DOSAGE DES CENDRES

absorption, jusqu'au moment où l'on peut extraire la nacelle que l'on introduit de suite dans son étui de verre.

En opérant ainsi, 5 ou 0 litres d'oxygène suffisent pour brûler environ 10 grammes de matières organiques. Comme la température s'élève seulement lorsqu'on fait arriver ce gaz, on n'a pas à craindre de pertes sensibles, et l'on obtient des cendres d'un gris blanchâtre, bien exemples de charbon.

Certaines matières ont besoin d'être carbonisées préalablement en vase clos, parce qu'elles décrépitent quand on les chauffe, tels sont lés grains des céréales, par exemple. On doit en chauffer, au-dessous du rouge sombre, un poids déterminé dans un creuset fermé, puis on fait tomber la matière dans la nacelle et on continue comme il est dit ci-dessus.

14. — Incinération du bois. — Quand on veut analyser les cendres de substances végétales très-pauvres en matières minérales, comme le bois, il faut opérer sur un poids trop grand pour que le procédé de Schlœsing soit praticable. Alors on met les corps à incinérer dans un grand creuset dont le fond est percé et bouché imparfaitement par quelques petits cailloux; le creuset couvert est chauffé modérément; quand la carbonisation est terminée, on déplace légèrement le couvercle; alors il se produit un faible courant d'air à travers le creuset , et le charbon se brûle peu à peu à basse température.

S'il s'agit de préparer des cendres de bois, en quantité un peu considérable, on peut même se servir d'un fourneau ordinaire dont la sole a été préalablement nettoyée avec grand soin. Le bois, desséché auparavant à l'air libre ou mieux dans une étuve, est fendu en fragments minces, disposé en tas dans le fourneau et allumé à l'aide d'un jet de .gaz dirigé sous la grille du fourneau; on modère ensuite la combustion en diminuant le tirage, et l'on arrive

à obtenir des cendres très-blanches en menant convenablement l'opération. Pour évaluer le taux p. 100 de cendres laissées par le bois, on a recours à la combustion dans l'oxygène sur un échantillon moyen.

15. — Dosage sommaire. — Nous avons jusqu'ici dosé : 1* l'eau, 2° la matière sèche, 3° les cendres. Examinons le dosage des matières organiques. Dans un grand nombre de cas, l'incinération effectuée avec soin par la méthode de Schlœsing suffira pour faire connaître le taux p. 100 de la matière organique d'une substance agricole» la présence constante d'oxygène permettant d'effectuer l'incinération à une température inférieure à la décomposition du carbonate de chaux.

Si l'on calcine un sol, préalablement privé d'eau, à l'air libre dans une capsule de platine, ou le résidu d'une eau, il faut, avant de peser les cendres, les humecter avec quelques gouttes d'une solution de carbonate d'ammoniaque, chauffer de nouveau le résidu jusqu'à 150° ou 160*, et peser. Oh fait repasser ainsi à l'état de carbonate la chaux devenue libre dans la calcination.

Cette méthode n'est qu'approximative ; suffisante dans quelques cas, elle ne saurait servir à évaluer, d'une manière exacte, le taux de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, d'azote contenus dans une matière dont on veut connaître la richesse en principes organiques.

16. — Méthode de Schlœsing. — Pour effectuer rigoureusement ces divers dosages, il faut avoir recours h l'analyse élémentaire. Un grand nombre de méthodes reposant toutes sur l'oxydation du carbone et de l'hydrogène, et leur transformation en acide carbonique et en eau, ont été proposées par divers chimistes. La méthode

que je vais décrire est celle qu'a imaginée Th. Schlœsing, seule employée à la Station agronomique de TEst.

i7. — Description de l'appareil. — Commençons par décrire l'appareil (fig. 2) dont on se sert et Tagenceraent de ses diverses parties.

a Colonne de cuivre réduit.

h Colonne d'oxyde de cuivre.

€ Nacelle contenant la matière à analyser.

d Nacelle contenant le carbonate de plomb.

€, e' , e" , e'" Tampons d'amiante.

f Fenêtre servant à surveiller l'oxydation du cuivre.

Le tube servant à l'analyse est en verre de Bohême ; il est étiré et légèrement incliné vers le bas à l'extrémité par laquelle doivent s'échapper les produits de la combustion; on évite, par cette disposition, que l'eau résultant de l'analyse revienne au contact des parties chaudes du tube.

k la naissance du rétrécissement se trouve un tampon d'amiante, e, qui retient une colonne de cuivre réduit d'environ 0",25, puis une colonne d'oxyde de cuivre provenant du grillage de planure de cuivre, de 0",25 de longueur; un deuxième tampon d'amiante, e', maintient l'oxyde.

Le tube devant être porté au rouge est protégé par une couche de sable contenue dans un cylindre de cuivre qui repose directement sur la grille.

A partir du tampon e', on a enlevé la moitié supérieure du tube de cuivre pour permettre à l'opérateur de surveiller la marche de l'analyse. Toutefois, on a ménagé deux parties annulaires, n et n\ pour empêcher le tube de se courber sous l'influence de la température élevée à laquelle il est soumis. Une fenêtre, /", est ménagée sur le tube pour permettre de surveiller l'oxydation de la colonne de cuivre.

14 , MÉTHODES Générales' d'analyse.

18. — Montage de l'appareil. — Pour monter l'appareil, on bouche la fenêtre /*, en enroulant autour du cylindre de cuivre une feuille de papier ; on introduit le tube à combustion dans son enveloppe et Ton a soin de le caler aux deux extrémités avec de l'amiante, de manière qu'il occupe, aussi exactement que possible. Taxe du cylindre de cuivre. Puis on dispose le tout verticalement et Ton introduit dans l'espace annulaire qui règne entre les deux tubes, du sable fm et bien sec que l'on tasse très-légèrement en frappant avec la main l'enveloppe de cuivre; quand le sable est arrivé à la hauteur du tampon e', on dispose un anneau d'amiante qui l'empêchera de s'échapper, puis on replace le tube horizontalement, et l'on fait tomber le sable qui occupait la fenêtre f, dont on garnit la bande avec de l'amiante. Il ne reste plus qu'à remplir la partie hémi-cylindrique qui se trouve à la naissance du tube, et à bourrer légèrement de l'amiante sous les deux portées n ein'.

19. — Marche de l'analyse. -— Proposons-nous de doser dans une matière l'hydrogène , le carbone, l'azote, l'oxygène et les substances minérales qu'elle peut contenir.

On commence par sécher le tube à analyse. A cet effet, on le chauffe très-doucement, puis on le met, d'une part^ en communication avec la trompe à mercure , d'autre part avec une éprouvette à dessécher les gaz, et l'on détermine un courant d'air sec en faisant couler lentement le mercure dans la trompe.

La jonction du tube avec la trompe DD' se fait au moyen d'un tube de caoutchouc épais, long de 0",07 environ,, fixé solidement par un lien de cuivre sur un tube en plomb étiré, qui est réuni à la trompe d'une manière parfaite par de la cire Golaz ; on peut aussi se contenter d'employer un morceau de caoutchouc épais de 0",50 à 0°,60 de longueur au lieu et place du tube de plomb.

DOSAGE DES UATIÈRBS ORaANIQUES. 15

MÉTHODES GÉNÉRALES d'aNALYSE.

On voit bientôt riiumidité se condenser dans les parties étirées. du tube à analyse; on la fait disparaître en chauffant légèremeht; au bout de très-peu de temps, il n'en reste plus que des traces que Ton achève de vaporiser en fermant le tube et en faisant le vide , puis on laisse refroidir l'appareil. Pendant ce temps, on a pesé dans un petit tube fermé une nacelle de platine contenant la matière à analyser, et, dans une autre nacelle, on a mis un poids connu de carbonate de plomb pur et sec (0*',900 à 1 gramme environ) ; le carbonate de plomb est mis de nouveau sur le bain de sable pour qu'il reste bien sec.

D'autre part, on prépare un tube à chlorure de calcium e semblable à celui que représente la figure 3. Le chlorure doit avoir été chauffé une ou deux heures à une température un peu inférieure au rouge sombre; on le verse dans le tube C sur un petit tampon d'amiante. Au-dessus du chlorure, on met un petit tube fermé fl, destiné à retenir la majeure partie de l'eau. Le tube est muni d'un bouchon recouvert d'un enduit d de cire parfaitement uni; il est taré fermé. Quand tout est prêt et lorsque le tube à analyse est froid , on rend l'air et on adapte le tube absorbant au moyen de deux caoutchoucs épais serrés avec du fil de cuivre recuit. On a soin de fermer parfaitement les joints avec un enduit formé de suif et d'huile. Le tube de caoutchouc qui met l'appareil en communication avec la trompe doit être assez long pour qu'on puisse le pincer sans détériorer les joints. Ces joints sont protégés par un écran contre le rayonnement de la grille.

On introduit ensuite la nacelle qui contient la matière,

Fig. 3.

et, à sa suite, un tampon d'amiante qu'on a chauffé au rouge, puis la nacelle de carbonate de plomb et un deuxième tampon d'amiante. Les deux nacelles sont assez éloignées Tune de l'autre pour qu'on puisse chauffer la seconde sans faire distiller les matières contenues dans la première (voir fig. 2). Enfin on adapte à l'extrémité du tube, au moyen d'un bon bouchon de caoutchouc suiffé, une petite cornue bien sèche contenant du chlorate de potasse fondu. L'appareil étant monté comme le représente la figure 2, tout est prêt pour l'analyse.

On commence à faire le vide , on chauffe la partie a du tube , contenant le cuivre , à une température inférieure au rouge sombre, mais suffisante pour l'absorption de l'oxygène, et on fait dégager de l'oxygène pour balayer la cornue et le tube. Quand on juge que le vide sera bientôt fait, on diminue le dégagement pour ne pas user inutilement le cuivre. Au bout de 20 à 25 minutes, le vide est généralement obtenu. Alors on chauffe le carbonate de plomb; l'acide carbonique, en se dégageant, ramène bientôt la pression intérieure du tube à la pression atmosphérique; on recueille le gaz qui se dégage.

Dès lors, on peut^ chauffer sans danger ; on commence par la partie qui contient le cuivre , puis on ouvre peu à peu les becs de gaz, de manière qu'une partie de l'oxyde de cuivre soit déjà au rouge avant que la matière à analyser puisse se décomposer. A cause de la grande conductibilité de l'enveloppe de cuivre, qui répartit la chaleur, on peut mener assez vivement cette opération sans crainte de briser le tube ; toutefois, il faut chauffer avec plus de précaution la partie qui correspond à la fenêtre f.

Bientôt la matière commence à distiller ; on a soin de maintenir un léger courant d'oxygène pour empêcher les goudrons de venir en arrière, et on gouverne le feu en se

18 MÉTHODES GÉNÉRALES d'aNALYSE.

guidant sur le dégagement des gaz. La distillation se fait d'une manière très-régulière; quand elle est terminée, la matière commence à brûler. On peut alors allumer toute la rampe; on dirige la combustion en activant ou en diminuant le dégagement d'oxygène. La combustion se propage avec une régularité parfaite de e" vers e' ; quand tout est brûlé, l'oxygène se précipite sur l'oxyde de cuivre réduit et le régénère. A ce moment, il y aurait une production de chaleur suffisante pour détériorer le tube, si l'on n'avait la précaution d'éteindre le gaz sous la partie h ; en même temps on éteint presque complètement sous la partie a (fig. 2). Tant que le cuivre réduit se réoxyde, on aperçoit une lueur dans le tube; quand cette lueur a disparu, on attend encore quelques minutes pour que l'appareil puisse supporter la pression atmosphérique sans se déformer. On fait alors le vide en s'aidant par le dégagement de l'oxygène. Quand la pression est devenue très-faible, on arrête le dégagement. Cette dernière opération est très-rapide, puisque l'on n'a réellement à faire le vide que dans la partie a et dans le tube absorbant, le' reste étant plein d'oxygène qui est arrêté par le cuivre.

En général , il s'est condensé de l'eau dans la partie étirée du tube à analyse ; on la fait se vaporiser, pendant la dernière période de l'opération, au moyen d'un jet de vapeur d'eau que l'on dirige aussi sur le joint de caoutchouc; on doit avoir soin d'empêcher alors le suif de couler sur le tube à chlorure de calcium.

Presque toujours une seule cloche ne pourrait pas contenir tous les produits de l'analyse ; on en a disposé plusieurs à l'avance, et quand l'une est pleine, on pince le caoutchouc pour pouvoir changer de cloche sans perdre de gaz.

20. — Mesure de l'acide carbonique et de l'azote. — On porte les cloches dans une salle à température cons-

tante, on les rend parfaitement verticales et l'on suspend à côté d'elles un thermomètre sensible ; pour plus de sûreté, on les protège par des écrans contre le rayonnement.

Au bout d'environ une heure, on observe le volume de gaz, et après lui avoir fait subir les corrections convenables de température et de pression, on connaît le volume total de l'acide carbonique et de l'azote. On porte ensuite les cloches sur la cuve à mercure, on absorbe l'acide carbonique par de la potasse à 10° B. et Ton attend quelque temps pour être sûr que le gaz a complètement disparu.

11 n'est pas possible de mesurer directement dans les cloches les résidus d'azote, car les dissolutions de potasse n'ont pas la môme tension de vapeur que l'eau pure. Aussi, après s'être assuré que tout l'acide carbonique a été absorbé, porte-t-on les cloches dans un vase contenant de l'eau distillée, et fait-on tomber le mercure et la potasse, qui sont remplacés par l'eau pure : puis on transvase les gaz dans une cloche graduée, contenant déjà de l'air, ou mieux de l'azote, de manière à n'avoir pas à tenir compte de l'influence des ménisques. On mesure l'azote au sein de l'eau, pour qu'il se soit mis en équilibre de température avec le milieu ambiant, avant que les gaz de l'eau aient eu le temps de se diffuser.

Une fois la lecture faite, il est bon de vérifier par l'odorat ou, mieux, au moyen d'une dissolution de sulfate de protoxyde de fer, s'il n'y a pas de traces de bioxyde d'azote mélangées au gaz. •

On connaît maintenant le volume d'azote dégagé par la matière, on le retranche du volume total obtenu par les premières mesures, il reste l'acide carbonique dégagé. Si, de celui-ci on déduit la quantité qui correspond au carbonate de plomb employé, on connaît, en prenant les — du reste, la quantité de carbone contenue dans la matière.

20 MÉTHODES GÉNÉRALES d'aNALYSE.

Souvent les matières minérales mélangées dans la substance qu'on analyse sont capables de fournir ou de retenir de Tacide carbonique. Il faut alors doser ce corps dans un échantillon de la matière primitive et dans le résidu de ranalyse et tenir compte de la différence obtenue.

21 . — Dosage de l'hydrogène. — Une fois Tappareil refroidi, on détache doucement les tubes absorbants de manière que l'air rentre peu à peu et ne dérange pas le contenu des nacelles ; on défait les joints en commençant par celui qui réunit le tube à chlorure au tube à analyse, sans cela il y aurait de la vapeur d'eau entraînée dans le tube et perdue. On nettoie parfaitement les parties qui étaient en contact avec la graisse des joints, on rajuste les obturateurs et on pèse ; la neuvième partie de l'augmentation de poids représente l'hydrogène de la matière.

22. — Pesée des cendres. — Enfin on enlève la cornue et le bouchon qui la fixait, on nettoie parfaitement l'extrémité du tube, on retire avec un crochet le contenu de l'appareil et l'on remet immédiatement la nacelle renfermant les cendres dans le tube qui a servi à la peser, pour que les cendres ne puissent pas absorber d'acide carbonique.

Le tube de verre, on le voit, est prêt à servir à une nouvelle analyse.

23. — Poids de l'oxygène. — Le poids primitif delà matière , diminué de la somme des poids de l'azote, du carbone, de l'hydrogène et des cendres, donne le poids de l'oxygène.

Quand on veut seulement doser le carbone et l'azote, on se dispense de sécher l'appareil et d'y adapter le tube à chlorure de calcium.

Si, enfin, on se contente de doser l'azote, on mettra directement la potasse dans la cloche qui sert à recueillir les gaz, et on remplacera le carbonate de plomb par du

DOSAGE DE l'aZOTE PAR LA CHAUX SODÉE. 21

bicarbonate de potasse. Toutefois, comme ce corps décrépite sous Taction de la chaleur, au lieu de le mettre dans une nacelle, on l'enfermera dans une petite cartouche de platine, bouchée avec de Tamiante. Dans ce cas, il est clair qu'on n'arrivera jamais, au commencement de l'analyse, à un vide parfait, puisque le bicarbonate dégage un peu d'acide carbonique, mais en revanche, une fois arrivé à la limite de raréfaction, en chauffant légèrement le sel, on balayera parfaitement le tube.