APPAREILS POUR LES OPÉRATIONS SUR LES CORPS PONDÉRABLES

Nous n'avons considéré jusqu'ici que les moyens de produire et d'appliquer ces substances tellement subtiles, ou qui se combinent en de si faibles proportions avec les autres corps, qu'il n'est jamais possible d'en reconnaître la présence par le moyen de nos balances. Nous allons maintenant passer à celles plus matérielles, si l'on peut employer ce mot, qui affectent cet instrument ; mais avant de procéder à leur étude, jetons un coup d'œil préliminaire sur les appareils au moyen desquels on fait réagir ces substances l'une sur l'autre.

Les instrumens de chimie, dans leurs rapports avec ces derniers corps qui affectent la balance et qu'on nomme pondérables , sont de plusieurs espèces :

i° Appareils pour peser et mesurer les substances soumises aux expériences, et les produits qu'on en obtient;

i° Appareils servant à observer la densité ou le poids spécifique des corps, à déterminer leur degré de pureté ou de force;

3° Appareils propres à réduire les solides en poudres plus ou moins ténues, afin d'accélérer l'action des liquides qui doivent les dissoudre , ou favoriser leur combinaison entre eux;

/jOO APPAREILS QUI SERVENT A PESER.

4° Appareils pour séparer les solides des liquides ;

5° Appareils destinés à exposer les substances à l'action du feu , sans conserver leurs parties volatiles ;

6° Appareils propres à rassembler les parties solides des corps volatilisés par le calorique ;

7° Appareils servant à rassembler, non -seulement les parties solides, mais aussi les parties liquides des corps volatilisés par l'action du calorique ;

8° Appareils servant à réunir, non-seulement les parties solides et liquides, mais les parties aériformes, résultant de l'action du calorique sur les corps ;

9° Appareils propres à conserver les solides et les liquides denses, et à les transférer d'un vase dans un autre ;

io° Appareils destinés à mesurer, peser, conserver et transvaser les substances aériformes;

i i° Instrumens servant à perforer les vases de verre ou de terre, et à les approprier aux usages chimiques;

\'i° Des instrumens et des substances propres à luter les vases, à les joindre et à les préserver de l'action subite du froid et de la chaleur ;

i3° Appareils divers.

Le chimiste doit se munir de suite de balances de différentes espèces et de sensibilité progressive; car, peser- est l'alpha et l'oméga de toute opération chimique. Avec des instrumens imparfaits, cette opération est ennuyeuse et inexacte; une bonne balance, au contraire, donne des résultats prompts et satisfaisans, et l'on épargne ainsi un temps bien précieux dans les recherches expérimentales.

Il est indispensable d'avoir des balances pour l'usage

ordinaire, et d'autres, d'une sensibilité plus grande, pour les opérations délicates. Ces dernières doivent être placées dans un endroit séparé, enfermées même dans une cage de verre ; enfin , l'on doit avoir la plus grande attention à les préserver des vapeurs acides et de l'humidité.

Elles doivent toujours être placées sur un support, dans un endroit sec et bien éclairé. Le fléau d'une bonne balance doit rester en équilibre sans les plateaux ; cet équilibre doit se conserver lorsqu'on les ajoute ou qu'on les change de côté , et le plus léger poids ajouté dans l'un ou dans l'autre des plateaux , lorsqu'ils sont chargés , doit faire trébucher l'appareil. Cependant, si, sous d'autres rapports, la balance est bien construite, on peut négliger cette facilité de changer les plateaux, pourvu que l'instrument ne serve qu'au laboratoire. En effet, les poids qui pourront être commercialement faux conserveront cependant entre eux leur rapport, si la pesée se fait toujours de la même manière, c'est-à-dire si l'on place toujours la substance dans le même bassin. On connaît d'ailleurs une méthode pour prendre le poids d'un corps, qui rend les résultats tout-à-fait indépendans de l'inégalité de longueur des bras de la balance; et cette méthode doit toujours être employée dans les recherches qui exigent de la précision : elle consiste à placer la substance dans l'un des bassins, et à faire exactement la tare, au moyen d'un contre-poids quelconque placé dans l'autre. Lorsque la balance est parfaitement ajustée, l'on ôte la substance, et, sans rien changer à l'autre bassin, on la remplace par des poids, dont on met une quantité suffisante pour rétablir exactement l'équilibre. C'est la somme de ces derniers poids qui représente celui de la substance; car il est bien évident que, quel que soit I. 26

[\0'i DEGRÉS D'APPROXIMATION

le rapport des bras du fléau, la substance à peser et les poids, qui rétablissent l'équilibre précisément dans les mêmes circonstances, seront égaux, et pourront être pris l'un pour l'autre. On peut donc ainsi obtenir encore les poids commerciaux.

Les avantages d'une bonne balance ne se bornent point seulement à des résultats exacts, elle épargne encore un temps considérable, lorsqu'on n'a point besoin d'une très-grande exactitude. En effet, que les bassins chargés de poids changent à peine de niveau par l'addition dans l'un d'eux d'un dixième de grain, il faudra un temps assez long pour obtenir le poids d'une substance jusqu'à ce degré d'exactitude; que la balance trébuche, au contraire , par l'addition d'un centième de grain , lorsqu'on pourra se contenter d'une exactitude moindre , un dixième de grain , ajouté dans le bassin , va causer une telle différence de niveau, un tel trébuchement, qu'on s'en apercevra immédiatement.

Muschenbroek se servit, pour la détermination des poids spécifiques de diverses substances, d'un instrument qui, chargé de deux à trois cents grains, trébuchait par l'addition d'une quarantaine de grains. Sa balance donnait donc les poids exacts à — — près.

La grande balance de Bolton, décrite dans le 66e volume des Transactions philosophiques , chargée d'une livre, trébuchait par l'addition d'un dixième de grain; de sorte qu'on approchait de -^ du vrai poids.

La petite balance du même, chargée d'une demionce , trébuchait sous un centième de grain ; on obtenait donc les poids à ^-r près.

La balance de Read , décrite dans le même volume, trébuchait promptement, lorsqu'elle était chargée de 55 livres, par l'addition d'un penny • weight; quatre grains rendaient le trébuchement extrêmement sensible:

de sorte quelle donnait le poids véritable à -^- près. Quoique d'une grande force, c'était la meilleure balance qu'on eût jamais construite.

La balance de Whitehurst, dont il est question dans le même volume, qui pesait un penny weight, était trèssensiblement affectée par deux millièmes de grain , ou 7^— du poids.

La balance de Nicholson, décrite dans le Dictionnaire de chimie , chargée de 1*200 grains dans chaque bassin, trébuchait par l'addition d'un soixante-dixième de grain, c'est-à-dire j^ du poids : c'était donc un excellent instrument.

La balance d'Alchorne, dont il est question dans le 77e volume des Transactions philosophiques, chargée de quinze livres de chaque côté, trébuchait par l'addition de deux grains; comme sans doute c'était des livres troj , l'exactitude de cet instrument était portée à~^. Le Dr George Fordyce ( Transactions philosophiques, volume y5) parle d'une balance construite par Ramsden, tournant sur des pointes au lieu de couteaux, qui, chargée de quatre à cinq onces troy, donnait le poids à ^ de grain, c'est-à-dire à ^^ du poids dans la balance.

La balance de Magellan, citée par Nicholson dans son Dictionnaire de chimie, chargée d'une livre dans chaque plateau, indiquait distinctement un dixième de grain, ou —^— du poids,

La balance de la Société royale, construite par Ramsden, et tournant sur des couteaux d'acier reposant sur des plans de cristal poli, est, dit-on, sensible à — : — du poids ; mais M. Nicholson paraît douter de la

vérité de cette assertion.

La comparaison des poids des différens pays, au moyen de l'étalon déposé à la monnaie de Paris, fut

4o4 APPAREILS QUI SERVENT A PESER.

faite par M. Tillet avec une balance qui, chargée de 4608 grains, trébuchait par l'addition d'un quart de grain, ou donnait les poids à -^^ près. De sorte que cette balance, fort bonne du reste, est cependant inférieure à toutes celles que nous avons citées, celle de Muschenbroek exceptée.

Le professeur Weigel rapporte, dans ses Observations, qu'il se servit d'une balance telle, que, chargée de deux marcs de Cologne de chaque coté, l'index déviait d'une ligne par l'addition d'un recht pfenning theil; ce qui , d'après les rapports que j'ai donnés dans mes Elèmens de pharmacie, donne xi*o 2 pour le degré d'exactitude de cette balance , qui peut passer pour un fort bon instrument.

La balance employée par Cooper, et construite par Robinson, était sensiblement affectée par ^-0 de grain, quand les bassins étaient chargés de 1000 grains : de sorte que cette balance peut être regardée comme d'une très-grande exactitude, et bien propre à l'usage auquel elle servait , notamment à l'analyse des substances organiques.

Pour toutes les recherches qui exigent de la précision , on devra s'assurer d'avance du degré d'exactitude de l'instrument qu'on emploie : c'est-à-dire qu'il faudra connaître le poids additionnel sous lequel trébuche la balance, selon les différentes charges qu'on lui fait supporter.

Le. chimiste praticien qui aura jeté un coup d'œil sur la comparaison que nous venons de faire des balances les plus exactes construites jusqu'ici , saura apprécier à leur juste valeur les tables de poids spécifiques et les analyses chimiques , qui dépendent d'une grande exactitude dans les pesées, que nos moyens ne nous permettent point d'atteindre. En effet, dans les analyses

BALANCIÎ DE TROUGHTOW. 4^>5

ou tables de poids spécifiques portées à cinq figures, la dernière peut passer pour une approximation trèsgrossière; et, ainsi que M. Nicholson le remarque avec justesse, l'auteur qui donne six figures en impose, ou avec intention , ou par ignorance.

D'habiles artistes français, tels que Fortin , Kutsch, Chemin, sont parvenus à faire des balances qui, chargées d'un kilogramme dans chaque bassin , trébuchent sous l'addition d'un seul milligramme, de sorte qu'elles indiquent le poids réel à — ; — près.

La figure ii4 représente une balance, construite d'après les meilleurs principes, par Troughton, de Londres; elle se compose d'une forte boîte en acajou, munie de tiroirs pour y placer les poids; un autre long tiroir, placé à la partie postérieure, reçoit le fléau de ces balances. On voit sur les flancs de petites portes à travers lesquels on charge et l'on décharge les bassins; une troisième porte, h la partie supérieure, sert à enlever le fléau. L'avant et l'arrière de la boîte sont vitrés. A la face supérieure des tiroirs sont deux niveaux à bulle //, qui, de concert avec une vis inférieure, servent à ajuster la balance. Dans l'intérieur de la boîte , et un peu au-dessous des niveaux , est une tige de fer, portant un manche à chaque extrémité, qui sert à la faire tourner : on voit l'un deux dans la figure en h. Cette tige meut avec elle deux pignons qui lui sont concentriques, et agit sur des supports p p qui soutiennent les bassins, et leur laissent plus ou moins de liberté, selon que le cas l'exige.

Une forte colonne de laiton y occupe le centre de l'intérieur de la boîte, et se termine par une plateforme carrée. A l'avant et à l'arrière de cette plateforme, sont deux arcs à peu près demi-circulaires m, aux sommets desquels sont fixés deux plans d'agate , qui

4o6 BALANCE DE TROUGHTON.

servent de point d'appui au fléau. La partie cylindrique du fléau s'élève ou s'abaisse par rapport à la colonne, au moyen d'un levier, dont on voit l'extrémité en g, entre les tiroirs. A l'extrémité supérieure du tube, juste au-dessus de la plate-forme, est un arc renversé, dont le rayon est assez grand pour que les extrémités s'élèvent un peu au-dessus des points supérieurs des deux autres arcs , qu'il croise à angle droit.

Le fléau est formé de deux cônes de laiton creux, assemblés dans le milieu par un très-petit cylindre; il a en tout dix-huit pouces de longueur environ. Ces cônes n'ont pas plus de ,-f-^- de pouce d'épaisseur; mais on les rend presque inflexibles , au moyen de bagues circulaires qu'ont fait entrer de force et à quelque distance l'une de l'autre dans son intérieur. Le fléau est traversé dans le milieu de sa longueur par un cylindre d'acier, dont l'axe passe par le centre du fléau; le côté inférieur de ce cylindre d'acier se termine par un couteau, formant un angle de 3o degrés ; il est durci et bien poli, de manière à former l'axe principal, et repose sur les plans d'agate de l'avant, et de l'arrière, sur une longueur de o.o5 de pouce. A l'extérieur, l'axe se termine par deux petits pivots, dont les extrémités portent sur celles de l'arc renversé /z; de sorte que lorsqu'on élève celui-ci, au moyen du levier , il emporte le fléau avec lui , d'où il résulte que l'axe ne se fatigue pas, lorsqu'on ne se sert point de l'instrument. En abaissant le fléau , les extrémités de l'arc quittent l'axe, et le laisse se replacer sur le centre des plans. Comme il n'y a point de mécanisme pour empêcher l'axe de s'éloigner des plans d'agate, on rectifie sa position, lorsque cela arrive, en élevant l'arc renversé n.

On peut ajuster, selon le besoin, les points de sus-

BALANCE DE TROUGHTON. ^o"

pension des plateaux; celui de gauche se meut horizontalement, afin d'obtenir une parfaite égalité dans les bras de la balance, au moyen d'une vis qui repousse Taxe de suspension dans un sens, pendant qu'un ressort d'acier, placé dans l'intérieur du cône, s'oppose à ce mouvement. L'axe de suspension de la droite s'ajuste verticalement pour amener les trois points d'action en ligne droite; ce qui s'opère en fixant l'axe dans une pièce glissante, comme de l'autre côté, sur laquelle on agit au moyen de vis qui pressent dans des directions opposées. Le fléau se termine par des pointes contiguës à des échelles d'ivoire, placées sur les côtés de la boîte. La valeur des divisions de l'échelle est indéfinie , et varie suivant les poids que la balance doit peser; elles sont fort utiles pour estimer de petites quantités.

Pour les usages hydrostatiques , il suffit de se munir d'un gobelet ordinaire; puis l'on remplace un des bassins par une tige de cuivre, courbée à ses deux extrémités, et d'un poids égal à ce bassin.

Occupons-nous maintenant d'ajuster la balance, c'est-à-dire d'amener les trois points d'action en ligne droite. Pour cela , un poids se trouve situé à l'intérieur du fléau, et sert à régler ses vibrations; sa position moyenne est au centre ; mais on l'élève plus ou moins au moyen d'une vis qu'il porte à son sommet. Or, la balance étant à vide, on commence par jeter dans les bassins quelques parcelles de substance légère; puis on élève ou l'on abaisse le poids situé à l'intérieur du fléau, jusqu'à ce que les vibrations soient fort lentes; alors on place dans les bassins des poids égaux , à environ la moitié de la plus grande charge que l'instrument doit porter. Si la balance oscille aussi lentement qu'auparavant, elle est ajustée; si, au

4o8 BALANCE DE JARDINE.

contraire, les oscillations sont plus rapides, on ralentira le mouvement en ajustant le poids, au moyen de la vis, dont on notera les tours et parties de tour. Alors on tourne les vis en sens contraire d'une quantité double de celle notée, et l'on produit le mouvement lent en ajustant l'extrémité droite du fléau. On répète cette opération jusqu'à ce qu'on soit arrivé au résultat qu'on désire.

La figure n5 représente une balance fort ingénieuse construite, pour M. Jardine, par MM. Miller et Adie. a est le fléau, formé d'une seule pièce d'acier, à laquelle on a donné, pour obtenir force et légèreté à la fois, la forme d'un rhombe dont les angles aigus coïncident avec les points de suspension des plateaux. Les extrémités des bras passent à travers les pièces c, qui sont creusées pour recevoir les deux anneaux d qui supportent les bassins , et ces extrémités se terminent par des pointes fines qui marquent les degrés sur des écbelles graduées en ivoire e e. L'axe ou le centre d'oscillation, a environ deux pouces et demi de long, un pouce de profondeur et trois pouces d'épaisseur. Son tranchant inférieur, qui forme un angle droit, traverse une boîte g-, située au milieu du fléau, et est retenu à sa place par dix petites vis d'acier. Le tranchant tourne sur des plans d'acier parfaitement durs et polis h. On le soulève de dessus ces plans, lorsqu'on ne fait point usage de la balance, au moyen de fourchettes mues par un pignon e, qui soulève une crémaillère, placée dans l'intérieur du support de cuivre de la balance : l'un des points de suspension des plateaux c est fixe; l'autre se meut dans un sens et dans l'autre, au moyen des vis A" /c /• k.

La balance est renfermée dans une cage d'acajou, fermée à la partie antérieure par une vitre; la partie