CHAPITRE PREMIER GÉNÉRALITÉS — ANALYSE DES GAZ

1. Généralités. — L'analysera pour objet de déterraiiier la composition d'une substance quelconque, chimiquement définie ou non. Elle comprend, en pratique, deux parties essentiellement distinctes : l'analyse qualltaUve, qui indique la nature des éléments qui composent le corps étudié, et l'analyse (inantltatlve, qui en fait connaitre les proportions relatives, en volume ou en poids.

Les métliodes de l'analyse qualitative ne sont autre chose qu'une suite d'essais systématiques ayant pour bases les réactions spéciales, à cliaque élément; quant à celles de l'analyse quantitative, elles consistent

ÉLÉMENTS D\\NALYSE CHIMIQUE

toLites à engager la matière que l'on veut doser clans une combinaison bien clélinie et choisie de telle façon qu'il soit possible d'en déterminer exactement le poids ou le volume : il suffit alors d'un simple calcul de proportion pour déduire de ce poids ou de ce volume la quantité que l'on cherche.

Supposons, par exemple, qu'il s'agisse de faire l'analyse de la pyrite FeS^; pour y déceler la présence du fer et du soufre il nous suffira de la grillei' : l'oxygène de l'air transformera ces deux éléments en oxyde de fer Fe'^0^ et en anhydride sulfureux SO^, reconnaissablés, le premier à sa couleur rouge, l'autre à son odeur piquante.

Pour doser les mêmes éléments nous j)ourrons dissoudre un poids connu de pyrite dans' l'eau r-égale . bouillante, qui transformera le fer en chlorure ferrique et le soufre en acide sulfurique, puis ajouter un excès d'ammoniaque : le fer sera entièrement précipité à l'état de peroxyde, que nous pourrons recueillir sur un filtre, calciner et peser; le peroxyde de ferFe^O^ contenant 70 0/0 de fer métallique, il suffira de multi- |)lier le poids ainsi trouvé par 0,7 pour avoir la quantité de fer cherchée.

Celle du soufre s'obtiendrait non moins facilement, en ajoutant au même liquide un excès de chlorure de baryum, qui précipite l'acide sulfuri(|ue à l'état de sulfate de baryum SO'^Ba, complètement insoluble; comme ('i-dessus on pourra recueillir le prcM-ipiiè et en déterminer le poids : saclumt enfin que le sulfate de baryum rciilcrme 13,73 0/0 de soufre, on multipliera ce~ nombre par 0,1373 et on aura le poids du soufre contenu dans la pyrite analysée.

Il va sans dire que si l'opération est bien faite, la SDmnie des poids trouvés pour le fer et le soirfi*e doit être égale au [)()ids de la pyrite primitive; si elle lui

ANALYSE DES GAZ

était inférieure, ce serait la preuve que la pyrite employée est impure et qu'elle renferme autre chose que du fer et du soufre.

Il n^entre pas dans notre programme de décrire ici toutes les métliodes analytiques en détail; nous nous l>ornerons à quelques indications sur l'analyse des gaz, la détermination qualitative des sels, l'emploi des liqueurs titrées, l'analyse élémentaire des matières organiques et enfin, en appendice, à Fexamen des principales méthodes en usage dans l'analyse pondérale des corps usuels.

Analyse des gaz.

2. Détermination d'un gaz unique. — La détermination d'un gaz, pur ou presque pur, ne souffre aucune difficulté : l'odeur, la réaction sur le tournesol, la comhustibilité, les propriétés comburantes, la solubilité, etc., sont autant de caractères qui lephis souvent dispensent de l'emploi de réactifs spéciaux. Ceux-ci cependant, à cause de la netteté de leurs indications, ne doivent jamais être négligés lorsqu'il y a doute ; c'est pourquoi nous rappelons d'abord les réactions caractéristiques de chacun des gaz ([ue l'on peut avoir à rencontrer en pratique.

Hf/drofjène. — Inodore, combustible ; brûle avec une fiamme pâle en donnant de la vapeur d'eau, sans acide carbonique. Insoluble dans tous les réactifs.

Chlore. — Jaune verdàtre; odeur forte; abs()rf)é par les liquides alcalins et l'azotate d'argent. Décolore le tournesol et la teinture d'indigo. Ne donne pas d'oxygène avec la poudre d'argent, ce qui le distingue de ses oxydes gazeux.

Acide ehlorhijdrlque. — Fume à l'air, les fumées

ÉLÉMEiNTS d'analyse CHIMIQUE

augmentent en présence d'ammoniaque ; odeur piquante ; absorbé par Teau; rougit le tournesol; précipite l'azotate d'argent en blanc; ne se colore pas par addition de chlore.

Acide bromhjjdrlque. — Fume à l'air, les fumées augmentent en présence d'ammoniaque ; odeur piquante; absorbé par l'eau ; rougit le tournesol ; précipite l'azotate d'argent en jaune très paie; prend avec le chlore une couleur orangée, due à la mise en lil)orté du brome.

Acide iodhf/drique. — Fume à l'air; les fumées augmentent en présence d'ammoniaque; odeur piquante, absorbé par Peau; rougit le tournesol; précipite l'azotate d'argent en jaune; prend avec le chlore une couleur brunâtre, due à la mise en liberté d'iode.

Oxygène. — Inodore; active toutes les combustions; se colore en jaune orangé par addition de bioxyde d'azote; aljsoi-bé par le chlorure cuivreux ammoniacal, qu'il colore en bleu, ainsi que par un mélange de pyrogallol et de potasse, qu'il colore en brun.

Ces reactions colorées distinguent nettement l'oxygène du protoxyde d'azote, qui active comme lui toutes les combustions.

Acide sifJ/7t[/drique. — Odeur d'œufs pourris; combustiljle, brûle avec une flamme bleue en dégageant de l'anhydride sulfureux; absorbé par les lessives alcalines, ainsi (|ue par l'acétate de ])lomb et l'azotate d'argent, avec lesquels il donne un précipité noir.

An/ifjdride Hitlfareux. — Odeur piquante de soufre brûlé ; absorbé par les lessives alcalines, l'azotate d'argent et le borax; rougit le tournesol. Ses dissolutions, au contact du zinc, donnent de l'acide liydrosulfureux qui décolore l'indigo.

ANALYSE DKS GAZ

AoO^e. — Inodore; incombustible et impropre à la combustion; insoluble dans tous les réactifs. iNIélangé d'oxygène il donne des vapeurs rutilantes de peroxyde d'azote sous l'action des étincelles électriques.

Ammoniaque. — Odeur forte; absorbé par l'eau; Ijleuit la teinture rouge de tournesol. Ses dissolutions précipitent en jaune brun le réactif de Nessler [iodomercurate de potassinm alcalin).

Protoxijde d'azote. — Inodore; active toutes les combustions; ne se colore pas par addition de bioxyde d'azote; sans action sur le clilorure cuivreux ammoniacal, ainsi que sur un mélange de pyrogallol et de potasse; absorbé par l'alcool.

Bioxfjde d'azote. — Odeur de peroxyde d'azote; devient rutilant à l'air; absorl)é par le sulfate ferreux, qu'il colore en brun.

Hiidrorjène phospJioré. — Odeur d'ail; combustible, l)rûle avec une flamme blanche, en répandant des fumées d'acide pliospliorique ; absorbé [)ar le chlorure cuivreux, en solution chlorhydrique, et par l'azotate d'argent, qu'il précipite en noir.

Méthane. — Inodore ; combustible, Ijrùle avec une flamme pâle en donnant de la vapeur d'eau et de l'acide carbonique; insoluble dans tous les réactifs.

Ethijlène. — Presque inodore à l'état [)ur; coinbustil)Ie, brûle avec une flamme échiirante, non fiiligi neuse; absorbé par le brome.

Acétf/lène. — Odeur alliacée; combustible, brûle avec une flamme éclairante, fuligineuse; al)S!)rbé parle brome; précipite le chlorure cuivreux aiii moniacal en rouge.

CXr//rle de rrfrhone. — Inodore; combustible, brûle

0 ÉLÉMENTS D'ANALYSE CHIMIQUE

avec une flamme bleue en donnant de Tacide carbo nique, sans vapeur d'eau; absorbé par le chlorure cuivreux ammoniacal sans coloration.

An/i(jdride carbonique. — Inodore; incombustible et impropre à la combustion; absorbé par les lessives alcalines; précipite Teau de chaux et Teau de baryte en blanc; sans action sur le borax.

Cfjanogène, — Odeur d'amandes amères; combustible, brûle avec une flamme pourpre, en dégageant de l'acide carbonique et de l'azote; absorbé par la potasse. Ses solutions alcalines, additionnées de sulfate ferreux et de chlorure ferrique, donnent du bleu de Prusse quand on les sursature par l'acide clilorhydrique.

Le tableau suivant, qui résume les principaux de ces caractères, montre aussi nettement que possible la marche qu'il conviendra de suivre pour déterminer un gaz de nature inconnue (1).

3. Analyse qualitative d'un mélange de gaz. — Lorsqu'il s'agit de déterminer la nature d'un mélange gazeux on fait encore usage des mêmes caractères; si le gaz est odorant et fumant à l'air on y recherchera les

(l) Nous n'avons pas compris dans ce tableau le tluorure de bore, le fluorure (^e silicium ni les hydrogènes arsénié et siUcé que l'on ne rencontre que très exceptionnellement. Les deux premiers se reconnaissent à ce qu'ils fument à l'air et sont absorbés par l'eau en donnant des liquides fortement acides (le- fluorure de silicium donne en môme temps un pré cipité de silice gélatineuse). Enfin les arseniure et siliciure d'hydrogène se reconnaissent à ce qu'ils sont combustibles et donnent en bridant de l'acide arsénieux et de l'acide silici(jue. ï/liydrogène ar.-ienié possède une fortj odeur d'ail.

ANALYSE DES GAZ

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'ÉLÉMENTS d'analyse CHIMIQUE

hydracides de la famille du chlore ; si en même temps le gaz décolore la teinture de tournesol, on conclura à la présence du chlore libre, qui exclut naturellement celle de l'acide bromhydrique, de l'acide iodhydrique, de l'ammoniaque, de l'acide sulfureux, de l'acide suifhydrique, de l'hydrogène phosphoré, de Péthylène, de l'acétylène et du cyanogène, en un mot de tous les gaz sur lesquels le chlore exerce une action quelconque.

Si le gaz colore en bleu un mélange d'iodate de potassium et d'amidon, on pourra affirmer la présence de l'acide sulfureux; enfin, l'ammoniaque, qui est incompatible avec le chlore et tous les gaz acides, se re connaîtra au moyen d'un papier de tournesol rouge. Ces premières constatations faites, on agite une partie du mélange gazeux avec une dissolution de potasse, qui absorbe tous les gaz acides, et on recherche dans le liquide l'acide sulfhydrique, au moyen d'un sel de plomb, et le cyanogène, avec un mélange de sels ferreux et ferriques.

Si le gaz restant noircit l'azotate d'argent, c'est qu'il renferme de l'hydrogène phosphoré ; on Tagile alors avec un excès de ce réactif et on recherche dans le résidu gazeux l'oxygène, par le pyrogallol et la potasse, l'éthylène, par le brome, et l'oxyde de carbone, ainsi que l'acétylène, par le clilorure cuivreux ammoniacal. S'il reste encore un gaz combustible, ce ne peut être que de l'hydrogène ou du méthane ; on fera brûler celui-ci avec un excès d'oxygène, dans un eudiomètre, et on recherchera si les produits de combustion renferment de l'acide car])onique ; enfin, on absorbera Pexcès d'oxygène par un mélange de ])yrogallol et dépotasse; s'il y a un résidu, ce ne peut plus être que de l'azote ou de l'argon.

Pour déceler l'acide carbonique, dans un mélange

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de gaz complexe, le meilleur moyen est de traiter ce mélange par une petite quantité de borax, qui s'empare de tous les acides forts, et de le faire passer ensuite dans l'eau de chaux : l'acide cai'bonique donne alors un précipité blanc caractéi'isti(|Lie de carbonate de calcium.

Remarque. — Lorsqu'on fait usage, dans une analyse de gaz, de réactifs volatils, tels que le brome ou la solution ammoniacale de chlorure cuivreux, il est indispensable, avant de continuer les essais, d'enleVer toutes les vapeurs que ces réactifs ont pu laisser dans le résidu gazeux; pour cela, on agite celui-ci avec une dissolution d'acide sulfurique ou de potasse, suivant qu'il renferme de l'ammoniaque ou du brome.

Ce dernier réactif ne doit jamais être employé que sur la cuve à eau, parce qu'il attaque énergiquement le mercure; il en est de même de l'azotate d'argent, qui se transformerait en azotate merciirciix et auuilgame d'argent.