s’il est mêlé avec d’autres principes actifs, il faut transformer le sucre cristallisable en sucre iiicristallissable à pouvoir rotatoire de droite à gauche, et l’on donne à cette opération le nom à! inversio?!, Voici comment on opère ;
On observe d’abord au saccharimètre la liqueur rendue incolore soit par le sous -acétate de plomb, soit par le charbon animai, puis on l’introduit dans un petit matras (fig. 158) dont le col porte deux traits, l’un indiquant une pig. iss. capacité de 50 centimètres cubes, l’autre un volume de 55 centimètres cubes. La liqueur est versée jusqu’au niveau du premier trait, puis on ajoute jusqu’au second trait de l’acide chlorhydrique fumant. Après avoir agité le mélange, le matras qui porte un thermomètre est placé dans un bain-marie (fig. 159).
On élève, à l’aide d’une lampe à alcool, la température jusqu’à G8 degrés, fig- 159. Fig. leo.
et l’on chaufle pendant dix minutes. Le matras est ensuite plongédansun vase rempli d’eau froide (fig. 159) , et lorsque la température du liquide est ramenée à celle del’air ambiant, on l’observe dans un tube de 22 centimètres de longueur, au lieu de 20, pour compenser l’effet produit par l’addition
SACCllAniMÉTRlE.
de l’acide. On voit aloi's que pour rétablir l’égalité de teinte, il faut faire avancer le zéro du vernier vers la droite. La distance parcouroe par l’index mesure la somme de l’action du sucre cristallisable avant l’inversion, et de celle du sucre incristallisable qui s’est produit par l’action de l’acide.
La température exerce sur les propriétés optiques des sucres à pouvoir rotatoire, vers la gauche, une influence très prononcée. M. Clerget a étudié la loi de cette influence et a dressé une table donnant jDour chaque degré de température les s*ommes des rotations directe et inverse correspondant aux différents titres des dissolutions. La colonne A de cette table indique les titres croissant par centièmes, et pour les températures on a noté les influences de 10 à 35 degrés.
On détermine la température des dissolutions sucrées en se servant du tube H muni d’une tubulure verticale qui reçoit un thermomètre.
Pour comprendre l’emploi de cette table, supposons qu’une dissolution de sucre donne avant l’inversion une rotation de 60 divisions, et après avoir acidulé, la température étant de 15 degrés, une rotation de sens inverse de 15 divisions. La somme de l'inversion sera de 75 divisions. On trouvera le titre de la dissolution en cherchant le chiffre de la colonne afférente à la température de 1 5 degrés, qui se raj)prochera le plus de la somme d’inversion de 75 divisions ; on reconnaîtra ainsi quece chiffre est75,l, qui correspond au titre55porté sur lamême ligne horizontale dans la colonneA.
Supposons encore qu’une dissolution de sucre marque avant l’inversion 70 divisions, et après l’inversion, à la température de 15 degrés, 30 divisions. La différence l\0 exprime la valeur de l’inversion. Le chiffre le plus ra2)proché de AO est 39,6 à la tem])érature de 15 degrés, et le titre cherché est de- 28 pour 100.
On trouve dans la colonne B de la table le poids du sucre contenu par litre dans les dissolutions.
SOMMES OU DIFFÉRENCES DES NOTATIONS DIRECTES ET INVERSES , CES DERNIÈRES ÉTANT PRISES A I,A TEMPÉRATURE DE : TITRES
