Densités des liquides

— On emploie pour les liquides la même méthode de détermination que pour les solides et on l'applique à l'aide de trois procédés analogues.

[. Procédé de la balance hydrostatique, — Au crochet de l'un des plateaux de la balance on suspend ordinairement une boule de verre creux, convenablement lestée de plomb ou de mercure (fig. 126). On Jui fait équilibre dans l'autre plateau

avec une tare, On plonge ensuite le corps successivement dans l'eau distillée, puis dans le liquide dont on cherche le poids spécifique : l'équilibre est rompu chaque fois; les poids P et P” qu'il faut ajouter pour le rétablir, représentent le poids de l'eau

déplacée, puis celui du liquide, à volume égal on =

DÉTERMINATION DÉS DENSITÉS. lui

Il. Procédé de l'aréomètre, — L'aréométre qu'on emploie pour les liquides est dû à Fahrenheit (fig. 128).

Appareil. — Ce flotteur n'a pas de plateau à la partie inférieure, el est tout en verre, afin de pouvoir étre placé dans toute spèce de liquides. Sa tige porte œussi un point d'affleurement, destiné à obtenir un volume nnmergé constant; il est lesté à la partie inférieure par une petite boule remplie de mercure,

Opération. — 1° Avant d'expérimenter avec cet aréomètre, on en détermine le poids avec précision : soit Q ce poids.

# On fait flotter l'aréomêtre dans une éprouvelte remplie d'eau distillée et l'on ajoute des poids dans la capsule supérieure jusqu'à ce que le point d'affleurement atteigne le niveau de l'eau. En cet état (18). le poids de l'aréomètre, agouté au poids qui et dans la capsule, représente le pouls d'un volume d'eau égal à celui de la parbe immergée de lintrument. Soient p la somme des poids marqués nus sur le plateau supérieur et Ple pords total du volume d'eau déplacé, Fig. 197. Fix. 12N. on a P=Q + p.

5° On détermine de la mème maniére le poids d'un égal volume du liquide et l'on à PQ + p'.

On a alors, par définition,

pa er OC ET HE. Procédé du flacon. — Pour les liquides, on fait usage d'un petit flacon de forme spéciale (fig. 128).

Appareil. — 1 se compose d'un réservoir eylindrique b auquel

«st soudée une fige capillaire, puis à celle-ci un tube plus gros a, qu'on peut fermer par un bonchon de verre (dans le cas où l'on expérimente sur des liquides volatils}. Sur la tige capillaire est un point de repére ce, qui sert à marquer un volume constaut de liquide,

Opération. — 1° On commence par remplir le facou. On intro-

GANOT-NANEUVRIER. ( \

duit dans le réservoir un tube très fin, soit un tube filiforme en verre étiré, soit un tube capillaire en argent : tel était celui qu'employait Regnault, sous le nom de fl capillaire d'argent. On verse le liquide dans l'entonnoir supérieur et l'on aspire l'air intérieur : la pression atmosphérique fait alors pénétrer le liquide dans le réservoir inférieur. Le tube capillaire sert encore à expulser les bulles d'air adhérentes au verre et à enlever l'excès du liquide. Ce procédé étant susceptible d'une grande précision, il convient d'opérer à zéro. Pour cela, après avoir rempli le flacon à la température ambiante, on le porte dans la glace fondante et, quand il en a pris la température, on enlève l’excès du liquide audessus du repère. On lui laisse reprendre la température extérieure avant de le peser, afin d'éviter le dépôt de rosée sur le flacon pendant l'opération.

9° On place d'abord le flacon plein d'air sur l'un des plateaux de la balance, et l’on met sur le même plateau des poids marqués dont la somme soit supérieure au poids probable du liquide le plus lourd qui doit remplir le flacon; puis on fait la tare.

5° On remplit ensuite le flacon du liquide le moins lourd, comme il vient d'être dit; on l'essuie, on le laisse revenir à la température ambiante et on le replace sur le plateau. L'équilibre est détruit et, pour le rétablir, il suffit d'enlever une portion des poids marqués. Soit P la somme de ces poids enlevés : c'est le poids, obtenu par double pesée, d'un volume du liquide égal à celui du flacon à 00.

4 On remplit ensuite le mène flacon du second liquide, puis on le replace sur le plateau. L'équilibre précédent sera évidemment rompu, mais on n'aura qu’à enlever encore quelques poids marqués pour le rétablir de nouveau : soit P’ la somme des poids enlevés dans les deux opérations successives, P’ est le poids d’un volume du liquide égal au volume du flacon à 00.

ÿ° En faisant le quotient de ces deux poids (supposons que P’ cor-

responde à l'eau), on a la densité cherchée D — p' C'est la densité à 0° du liquide par rapport à l'eau à 0°; >

L e représenterait sa densité à 0° par rapport à l'eau à 4°.

Méthode des colonnes liquides équivalentes. — On peut employer une autre méthode qui est une application des conditions d'équilibre de deux liquides superposés dans deux vases communicants.

En effet, supposons que l'une des branches du tuhe (fig. 122) contienne de l'eau et l'autre branche de l'huile, et que les hauteurs respectives des colonnes diquides qui se font équilibre soient 38 centimètres pour l'huile et 35 pour l'eau.

ARÉOMÈTRES. 465

La densité de l'eau étant prise pour uaité, si l'on représente par x celle de l'huile, on a l'équation d'équilibre

at d'où z= 5002.

Rasanqus. — Nous verrons plus tard que cette méthode a été utilisée par Pulong et Petit, puis per Regnault, pour comperer les densités du mercure à différentes températures et pour en déduire la loi de dilatation de ce liquide.

ARÉOMÈTRES.

130. Différents types d'aréomètres. — On construit deux sortes d’aréomètres : les aréomètres dits à volume constant et à poids variable et les aréomètres à poids constant et à volume variable

Les aréomètres de Nicholson et de Fahrenheit, que nous avons décrits précédemment, appartiennent à la première catégorie. Ils sont à volume constant, parce qu'on les fait toujours plonger jusqu'an même trait d'affleurement, et à poids variable, parce qu'on réalise cette immersion en les chargeant de poids qui rarient avec les solides ou les liquides sur lesquels on expérimente. Leur unique usage est la détermination, approximative mais rapide, des densités,

Les aréométres de la deuxième espèce sont dits à volume variable et à poids constant, paree qu'ils n'ont pas le point d'affleureiment fixe et conservent toujours le même poids. Ces instruments servent, dans la pratique (sous les noms divers de pésesels. pèse-acides, pèse-liqueurs), pour déterminer rapidement non pas la densité, mais le degré de concentration des dissolutions salines, des acides et des liqueurs alcooliques.

151. Aréomètres de Baumé. — Description. — Baumé, pharmacien à Paris, construisit, au commencement de ce siècle, deux types d'aréomètres à poids constants, dont l'usage est encore très répandu. Ce sont des flotteurs de verre, formés d'une tige graduée à laquelle est soudée une cavité sphérique (fig. 129) ou evlindique (fig. 1513 remplie d'air, suivie elle-même d'une boule plus petite, quiest pleine de mercure servant de lest.

Graduation. — L'un de ces instruments doit servir pour des hquides plus denses que Feau, tels que les acides, les sirops on le dissolutions salines : on l'appelle pêse-acides où pèse-sels : l'autre doit servir pour des liquides moins denses que l'eau, tels que les éthers, les solutions animoniacales, les liqueurs alcooliques ou esprils : on l'appelle pèse-esprils on pêèse-liqueurs. Eu vue de

HYHROSTATIQUE,

chacun de ces usages, Baumé adopta un mode particulier de gra-

Fig. 129.

duation arbitraire.

1° Pése-acides, pèse-sels, pèse-sirops. — On règle le poids de l'instrument (on le leste) de manière que, dans l'eau pure, à la lempérature de 1%,5 centigrades (ou 109 Réaumur), il s'enfonce à peu près jusqu'à l'extrémité supérieure de sa lige : en ce point 4, on marque 00 (fig. 129). Puis on plonge l'instrument dans une dissolution de 85 parties d'eau en poids et de 15 de sel marin. Ce liquide (dont le poids spécifique est 1,116), étant plus lourd que l'eau pure, l'appareil ne s'y enfonce que jusqu'à un point B, où l'on marque 15. On partage enfin l'intervalle des points À et B en 15 parties égales, el l'on continue les divisions jusqu'au bas de ln tige. Cette tige doit être assez longue pour porter 70 degrés environ dans les pèseacides, Ces divisions sont ordinairement marquées sur une bande de papier qu'on introduit dans l'intérieur de la tige,

L'aréomètre ainsi construit ne peut évidemment servir que pour les liquides où il s'enfoncera moins que dans l'eau, c'est-àdire pour les liquides plus denses que l'eau.

2 Pése-esprits, pèse-liqueurs. — Sur Îles instruments destinés aux liquides moins denses que l'eau, le zéro devra nécessairement se trouver au bas de la tige (fig. 150). On marque 0 au point d'affleurement dans une dissolution de 90 parties, en poids, d'eau distillée et de 10 parties de sel marin (densité — 1,0847) et l'on marque 10 au point d'affleurement dans l'eau distillée (à la température de 12,5 C). Ce dernier point est nécessairement au-dessus du précédent sur la tige de l'aréomètre, puisque l'eau pure est moins dense que la dissolution saline, On divise ensuite l'intervalle de ces deux points en 10 parties égales el on prolonge les

divisions jusqu'au sommet de la tige qui doil pouvoir porter de

58 à 60 degrés.

ARÉOMÊTRES., 165

Usages. — Ces deux aréomètres, étant gradués d'une manière bout à fait arbitraire, ne peuvent indiquer ni les densités des liquides ni les quantités de sel dissoutes, Cependant ils sont avantageusement employés pour reconnaitre si une solution saline ou acide à été portée à un point de concentration déterminé, On sait, par exemple, que le pèse-acides doit marquer :

G6 dans l'acide sulfurique concentré, 56 dans l'acide nitrique du commerce,

2 dans l'acide eblorhydrique ordinaire, 5 dans l'eau de mer (à la température de 22% C,).

On sait aussi que le mème instrument doit marquer, à froid : 55 dans wu sirop bien confectionné,

Cela permet, dans la fabrication des sirops, de surveiller méthodiquement la marche de leur concentration. De même, le pèse-esprits doit marquer normalement : 3% dans l'éther ordinaire du commerce.

65 dans l'éther ordinaire rectiflé, De 22 à 9%5 dans l'ammoniaque du commerce, plus ou moins concentrée.

REMARQUE. — Autre mode de graduation du pèse-acides. — Un peut substituer à la dissolution saline de Baumé l’un quelconque des liquides précédents, dont le degré est bien connu. Ainsi, l’on peut prendre comme points fixes : 1° le point d'affleurement dans l'eau pure, où l'on marquera 0 ; 2° le point d'affleurement dans l'acide sulfurique concentré, où l’on marquera 66. On continuera la graduation comme précédemment. Ce procédé expéditif sert fréquernment aux constructeurs.

152. Aréomêtre de Cartier. — On a longtemps employé dans la régie française, comme pêse-esprits, l'aréomètre de Cartier. Ce n'était pas autre chose qu'un aréométre Baumé dont la graduation avait été légèrement modifiée, ou plutôt altérée par Cartier, dans une intention de concurrence commerciale. Il conservait le degré 10 pour le point d'affleurement dans l'eau pure, et établissait à partir de ce degré une division arbitraire en degrés égaux, sans prendre de second point fixe. Le degré 29 de cette échelle cofncidait approximativement avec le degré 51 de l'aréomètre Baumé. C'est à l'échelle de cet instrument que se rapportent les dénominations usuelles d'alcools à 25°, à 30°, à 40°, et d'eauxde-vie à 19°, à 20°, à 22°. Mais elles tendent à disparaitre de plus en plus, pour faire place aux indications de l'alcoomètre centésimal.