DES GAZ
INTRODUCTION
L’analyse quantitative des gaz peui. être réalisée en suivant trois ordres de mesures, savoir :
Les mesures de volumes;
Les mesures de poids;
Et les mesures de volumes liquides, par liqueurs titrées, mesures qui dérivent des précédentes.
§ 1. — Mesures de poids.
Les mesures de poids consistent à transformer tout, ou fraction connue d’une quantité de gaz déterminée, et que l’on change en produits solides ou liquides, susceptibles d’être pesés à la balance.
Ces mesures peuvent porter d’ailleurs soit sur une quantité définie de gaz, pesé dans un ballon, par les méthodes des physiciens.
C’est à ce procédé que Dumas a eu recours dans ses expériences classiques sur la composition de l’air en poids : l’azote, provenant d’un certain volume d’air débarrassé de son oxygène par son passage sur du cuivre chauffé, était reçu dans un ballon vide, dont l’augmentation de poids indiquait la quantité d’azote contenue dans la masse d’air considérée.
On peut aussi se borner à mesurer le poids des produits de transformation d’un gaz, en déterminant le volume initial de ce gaz fourni par un gazomètre (procédé statique);
Ou bien par un compteur (procédé dynamique).
Mais, dans ces derniers cas, il est nécessaire d’opérer sous des conditions bien définies de température et de pression : soit que l’on connaisse exactement la densité du gaz ou mélange initial, ce qui permet d’en déduire le poids;
Soit que l’on recherche seulement le poids absolu d’une fraction de quelqu’un des gaz mélangés dans le volume total.
Ainsi, par exemple, on peut doser par pesée Y acide carbonique contenu dans un mètre cube d’air, pris à une température et pression déterminée; on fait passer ce dernier dans une solution de potasse, après en avoir absorbé la vapeur d’eau à l’aide d’un agent dessiccateur tel que l’acide sulfurique concentré; ce qui donne en même temps le poids de la vapeur d’eau , etc.
De même, Yhydrogène sulfuré contenu dans un gaz, en l’absorbant par le sulfate de cuivre;
Le carbone et Y hydrogène renfermés dans le gaz d’éclairage, en dirigeant un volume connu de ce gaz sur de l’oxyde de cuivre chauffé au rouge : on pèse l’acide carbonique et l’eau, comme il vient d’être dit, etc.
Liqueurs titrées.
Au lieu de peser un gaz, après l’avoir recueilli dans un absorbant, on peut l’y doser par les méthodes usitées en analyse ordinaire lors de l’emploi des liqueurs titrées.
Ainsi Y ammoniaque sera dosée par la variation du titre acide d’une solution titrée convenablement d’acide sulfurique;
Le gaz chlorhydrique , par une solution titrée de potasse ou de soude ;
L'acide carbonique , en le précipitant sous forme de carbonate de chaux ou de baryte, dans une solution titrée de ces alcalis, prise sous un volume connu. On laisse la liqueur s’éclaircir à l’abri du contact de l’air; puis on prélève avec un© pipette jaugée une fraction mesurée de la liqueur claire et on la titre alcalimétriquement.
Une solution titrée d’azotate d’argent peut servir de même à déterminer le gaz chlorhydrique ou suif hydrique, s’il n’existe dans le mélange gazeux étudié qu’un seul gaz capable de la précipiter.
Le chlore, le gaz sulfureux, le gaz suif hydrique , Y ozone, etc., se prêtent aisément à des déterminations par liqueurs titrées. Nous n’insisterons pas davantage, ces méthodes rentrant dans l’analyse ordinaire.
MÉTHODES GÉNÉRALES
§ 3. — Mesures de volume en général.
Les mesures de volume des gaz exigentdes procédés de dosage et des appareils spéciaux. Indiquons d’abord quelques formules générales.
Pour comparer les résultats des analyses gazeuses par volume, on ramène généralement toutes les mesures à ce qu’elles seraient à zéro degré, à 76omm de mercure et à l’état de siccité : c’est l 'état normal.
D’après la loi de Boyle-Mariotte, p étant le poids d’un gaz, v son volume,
(i) /2c = const.
S’il y a un changement de température, intervient la loi de Gay- Lussac
pv = j°0<;0(i + a0, a = o, 00367
Le volume e0, en fonction du volume occupé par la masse gazeuse à la température t et sous la pression p , sera dès lors
Po(l + a0
L’ensemble de ces deux lois est représenté par une expression de la forme
(3) pv = otpQv0 T,
(4) p c =- RT ,
c’est l’équation du gaz à partir de la température absolue. R est la constante des gaz :
R = ocp0 e0.
A la température o°, l’expression (4) devient
Po <’o= K x 273;
p0 étant parfaitement défini, on prend pour e0 le volume occupé par la masse du gaz correspondant à son poids moléculaire exprimé en grammes : soit 2232cm3.
Quand un gaz est saturé de vapeur d’eau, celle-ci acquiert dans le mélange une certaine tension, toujours la même dans les mêmes circonstances, dans le cas où le gaz ne contracte avec l’eau aucune combinaison stable ou dissociable;
Dans celte hypothèse, pour avoir le volume réel occupé par le gaz considéré, il faut alors l’envisager sous une pression égale à la pression du mélange, exprimée en millimètres de mercure, diminuée de la valeur de la tension propre à la vapeur d’eau /, exprimée également en millimètres de mercure. Dès lors à zéro degré, sous la pression de 760™™, le volume ç0 d’un gaz humide à la température i, sera
Le poids d’un volume de gaz saturé d’humidité
i + at
/étant la tension maxima de la vapeur d’eau à t°.
S’il n’est pas saturé, on détermine l’état hygrométrique £, rapport de saturation, la tension réelle étant fz.
En général on mesure les gaz secs, on saturés de vapeur d’eau.
Cependant, répétons-le, le volume d’un gaz ne suffit pas à déterminer la quantité, masse ou poids de ce gaz, si l’on ne définit en même temps la pression supportée par le gaz, ainsi que sa température. Connaissant ces deux données, on peut alors, de l’observation du volume, déduire le poids du gaz. On sait, en effet, que l’on a, entre le poids P d’un gaz exprimé en grammes, son volume v exprimé en litres, sa densité 1) par rapport à l’air, sa température t en degrés centigrades et sa pression H en millimètres, la relation
P = pDx i , 2q3 x — - x
cHD
cHD
T désignant la température absolue.
11 faut donc, pour déterminer la quantité d’un gaz, connaître son volume, sa pression et sa température.
