Calcination simple à l'air

On emploie pour cette opération le fourneau à mouQe de la figure 54.

C'est un cylindre creux en terre réfractaire, dont l'axe est hori-

zontal HH. La base antérieure est percée d'un trou demi-circulaire pour laisser pénétrer, et soutenir d'un bout, la moufle M dont l'autre bout repose à l'intérieur, près de II', sur des dés en terre. Une batterie de 4 ou 5 tubes Bunsen TF chauffe cette moufle par

le mélange de gaz et d'air ordinaire. On arrive aisément, avec un peu de pression du gaz, à une température cerise clair. Le sucre, pesé dans une capsule de platine, ou porcelaine, est introduit par d^rés dans la moufle et peut être calciné en peu de temps.

Quand les cendres sont blanches on en prend le poids.

Dans ce procédé ou perd les sels volatils ou une partie de ceux qui se décomposent. On ne saurait s'en tenir à cette erreur et le procédé n'est plus employé sans modification.

499. On améliore fortement la méthode en calcinant non plus à l'air, mais dans un tube fermé par des bouchons, traversés par les tubes convenables pour opérer dans l'oxygène au Heu d'air. TT (fig. 55) est un tube de verre dur fermé par deux bouchons

T et T. Ce tube est chauSë dans un fourneau à plaques ou briques de terre mobiles. On modère la température en l'entourant d'une gouttière de clinquant, l'enveloppant aux trois quarts; le sucre analysé, calciné préalablement en masse charbonneuse dans une capsule de tôle bien nette (ou de platine) est introduit dans une

nacelle longue au milieu du tube ; on ajuste l'appareil F P formé d'un gazomètre F rempli d'oxygène qu'on en fait sortir par le tube A au moyen de l'eau d'un réservoir R, versée par l'entonnoir E, à long tube E M, et qui se dessèche en traversant la pierre ponce P. On chauffe doucement ; dès que l'oxygène permet de rallumer les allumettes presque éteintes au bout du tube 0, la masse charbonneuse brûle avec une extrême facilité, elle devient blanche. Les chlorures se volatilisent, mais ils ne peuvent aller au delà de quelques centimètres sans être condensés en poussière blanche. (E. M.) On ne perd ainsi que la partie organique et l'acide azotique des azotates. Les résultats sont donc plus exacts et plus comparables.

4L30. Pour éviter toute perte autre que celle des parties organiques, on a conseillé de traiter la matière sucrée par l'acide sulfurique. Les chlorures sont de cette manière changés en sulfates fixes ; les azotates et tous les sels dont l'acide est volatil deviennent aussi des sulfates. On amène la masse saline par cette méthode à un état constant avec assez de facilité.

L'opération est simple ; on humecte le sucre, par exemple, avec de l'acide concentré; on place la capsule dans la moufle de la figure 54; d'abord à l'entrée, jusqu'à ce que tout le boursouflement soit complet; puis au fond, pour faire brûler le carbone. On attend jusqu'à ce que la masse charbonneuse soit réduite en une cendre blanche, ou un peu rougeâtre, quelquefois demi-fondue, mais sans aucune parcelle noire. Il convient d'opérer sur 5 grammes de sucre pesés au milligramme ; et de faire la calcinalion première en deux fois, à cause du boursouflement.

Soit R le poids du résidu : il est clair que R X 20 = cendres dans 100 de sucre. Ainsi R= 0^,468. Le sucre analysé fournit donc 3.36 pour 100.

431 . La combustion des sucres, sirops ou mélasses, est facilitée à un très-haut degré par l'inversion préalable. Rien de plus difficile que de brûler un sucre candi, par exemple : le charbon est d'une incinération pénible et longue. Prend-on la précaution de l'invertir par 1 ou 2 millièmes d'acide sulfurique en deux minutes d*ébulUtion,

ce simple changement donne un sirop d'une incinération facile et prompte. L'effet est si prononcé que je dois attirer sur ce point Tattention, non-seulement de l'analyste, mais celle du philosophe. A mes yeux, il y a là une preuve des plus claires du dédoublement ou détriplement du sucre par l'inversion ; C'^H^^ laisse un charbon condensé, du charbon de sucre (G^*) après l'inversion, il est réduit au moins en C^^, sinon en G* , et laisse un charbon incomparable* ment plus combustible.

Pour l'analyse, on peut éviter la masse d'eau, l'évaporation, etc., en traitant 100 grammes de sucre par 1 ou 2 c. c. d'acide sulfurique normal et 30 à 35 c. c. d'eau dans la capsule de platine même où doit être opérée la combustion. Il est facile de faire évaporer cette petite quantité d'eau sans perte, et la calcination ne présente aucune difficulté sérieuse.

Même pour les sirops ou mélasses, cette précaution est bonne à prendre, que l'on veuille ou non faire la calcination sulfurique. Dans ce dernier cas, on ajoute l'acide nécessaire après l'inversion, dix minutes après le commencement du chauffage.

439. La détermination du poids des cendres laissées par un poids déterminé de sucre doit donc être faite en commençant par invertir ce corps d'une manière complète : on vient de voir l'avantage de cette inversion. Le sucre normal est d'une combustion difficile : on le carbonise d'abord aisément; mais une fois carbonisé, l'oxydation en est très-rebelle : une température élevée, un flux d'air abon* dant, ne suffisent pas sans beaucoup de temps. Le charbon de sucre est plus difficile à brûler que le diamant. Ghose singulière, le sucre inverti, dont la composition paraît différer si peu de celle du sucre normal, présente sous ce rapport une différence on ne peut plus digne d'attention. Après avoir dissout le sucre normal dans trois fois son poids d'eau, on ajoute 1/500 d'acide sulfurique, et on fait bouillir pendant deux minutes : l'inversion est complète. Le liquide ainsi obtenu, purifie, ou non, par un peu de carbonate de baryte, puis filtré, peut être évaporé au bain d'eau, ou à feu nu; carbonisé ensuite^ il brûle avec une facilité extraordinaire bien avant le rouge

visible. Un ou plusieurs points s'enflamment, et la combustion se propage en rappelant celle de l'amadou. Il n'est besoin ni de mouffle, ni d'oxygène pur. A l'air, dans une capsule de fer baltu, son incinération est très-prompte.

Pour une analyse quantitative, il convient d'opérer en deux temps. On carbonise d'abord dans la capsule ; on introduit ensuite le charbon dans un tube de verre de Bohême ou de verre vert, effilé : un courant d'air amené dans ce tube, soumis à la température convenable, donne promptement l'incinération complète, sans fusion ni déformation du verre.

Il est possible d'obtenir ainsi les cendres du sucre vraies : l'emploi de l'acide sulfurique et la formation de sulfates n'a plus aucun avantage : il est bon, je pourrais dire nécessaire, d'y renoncer et d'éviter les erreurs de comparaison, plus ou moins fortes, mais inévitables, de cette méthode.

433. Reprenons l'exemple du § 419, celui d'un sucre donnant 3.36 pour 100 de cendres ; ce sucre fournit 3.36 de cendres sulfatées; mais à combien de $eb vrais ces cendres correspondent-elles? Les études comparatives ont conduit à admettre que les cendres sulfatées ont un poids supérieur à celui des sels vrais, et pour ramener ce poids supérieur au poids réel on a donné le coefficient 0.9. Plus tard ce coefficient a été réduit à 0.86 et même à 0.8 (1).

Nous aurions ainsi 3.36 x 0.86 = 2.8896 et X 0.8 = 2.688.

Un inconvénient grave de l'estimation des sucres d'après la quantité des cendres a été signalé en 1868 (2). « Des quantités assez importantes de substances insolubles, suspendues dans la mélasse, s'en précipitent avec les cristaux de sucre, et se trouvent dans les cendres sans cependant avoir d'influence sur le rendement. >

Un sucre titrant 91 pour 100 au saccharimètre, a donné, sur 5 grammes, 0.157 cendres sulfatées ou 3.14 pour 100 cendres, qui X 0.9 = 2.83. Avec le coefficient 5, ce chifire correspond à

(1) Journal des fabricants de sucre, \o octobre 1874 et 7 janvier 187.^.

(2) Joum, fUr praktiscfie Chemie, CIII, 1.

14.5 pour 100 sucre à déduire. Mais en repreûant les cendres par l'eau à trois reprises dans la capsule, et faisant sécher le résidu, . on ne trouve plus que 0.117 cendres (au lieu de 0.157), ce qui conduit à 10.55 sucre à déduire.

Tous les vendeurs ont donc, d'après Taussig, intérêt à exiger la recherche de la matière insoluble.

Il serait beaucoup meilleur d'enlever cette matière insoluble en faisant dissoudre les 5 grammes dans 15 d'eau, filtrant, évaporant avec un peu d'acide, etc. (§ 431).

434. L'importance de la mesure des sels est fondée, comme nous l'avons dit, sur le rôle qu'on leur attribue dans la cristallisation : mais ce rôle est, encore aujourd'hui, fort mal connu. J'ai indiqué (§ 161) la puissance du glucosate d'iodure de sodium pour nuire à la cristallisation du sucre. Ce pouvoir est incroyable, j'y reviendrai dans le 2* volume; mais je dois dire, dès à présent, qu'il est hors de toute proportion avec celui des autres sels dont^on s'était préoccupé depuis longtemps.

Il est par conséquent très-difQcile de fixer avec précision un coefficient de puretéy c'est-à-dire la quantité de sucre dont un poids connu de plusieurs sels empêche la cristallisation.

La pensée d'établir un coefficient de pureté pour les sucres a été d'abord exprimée par Clerget. c La difQculté d'extraction pour tous

> les mélanges intermédiaires doit être sensiblement exprimée pai* ) les variations que l'on trouvera dans ces mêmes mélanges entre

> le rapport du titre saccharin et la densité. » Ce rapport, Clerget lui donnait un sens bien plus juste et plus vrai que celui dont on s'est contenté plus tai*d. Il venait de montrer, par le saccharimètre, que les mélasses les plus riches en sucre n'en contiennent pas plus de 50 pour 100, et il en concluait que les matières étrangères, dans un sucre brut, devaient entraîner au raffinage une diminution du produit égale à leur simple poids (1).

Le coefficient 5 est une des plus fâcheuses suggestions de Peligot,

(1) Comptes rendus, XXIII, 511.

qui en a eu tant d'autres. Il a été produit par ce chimiste dans un rapport sur son travail relatif à l'analyse des sucres bruts, et il Ta été sans aucune preuve, uniquement pour aggraver le reproche que Peligot adressait au saccharimètre, de ne pas tenir compte des sels qui font, suivant lui, perdre au raffinage de 4 à 6 fois leur poids de sucre; en moyenne, 5 fois (i).

Tel est le point de départ d'une erreur devenue si préjudiciable aux fabricants. Je dis erreur, parce que l'assertion de Peligot n'a jamais reçu l'ombre d'une démonstration, et surtout, parce qu'il est on ne peut plus évident que l'influence des sels est variable comme je Tai démontré depuis (2).

Plus tard on a modifié ce coeflicient, mais sans raison valable. Je passe les chifires sous silence pour ne pas m'obliger à une critique des plus sévères. Aujourd'hui le coefficient est fixé par les parties dans chaque transaction. Mais je tiens à le dire, il n'a rien de scientifique.

438. On mesure souvent les sels ou plutôt la masse totale des substances étrangères au sucre^ le non-sucrey par une méthode très-empirique, mais rapide. On prend la densité d'un jus par le densimètre, soit 5%4 (D = 1054). On calcule ce que cette densité représente de sucre comme si le liquide était une solution aqueuse de sucre pur. On trouve dans ma Table (§ 25) 13.930. En second lieu on soumet le jus au saccharimètre et l'on trouve 11.04. On admet que la difi^érence des deux nombres exprime les sels ou le non-sucre, ce qui donne 2.89 pour 100.

Mais cette méthode est grossière. La densité des jus bruts n'est pas donnée bien exactement par les densimètres. Leur viscosité très-variable, suivant l'état des betteraves (ou même des cannes), rend les indications très-peu sûres ; d'un autre côté la densité des sels n'est pas du tout la même que celle du sucre ; on résout donc une question complexe par deux données incertaines.

(1) Comptes rendus, XXII, 1138; XXIII, 258.

(2) Comptes rendus et Journal des fabricants de sucre, U mars 1870.

ANALYSES. i11