CHAPITRE III

analyse: chimique de la terre arable.

L'analjse chimique de la terre arable comporte les dosages suivants :

/ d'acide azotique.

Azote à rétat ) d'ammoniaque.

< de matière organique.

Carbone des matières organiques.

..,,,. \ total.

Ac.de phosphonque j ^g^in^iiable.

TV . { totale.

Potasse î . ., , ,

i assimilable.

Chlore à Tétat de chlorure.

Nous allons passer en revue les divers procédés à employer pour exécuter ces différents dosages, nous avons déjà décrit dans le chapitre précédent le dosage de la chaux et nou^ n*y reviendrons pas ici.

NoQs avons vu dans le chapitre précédent combien la prise d'échantillon sur laqaelle porte l'analyse doit être faite avec soin, nous avons indiqué comment il faut y procéder et nous emploierons pour l'analyse chimique l'échantillon de terre fine préparée pour l'analyse physique.

§ 114. — Dosage de l'azote.

Kedosage dePazote total s'exécute par l'une des méthodes indiquées page 26. On doit employer de 10 à 20 grammes de terre fine, et se servir, pour

recueillir Tammoniaque, d'une liqueur d'acide sulfurique deux fois plus étendue que Ja liqueur normale, et correspondant pour 10 centimètres cubes à 0K%070 d'azote.

En général, cet acide sulfurique est, après l'opération, quand on emploie la chaux sodée, très coloré par la dissolution des carbures d'hydrogèoe qui ont distillé et le dosage devient difficile, le changement de teinte du tournesol produit par la chaux étant masqué par la couleur même du liquide.

Si cet accident se produit on verse l'acide sulfurique dans un ballon, on y ajoute de la potasse en excès et on distille dans le serpentin ascendant de M. Schlœsing (page 30), l'opération est terminée quand le tiers du liquide da ballon a distillé, on procède au dosage par la dissolution alcaline ou mieux l'eau de chaux comme il a été dit page 29.

§ H 5. — Dosage de l'acide nitrique.

Les nitrates prennent constamment naissance dans une terre fertile, mais ils sont très solubles dans l'eau, facilement entraînés dans le sous-sol, de telle sorte que leur détermination ne donnera pas des indications bien utiles sur la fertilité de la terre considérée, à moins que les recherches ne soient répétées à de nombreuses reprises; en effet, si l'échantillon de- terre a été recueilli après des pluies prolongées, l'analyse pourra n'accuser aucune trace de nitrate dans un sol qui en aurait, au contraire, contenu des quantités notables si l'échantillon avait été pris après une sécheresse.

L'analyse des eaux de drainage naturelles ou artificielles donne seule des renseignements précis sur la formation des nitrates dans une terre dont on veut connaître la fertilité.

Toutefois, si on veut savoir la quantité de nitrates qu'une terre renferme, on opère comme suit :

Dissolutioii des nitrates. — On pèse 100 grammes de terre fine étudiée, on les introduit dans une fiole d'un litre, on mesure d'autre part un litre d'eau distillée dans une grande éprouvette divisée en centimètres cubes ; on verse 200 ou 300 centimètres cubes sur la terre, on agite vivement, puis on laisse reposer et on complète le volume à un litre, on lit sur l'éprouvette le nombre de centimètres cubes restant; les nitrates étant très mal retenus par la terre arable se dissolvent dans la quantité d'eau ajoutée, dont le volume sera égal à un litre, diminué du nombre de centimètres cubes restant dans l'éprouvette.

Après deux ou trois heures, on verse 500 centimètres cubes dans une capsule de porcelaine et on les évapore doucement à feu nu, jusqu'à les réduire à une dizaine de centimètres cubes; on y ajoute quelques gouttes d'acide acétique pour détruire les carbonates et on les conserve pour le dosage.

Celui-ci s'exécute en réduisant l'acide azotique des nitrates en bioxyde d'azote, par l'action simultanée de l'acide chlorhydrique et du protochlorure de fer représentée par la réaction suivante :

6(FeG12) + 8HG1 + 2( AzO^M) = 3(Fe2Cl«) + 2MC1 + 4H«0 H- 2AzO. On ajuste à un ballon de 150 centimètres cubes un bouchon de caoutchouc

percé de rieux oriOces, l'un reçoit un Lube droit effilé àTextrémité, qui descend dans le ballon A jusqu'à 3 ou 4 centimètres du fond, l'exlrémité supérieure de

ce tube reçoit un tube en caoutchouc auquel on adapte un petit entonnoir B qu'habituellement on soutient par un support. Le caoulcliouc porte une pince

de Mohr G qui permet ou interdit le passage du liquide contenu dans l'entonnoir.

L'autre orifice du bouchon porte nn tube à gaz recourbé une première fois àan^e droit, une seconde fois à angle obtus; à ce tube s'adapte un caoutchouc puis un tube courbé à angle obtus, se prolongeant ensuite horizontalement de 10 à 12 centimètres et se terminant par une légère courbure, pour être facilement introduit sous une cloche à gaz.

Le ballon étant bien assujetti par un support, on plonge le tube abducteur dans une terrine ou une cuve pouvant contenir plusieurs litres d'eau, et facile à vider et on introduit dans le ballon la dissolution de protochlorure de fer préparée à l'avance en dissolvant à l'ébullition des pointes de fer dans l'acide chlorhydrique dilué. Cette dissolution est conservée à l'abri du contact de l'air, en l'introduisant dans un flacon] qu'on ferme hermétiquement avec un bouchon et qu'on immerge par le goulot dans un vase rempli d'eau .

Le ballon reçoit environ 40 centimètres cubes de protochlorure de fer, puis 40 centimètres cubes d'acide chlorhydrique pur, on met sous le ballon un bec de gaz muni d'une couronne et l'on chauffe de manière à produire une ébullition régulière ; l'air est expulsé et bientôt le tube abducteur ne laisse plus dégager que de la vapeur d'eau et de l'acide chlorhydrique ; on place au-dessus du tube abducteur une éprouvette à gaz de iOO centimètres cubes environ, exactement remplie d'eau, on s'assure que le ballon n'y envoie plus d'air, pais en continuant àchaulTer, on verse dans l'entonnoir les 10 ou 12 centimètres cubes provenant de l'évaporation du liquide en une ou plusieurs fois, on desserre doucement la pince et on laisse couler lentement le liquide de l'entonnoir en évitant que la moindre trace d'air puisse pénétrer dans le ballon.

Cette introduction est la partie délicate de l'opération ; en effet, si on laisse couler une quantité de liquide un peu forte, on refroidit la dissolution contenue dans le ballon, elle redevient capable de dissoudre l'acide chlorhydrique gazeux qui^ avec la vapeur d'eau, forme l'atmosphère du ballon, la pression diminue et une absorption est à craindre ; si on voit que l'eau pénètre dans le tube abducteur qui plonge dans l'eau de la cuve, il faut écraser entre les doigts le caoutchouc qui relie les deux parties du tube, bientôt on sent que la pression se rétablit dans le ballon et l'opération continue ; quand toute la dissolution nitrique a été introduite dans le ballon, on lave la capsule puis Tentonnoir à deux ou trois reprises avec de l'acide chlorhydrique pur et on continue à chauffer tant qu'on voit des bulles de gaz se dégager sous l'éprouvette; quand ce dégagement a cessé, on enlève le tube de la cuve, et on cesse de chauffer.

Le bioxyde d azote recueilli dans l'éprouvette doit être mesuré ; on le fait passer dans un tube gradué, on y adapte un bouchon muni d'un petit tabe, on plonge le tube dans l'eau pour qu'il en prenne la température, on ferme avec le doigt le petit tube, on met le niveau intérieur sur le même plan que le niveau de la cuve à eau, puis saisissant le tube avec un bouchon on lit la division à laquelle affleure le liquide.

On lit successivement le volume de gaz, sa température, et le baromètre donnant la pression, on a tous les éléments nécessaires pour calculer le poids du bioxyde d'azote, si on est certain que ce gaz est pur. Pour s'assurer de cette

pureté, on introduit dans le tube un petit fragment de sulfate de fer, que Von agite dans le tube, on replonge le tube dans Teau, qui peu à peu remplace le gaz absorbé, on cesse d'agiter quand l'absorption ne se produit plus ; il reste habituellement dans le tube un demi-centimètre cube de gaz, qu'on déduit du volume lu avant l'absorption.

L'expression connue :

y(H-n.0g%00<3Xi.039

700(1 + ar)

donne le poids du gaz (1).

En opérant comme il vient d'être dit, on trouve un nombre un peu audessous de la réalité ; en effet, pendant qu'on agite le liquide avec le sulfate de fer, il se produit dans le tube un vide qui détermine le dégagement des gaz tenus en dissolution dans l'eau de la cuve, de telle sorte que les quelques dixièmes de centimètre cube retranchés ne préexistaient qu'en partie, dans le gaz primitif.

On évite, au reste, les calculs en procédant par comparaison avec un liquide redfermant un poids connu de nitrate de soude ou de salpêtre ; on pèse par exemple 66 grammes de nitrate de soude pur et sec, on le dissout dans de l eau de façon à former un litre, iO centimètres cubes de ce liquide renferment 0«',66 de nitrate de soude qui donnent (K'^,240 de bioxyde d'azote ou 184 centimètres cubes de gaz, à 0 et à 760, c'est-à^ire environ 200 centimètres cubesdans les conditions ordinaires de l'expérience. Sionjprendau lieu de laliquearprécédente, qu'on conservedans les laboratoires pour établir la comparaison avec les gaz provenant de l'analyse des engrais, beaucoup plus riches en nitrates que les terres, une liqueur dix fois plus étendue, on aura environ 20 centimètres cubes de gaz et la quantité des nitrates provenant de la terre

sera établie par la proportion - = — - — , a étant la quantité de bioxyde

d'azote obtenu en introduisant dans l'appareil 10 centimètres cubes de la liqueur contenant 6^,6 par litre, b le volume de bioxyde d'azote obtenu des nitrates du !^oI, et X le poids des nitrates calculé en nitrate de soude.

Les deux méthodes que nous venons d'indiquer laissent quelque indécision dans les résultats parce que les gaz sont recueillis et mesurés sur l'eau ; elles sont généralement très sufflsantes pour les recherches de chimie agricole ; toutefois si on voulait opérer rigoureusement, il faudrait recueillir les gaz sur le mercure et suivre exactement le procédé décrit par MM. Berthelot et André {Ann. de chim. et de phys., 6*^ série, tome VIII, p. 4, 1886).

1) P s poids du bioxyde d'azote.

V, voluoae lu diminué du résidu non absorbé. H. pression barométrique.

f, force élastique de la vapeur d*eau correspondant à la température L 09*^,0013, poids d'un centimètre cube d*air. 1,039, densité du bioxyde d'azote.

T60, pression atmosphérique normale, a, coefiBcient de dilatation des gaz (0,00367). t. température de l'eau de la cuve.

§ 116. — Dosage de l'ammomaqce.

Le dosage de Taramoniaque préexistante dans la terre arable présente quelques difficultés; la méthode proposée par Boussingault et généralement adoptée ne décompose pas complètement les sels ammoniacaux contenus dans le sol, notamment le phosphate ammoniaco-magnésien ; une méthode proposée plus récemment et qui consiste à laver la terre à froid avec de Tacide chlorhydrique étendu de quatre volumes d'eau, puis à décomposer les sels ammoniacaux par la magnésie, donne au contraire des nombres trop élevés, Tacide chlorhydrique déterminant môme à froid la formation d'ammoniaque aux dépens des composés amidés que la terre renferme (1).

Le procédé que nous allons décrire est donc seulement approximatif.

On introduit 200 ou 300 gi*ammes de terre dans un ballon de deux litres, on y ajoute 500 centimètres cubes d'eau bien exempte d'ammoniaque (2), 1 gramme de magnésie, on adapte à un serpentin ascendant de M. Schlœsing et on recueille le liquide qui distille dans 10 centimètres cubes d'acide sulfurique dilué (page 30).

La figure 13 montre que le tube qui plonge dans la fiole contenant de lacide sulfurique présente un renflement en E, cela est nécessaire pour éviter les absorptions.

On chauffe au bain de sable après avoir eu soin de bien agiter la terre dans le ballon, de façon que tout le fond soit mouillé, on distille de façon à recueillir une centaine de centimètres cubes qui contiennent toute l'ammoniaque.

Le titrage par les liqueurs alcalines est difficile à bien faire dans l'acide sulfurique qui a reçu l'ammoniaque, l'eau est généralement chargée d acide carbonique qui empêche de voir nettement le changement de teinte; il est avantageux de faire bouillir le liquide pour chasser cet acide carbonique et de doser à l'aide d'une solution étendue d'eau de chaux.

La quantité d'ammoniaque trouvée dans la terre arable indique seulement celle qui y existait au moment de la prise d'échantillon, cette quantité essentiellement variable, car les matières azotées de la terre arable émettent constamment de l'ammoniaque et constamment celle-ci est métamorphosée en nitrates, de telle sorte qu'un second dosage, exécuté sur la même terre, à quelques jours d'inter^'alle, pourra très bien ne pas fournir un nombre semblable à celui qu'avait donné un premier essai.

§ 117. — Dosage du carbone des matières organiques.

Ce dosage peut être exécuté par voie sèche ou par voie humide.

Voie sèche. — La terre mélangée à de l'oxyde de cuivre et à de l'acide tungstique est logée dans une nacelle de platine; celle-ci est elle-même introduite dans un long tube de fer qui renferme à sa partie antérieure une longue colonne d'oxyde de cuivre; on laisse sortir de la grille environ iOà

(1) Berthelot et André, Ann, de chim, et de phys.^ 6« série, t. XI, p. 589, 1887.

(2) L'eau distillée renferme souvent des traces d'ammoniaque, en soumettant à h distillation quelques litres et en ne recueillant qu'après qu'un litre a déjà distille on peut avoir de l'eau exempte d'ammoniaque. Ou s'en assure au reste avec le réactif de Nœsler.