I. — Chimie minérale

INTRODUCTION

Procédé de M. Hofmann. — L’appareil employé (fig. 35) est un tube barométrique de large diamètre, gradué d’une part en centimètres cubes, de l’autre en millimètres, et entouré d’un manchon de verre dans lequel on fait arriver la vapeur d’un liquide à point

d’ébullition fixe, choisi suivant le point d’ébullition du corps à réduire en vapeur. Le liquide condensé dans le manchon s’écoule par la partie inférieure. On introduit la substance pesée P dans le tube barométrique, à l’aide d’une petite ampoule munie d’un bouchon de verre qui s’ouvre de lui-mème dans le vide, puis l’on porte le liquide du ballon à l’ébullition ; le tube barométrique s’échauffe peu à peu et finit par atteindre la température de la vapeur ambiante :

la substance mise en expérience se réduit en vapeur qui occupe un volume déterminé.

La méthode de Gay-Lussac ne diffère de celle de M. Hofmann que par la forme de l’appareil, consistant en une éprouvette graduée remplie de mercure, renversée sur le mercure contenu dans une petite marmite en fer, et entourée d’un manchon plein d’huile qui s'échauffe par le contact du mercure. Outre que l’appareil de M. Hofmann permet d’atteindre une température plus invariable, il permet de réduire le corps en vapeur à une température très inférieure à son point d’ébullition sous la pression normale.

Pour connaître le volume Y, on lit d’une part la graduation en

Fig. 35.

DENSITÉS DE VAPEURS. 07

centimètres cubes; d’autre part la graduation en millimétrés donnant la hauteur h de la colonne mercurielle. Le pouls du volume d'air A, volume égal à celui de la vapeur dans les mêmes circonstances, et en tenant compte de la tension h' de la vapeur Je mercure, sera :

V(1 +KT) OB', 0012932 j H — h - h' \

La densité par rapport à l’air est alors le rapport Par rapport à l’hydrogène elle serait A' étant le poids du volume d’hydrogène obtenu comme celui de 1 air, en remplaçant 0°r, 0012932 par 0gr, 000896.

Procédé de Dumas. — La substance est introduite dans un ballon de 250 à 300cc de capacité, effilé à la lampe, comme le

Fig. 36.

Fig. 37.

montre la figure 36, et qui a été taré préalablement avec soin, en notant la pression H et la température t au moment de la pesée. L introduction de la substance liquide se fait par la pointe effilée, par aspiration en chauffant le ballon pour en raréfier l’air. Il faut une quantité suffisante de substance (5 à 10 grammes) pour que, par son ébullition, elle puisse expulser tout l'air du ballon. Le ballon est alors fixé dans un support métallique et plongé avec lui dans un bain d’huile ou de paraffine (lig. 37), de manière que le liquide du bain le recouvre complètement jusqu’à l’origine du

INTRODUCTION

tube effilé. On porte le bain à une température supérieure de 30° au moins au point d’ébullition du corps; celui-ci se réduit alors en \ vapeur et chasse complètement l’air. On maintient une température aussi constante que possible tant qu’il sort de la vapeur du. ballon, car il est essentiel qu’il n’y reste pas vestige de substance p liquide. On ferme alors la pointe du ballon à l’aide d’un dard; de chalumeau et on note la température T et la hauteur barométrique au moment de la fermeture. Après refroidissement, on; l’essuie avec soin et on le pèse.

Dans la première pesée, le ballon était rempli d’air ; dans la I seconde il est rempli de vapeur; si celle-ci, comme c’est presque! | toujours le cas, est plus dense que l’air, il y aura une augmentation de poids; dans le cas contraire il y aurait diminution.

Il reste à connaître la capacité du ballon. Pour cela on brise la j pointe sous le mercure qui s’y précipite et qui le remplit entière-i ment, sauf lorsque l’air n’a pas été complètement expulsé; dans i ce cas on mesure le volume de l’air restant, pour le déduire de | la capacité du ballon. On vide alors le mercure du ballon dans une éprouvette graduée en centimètres cubes. On a ainsi la capa- | cité Y du ballon.

Le poids de la vapeur est égal au poids p de l’air qui remplissait de ballon à la température t et sous la pression H (moins : 'celui qui aurait pu rester à la fin de l’expérience), plus l’augmen- b tation de poids P donnée par la seconde pesée. Si r. est le poids et v le volume de l’air restant, on a pour le rapport du poids de la j vapeur au poids de l’air, c’est-à-dire pour la densité de la vapeur j

^ ~ 0^,0012932 [V(l + KT) — u] 76))(| +^ou367 Ty j

K étant le coefficient de dilatation du verre. Pour rapporter lai densité de vapeur à l’hydrogène, on remplace le poids de 1 centi- \ mètre cube d’air (0sr, 0012932), par celui du même volume d'hydro- j gène, soit 0gr, 000896, si l’on néglige le volume de l'air restant.

Lorsque le corps n’est volatil qu’à une température élevée, comme les chlorures métalliques, on remplace le ballon de verre par un vase en porcelaine qu’on porte à une température déterminée : vapeurs de mercure, de soufre, de zinc, etc.

Méthode de M. V. Meyer. — Elle repose sur la mesure du

DENSITÉS DE VAPEURS

volume de l’air déplacé par une substance se réduisant en' vapeur à une température supérieure à son point d’ébullition. Le volume de cet air est celui qu’occuperait la vapeur elle-même dans les mêmes conditions de température, c’est-à-dire à la température ordinaire, pourvu qu’elle se soit produite à une température assez élevée pour obéir sensiblement à la loi de dilatation des gaz.

Fig. 38.

Fig. 39.

L’appareil (fîg. 38 et 39) se compose d’un réservoir 6, terminé par un tube de 60cm environ de longueur, assez large pour permettre le passage d’une petite ampoule dans laquelle on introduit la substance ; ce tube se bouche à volonté à son extrémité supérieure, au-dessous de laquelle est soudé un petit tube de dégagement a , plongeant sous une cloche graduée h , sur une petite cuve à eau f. Le réservoir Æ, avec une partie du tube, plonge dans un long cylindre soufflé en boule à son extrémité c, qui reçoit un corps dont le point d’ébullition soit notablement supérieur à celui de la

70 INTRODUCTION

substance à expérimenter (alcool amylique, aniline, diphényl- * amine, mercure). On porte le liquide de c à l’ébullition ; l’air du réservoir b est en partie chassé par la dilatation, jusqu’à ce que | l’équilibre de température se soit établi. On laisse dégager cet air, et quand le dégagement a cessé, on recouvre le tube de dégagement a de la cloche graduée h, on débouche le tube en d , et on | laisse tomber l’ampoule contenant un poids connu de substance, généralement moins de 1 décigramme, et l’on replace immédiatement le bouchon. Le fond du réservoir est recouvert d’un lit d’amiante pour en éviter la rupture. La substance se réduit alors immédiatement en vapeur, et déplace ainsi une quantité déter- 1 minée d’air, que l’on reçoit en h ; ce dégagement d’air ne dure i que deux ou trois minutes, et doit cesser brusquement.

Si P est le poids de la substance, Y le volume d’air mesuré à i la température t et sous la pression H ; f étant la tension de la vapeur d’eau à la température t et 0gr, 001293 le poids 1 centimètre cube d’air, la densité de vapeur par rapport à l'air est donnée par la formule

Si on voulait la rapporter immédiatement à l’hydrogène, on multiplierait le volume par 0sr, 0000896 au lieu de 0sr, 001293.

Cette méthode est extrêmement rapide, ne nécessite que très i peu de matière et n’exige pas une connaissance précise de la température.

Lorsque le corps n’est volatil qu’à une température très élevée,! j on peut employer des bains de vapeurs métalliques, ou introduire! le réservoir, qui doit alors être en porcelaine, dans la capacité! d’un four Perrot, qui porte la température vers 1200° ou 1400°.

Pour empêcherl’oxydationdela substance par le contact de l’air à haute température, on remplace l’air du réservoir par de l’azote.

44. Loi des chaleurs spécifiques. — Cette loi importante a été découverte en 1819 par Dulong et Petit. Elle peut s’énoncer ainsi : Les chaleurs spécifiques des corps simples solides , c’est-àdire les quantités de chaleur nécessaires pour élever de 1° l’unité de masse de ces corps , sont inversement proportionnelles à leurs poids\ i atomiques; en d’autres termes, le produit de la chaleur spécifique par le voids atomique est un nombre constant , et les atomes detous les corps ont meme chaleur spécifique. Ce produit porte le nom