CHAPITRE III
ANALYSE CHIMIQUE QUANTITATIVE § I«r. — Mesaraffo des eaux.
Les eaux destinées à une analyse quantitative doivent toujours être mesurées et non pesées. Pour cela, on se sert d'éprouvettes ou de verres gradués d'une grandeur qui varie depuis 125 jusqu'à 500 et même 1000 centimètres cubes, et autant que faire se peut on ramène les eaux à la température normale de 4- 15- C.
Pour mesurer exactement un volume d'eau, le vase qui la contient doit être placé sur une surface plane, et on considère comme le niveau réel la partie inférieure de la zone de couleur foncée ou ménisque concave, sans tenir compte de la petite partie du liquide qui, par le fait de la capillarité, s'élève le long des parois du vase.
Pour les gaz et l'eau que l'on mesure sur le mercure, le point d'affleurement est pris à la partie supérieure du ménisque con» vexe que forme le métal.
§ IL — ÉTaporatton des eaux.
L*évaporation des eaux pour le dosage des principes constitutiEs se fait dans des capsules de porcelaine de grandeur différente, suivant le volume du liquide. Avant d'être employés à cet usage, les vases neufs seront, remplis d'eau acidulée par Tacide chlorhydrique, que l'on fera bouillir pendant quelque temps : l'expérience nous a montré depuis longtemps que l'on dissolvait ainsi des parcelles de silicates terreux provenant de l'émail.
Dans aucuns cas, et quel que soit le volume d'eau à concentrer, on ne doit se servir de vase de métal (cuivre, fer ou fonte).
Le plus souvent l'évaporation des eaux a lieu à feu nu, mais en prenant le soin de modérer l'action de la chaleur. Une ébullition tumultueuse volatilise une légère portion des principes fixes que Ton a intérêt à conserver. Pour empêcher de tomber dans le Uquide les poussières voltigeant dans l'air et les cendres entraînées par les gaz qui se dégagent du fourneau, on recouvre la capsule, à une hauteur de 15 à 20 centimètres, d'un cerceau recouvert d'une feuille de papier Joseph, et maintenu par un support.
Pour évaporer des volumes considérables de Uquide destiné à l'analyse chimique, M. Fontaine, pharmacien en chef de la marine, a fait connaître un appareil à écoulement intermittent, très- ingénieux, fondé sur le principe du flacon de Mariette et qui ne nécessite pas une surveillance active ^
Fig. 22.
Cet appareil se compose d'un flacon de Mariette, muni à sa tubulure inférieure d'un robinet sur lequel est mastiqué un tube de verre recourbé en siphon éUré à son extrémité, et légèrement recourbé comme le montre la Qgure 22 o'. Au sommet de la partie courbe on souffle un petit renflement dont nous ferons
1. C. Fontaine, Analyse de quelques eaux de Toulon, (Archives de médecine navaU. 1867, t. VIII, p. 122).
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(fig.23),dont la ■ipais i litre jusqu'à tube droit T à tra-
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rétablir la pression. Il faut nécessairement que rorifice 0 du tube droit, soit à un niveau supérieur à celui de Toriflce d'écoulement du tube siphon. La capsule étant aux trois quarts pleine de liquide, on enfonce, s'il y a lieu, le tube à air, jusqu'à ce que les bulles cessent de passer; à ce moment l'écoulement s'arrête et le niveau de l'eau dans la capsule est invariable.
L'écoulement est déterminé par une colonne de liquide, dont la hauteur est égale à la distance verticale, comprise entre l'orifice 0 du tube à air et Toriâce du tube siphon plongé dans la capsule. Cette hauteur varie nécessairement avec la capacité de la capsule. Elle est environ de 0", 03 quand on fait usage d'une capsule de 100 à 120 grammes. C'est donc sous la pression de cette colonne de Uquide que l'écoulement commence, mais bientôt le niveau s'élevant dans la capsule, atteint la ligne horizontale qui rase l'ouverture inférieure du tube à air ; dès lors, les pressions dans le flacon, à l'orifice du tube à air, et sur la surface du liquide dans la capsule, étant égales à la pression atmosphérique, se font rigoureusement équilibre, et tout s'arrête ; mais l'évaporation faisant incessamment baisser le niveau dans la capsule, l'écoulement recommence et s'annonce par les bulles d'air, qui pénètrent par le tube droit, s'élèvent à travers le Uquide et se rendent dans l'atmosphère intérieure du flacon. Il n'y a d'autres soins à prendre pendant toute la durée de Tévaporation que d'entretenir du feu sous la capsule. Du reste, et c'est là un des avantages les plus précieux de cette disposition, il n'y a plus à s'occuper de la conduite du feu pour empêcher le liquide d'entrer en ébullition^ et s'opposer ainsi à l'entraînement mécanique des parties fixes par la vapeur d'eau. Le courant intermittent d'eau froide ne permet pas au liquide d'atteindre le terme de son ébulUtion. La rapidité de ce courant est en effet toujours en rapport avec la rapidité de l'évaporation, laquelle dépend de la source de chaleur. L'appareil se règle donc de lui-même, quant au niveau du liquide, et quant à sa température qui tend à devêïiir stationnaire à quelques degrés au-dessous du point d'ébuUition.
Quand le niveau du liquide dans le flacon s'est abaissé audessous de l'orifice du tube à air, on peut en mesurer exactement la quantité qui s'y trouve, et la soustraire de la quantité totale introduite dans le flacon, ce qui fait connaître le volume
d*eaa évaporée; ou bien encore faire passer peu à peu le resiant du liquide, en inclinant, de temps en temps, le flacon dans la capsule.
Pendant l'évaporation, la partie du tube siphon plongée dans la capsule, recevant Taction d'une température assez élevée, l'eau qu'elle renferme laisse dégager les gaz dissous, lesquels se rassemblent peu à peu au sommet de la courbure du tube. Ils peuvent s'y accumuler en quantité assez considérable pour que le siphon cesse d'être amorcé. Aussi a-t-on soufflé à l'extrémité de la courbure un petit renflement où viennent se rassembler ces gaz. La colonne liquide n'est dès lors jamais interrompue, la capacité du petit réservoir étant plus que suffisante pour contenir les gaz abandonnés par l'eau, au moment de son passage dans la partie immergée du tube siphon. Toutefois, si la quantité d*eau était très-considérable, on pourrait se trouver dans la nécessité d'expulser cet air, à l'aide d'une vive insufflation. L'air alors s'élevant vers l'extrémité du tube d'écoulement, en est immédiatement expulsé par un courant de liquide qu'on a soin de faire retomber dans la capsule. Du reste^ l'extrémité inférieure du tube d'écoulement a été recourbée, pour que la vapeur d'eau ou les gaz qui se dégagent du liquide de la capsule ne puissent pénétrer dans le tube.
L'appareil d'évaporation à écoulement intermittent de M. Fontaine offre des avantages réels pour la concentration des eaux destinées à la recherche de l'iode, de l'arsenic, de la lithine et des nouveaux métaux indiqués récemment dans les eaux minérales.
Pour le dosage de certains principes comme le chlore, l'acide sulfurique, la potasse et la soude, l'évaporation de liquide n'a pas besoin d'être poussée jusqu'à siccité, et la capsule peut être chauffée à feu nu. Mais dans d'autres circonstances, comme pour le dosage de la silice^ du fer, de la chaux et de la magnésie, on achève la concentration au bain de sable et à une température élevée.
Un bain de sable se compose d'une chaudière de fonte à fond plat, que l'on remplit de sable fln et que Ton place sur un fourneau à l'aide d'un triangle en fer. Il présente le grand avantage d'élever la température à -|- lOO* C, et d'obtenir un degré de chaleur à peu près uniforme.
§ m. — Préparation dos précipita dMtlaës à l'analyse.
Soit qu'on les précipite directement par les réactifs, soit qu*on les fasse préalablement évaporer, les eaux doivent toujours être filtrées, afin d*en isoler les matières étrangères qu'elles peuvent contenir; celles quiont^été concentrées avec les acides minéraux renferment le plus souvent en suspension une petite quantité de silice qui doit être séparée.
La précipitation s'exécute dans des vases dits à précipités, plus larges à la partie inférieure qu'à la partie supérieure, pour que le produit de la réaction ne reste pas fixé aux parois du verre et qu*il se rassemble plus facilement. On est assuré d*avoir versé un excès de réactif, lorsque le liquide abandonné pendant quelque temps au repos et éclairci, ne se trouble plus par Taddition du corps précipitant.
DÉCANTATION ET FILTRATION.
Toutes les fois qu'on précipite une grande quantité d'eau, on laisse le dépôt se rassembler parfaitement au fond du vase.
On décante avec soin la plus grande partie du liquide clair, soit en inclinant peu à peu le vase qui le contient, soit en le soutirant à l'aide d'une pipette ou d'un siphon; on évite ainsi les ennuis d'une filtration souvent longue à eCTectuer, mais dès que le précipité tend à suivre le liquide, on procède à la filtration. Pour cela on se sert d'une baguette de verre maintenue avec la main gauche (fig. 24) tandis que de la main droite on verse le liquide clair, et plus tard le précipité délayé dans une petite quantité d'eau distillée.
Le papier servant à recueillir des précipités doit être de première qualité. Comme, malgré les soins apportés dans le choix
Fig. 24.
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'"""""! fifres terreuses, on le .^S«par l'acide chlorhy- :S^j&juBqu'à ce qu'il n'ac-
wm-^^m'um " 'S'*^' ^'"'®** ** d'exacti- ■.t%i^<^lt3^S^£W»KlanE une capsule de ^«P^£*S486B-9^âsultals de t'analyse,
ii^p'tt^gllÇi^Biiâ'aert de Qltres plissés "ififfi^^pjiHi.^^^ H^tinés & être chaufTés
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^S'^ii^tU^prègnent. Les lavages ^^k^Â^îi^ïvec des liquides (eau,
"^Sk'^^Wp '^"^ ^'°" '^'^*' '^'^^'^^^ pîS'-a^ittft au moyen d'une ^; verre > ainsi que le %ure précédente , ou jïra[e à jet continu que gstiJns ici (fig. 25). Cette lîSiç^Sy ^^^s contredit l'une ^^R^rtantes dans la pra- §ï(%^ïS^λ!<?ue, aussi, doit-on y -j i^^ri^^C^ le soiii possible. On
-»*-»*;gf;;¥"ï- :Xi*y«ïl:ï|rë le lavage est achevé .3t.'ï"*'.!ç..«..iç.;|û'^3ï^|jiuidequi s'écoule du " "°^ - ^jp^p^^^ftSjiHvJ^^.^Ê de platine, ne laisse
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iE£m|§M££iW&'«^««0»ùÂSdâ2Se cipacilt^ ds n à 1& ccn-
'g> *je*ii|&i li^fiefe «|& éTgioi^iJit. d'après do nombreaEei
S&-^YSS1'^"Ç?fSB'!:^'S3't de cendres.
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[nizS^par une porte {rmettre & l'air ;Ualurée d'hutarois de l'ap- :tte ou de patciale. L'autre
t«ll S l<IS'49^tfiv9*î?'Ovité en communication |.'>i|i9iJli^$V.G01t*l>w>Tnrairqui entre par les 'é&!'IV^£fil|'â4Ëtv ^st disposée pour re-
itement dans l'huile et irature.
:au ordinaire ou sur la élever la température
pViill£l«iili! .
^CBu^Ih B tt>**fi'i|^s^ lampe alimentée par
calcination. On com-
plissé dans laquelle le
soit dans une capsule
de l'air, soit dans un
(gitcool (fig. 27), et on con- ^îie l'action de la chaleur ^ ^t que le Tiltre n'est ' 4^ réduit en cendres. On ^frte le vase de platine C*Z'' l6 plateau de la balan- °'S; on note le poids et on ^SufTe de nouveau. Dès balance n'accuse is de variations dans les lées, on considère l'opé- ion cotnme achevée.
;^ïout6s les fois que faire peut, pour la calcina- 5^ du sesqiiioxyde de fer, par exemple, on active Tec quelques gouttes d'a-
ti^E^'î;è«^^'^j;!|wdoit3 de la calcination !î!siii*^^£S^-îffîËBcsiâme et dite, pour cela, de
La méthode des doubles pesées donne toujours des résultats plus exacts que les pesées directes. Après avoir déposé le vase de platine vide sur le plateau de droite, on place sur le plateau de gauche une tare quelconque, mais supérieure au vase de platine vide ; on ajoute sur le plateau de droite des poids, jusqu*à ce qu'ils soient en équilibre parfait avec la tare; on note la somme, et la diminution qu'on obtient lorsqu'on pèse le vase de platine avec la substance indique le poids de cette dernière.
