COMPOSITION E2I VOLUMES

Otygcnn 20.03

Azote 79.07

coxros:no2i en poids.

0!(y<;ènc SI

Azote 77

Lavoisicr établit le premier celte composition d'une manière a{ malive. Diuis rexpéricncc décrite à propos de l'oxygène, il arriv d'azote et 1/6 d'oxygène. Des expériences plus précises, faites des méthodes que nous décrirons tout à l'heure, conduisii*cnt am tats déliiiitifs qui précèdent.

Dire que l'air est un mélange, c'est exprimer implicitement qu( ses propriétés physiques et autres se déduisent naturellement d< de ses parties constituantes ; c'est en effet ce que l'on couatate s ception. Nous nous contenterons de quelques exemples.

QUATRIÈME FAMIUiE. — AIR ATMOSPHÉRIQUE. 461

isité, — La densité de l'air a été prise comme unité ou comme de comparaison pour les densités des gaz. En ajoutant à la densité

20,95 cygènel»10563 multipliée par -j^rrr-y la densité de Tazote 0,972

79 07 pliée par ' , la somme doit être égale à 1. Tout calcul fait, on

licè de réfraction. — La moyenne des indices de réfraction de ;ène et de Tazote déduite de la composition de Tair est 1,0004578, irc qui s*éloigne peu de Tindice trouvé par expérience, 1,000294. lubilité. — L*air étant un mélange, chacun des gaz constituants le dissoudre comme s'il était seul en présence de Teau ou de Talavec la pression qu'il supporte dans ce mélange.

20 93 La pression de l'oxygène de l'air=l''^X-7Tjj7- .

79,07 La pression de Tazole de l'air = l"'"x -7^.

13 degi'és, par exemple, les coefficients de solubilité dans Teau

Pour Foxygène 0,03082.

Pour l'azote. ... w. ... . 0,01523.

• conséquent, les volumes respectifs des deux gaz qui se dissolvent

Feau agitée au contact de l'air, volumes mesurés à zéro et à la

on normale de 760 millimètres, doivent élre entre eux dans le

Tt de 0,01523 X ^^ à 0,03082 x ^S-

lUU lUU

mpport est égal à 1,85.

nscn a trouvé pour l'air extrait de l'eau saturée à 13° la composi*

suivante en volumes :

Oxygène 3i,73

Axote : 65,27

rappoii expérimental de l'azote à l'oxygène est 1,87 *. ïst évident que, si l'air était une combinaison, il se dissoudrait dans

d'après une loi spéciale et sa composition ne se trouverait pas fiée.

>ans CCS tro's exemples, les différences entre le calcul cl rexpcricnce reotrent dans les i des erreurs possibles.

4(;i CHIMTe GÊNÉRAL8.

Du reste, pour qu*oiï admette une combinaison, il faut qu'il y ait ohangonient d*état avec travail interne, absorption ou dégagement de chaleur. Rien de semblable ne s'observe lorsqu'on réunit 4 volumes' d'azote avec 1 volume d'oxygène et cependant on obtient un gai en tout semblable à l'air atmosphérique.

Outre l'azote et l'oxygène, l'air renferme de faibles proportions de de gaz étrangei's ou de substances solides tenues en 8uq>ension. En voici rénumération.

Vapeur d'eau. — La proportion de vapeur d'eau contenue dans l'air varie constamment entre certaines limites suivant les conditions météorologiques. On sait qu'à chaque température correspond une valeur maximum pour la tension de la vapeur ; cette tension est la même pour on espace vide ou pour un espace rempli d'air, et augmente avec le degré de chaleur. Lorsque cette limite est atteinte à une température donnée, l'air est saturé de vapeur d'eau. En prenant les extrêmes de températare auxquels l'air peut arriver à la surface du globe terrestre, les doses maximum de vapeur d'eau contenues dans Tair seront fournies par les tensions limites correspondant à ces températures extrêmes.

Mais, dans In plupart des cas, l'air n'est pas saturé de vapeur et sod état hygrométrique permet de calculer la quantité réelle d*eau qui s*; trouve.

Ou appelle état hygrométrique le rapport enti*e la tension réelle cl la tension ninxiiiuun [)our la température de l'air. Les variations ixa^ l'état hygrométrique de l'air dépendent d'une foule de facteurs, qu'il nous est impossible d'analyser et d'indiquer ici. Le lecteur ira se renseigner à cet égard dans les traités spéciaux de météorologie et de physique du globe.

Dans les conditions moyennes, l'air renferme de 4 ù 5 millièmes de vapeur aqueuse.

Acide carbonique. — La dose d'acide carbonique de l'air est également variable suivant <pie les causes productrices de ce gaz agissent plus ou moins éiiergiquemenl. Dans l'air des campagnes elle est d'enîi" ron 4 à 5 dix-millièmes.

On trouve en outre à l'état de traces seulement :

1® De l'anmioniaque;

2° Un carbure d'hydrogène, très-probablement le gaz des marais;

«5** De l'ozone;

4t^ Les acides azotique et azoteux (combinaisons oxygénées de l'azolc)'^

5^ Diverses particules salines et organiques, organisées ou non.

Nous verrons, à l'occasion de l'histoire de chacun de ces corps, quelle sont les causes et l'origine de leur présence dans l'air et le rôle qu'ils ^ joueni.

QUATRIÊHE FAMILLE. — AIR ATMOSPHÉRIQUE. i63

^priélés chimiques. — Les caractères chimiques de Fair sont une séquence des produits divers qu*il renferme en mélange. La présence la sapeur d'eau se révèle par l'hydratation des substances avides kU qui sont conservées à Tair; les alcalis et les terres alcalines y inent peu à peu l'acide carhonique qui les sature. Les milieux organes y puisent les germes des moisissures qui s'y développent et certes solutions salines sursaturées y trouvent les parcelles cristallines essaîres à la formation des cristaux. Le rôle dominant appartient à cjgène, qui y possède toutes ses facultés comburantes, mitigées seu- Mnt par sa dilution avec un gaz inerte, l'azote. kstalyse de Voir. — L'analyse de l'air est une opération qui se pré- Bte fréquemment. On peut avoir à s'assurer de la constance ou de la liition de la composition du milieu gazeux qui nous enveloppe ou dos édifications qu'entraînent certaines conditions spéciales. Des questions hygiène de la plus haute importance se rattachent à l'étude de l'air. Aussi les procédés et les résultats abondent-ils sur cette question. us avons donné plus haut la composition moyenne de l'air, il nous rte à parler des mélhodes d'investigation.

On peut se proposer : 1^ de déterminer les rapports en volumes ou poids des deux gaz, oxygène et azote, formant la masse principale l'air; 2^ les quantités des principes accessoires, acide carbonique, )eur d'eau, ozone, ammoniaque, acide nitrique , acide nilreux, •mes ou poussières. Ces corps, en effet, malgi'é leur peu de valeur nme masse, jouent souvent un rôle important dans une foule de phémènes naturels.

Pour déterminer la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air, on contente le plus souvent des indications des hygromètres. Ces appails, convenablement gradués, fournissent l'état hygrométrique ou le pport entre la tension actuelle et la tension maximum de la vapeur eau pour la température de l'expérience, ce qui permet de calculer la lantité réelle d'humidité contenue dans un mètre cube d'air. Un procédé plus exact consiste à faire passer, au moyen d'un aspiraup, un volume connu d'air, à travers des tubes remplis de ponce sulfiijue ou de chlorure de calcium qui absorbent et retiennent l'eau. Ces bes sont pesés avant et après l'expérience et la dillérence de poids jrnit la dose d'eau enlevée à l'air.

L'aspiniteur de Brunner peut servir à cet usage. H se compoi=e d'un >e cylindrique en tôle galvanisée ternnné par deux cônes. Le cône érieur est muni d'une tubulure à robinet qui se recourbe et se Bve, afin d'éviter la rentrée de l'air pendant l'écoulement. jà pointe du cône supérieur porte également une tubulure à robinet i Ton met en communication au moyen d'un tube en caovilchoue.(lv^\\\A^

CUISIE GtafiEULLE.

Fij. m. -

e lïunnrr ■*« lubn iburlnnl

et long avec l'aiiiiareil ubsorbant. Cette tubulure ae proloage pu m tube iiloiigeaiit jnscin'au bas du vase, qui fonctioiine alors comme unOicoD de Mariette à écoul^ ment constant. Une tubalure latérale rcf^U un tbsmomètre. On a soin d'iiita> (loser UD tube desaiccateur entre ras|)iratGur et les tubes jiescs pour que la npeur d'eau, dont l'air ohiipuu dans le réserroir se satm'e, dg puisse venir io' Ducncer le résultat, b figure 322 donne une idré de cet appareil.

L'aspirateur de finmncr peut être avnntageusejnenl remplacé par celui ie arimniquc M, I, Pierre à doublo citel.

Le vase est double et symétrique par rapport à un axe horizontal autour duquel on peut le fàîit basculer. C'est donc toujours la même eau qui se déverse du réscnuir supérieur iilciii dariK le réservoir tnrériour contenant de l'air. Ifi *^ lume d'air as|)iré s'obtient en multipliant le volume de l'un des coio- |iartimonts par le nombre de fois que i'uppareil a été retourné.

Soient V la ea|)ueilé du réscnoir, t la température de l'air, 11 la pn^ sion baroiiiétriqni' et ^la force élastique maximum de la vapeuràAl' volume di' l'air mesuré à zém et à 766 millimMi-esqui aura circulé daw les tubes lorsque le vase aspirateur s'est vidé, sera donné par lafonnu'i!

Si à la suite de l'ai'paroil pesé, de.stiné au dosage de la vapeur dVaUr on dispose un tube à ponce imbibée de potasse, suivi d'un tube à f(^^ sulfnrique, les deu\ tubes étant également pesés ensemble, avant f^ apnis, ou poun-a déterminer dans la même expérience le poids de l'a^K" carbonique. M. I)ou.<ssiMgault s'est servi de cette mélliode dans ^"^ rccberclies sur la composition de l'air dans les grandes villes el '"* campagnes [Annales de Chimie et de Physique. (5), t. X, p. 456)-

Il s'était proposé de rechcrclier si le l'ait d'une pupulaliuii J*""^ peut augmenter d'une quantité très sensible (a proportion d'nt^ido t^^' boiiiqnc contenue dai\s l'air. Une semblable concentration sui' ""

QUATrJiNE FAMILLE. — Ain ATMOSPllÉRIQUE. 465

>nné de la terre tend, en effet, à la production de doses notables carbonique, aussi bien à cause des phénomènes respiratoires r suite des combustions vives et lenles et des fermentations de natui*e qu'elle entraine. En tenant compte, d'après la statistique )f des arrivages de combustibles, du nombre des habitants et vaux et de la dose moyenne d'acide carbonique émise par la ion de l'homme et du cheval, H. Boussingault évalue approxilent à 2944641 mètres cubes le volume d'acide carbonique dans la ville de Paris en vingt-quatre heures. L'appareil décrit mment a fonctionné durant neuf mois.

la quantité moyenne d'acide carbonique trouvée :

1840 JanTÎer 3,5 volumes dans 10 000 volumes d'air.

Août 3,8 —

Septembre 4,0 —

Octobre 3,8 —

Novembre 3,7 —

Décembre 3,8 —

1841 Mars 4,2 —

Mu 4,3 —

Juillet 4,3 —

le Saussure avait trouvé par 104 observations faites à Genève, à la ne et dans toutes les saisons, une moyenne de 4,1b volumes carbonique sur 10000 volumes d'air; les nombres extrêmes 3,15 et 5,74.

nblerait, d'après cela, qu'il n'existe pas de différence appréciable ;s doses d'acide carbonique de l'air au milieu d'un grand centre dation et à la campagne. Mais comme ces doses sont influencées itres causes, et notamment par l'état du ciel et l'heure de la jourérale à laquelle l'observation est faite, il était nécessaire pour i question de faire des expériences simultanées. Les recherches Boussingault et Lewi (Annales de Chimie et de Physique, (3), 470) exécutées en même temps à Andilly près Montmorency et au

de France ont donné le rapport -^ entre l'acide cai*boniquc de

; celui d'Andilly. Comme contrôle on a déterminé le rapport dts es d'acide carbonique données par les deux appareils fonction-

nultanément au même endroit ; il a été trouvé égal à Q^rnx*

e manière assez générale, on observe que la dose d'acide carbt îst plus forte pendant la nuit que pendant le jour.

4.0 sur 10 000 volumes le jour. . . . I d^ Saussure. 4,3 — la nuit. . . . )

il - I» """ * '•'"'• BouMin5.ulU

3,9 — le JOUI', . . . J **

MliM chÉMALE, l. — t-tV

CHIMIE GfifÉRiU.

Une pluie abondante ou continue, le voisinage de grandes nappes d'eau tendent, comme on le conçoit facilement, à diminuer la dose d*acide carbonique, en dissolvant ce gas.

L*air, débarrassé de la vapeur d'eau et de Tacide carbonique par des réactifs absorbants, est soumis à l'analyse en vue de rechercher le rapport de volumes ou de poids entre l'oxygène et l'azote.

Plusieurs méthodes ont été proposées et peuvent être employées, les unes sommaires, les autres très-précises, mais plus longues.

Un volume mesuré d'air à une température et à une pression connues est mis en présence soit du phosphore à froid, soit d'une solution d'acide pyrognlliquc dans la potasse, ou d'une solution d'hydrosullite de soude. Lorsque la diminution de volume cesse« on mesure de nouveau le gaz en notant la température et la pression. En ramenant, par le calcul, les deux volumes à zéro et à 760 millimètres de pression et en retranchant le second du premier, on a le volume de l'oxygène ; le second nooibrc représente le volume de l'azote.

L'absorption par le phosphore à froid se fait en introduisant une balle

Fig. tiTi. — Aiiiilyse de lair par le phosphore à froid.

Fig. M. — Absorption de l'oxygène de Tair par le phosphore à chaud.

humide de ce cor|)s, fixée à l'extrémité d'un fil de fer, dans un tube gradué contenant Tair conlinc sur le mercure. On attend 12 heures cl l'on relire la balle de ])hosphore pour mesurer le résidu (fig. 223). S» Ton désire un résultat plus prompt, on fait passer un volume connu d air dans une cloche courbe sur le mercure; dans une cavité souillée à l'extra mité inclinée de la cloche se trouve un fragment de phosphore; o" chaulTe pour déterminer rinflammalion et former de la vapeur de ph<>S' phore. Après refroidissement on transvase et on mesure le gaz (fig. 224)- Pour agiter Tair avec un réactif absorbant liquide, tel que lasolul»^" alcaline de pyrogallate de soude, il n'est pas convenable d'introduire 1« )iquidc dans la clocUe graAwt^i ovx dvivl s'effectuer la lecture du volume*

licite, en eOeC, dm lamr «ulfiiM *»^i*f ^a4 I résultant de cette rai— b^aée. i miihi «ï <■ lir{uide emplové H de Ujb:- ^

e colonne en mennre. La £f- \

tas la ibnne dn t également des f i'«ure.

Un â gat d'Ettlîng.

!, puul are avanla dans ce bnt. Elle la tolalité d'v

l'prouvelle, dans un crçace il est mis en ronlact avee le .igité avec lui. puiâ de &in> î gaz seul d^nâ le tube me^ii- T

Berlbelot a introduit danç le -^^ — ^-

du support des cbangemeots r^a.— ngaB.,p«i»>i»«ii, nt )e manJenieat plus aisé.

L'Ire fixée à demeure au siqtport. eomne le okMtr» li Êrs> f^. y est simplemoit soafModae et «*eafêf« pnr rwa:2« t^. 0 la lis, le >nsacré à iesgaz).

nie l'éaclant. ou lydrosulle, il conlaver le . absorp- UDC lesne, pour cide sulpourrail

des rédes a m ê-

USCsd'er- Fîj. «8, — EadMiD*t™f«irr»Ml;»«*rt./.

e dopen-

ibsurption physique, par l'eau de la dis«)luti<jn, d'une fnelroii a susceptible de s'unir chimiquemenl au réactif, et l'autre dii" ion possible des gaz atiuosphériques dissous dan» le niartil ! cette dernière en employant dea liquides purgi'^M fl'nÏT.