L’ANALYSE DES GAZ

INTRODUCTION

La détermination de la nature des gaz et de leurs proportions joue un rôle très important dans les études chimiques, tant au point de vue des théories de la Chimie générale que de ses applications. Celles-ci, en effet, se rencontrent continuellement, soit dans les autres Sciences : Sciences agricoles et naturelles, Médecine, Physiologie animale et végétale, Minéralogie, Géologie, Sciences historiques, telles que l’Archéologie, etc.; soit dans la technique des industries et fabrications les plus variées et plus particulièrement dans celles qui concernent l’emploi de la Chaleur et des combustibles : l’Éclairage, l’Électricité, la Métallurgie, la Céramique, l’exploitation des Mines, etc.

Au point de vue de la théorie, la plupart des problèmes se présentent sous une forme plus simple lorsque les réactions sont effectuées sur les corps gazeux que sur les corps solides ou liquides. En effet, les poids moléculaires des corps simples et composés sont proportionnels aux volumes gazeux; de telle sorte que les formules des réactions et les rapports des corps qui interviennent se traduisent immédiatement dans les analyses des gaz. Par exemple, l’analyse pondérale de l’eau indique seulement que ses éléments, l’hydrogène et l’oxygène, sont unis dans 1008 d’eau, suivant le rapport de iis,i6 d’hydrogène à 88s, 84 d’oxygène, rapport numérique qui ne dit rien à première vue. Tandis que les réactions gazeuses montrent que deux volumes d’hydrogène s’unissent exactement à un volume d’oxygène pour former deux volumes de vapeur d’eau : ce qui se traduit immédiatement par la formule atomique H2 O.

La connaissance exacte des gaz offre cet avantage d’être plus prompte el plus facile à acquérir que celle des substances solides ou liquides, objet de l’examen et des analyses chimiques ordinaires. Il en est ainsi parce qu’elle porte sur un nombre de corps ineompa* rablement plus limité, une soixantaine environ, dont quinze à vingt au plus se présentent communément. Aussi la constatation des éléments existant dans les corps et celle de leurs proportions relatives peuvent être faites, dans un grand nombre de cas, bien plus vite et plus nettement par l’analyse gazeuse que par l’analyse pondérale; car elles ne comportent ni la lenteur des pesées, ni les délais du lavage des précipités.

L’analyse gazeuse permet, en outre, d’opérer sur des quantités de matière beaucoup plus petites. En effet, la limite d’exactitude des pesées s’élève à de milligramme avec les balances jusqu’ici usitées en Chimie; tandis que l’on peut mesurer avec précision des volumes gazeux à de centimètre cube près, c’est-à-dire jusqu’à une limite pondérale cinquante fois plus petite environ. Aussi peut-on faire des analyses exactes sur icm3 à 2cm3 de gaz, à la rigueur; tandis que les mêmes analyses seraient impraticables sur ims à 2ms. Ajoutons enfin que, le nombre des gaz étant limité à une soixantaine, leur reconnaissance exacte et, par suite, celle de leurs éléments, est bien plus aisée et plus sûre que celle des composés liquides ou solides, qui se comptent par milliers.

Ce n’est pas tout. En effet, toutes les fois que la nature exacte des corps susceptibles de concourir à une réaction, ou d’y prendre naissance, est connue, il est possible et souvent opportun d’appliquer les méthodes gazométriques dans un domaine plus étendu que celui qui vient d’être défini. Car ces méthodes sont applicables en principe et en pratique à toute substance vaporisable dans l’atmosphère d’un gaz permanent, tel que l’azote, ou l’hydrogène, ou l’oxygène, lorsqu’elles possèdent une tension de vapeur suffisante pour constiluer ainsi un mélange complètement combustible.

C’est ainsi que, au cours de mes recherches sur l’hydrogénation des composés organiques, j’ai pu brûler dans l’eudiomètre, par les procédés les plus corrects, en les vaporisant dans l’oxygène, la vapeur de benzène C°H6, qui bout à 8o°; la vapeur de l’bexane C6HU, qui bout à 68°; la vapeur de l’amylène C5 H 10 et de son hydrure C3H12, ainsi que celle du carbure C5H8, tous corps qui bouillent entre 3o° et 4o°; la vapeur du diacétylène C4H4, etc. On peut aussi brûler par l’oxygène, avec mesure exacte des produits, un système combustible plus complexe, constitué par un corps très volatil unique, vaporisé

INTRODUCTION

dans iatm d’hydrogène, tel que l’acide cyanhydrique CAzH, l’aldéhyde C2H40, ou l’éther OH10 O; pourvu que le mélange ne contienne pas d’autres corps combustibles.

Ce genre d’applications permet ainsi de séparer et d’établir exactement l’analyse de substances qu’il serait impossible d’isoler en quantités suffisantes pour les soumettre à l’analyse pondérale ordinaire.

En raison de ces circonstances, il y a avantage, et j’ajouterai facilité, à ramener l’étude chimique d’un grand nombre de problèmes, soit de Science, soit d’industrie, aux méthodes gazométriques.

Le présent Ouvrage est partagé en cinq Livres.

Le Livre premier est intitulé : Récolte des gaz. il expose les moyens et appareils employés pour recueillir et conserver les gaz. On se bornera aux renseignements généraux utilisables au cours des analyses, sans entrer dans le détail des préparations et autres questions traitées dans les Ouvrages de Chimie proprement dits.

Le Li vre deuxième a pour titre : Méthodes d’analyse qualitative . partagées en treize Chapitres consacrés :

A l’examen des propriétés physiques les plus apparentes;

Des actions générales de l’air et de l’eau;

Des actions chimiques de la chaleur ( analyse pyrogènée )*;

Des actions de la lumière (analyse spectroscopique, en particulier);

Des actions de l’électricité [analyse électrique, étincelle et effluve );

Ainsi qu’à l’étude de l’action des réactifs dissolvants ( analyse pardissolvants) ;

Des actions chimiques de l’oxygène ( analyse par combustion );

De l’action des réactifs gazeux sur les gaz;

De l’action du brome sur les gaz;

De l’action des acides et des alcalis sur les gaz;

De l’action des composés oxydables ;

De l’action des métaux, oxydes et sels métalliques, toujours sur les gaz.

Le Livre troisième décrit les méthodes générales de l’analyse quantitative des gaz : appareils et instruments de mesures, éprouvettes graduées, cuves, eudiomètres et appareils spéciaux, applicables les uns aux études scientifiques rigoureuses, les autres aux analyses industrielles.

Le Livre quatrième expose les Monographies, c’est-à-dire les caractères propres à chaque gaz particulier.

Et le Livre cinquième a pour objet la Reconnaissance et le dosage des gaz isolés et des mélanges les plus importants susceptibles de se présenter au cours des études chimiques.

Tous ces procédés et méthodes seront présentés sous la forme la plus élémentaire et pratique.