COMPOSITION CHIMIQUE DE L^EAU

et par les matières fécales, une quantité notable de chaux, de silice et de chlorure de sodium, qui ne se trouve pas en proportion équivalente dans nos aliments.

Un adulte ordinaire en bonne santé excrète, en vingt-quatre heures, parles urines et les matières fécales, 2?'\014 de chaux et 0^'',169 de sihce. La ration ordinaire d'entretien fixée à 830 grammes de pain blanc et 240 grammes de viande fraîche, ne renferme que 0'^,777 de chaux et Os' , 0975 de siUce. Il faut donc pour maintenir Téquilibre que le vin, les légimies et l'eau fournissent au moins 247 de chaux et 0^'',061 de silice. Or c'est incontestablement à l'eau que revient ici le rôle principal, les légumes et le vin n'étant pas d'un usage constant, ni en proportion toujours suffisante.

Au reste, il est démontré que l'usage de l'eau distillée entrave les progrès de l'ossification chez les jeunes animaux, et les régions dans lesquelles les habitants font usage d'eau chimiquement presque pure sont sujettes à des maladies endémiques, caractérisées surtout par l'arrêt de développement.

Il est à peine nécessaire de démontrer que l'excès des [irincipes minéraux deviendrait un inconvénient plus grand encore que leur absence complète.

La nature et les proportions des sels minéraux qu'on rencontre habituellement dans les eaux potables sont réglés par différents facteurs, mais principalement par la constitution des terrains que ces eaux ont baignés ou traversés. En première ligne il faut attribuer à cette origine les sels de chaux et de magnésie. Le bicarbonate de chaux à une dose modérée semble utile à la digestion et fournit à l'organisme des éléments calcaires indispensables. Il n'en est pas de même des carbonates de magnésie qui, au delà des sim])les traces qu'on rencontre dans les bonnes eaux, rendent l'eau purgative.

Les carbonates de chaux et de magnésie sont dissous dans l'eau par l'acide carbonique libre. Or la plupart des eaux ne contiennent pas assez de ce gaz pour dissoudre plus de 35 parties de carbonate de chaux et 44 de carbonate de magnésie pour 10 000; et ces proportions pourraient être doublées, sans que la présence de ces sels devînt préjudiciable à la santé. Cependant une trop forte teneur en sels terreux rend l'eau dure; elle ne cuit pas bien les légumes, dont les ali)uminoïdes forment avec ces sels des composés insolubles ; elle ne permet pas au savon de mousser par suite de la combinaison de ces sels avec les acides gras ; enfin elle forme un dépôt calcaire sur les parois des tuyaux de conduite et des chaudières. Les eaux contenant trop de carbonate de chaux sont dites calcaires; celles qui renferment un excès de sulfate de chaux sont séléniteuses.

Au delà de quelques miUigrammes le fer rend l'eau, qui le contient en dissolution, impotable à cause du goût qu'elle prend. Elle reste d'ailleurs inoffensive.

Les sulfates et même les phosphates de chaux, de soude, de potasse, le chlorure de sodium ou de potassium, le carbonate de soude peuvent se rencontrer dans les eaux les meilleures à l'état de trace, mais il ne faut pas qu'ils dépassent 5 à 20 milligrammes par litre.

Les sulfates, qui peuvent provenir des couches géologiques traversées (gypse, anhydrite, sulfates doubles de chaux et de soude [glaubérite et polyhalite], pyrites transformées en sulfate par l'oxydation), indiquent, lorsque cette origine ne peutêtre mise en cause, une contamination des eaux par des excréments.

Plus souvent encore les chlorures ne proviennent pas des terrains tra\ersés, mais

PliOUST, TRAITÉ d'hYGIÈNE. 36

sont l'indice d'infiltrations d'eanx ménagères ou d'urines. L'association d'une forte quantité de chlorures à des nitrites et à de l'ammoniaque dénonce toujours une contamination de l'eau. D'après Ritter, Kubel et Tiemann, une eau qui contient plus de 50 milligrammes de chlorure de sodium doit être considérée comme suspecte.

En dehors des matières minérales l'eau contient encore des gaz à l'état de dissolution. L'aération de l'eau, c'est-à-dire sa teneur en gaz dissous suivant une proportion suffisante, est indispensable pour qu'elle soit d'une digestion facile. C'est pour cette raison que l'eau distillée, l'eau bouillie sont lourdes à l'estomac. L'eau doit normalement contenir de 25 à 40 c. c. de gaz dissous, soit 6 à 7 c. c. d'oxygène, 14 à 15 d'azote et 15 à 18 d'acide carbonique. Une eau dont les gaz ne se sont pas dégagés sous l'inlluence de l'ébullition et dont la teneur en oxygène dissous est cependant inférieure au chiffre que nous venons d'indiquer doit être considérée comme suspecte, cette diminution d'oxygène étant en général en rapport avec la présence de matières organiques en voie de putréfaction. Il en est de même d'une eau contenant un fort excès d'acide carbonique (plus de 100 c. c par litre); la proportion de ce gaz étant en rapport avec la quantité de matières organiques souillant l'eau, exception faite bien entendu pour les eaux minérales.

Éléments anormaux. — L'hydrogène sulfuré ou phosphoré qui se développe dans les eaux stagnantes et en décomposition, le gaz d'éclairage, qui peut s'infiltrer dans les nappes souterraines superficielles, donnent une odeur infecte à l'eau, qui se trouve ainsi naturellement écartée de la consommation.

Une eau ne peut plus être considérée comme potable si elle contient seulement des traces de sels de plomb, d'arsenic, de mercure, de cuivre, d'étain, de zinc et de baryte, du sulfure de fer ou encore des sulfures, sulfocyanures ou hyposiilfites alcalins et des carbonates de potasse ou de soude.

La présence d'ammoniaque dans l'eau indique une souillure récente par des excréments, des eaux vannes industrielles, ou une contamination ancienne par des matières organiques en décomposition. Dans ces cas on observe en même temps dans l'eau des chlorures en abondance qui font défaut dans les cas rares où l'eau a emprunté son ammoniaque à des terrains tourbeux et marécageux ou à des nappes très profondes, qui contiennent également des nitrites à l'état normal. D'une façon générale on ne peut admettre plus d'un demi à un milligramme d'ammoniaque dans l'eau. L'urée indique aussi et d'une façon encore plus certaine une souillure récente par l'urine.

Sous l'influence d'une oxydation qui est due à un travail microbien l'ammoniaque qui provient de la décom})osition des matières organiques se transforme en nitrites, puis en nitrates. La constatation dans l'eau de traces d'acide nitreux ou de nitrites doit donc être considérée comme un indice de contamination récente, surtout s'il y existe en même temps de l'ammoniaque et des nitrites.

Les nitrates étant le plus souvent le terme ultime de la décomposition des matières organiques dans le sol sous l'influence des bactéries nitrifiantes (voir p. 545), leur présence dans l'eau ne saurait être admise au delà de limites qui varient suivant les auteurs de 2 à 15 milUgrammes et même plus.

L'acide phosphortque et les phosphates ont été pendant longtemps considérés comme l'indice certain d'une contamination par des substances animales, comme l'urine ou les excréments, ou par des eaux résiduaires, comme celles des brasseries.

Le fait est incontestable lorsque la proportion d'acide phosphorique est assez élevée, au-desssus d'un demi-milligramme. Mais des traces peuvent être abandonnées à l'eau par les terrains qu'elle traverse (tourbe et humus contenant de l'acide phosphorique libre, minerais, coprolithes, apatites, terrains crétacés renfermant des phosphates).

Les sels d'alumine, qui se rencontrent surtout dans les eaux qui ont traversé des terrains feldspathiques, donnent une saveur désagréable à l'eau et sont nuisibles pour l'organisme à une dose supérieure à 10 ou 20 milhgrammes par litre.

La silice et les silicates, qui existent dans certaines eaux, les rendent indigestes et ont été accusés de provoquer la carie dentaire. Quant aux sels de manganèse ils ont été trouvés exceptionnellement dans certaines eaux de puits ou de cours d'eau; mais on n'aurait à s'en préoccuper que si leur proportion atteignait quelques milligrammes par litre.

Les eaux contenant des matières grasses sont impropres à la consommation; elles ont été contaminées par des eaux ménagères, des eaux d'égout ou des eaux vannes industrielles. Il en est de même des eaux qui contiennent des matières goudronneuses dues au mélange d'eaux résiduaires industrielles.

Une eau potable ne devrait jamais contenir de souillure. Malheureusement celte condition est à peu près impossible à remplir d'une façon absolue. Toutes les eaux contiennent une cei'taine quantité d'impuretés sous forme de matières organiques ou de bactéries. Nous réservons l'étude des microorganismes de l'eau à un paragraphe suivant.

Il faut distinguer suivant que les matières organiques de l'eau ont une origine végétale ou une provenance animales. Certaines matières, organiques, en effet, provenant des débris végétaux de la tourbe et de l'humus, présentent relativement peu de nocuité : ce sont celles qui se rencontrent dans les eaux courantes des tourbières, des bruyères et des forêts. On peut en admettre de 30 à 50 milligrammes par litre. Il n'en est plus de même pour les matières organiques végétales, qui se rencontrent dans les eaux stagnantes. Celles-ci ne doivent pas dépasser au maximum 10 à 20 milligrammes par litre pour que l'eau reste potable.

Quant aux matières organiques d'origine animale, elles passent pour beaucoup plus nuisibles que les précédentes. Leur présence rend l'eau malsaine lorsque leur quantité est telle qu'elle détermine la réduction au permanganate de plus de 2 milligrammes d'oxygène par litre, par la méthode d'analyse dont nous parlerons plus loin.

D'après Pouchet et Bonjean, les matières organiques végétales absorberaient bien plus d'oxygène en solution acide qu'en solution alcaline ; ce serait l'inverse pour les matières organiques animales. On aurait donc ainsi par les résultats de l'analyse chimique une indication précieuse sur l'origine des matières organiques trouvées dans l'eau.

Pour toute analyse d'eau, qu'elle soit chimique ou bactériologique, il est indispensable de prendre une série de précautions locales préhminaires bien indiquées par Pouchet et Bonjean, afin de prélever des échantillons de composition semblable à l'eau qui sera consommée.

Il faut d'abord, en tenant compte de la disposition de la prise d'eau, prévenir plu-

564 l'atmosphère, LE SOL ET L'EAU

sieurs jours d'avance toute contamination par une série de mesures appropriées atix circonstances et aux lieux; interdire par exemple dans la nappe d'eau les bains, les lavages, Taccès des animaux, la projection d'immondices, etc. ; assurer le bon écoulement, de Teau. S'il s'agit d'un puits ou d'un forage on fera pomper le plus longtemps possible pendant les jours qui précéderont le prélèvement, de façon à renouveler l'eau ; de même s'il s'agit d'une canalisation on fera écouler une certaine quantité d'eau, pour ne pas recueillir celle qui aura été trop longtemps au contact des tuyaux. On ne puisera pas à la surface sur les bords des nappes d'eaux superficielles, si l'on ne veut obtenir des résultats faussés par la présence des souillures multiples qui proviennent de l'atmosphère.

Au moment du prélèvement l'opérateur refusera l'aide des personnes présentes et les priera ne pas approcher du lieu où sera faite la prise d'eau, afin d'éviter les éboulements ou les contaminations par des mains non stériUsées.

On recueillera l'eau des échantillons destinés à l'analyse bactériologique avant ceux qui serviront à l'analyse chimique, les résultats de la première étant bien plus exposés à être faussés par des souillures accidentelles que ceux de la seconde.

Pour faire les prélèvements on est quelquefois obligé de se servir d'un récipient intermédiaire; celui-ci devra être stérilisé. Si, par exemple, la nappe est trop éloignée, on projette à l'aide d'une ficelle un flacon stérilisé de 150 grammes environ; puis on le retire soigneusement, sans toucher les bords; on flambe le goulot et le bouchon et on prélève les tubes d'échantillon dans ce flacon. Quand Feau s'écoule d'un robinet ou d'un tuyau d'écoulement on en flambera l'extrémité avant de prélever les échantillons.

Ces dernières dispositions sont particulièrement nécessaires pour l'analyse bactériologique. Pour l'analyse chimique il faut n'utiliser que des récipients ne pouvant faire subir une modification quelconque à la composition de l'eau à examiner. On rejettera les vases dont la propreté ne serait pas parfaite ou qui contiendraient quelque substance étrangère. On prend des bouteilles de verre de un ou deux litres. On les remplit d'abord complètement avec l'eau, on les vide, on les rince une ou deux fois avec cette eau et on les remplit enfin jusque près du bouchon, puis on ferme solidement avec des bouchons à l'émeri ou des bouchons neufs, bien lavés dans l'eau où l'on a puisé l'échantillon.

Il faut dix litres pour l'analyse chimique ; le mieux est de les répartir dans dix bouteilles d'un litre.

Dès que les échantillons sont parvenus au laboratoire les analyses doivent être commencées, en recherchant d'abord les produits les plus altérables.

Voici dans quel ordre ces analyses sont faites au laboratoire du Comité consultatif d'hygiène publique de France :

Matière organique (évaluation de la quantité d'oxygène absorbé par la matière organique dans les solutions acide et alcaline de permanganate de potasse). Oxygène dissous.

Ammoniaque et sels ammoniacaux.

Azote organique.

Nitrites.

Nitrates.

On recherche et on dose ensuite les produits fixes :

Résidu à 110°.

Résidu après calcination.

Résidu après calcination et reprise par le carbonate d'ammoniaque.

On en déduit la perte au rouge.

On dose par pesée ou volumétriquement :

Silice.

Oxyde de fer et alumine.

Chaux.

Magnésie.

Acide sulfurique.

Chlore.

Acide carbonique.

Acide phosphorique.

Finalement on détermine :

Degré hydrotimétrique total.

— — permanent.

Degré alcalimétrique direct.

S'il y a lieu, on dose la potasse et la soude.

Résidu fixe. — En général on recherche par évaporation le résidu fixe de Teau qui donne grossièrement le poids de la totahté des sels terreux, additionnée des matières organiques.

En chauffant peu à peu ce résidu sec jusqu'au rouge sombre on volatilise les matières organiques. La différence de poids entre le second et le premier résidu indique la « perte au rouge » qui devrait correspondre à peu près au poids des matières organiques. Mais cette indication est tout à fait infidèle, car le chiffre de la perte au rouge représente non seulement le poids de la matière organique, mais encore celui de l'ensemble des autres produits volatils de l'eau, de l'acide nitrique, des nitrates décomposés, des chlorures volatilisés, etc.

Il est utile d'indiquer à quelle température s'est faite l'évaporalion destinée à obtenir le premier résidu. Dans la pratique, les uns évaporent à 100°, les autres à 110, à 1^0 et même 180^; avec des températures dépassant notablement 100° on détruit déjà une partie des matières organiques. Au laboratoire du Comité consul latif d'hygiène on évapore à 110". On admet qu'il faut considérer comme mauvaise une eau dont le résidu dépasse 500 milhgrammes et que la différence de poids entre le résidu après évaporation et le résidu par calcination ne doit pas excéder 50 à 70 milligrammes. Dans l'appréciation des indications fournies par le poids du résidu fixe il faut tenir un grand compte de ce que la minéralisation d'une eau est beaucoup plus dangereuse lorsqu'elle est acquise que lorsqu'elle est primitive ; dans le premier cas, en effet, elle témoigne de contaminations de l'eau, dans le second elle n'est que la conséquence de la nature des terrains baignés par la nappe.

Degré hydrotimétrique. — La recherche du degré hydrotimétrique est encore une méthode destinée à déterminer la proportion de la totahté des sels terreux contenus dans une eau, à indiquer sa « dureté ».

Le principe sur lequel repose ce moyen de recherches est le suivant : une eau

additionnée de savon de soude ne mousse par Tagilalion qu'autant qu'elle renferme de l'oléate de soude, qui lui confère Tétat glutineux nécessaire. Or au contact des sels de chaux et de magnésie, Foléate de soude normalement contenu dans le savon forme des oléates calcaires et magnésiens peu solubles. Par conséquent une eau donnée ne fera mousser le savon qu'à partir du moment où la totalité de ses sels terreux aura été précipitée par combinaison avec l'oléate de soude. En déterminant la quantité d'une liqueur savonneuse titrée nécessaire pour obtenir, par agitation, de la mousse, on peut donc évaluer la teneur de cette eau en sels terreux.

En France la liqueur titrée de savon est préparée de la façon suivante :

On obtient une solution avec :

Savon blanc de Marseille 50 gr.

Alcool à 90° 800 —

On filtre après dissolution et on ajoute :

Eau distillée 500 gr.

Cette liqueur est titrée avec une dissolution de0s%25de chlorure de calcium pur, et fondu dans un litre d'eau K On introduit 40 c. c. de la solution de chlorure dans un flacon gradué de 10 en 10 c. c. ; puis on y verse goutte à goutte, en agitant, Ja solution de savon à l'aide d'une burette graduée spéciale dite burette hydrotimétrique. Si, au moment où l'agitation de la solution chlorurée donne une mousse persistant au moins 5 minutes, le niveau de la solution savonneuse est arrivé dans la burette à la marque 23, on peut considérer la liqueur de savon comme convenablement titrée.

Pour déterminer le degré hydrotimétrique d'un échantillon d'eau, on emploie la même technique en remplaçant la solution de chlorure de calcium par 40 c. c. de l'eau à essayer. Le chiffre indiquant sur la burette le niveau de la solution savonneuse, au moment où on obtient par agitation une mousse persistante, indique le degré hydrotimétrique de l'eau. Il faut seulement, dans la pratique, retrancher une unité de ce chiffre (compter par exemple 22'' quand le niveau de la solution savonneuse est à 23), parce que, pour obtenir une mousse persistante, on est toujours obligé d'employer un peu plus de la solution savonneuse qu'il ne serait nécessaire pour saturer la totahté des sels terreux".

Le résultat ainsi obtenu est dit degré hydrotimétrique total.

Si, avant de faire la recherche du degré hydrotimétrique, on a fait bouillir l'eau à analyser, on l'a dépouillée de son acide carbonique et les carbonates précipitent. En recherchant alors le degré hydrotimétrique de cette eau bouillie refroidie et additionnée de la quantité d'eau distillée nécessaire pour compenser la perle due à ré])ullition, on obtient la mesure de la proportion des sels terreux à l'exception des

1. On peut, comme le fait Girard, remplacer cette solution par 40 c. c. d'une solution de chlorure de baryum, contenant 1^",10 de chlorure de baryum sec et pur.

2. Lorsque l'eau renferme une grande quantité de sels terreux il faut avant tout l'étendre de plusieurs fois son volume d'eau distillée, sans quoi on n'obtient que des grumeaux. Un aura soin de multiplier le chiffre du degré hydrotimétrique ainsi obtenu par le nombre de volumes d'eau distillée ajoutés.

ANALYSFl GHiMIQtlÉ S67

carbonates; c'est là le degré hydrotimé trique permamenlK La différence entre le degré hydrolimélriqne total et le degré hydrotimétrique permanent indique le degré hgdromélrique teînporaire; c'est-à-dire Técart dû à la proportion des carbonates terreux dans celte eau.

Le titre des liqueurs savonneuses employées pour la recherche du degré hydrotimétrique varie suivant les pays. Ainsi lOQo en France égalent 70° en Angleterre et seulement 56'' en Allemagne.

On ne peut tirer de conclusion rigoureuse et absolue des indications fournies par le degré hydrotimétrique d'une eau ^ La dureté d'une eau n'a pas une importance capitale si elle est simplement due à la composition des terrains que les eaux ont traversés; elle prend au contraire une signification alarmante si elle est sous la dépendance de contaminations secondaires. Aussi voit-on des populations s'alimenter sans inconvénient d'eaux dont le degré hydrotimétrique est supérieur à celui qu'on croyait pouvoir tolérer autrefois (30° de dureté totale et 12° de dureté permanente).

D'une façon générale un degré hydrotimétrique supérieur à 50 ou 60° est le résultat d'une contamination secondaire.

Au delà de 36° l'eau ne peut plus guère être utilisée pour les besoins domestiques ^

Les deux procédés que nous venons d'étudier, ïes recherches du résidu sec et du degré hydrotimétrique, sont des méthodes globales qui ne donnent que des résultats d'ensemble et simplement approximatifs.

Nous allons passer maintenant à l'analyse de chacune des substances qui se trouvent normalement ou anormalement dans les eaux, en indiquant seulement les procédés le plus couramment employés, })articuhèrement au laboratoire du Comité consultatif d'hygiène de France.

On remarquera que les dosages obtenus ne s'appliquent qu'à des corps simples (chlore, acide sulfurique, etc.) et ne peuvent donner que des indications hypothétiques sur la proportion des sels qui en dérivent.

Dosage du chlore. — Le chlore est déterminé à l'aide de la réaction qui se produit lorsqu'on ajoute ({uelques gouttes de solution de nitrate d'argent à de l'eau contenant du chlorure de sodium, après acidification par l'acide azotique pur. Il se forme alors un précipité blanc de chlorure d'argent, soluble dans l'ammoniaque. On peut, en pesant ce précipité, calculer le chlore contenu dans ce sel d'argent et par suite celui qui était en dissolution dans l'eau sous forme de chlorure de sodium.

Les chimistes emploient de préférence, pour le dosage du chlore, la méthode de Morr, qui repose sur le principe suivant : la solution de nitrate d'argent précipite également les chlorures (précipité blanc) et les chromâtes (précipité rouge-brun).

Si une eau, contenant à la fois des chlorures et des chromâtes, est traitée par le nitrate d'argent, les chromâtes ne commencent à précipiter que lorsque les chlorures

1. Il faut toutefois diminuer ce chiffre de 3° à cause de la petite quantité de carbonat de chaux que renferme encore l'eau bouillie.

2. D'une façon généralcles chiffres des poids de chaux, de magnésie, d'acide sulfuriqu d'acide carbonique, etc., qui sont déduits par intéprétation des titrages hydrotimétrique sont complètement erronés.

3. Le degré hydrotimétrique de la Seine est en moyenne de 1 8° ; celui de la Dhuis de li''; celui de l'Ourcq de 31".

568 l'atmosphère, LE SOL ET L'EAU

le sont complètement. On additionne donc 250 c. c. de Teaii à analyser de 3 ou 4 gouttes d'une solution à 10 p. 100 de cliromate de potasse jaune, pur, neutre, faite à froid. On remplit une burette d'une solution de i^^^OOTS de nitrate d'argent fondu pour un litre d'eau distillée et on fait couler cette solution goutte à goutte en agitant dans les 250 ce. d'eau additionnés de cliromate de potasse.

Dès que la coloration jaune orange devient persistante, c'est-à-dire ne disparaît plus après agitation, on peut en conclure que la totalité des chlorures a précipité. On lit alors sur la burette le chiffre correspondant au niveau supérieur de la solution argentique employée. Dans la pratique il faut diminuer ce chiffre du volume de hqueur titrée d'argent employé pour obtenir la même teinte dans 250 c. c. d'eau distillée additionnée de la même quantité de chromate de potasse puis, après rectification, le diviser par 0,607 pour obtenir le nombre de milligrammes de chlore contenus dans 100 c. c. de l'eau à analyser. On admet que ce même chiffre, indiquant la quantité de solution argentique employé, donne le nombre de milligrammes de chlorure de sodium de l'eau.

Dosage de V acide sulfurique. — L'acide sulfurique est précipité par le chlorure de baryum; c'est cette réaction qui est utilisée dans le procédé de dosage de l'acid sulfurique.

On cherche d'abord à obtenir la réaction grossière dans des volumes de l'eau à analyser croissant de 100 c. c. à 2 litres. On voit ainsi quel sefa le volume de cette eau à employer pour le dosage. En moyenne on prend 500 c. c. d'eau, cette quantité permettant de doser des quantitées d'acide sulfurique égales ou supérieures à 2 milligrammes par litre.

On ajoute au volume d'eau déterminé 5 c. c. d'acide chlorhydrique, sacs quoi on précipiterait également du phosphate et du carbonate de baryte. Puis on évapore jusqu'à ce que le volume d'eau soit réduit de moitié. Pendant l'ébulUtion on laisse tomber dans le liquide 10 c. c. de solution saturée de chlorure de baryum, puis on abandonne sur un bain-marie bouillant jusqu'au dépôt complet du précipité (sulfate de baryum).

On filtre et on lave le précipité à l'eau bouillante jusqu'à ce que les eaux du lavage soient neutres. On sèche à l'étuve ; on incinère au moufle et on pèse le résidu. Il suffit de multiplier le poids obtenu par 0,343 pour avoir le poids de l'acide sulfurique contenu dans la quantité d'eau analysée. On en déduit ensuite la proportion par litre.

Cette méthode d'analyse présenterait un inconvénient suivant quelques chimistes, c'est qu'il serait très difficile de ne pas ajouter du chlorure de baryum en excès. Pour éviter cette cause d'erreur, Morr, Clemm, Wildenslein, Mùller, Girard conseillent de traiter le liquide qui a passé à la filtration par le chromate de potassium et d'ammonium, qui, en présence du chlorure de baryum, forme un précipité insoluble de chromate de baryte.

Dosage de Vacide phosphorique. — On emploie le réactif molybdique pour obtenir du phosphomolybdate d'ammoniaque facilement dosable.

Le réactif molybdique s'obtient en dissolvant 60 grammes de molybdate d'ammoniaque cristallisé pur dans 200 c. c. d'eau distillée tiède. On filtre dans une grande capsule, où on verse brusquement, dès que la filtration est terminée.

ANALYSE GHIMQUE 569

750 grammes d'acide nitrique pur. Il se fornie un précii)ité blanc qui se redissout immédiatement. On ajoute de l'eau distillée en quantité suffisante pour compléter un litre.

Pour faire l'analyse on évapore dans une capsule de porcelaine 250 à 500 c. c. d'eau à analyser avec 5 c. c. d'acide nitrique pur. Lorsque le liquide est réduit à 25 ou 30 c. c. on y ajoute 10 c. c. de réactif molybdique et l'on chauffe au bainmarie. Quand il y a au minimum un centième de milligramme d'acide phosphorique dans l'eau on obtient un précipité jaune très net.

On se contente en général de constater la présence de l'acide phosphorique par cette réaction. Quand il est nécessaire de faire un dosage (ce qui se présente très rarement), on retient le précipité de phosphomolybdate sur un filtre et on lave à l'eau acidulée d'acide nitrique. On redissout sur le filtre même avec de l'eau ammoniacale à 1 p. 5, on neutralise avec de l'acide chlorhydrique et on précipite l'acide phosphorique à l'état de phosphate ammoniaco-magnésien au moyen de la mixture magnésienne. On laisse déposer le précipité pendant 24 heures, on filtre et on lave avec de l'eau renfermant 20 p. 100 de solution d'ammoniaque à 22 degrés, jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de chlore dans les eaux de lavage (on le constate avec le nitrate d'argent). On sèche et on incinère au moufle. On pèse les cendres, leur poids, divisé par 0,6396, indique celui de l'acide phosphorique.

Dosage de Vacide carbonique. — L'eau renferme l'acide carbonique soit à l'état libre, soit à l'état de combinaison avec les bases alcaUnes ou alcalino-terreuses, soit à l'état de bicarbonates renfermant des poids égaux d'acide fixe et d'acide aisément séparable. Le dosage de l'acide carbonique sous chacune de ces différentes formes exige des opérations multiples.

Pouchet et Bonjean conseillent de se contenter dans la pratique d'évaluer l'acide carbonique des carbonates par pesée sur le résidu à 110°. Un demi-litre ou un litre de l'eau à analyser sont évaporés au bain-marie et séchés à 110° pendant quatre heures. On pèse ce résidu (A), dont une partie (B) est introduite dans un appareil à dosage de l'acide carbonique. On traite le résidu (B) par l'acide chlorhydrique et son acide carbonique est expulsé de l'appareil après barbotage dans l'acide chlorhydrique. Avant l'opération et avant l'introduction du résidu (B), on a déterminé le poids (P) de l'appareil, y compris celui de l'acide chlorhydrique et de l'acide carbonique. On recherche également avant la mise en marche le poids (P') du tout, après introduction du résidu (B). P' — P donne le poids de ce résidu (B). Lorsque l'acide carbonique a été complètement expulsé et remplacé par de l'air sec, on fait une dernière pesée (P'') de l'appareil. La différence entre P' et P'' donne le poids de l'acide carbonique fourni par le résidu (B). Il suffira ensuite de calculer d'après ce résultat le poids de l'acide carbonique du résidu (A) et celui de l'acide carbonique contenu dans le résidu d'un litre de l'eau à analyser.

Titrage aie alimé trique . — Il permet de déterminer l'alcalinité de l'eau et de vérifier l'exactitude de la composition probable; car si la quantité d'acide sulfurique saturé ne cadre pas avec la quantité correspondante des carbonates alcalino-terreux, il faudra doser les carbonates alcalins.

On emploie pour le titrage :

l'' Une solution titrée à 9s'', 80 d'acide sulfurique par litre, soit 9"°%8 par c. c. qui correspondent à 10"°^6 de carbonate de soude, 10 milligrammes de carbonate de chaux et 8°'^'",4 de carbonate de magnésie.

2*^ Une solution sensible aqueuse d'orangé Poirier n° 3.

Dans 500 c. c. d'eau à analyser on verse 2 ou 3 gouttes d'orangé Poirier. On titre avec la solution sulfurique jusqu'au virage du jaune brun au rose.

On fait un témoin avec le même volume d'eau distillée et d'orangé, qui vire dès l'addition d'une ou deux gouttes d'acide.

Les éléments que nous allons maintenant passer en revue (silice, oxyde de fer, alumine, chaux, magnésie, soude, potasse) sont dosés sur le résidu de l'eau à 110°.

Dosage de la silice. — On reprend directement le résidu à 110° par 150 c. c. d eau renfermant 5 à 10 c. c. d'acide chlorhydrique. On évapore à siccité au bainmarie; on ajoute encore 5 c. c. d'acide chlorhydrique, on évapore de nouveau à siccité. On reprend le résidu une dernière fois par l'eau acidulée d'acide chlorhydrique, on fdtre, on lave, on sèche et on incinère au moufle ; enfin on pèse. Ce résidu représentant la sihce doit se volatiUser complètement au bain-marie lorsqu'il est traité par l'acide fluorhydrique pur.

Après ces opérations on conserve le liquide filtré et les eaux de lavage pour doser l'oxyde de fer, l'alumine, la chaux, la magnésie, la potasse et la soude.

Dosage de l'oxyde de fer et alumine. — Dans le liquide filtré pour la séparation de la sihce on verse de l'ammoniaque pur jusqu'à réaction nettement alcahne. S'il se forme un précipité on chasse presque totalement l'ammoniaque, on laisse reposer au bain-marie, on filtre, on lave à l'eau bouillante ; on sèche, on incinère et on pèse.

Le poids obtenu indique la teneur de l'eau en fer et en alumine à la fois. Il est rare que le précipité soit assez abondant pour permettre de doser séparément les proportions de chacun de ces éléments.

Lorsqu'on veut déterminer si un échantillon d'eau contient de l'oxyde de fer, il suffit d'aciduler cette eau par l'acide chlorhydrique, puis de la traiter par le cyanofcrrure de potassium. L'oxyde de fer précipite à l'état de bleu de Prusse.

Dosage de la chaux. — On rend le liquide filtré après séparation de la silice nettement acide par l'acide acétique et on y ajoute un fort excès d'oxalale d'ammoniaque. On laisse reposer pendant vingt-quatre heures, puis on filtre à froid, on lave à l'eau bouillante jusqu'à ce que l'eau de lavage ne soit plus acide. Le liquide filtré et les eaux de lavage sont recueilhs dans une capsule. Le précipité de carbonate de chaux est séché, incinéré au moufle, repris par le carbonate d'ammoniaque, évaporé, chauffé, puis refroidi. On pèse le carbonate de chaux dont le poids multiplié par 0,56 représente le poids de la chaux contenue dans l'eau à analyser.

Dosage de la magnésie. — On la dose en employant pour cela le hquide filtré de l'opération précédente après séparation du carbonate de chaux précipité. On rend ce hquide fortement ammoniacal et on précipite par le phosphate d'ammoniaque pur la magnésie à l'état de phosphate ammoniaco-magnésien. On laisse déposer peu-

dant vingt-quatre heures, on filtre et: on lave avec une eau additionnée de 20 p. 100 de solution d'ammoniaque à 22 degrés, jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de chlore dans les eaux de lavage (on recherche s'il reste du chlore par le nitrate d'argent). On sèche et on incinère au moufle. Le poids du résidu multiplié par 0,3603 donne le poids de la magnésie de l'eau analysée.

Dosage de la potasse. — On utilise encore le liquide filtré de l'analyse de la chaux, après séparation du carhonale de chaux. On l'évaporé au hain-marie, on le dessèche à l'étuve et on chauffe modérément pour chasser la plus grande partie des sels ammoniacaux. Ce résidu sirupeux est repris par l'eau. On en précipite l'acide phosphorique à l'aide d'une solution fraîche à 10 p. 100 d'acétate neutre de plomb pur en léger excès. On filtre, on lave deux fois le précipité par décantation dans l'eau bouillante et on élimine l'excès de plomb par l'hydrogène sulfuré. On filtre, on évapore le liquide au bain-marie, on sèche à l'étuve et on incinère le résidu au rouge sombre. En y ajoutant de l'eau acidulée d'acide chlorhydrique on transforme les carbonates en chlorures, on filtre et on concentre le liquide filtré.

On traite par un excès de chlorure de platine en solution alcoolique qui précipite totalement le potassium à l'état de chloro-platinate par une quantité suffisante d'alcool éthéré. Au bout de vingt-quatre heures on filtre, on lave le précipité à l'alcool éthéré, puis on le dissout dans l'eau bouillante.

La solution aqueuse du chloro-platinate de potassium est traitée par du ruban de magnésium qui précipite le platine. Ce précipité est recueilli sur un filtre et incinéré ; après quoi on le pèse. Le poids de ce résidu représente 0,40225 du potassium contenu dans l'eau analysée.

Dosage de la soude. — On procède à ce dosage en employant la solution hydroalcoolique éthérée de l'analyse précédente après séparation du chloro-platinate de potassium.

Le platine est ensuite précipité à l'ébullition par l'hydrogène ou un courant d'hydrogène sulfuré. Après filtration on évapore le résidu acidifié par quelques gouttes d'acide sulfurique. Quand le résidu est évaporé, on transforme, en ajoutant quelques gouttes d'acide sulfurique, la totalité du chlorure de sodium en bisulfate, puis, par fusion au rouge, en sulfate de soude, qu'on pèse après refroidissement au dessiccateur. Le poids du sulfate de soude correspond à 0,824 du sodium contenu dans l'eau analysée.

Dosage du jjlomb^ du cuivre et du zinc. — L'hydrogène sulfuré précipite le plomb et le cuivre. Le plomb peut être séparé par l'acide sulfurique ou le bichromate de potasse, qui donne un précipité jaune de chromate de plomb ; celui-ci est soluble dans la potasse, difficilement soluble dans l'acide nitrique.

Le cuivre est décelé par l'addition d'ammoniaque qui donne alors une coloration bleue; il est précipité par le ferrocyanure de potassium jaune sous forme de ferrocyanure de cuivre, qui a'une couleur chocolat.

Lorsque l'hydrogène sulfuré a précipité dans l'eau le plomb et le cuivre, le zinc reste dissous. Mais si on ajoute à l'eau, débarrassée des précipités des deux premiers métaux par la filtration, un excès de lessive de soude, l'hydrogène sulfuré précipite

572 l'atmosphère, LE SOL ET L'EAU

le zinc de cette solution alcaline. On obtient alors un précipité blanc de sulfure de zinc insoluble dans Tacide acétique.

L'analyse des corps qu'on rencontre anormalement dans Teau et qui proviennent surtout de la décomposition des matières organiques, a donné naissance à une foule de procédés dont les résultats sont fréquemment sujets à des interprétations très diverses. Nous continuerons à indiquer à peu près exclusivement les méthodes en usage au Laboratoire du Comité consultatif d'hygiène de France.

Dosage de l'acide nitrique. — Le procédé de Lajoux et Grandval consiste à transformer l'acide nitrique des nitrates en picrate d'ammoniaque; on évalue ensuite colorimétriquement l'intensité de la matière colorante qui est proportionnelle à la quantité de picrate et par suite d'acide nitrique (on compare à la coloration d'une solution- témoin dont la teneur en acide nitrique est déterminée).

On emploie pour ce dosage le réaclif sulfo-phéniqué, dont voici la formule :

Acide phénique pur et cristallisé 12 gr.

Acide sulfiirique pur bouilli 144 —

On prépare les deux solutions suivantes :

1° Une solution d'un litre d'eau contenant 80 milligr. 26 de nitrate de potassium séché à 110°, ce qui correspond à 50 milligrammes d'acide nitrique par htre. 2° Une solution d'ammoniaque pure au tiers.

Dix c. c. de l'eau à analyser d'une part, et 10 c. c. de la solution de nitrate de potasse de l'autre sont évaporés à siccité au bain-marie dans deux becherglass. On laisse refroidir et on ajoute dans chacun de ces récipients 1 c. c. du réactif sulfophéniqué, qu'on mélange bien en agitant avec le résidu. On ajoute, des deux côtés, 5 c. c. d'eau distillée et 10 c. c. d'ammoniaque au tiers. La coloration de chacune de ces deux solutions est proportionnelle à la quantité de picrate d'ammoniaque, qu'elles contiennent. Or cette quantité de picrate a exactement remplacé la même quantité de nitrate, dont on évalue ainsi la proportion. On compare la teinte de chacune des solutions au colorimèlre et l'écart des divisions du colorimètre qu'il y a entre la première solution et la solution-témoin (dont on connaît le titre) permet de déterminer la teneur en nitrate de l'eau à analyser. Si la coloration de celle-ci était trop faible pour être mesurée au colorimètre, bien que manifeste, on noterait simplement qu'il existe dans cette eau des traces de nitrates.

Dosage de V acide nitreux. — Il se pratique aussi par une méthode colorimétrique.

On emploie pour cela le plus souvent le réactif de Tromsdorff, qui se prépare de la façon suivante :

On dissout 20 grammes de chlorure de zinc dans 100 c. c. d'eau et on délaie dans cette solution 5 grammes d'amidon. Ce dernier est dissous par une ébuUition prolongée pendant plusieurs heures. On ajoute alors 2 grammes d'iodure de zinc et on complète à un litre, on filtre et conserve dans un tlacon de verre brun à l'abri de la lumière.

Pour obtenir la détermiiialion de l'acide nilreux, dans 100 c. c. d'eau à analyser additionnés de 2 c. c. d'acide sulfurique au quart, on verse 5 c. c. du réactif de Tromsdorff. Il se produit, en une minute au plus, une coloration bleue dont l'intensité varie avec la proportion de nitrites contenue dans l'eau. Une coloration tardive est sans valeur.

Pour le dosage qui est exceptionnellement nécessaire on emploie le réactif acétophénique, dont voici la formule :

Acide acétique cristallisable 100 p.

Phénol 8 —

L'opération est conduite de la même manière que pour le dosage de l'acide nitrique.

Dosage de Vazote de V ammoniaque . — Le procédé de recherche est une méthode colorimétrique qui utilise le réactif de Nessler (iodure mercuro-potassique) .

Ce réactif se prépare en faisant dissoudre 172%5 d'iodure de potassium dans 20 c. c. d'eau distillée. On ajoute une solution saturée de bichlorure de mercure jusqu'à ce que le précipité rouge soit persistant. Après addition de 80 grammes de potasse caustique on complète à 500 c. c. avec de l'eau distillée et on verse encore 2 c. c. de solution de bichlorure de mercure. On laisse reposer, on décante et on conserve dans un flacon en verre brun dans l'obscurité.

Pour la recherche on utilise 230 c. c. de l'eau à analyser acidulée de 5 ou 6 gouttes d'acide sulfurique. On cencentre au bain-marie à 30 c. c. Après refroidissement, en versant 2 c. c. du réactif de Nessler on obtient un précipité ou une coloration jaune brun, d'autant plus foncé que la proportion d'ammoniaque est plus forte.

Pour le dosage on réduit à 250 c. c. 1 500 c. c. de l'eau à analyser, additionnés d'un lait de 10 grammes de magnésie calcinée, préalablement bouilli. On recueille le Kquide condensé dans une hole contenant une solution titrée à 08^98 d'acide sulfurique par litre (1 c. c. de cette solution correspond à O^^^r^^s d'azote). Cette solution est additionnée de quelques gouttes de solution alcoohque de phénolphtaléine.

Dans un autre récipient on place, comme témoin, les mêmes quantités d'eau distillée bouilhe, d'acide et de phénolphtaléine K

L'ammoniaque contenue dans le liquide d'analyse et dans le hquide témoin est dosée au moyen d'une solution titrée de soude à 0&%80 par litre. La différence entre les chiffres obtenus de part et d'auti'e indique la quantité d'acide sulfurique qui a été saturée par l'ammoniaque de l'eau et comme on voit que 1 c. c. de la solution titrée d'acide sulfurique correspond à la fois à 0"'s%98 d'acide sulfurique et 0'^e'',28 d'azote, il sera facile par le calcul d'établir la quantité d'azote ammoniacal contenu dans cette eau.

Dosage de Vazote organique. — On évapore 1 ou 2 litres d'eau à analyser additionnée de 5 c. c. d'acide sulfurique à 66" Baumé pur et d'un globule très lin de mercure. On arrête l'opération lorsqu'il ne reste plus que 30 c. c. qu'on fait passer

1. Les liqueurs acides à titrer doivent toujours être portées à l'ébullition, afin de chasser l'acide carbonique qui empêche le virage de la phtaléine du phénol.

dans un petit ballon, puis on achève l'évaporalion totale de l'eau et on fait bouillir Tacide sulfurique jusqu'à ce qu'il soit devenu complètement incolore.

On ajoute, après refroidissement, une petite quantité d'eau distillée, puis 2 à 3 grammes d'hypophosphite de soude pur qui précipite le mercure dissous en aidant la réduction par la chaleur. On sature à froid l'acidité par de la soude pure et étendue.

Ce liquide, augmenté des eaux de rinçage, est introduit dans un appareil à distillation de l'ammoniaque contenant un lait de 10 grammes de magnésie, on distille et on pratique le dosage de la partie distillée au moyen des solutions titrées d'acide sulfurique et de soude, comme il a été indiqué pour le dosage de l'azote de l'ammoniaque.

En défalquant du chiffre fourni par cette analyse la quantité d'azote ammoniacal précédemment dosé, on détermine la proportion d'azote organique.

Évaluation de la malière organique. — La nature des matières organiques introduites dans l'eau varie à l'inlini. De plus leur quantité est extrêmement faible par rapport au volume d'eau qui les contient et à la proportion considérable des sels minéraux qui les accompagnent. Aussi ne peut-on actuellement déterminer d'une façon précise la quantité et la qualité de cette matière organique en suivant les procédés généraux d'analyse.

Aussi se contente-t-on le plus souvent dans la pratique d'évaluer approximativement la quantité de matière organique contenue dans une eau par le dosage de l'oxygène que cette matière organique emprunte au permanganate de potasse.

Le principe utilisé est le suivant : le permanganate de potasse se dissout dans l'eau distillée en lui donnant une coloration rouge violet. Mais si l'on introduit dans cette eau des corps réducteurs de l'oxygène, l'acide permanganique leur cède aisément son oxygène. Si l'eau a été préalablement acidifiée par de l'acide sulfurique, l'acide permanganique repasse à l'état d'oxyde ou d'oxydule de manganèse, qui est incolore. La décoloration du liquide annonce que la réaction s'accomplit et que le permanganate de potasse se décompose en cédant son oxygène. Si donc on a noté la quantité de permanganate introduite dans l'eau ainsi acidifiée, jusqu'au moment où la décoloration cesse de se produire, on pourra en déduire la quantité d'oxygène consommé. Or la très grande majorité des matières organiques est extrêmement avide d'oxygène. La réaction que nous venons d'indiquer peut donc dénoncer une perte d'oxygène du permanganate proportionnelle à la quantité de matières organiques contenues dans l'eau. Faisons remarquer que ce procédé est loin d'être rigoureux, car certaines matières organiques, l'urée notamment, se laissent peu ou pas oxyder par ce moyen.

Pour obtenir un dosage aussi rigoureux que possible de l'oxygène consommé, il faut n'employer qu'une solution de permanganate de potasse rigoureusement titrée. Pour cela on utilisera l'acide oxalique cristalhsé qui s'oxyde aisément et entièrement sous l'action du permanganate de potasse. Or on sait que d'après sa composition un gramme de permanganate de potasse doit fournir O^'^jâSSS d'oxygène qui oxyde entièrement Is'', 994 d'acide oxalique.

Si donc on utilise une solution rigoureusement dosée à O&^S de permanganate par htre, 1 c. c. de cette solution contiendra 0°'g'',5 de permanganate qui fournira

0°'â',1266 d'oxygène oxydant totalement O'^s^OOT d'acide oxalique cristallisé. En établissant la quantité d acide oxalique oxydée par 1 c. c. de cette solution de permanganate, on vérifiera si elle est rigoureusement titrée.

Cette précaution indispensable étant prise on évalue comparativement Foxygène abandonné par le permanganate à la matière organique de l'eau à analyser en solution acide et en solution alcaline. Les résultats fournis par ces deux épreuves donnent en effet des indications différentes qui se complètent.

1° Solution acide. —■ On verse 100 c. c. de l'eau à analyser dans une fiole et 50 c. c. dans une seconde, et on ajoute à cette eau de l'acide sulfurique au quart dans la proportion de 10 p. 100.

2*^ Solution alcaline. — On verse 100 c. c. de l'eau à anal\^ser dans une fiole et 50 c. c. dans une seconde et on ajoute à cette eau une solution de bicarbonate de soude saturée dans la proportion de 10 p. 100.

Dans chacune des 4 fioles on verse 10 c. c. de la solution titrée de permanganate de potasse à 08%5 p. 1000.

On fait bouiUir le contenu des 4 fioles pendant 10 minutes.

Après refroidissement, on acidifie en vue du titrage les deux fioles contenant la solution alcaline. Celle qui contient le plus fort volume de liquide reçoit 20 c. c. d'acide sulfurique dilué volume à volume, l'autre 10 c. c.

Après cela on ajoute à chacun des 4 flacons 10 c. c. de sulfate ferreux ammoniacal (solution à 10 grammes par litre + 10 grammes d'acide sulfurique).

A l'aide d'une burette graduée on laisse tomber goutte à goutte dans chaque fiole la quantité de la solution titrée de permanganate de 0g%5 p. 1000 nécessaire pour revenir à la teinte rose faible. A ce moment la matière organique de l'eau a emprunté tout l'oxygène nécessaire à son oxydation.

La différence entre le volume de permanganate employé pour oxyder la matière organique de 100 c. c. et celui qui a été nécessaire pour l'épreuve de 50 c. c. indique le poids de l'oxygène consommé par la matière organique de 50 c. c. d'eau. Ce chiffre est facilement établi puisqu'on sait que 1 c. c. de la solution titrée de permanganate répond à 0'"g%1266 d'oxygène emprunté. On rapportera ensuite aisément au litre.

D'après Pouchet et Bonjean les matières organiques d'origine végétale (sucre cristallisé, glucose, dextriiie, acide tartrique, macérations de substances végétales) absorbent bien plus d'oxygène en solution acide qu'en solution alcaline.

Inversement les matières organiques d'origine animale (produits de putréfaction des matières albuminoïdes, urines, matières fécales) s'oxydent davantage en solution alcaline qu'en solution acide.

Aussi, d'après ces auteurs, lorsque l'oxygène consommé par la matière organique d'un litre d'une eau à éprouver consomme plus d'un milligramme d'oxygène et que l'oxydation est plus marquée en solution alcaline qu'en solution acide, il faut, sous réserve des résultats fournis par les analyses complémentaires, tenir l'eau pour suspecte.

Dosage de Voxygène dissous. — On rempht une pipette de 108 à 110 c. c. d'eau à analyser. Au-dessous de la pipette est placée une fiole contenant 10 c. c. d'acide sulfurique à 66° Baumé.

576 l'atmosphère, LE SOL ET L'EAU

On verse dans la pipette avec un dispositif empêchant l'entrée de Tair, 4 ào c. c. de solution de sulfate ferreux ammoniacal' et 3 ou 4 c. c. de lessive de soude. L'hydrate ferreux est précipité et une quantité proportionnelle au volume d'oxygène dissous dans l'eau passe à l'état d'hydrate ferrique. Après une demi-heure de contact, on acidifie le liquide avec 4 c. c. d'acide sulfurique au quart. L'acide sulfurique dissout alors l'hydrate de fer.

On fait un témoin dans les mêmes conditions avec de l'eau distillée.

Puis on titre les liquides de l'épreuve et du témoin avec la solutiou de permanganate comme il a été indiqué dans le paragraphe précédent. La différence des lectures donne la quantité d'oxygène dissous dans l'eau.