Èlnde de la coloration de In ■peetrale

§ It. Beaucoup de substances iutroduiles dans une flamme incolore lui comniuoiquent une coloration remarquable, et comme celle-ci offre

I généralement des différences as-

sez notables suivant les différentes substances, il en résulte que cette coloration peut être regardée comme c:iractérisiique pour les divers corps et peut encore donner un procédé simple et certain pour reconnaître leur présence. Les sels de sonde, par exemple, colorent la flamme en jaune, ceui de potasse en violet, ceux deJithineeu rouge carmin : de là un moyen facile de les distinguer.

La flamme de la lampe àb Bunsen, munie de sa cheminée, et telle que nous l'avons décrite au § 18 {jîg. 22), est particulièrement propre à faiï^ de pareilles observations. A l'aide d'un support convenable, celui représenté dans la figure 24, ou celui plus simple de la figure 27, on introduit dans la région de fusion de la flamme du paz la substance à essaytr, soutenue dans un petit anneau i'ait an bout Fig. 21 '^'^'1 "1 'il ^^ platine. Les sels

alcalins et alcali no- terreux colorent la flamme d'une façon tout à fait remarquable. Si l'on compare différents sels d'une seule et même base, on trouve que chaque sel dojuie la même coloration, seulement avec des intensités dilférentes, iiulant cependant que le sel est volatil à une haute température ou tout au moins qu'il permet la volatilisation de la base. Les sels les plus volatils donnent les colorations les plus Intenses : ainsi le phénomène

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est plus marqué avec le chlorure de potassium qu'avec le carbonate et plus avec celui-ci qu'avec le silicate. Fréqueminent on détermine la coloration de la flamme ou on l'exalte, en ajoutant une substance qui décompose la combinaison fiie. Par exemple, dans des silicates ne renfermant que quelques centièmes de potasse, on ne pourrait guère reconnaître directement cette base par la couleur de la flamme, mais on y parvient facilement en ajoutant un peu de sulfnte de chaux pur, parce qu'il se produit alors du silicate de chaux et du sulfate de potasse suffisamment volatil.,

La coloration de la flamme, qui permet d'une manière si nette de reconnaître la nature d'une combinaison métallique unique, parait sans valeur lorsqu'on a entre les main3*un composé de plusieurs métaux. Ainsi, dnns des mélanges de sels de potasse et de soude, on ne voit que le phénomène produit par la soude ; avec des sels de baryte et de strontiane, on ne reconnaît que la coloration de la baryte. Celte dif" ficulté peut être levée de la façon la plus surprenante par deux méthodes, qui sont des découvertes récentes.

Le premier procédé, introduit dans la science pjir CaHmell ' et développé par Bunsen * et par Merz ', consiste à examiniir la flamme colorée à travers des milieun eui-mêmes colorés (des verres de couleur, une dissolution d'indigo, etc.). Ceui-cî, éteignant la coloration produite par l'un des métaui, permettent de reconnaître celle de celui qui lui est mélangé. Introduit-on. par exemple, dans la flamme un mélange de sels de potasse et de soude, on ne voit que la coloration jaune de la soude : mais en regardant à travers un verre de cobalt bleu foncé, ou une dissolution d'indigo, la lumière de la soude est éteinte et la flamme offre la teinte violette produite par la potasse. Les objets dont on a besoin pour toutes les recherches de ce genre sont très-simples. Il faut :

l'Un prisme creux formé par des lames de glace {(ig- 38) et dont la

* Philosophical Magmine, XVI, 328.

* Ann. d. Chem. a. Pkarm., CXI, 257.

» Journ. f. prackt. Chem,, UXX, 487.

3i CHAP. L — DES OPÉRATIONS. [§ 17

seclion est un triangle isocèle dont deux côtés ont chacun 150'°'" et le troisième 35'°°'. La dissolution d'indigo dont on le remplit se prépare eu dissolvant 1 partie d*indigo dans 8 parties d'acide sulfurique fumant : on ajoute 1500 à 2000 parties d'eau, et Ton filtre. Pour observer, on place le prisme dans la position horizontale contre Tœil, de façon que les rayons de la flamme observée traversent des couches toujours plus épaisses du milieu absorbant.

2° Un verre bien, un violet, un rouge et un vert. Le bleu est coloré par Toxyde de cobalt, le violet par le manganèse, le rouge par du protoxyde de cuivre, et le vert par de l'oxyde de fer et du bioxyde de cuivre. Les verres que l'on trouve dans le commerce pour la fabrication des vitraux de couleur ont généralement des nuances convenables. — Nous indiquerons dans le troisième chapitre, à propos de chaque base et de chaque acide, les apparences qu'offrent les flammes colorées par les diverses substances, quand 011 les regarde à travers ces milieux absorbants.

Le second procédé, Vanalyse spectrale proprement dite, découvert par MM. Kirchhoffei Bunsen, consiste à examiner au moyen d'une lunette les rayons de la flamme colorée passant à travers une fente étroite et se réfractant dans un prisme. On obtient alors pour chaque métal colorant la flamme un spectre particulier, offrant tantôt un grand nombre de lignes brillantes colorées, comme avec la baryte, tantôt deux lignes seulement séparées l'une de l'autre, comme avec la lithine, tantôt une seule ligne comme la soude, qui offre une raie unique, nette, jaune. Ces spectres sont caractérisés de deux manières : d'abord parce que les lignes spectrales ont chacune une couleur déterminée, ensuite parce qu'elles occupent une place fixe.

Cette dernière circonstance permet, dans les observations spectrales d'un mélange de métaux capables de colorer la flamme, de reconnaître chacun d'eux sans difficulté : ainsi une flamme dans laquelle on place un mélange de sels de potasse, de soude et de lithine, donne avec la plus grande netteté les spectres de chacun de ces métaux.

MM. Kirchhoffei Bunsen ont fait construire deux appareils très-convenables pour l'observation des spectres et disposés pour mesurer les positions relatives des lignes spectrales. Tous deux reposent sur le même principe ; le plus grand et le plus parfait est décrit et figuré dans les Annales de Poggendorff, CXI II, 374 (Annales de physique et de chimie, t. LXVlll, 3® série, traduction de M. Grandeau). Nous décrirons ici le plus petit, qui, par sa simplicité et la modicité relative de son prix, est très-propre au but que l'on se propose ici et d'un usage commode pour les laboratoires.

Au centre d'une plate-forme circulaire en fer A {fig. 29), un prisme, dont les faces réfringentes figurent un cercle de 25'"'" de diamètre, est fixé à l'aide d'un étrier, dont une branche presse la partie supérieure

§ *'j AHILÏSE SPECTRALE. ' 35

(In prisme, tandis que l'autre est retenue à vis sur la plate-forme. Sur ccUe-cisont fiiéa une fois pourtoutes trois tubes B, G, D, soudés chacun à un bloc en métal, comme cela est indiqué en plus grande dimension dans la figure voisine de celle qui représente l'ensemble de l'appareil. Ce bloc renferme les écrous de deux vis qui, passant à travere des ouvertures un peu larges dans la pldque en fer, permettent de

fixer chaque tube, quand on lui a donné la position exacte. B est la lunette d'observation : elle a un pouvoir ampliilaut égal à 6 environ, et un objectif de 20°"" de diamètre. Le tube C est muni de la fente verticale destinée à laisser passer la lumière et taillée dans une feuille d'étain'. Le tube D porte l'image photographique d'une échelleen millimétrés, prise sur une lame de verre de façon à donner environ ^de millimètre. Cette lame est couverte d'une feuille d'étain, de manière à ne laisser de transparence que sur la bande étroite qui contient les traits de division et les numéros d'ordre. On éclaire cette échelle au moyen de la flamme d'une bougie qu'on place immédiatement à câté. Les axes des tubes D et D aboulissent au centre d'une àes faces du prisme et sont également inclinés sur elle ; l'axe du tube C passe par

' Le diaphragme en £lsin esl trop exposé à se détériorei- ; il vaut mieux le remplacer par une Tente entii: deux lames en laiton, que l'on peut rapproelier à l'aide d'une vis de lappcl .

36 CIHP. I— DES 0PÈR*TIOSS. I§ IT

le milieu de la seconde face. Il résulte de cette disposition que le specire produit par la rôl'ruction des rayims de la flamme colorée, qui ont trar versé le tube C, se forme au mSme point que l'image de l'échelle de D produite par la réHexioii, de sorte que la position de chaque raie peut Sire filée à l'aide de cette éclielle. On donne au prisme une position telle, que la déviation soit minimum pour les rayons de la ligne du sodium, et on dirige la luneltu de façon que les lignes rougeeL violetledu potassium soient à égale distance du centre du cercle qui figure le champ de la vision.

A 10 centimélres de la feule on place la flamme incolore dans laquelle on introduira les substances qui devront la colorer. La meilleure flamme est celle que donne la lampe de Bunlen, décrite à la page S4.

On la diâ[iose de façon que le bord supérieur de la cheminée soit à 20 millimètres au-dessous du bord inférieur de la fente. Une fois le bec de gaz allumé,, on y place un peu de sulfnle de potasse au mojen du support de lu figure 27, comme nous l'avons indiqué page 32. et on tourne la plaque circulaire en fer de l'appareil, qui est mo- '*■ bile, avec tout ce qu'elle

porte, autour d'un axe vertical, jusqu'à ce que l'intensité lumineuse du spectre soit maximum. Pour se gnrantir dans les observations de toutelumiëre étrangère, (m recouvre les lubes et le prisme d'un drap noir, dans lequel on a taillé trois ouvertures pour laisser passer les trois tubes.

Bexrolh * a construit un speclroscope dont la disposition est toute différente du précédent, mais qui mérite d'être recommandé autant pour les bons services qu'il peut rendre que pour la modicité relative de son

* Zeitscknft far nnttgf. Chem., III, 445.