III. Technique expérimentale

Il convient pour terminer de donner quelques détails sur la technique de laboratoire, un peu spéciale, que comportent les travaux que nous venons de résumer1. Les éléments les plus importants sont les suivants :

Robinetterie rodée. — Le bon robinet de verre, rodé, tenant le vide, est livré actuellement de façon courante par l’industrie2; on peut d’ailleurs en améliorer ou corriger facilement le rodage, au moyen de poudres d’émeri très fines.

Le lubréfiage du robinet et de toutes les parties rodées, se fait généralement avec une composition à base de caoutchouc3 qui doit satisfaire aux trois conditions suivantes : ne pas être attaquée par le gaz avec lequel elle est en contact; ne présenter à la température des expériences qu’une tension de vapeur nulle ou négligeable ; être entièrement soluble dans un dissolvant volatil (alcool, éther, etc.). Cette dernière condition est essentielle pour effectuer avec exactitude la pesée d’appareils terminés par des raccords rodés.

Raccords rodés. — Les diverses parties des appareils qui doivent être démontées — notamment pour les

1 On consultera avec fruit sur ce sujet l’excellent manuel : M. W. Travers, Exper. Unters. von Gasen , Braunschweig, 1905.

2 Nous avons employé très fréquemment la robinetterie de la maison Geissler, à Bonn am Kh.

3 La composition recommandée par Travers est: 16 p. caoutchouc, 8 p. vaseline, 1 p. paraffine.

On peut la faire varier dans de larges limites. Pour le gaz NOC1, la matière lubréfiante a été préparée en dirigeant un courant de chlore sec dans un mélange de stéarine et de paraffine fondue et en chauffant ensuite le produit pendant quelque temps dans le vide.

pesées — se terminent par des raccords rodés; nous avons utilisé deux formes: a) le raccord conique (fig. I I ), b) le raccord plat (fig. 12).

Fig. 11. Raccord conique, avec deux ressorts de laiton.

Avec le premier, l’étanchéité est assurée par de petits ressorts en laiton ; avec le second par des pinces avec vis de serrage.

Fig. 13.

Chalumeau à main . — Lorsqu’on travaille avec des gaz purs, on doit éviter systématiquement de raccorder les diverses partise d’un appareil fixe par des tubes de caoutchouc. Dans ce but, ces diverses parties sont soudées en place, bout à bout, au moyen du chalumeau à main. Un modèle très bon marché, que Ton peut établir facilement dans tous les laboratoires, est représenté par la fig. 1 3 ; un autre modèle, en usage au laboratoire du professeur Ramsav, et livré par les constructeurs anglais, est représenté par la fig. I 4 \

1 D’autres modèles, un peu plus coûteux et très commodes aussi sont livrés par l’industrie.

Pesée des gaz. — Se fait de plusieurs manières:

a) dans les ballons à densité avec les précautions que comporte ce genre de déterminations ;

b ) dans de petites ampoules de verre, munies d’un bon robinet, dans lesquelles les gaz facilement liquéfiables tels que S02, NOC1, peuvent être pesés ; la pression intérieure atteint 2 à 3 atm. Les robinets doivent être munis d’une pince de serrage. Pour assurer la sortie régulière du gaz, le robinet est précédé d’un étranglement capillaire de très petite section.

c) dans des ampoules munies de robinets et contenant du charbon (de préférence de noix de coco), en utilisant la propriété que possèdent plusieurs gaz de se condenser plus ou moins abondamment dans le charbon, et de s’en dégager sous l’action d’une élévation de température; nous avons pesé ainsi, à Genève, les gaz NH3, N20, HCl;

d) dans une petite bombe en acier d’un poids inférieur à 500 gr., selon la méthode très ingénieuse proposée par Dixon et Edgar1 ; un de ces appareils actuellement en construction sera prochainement mis en expérience.

Purification physique des gaz. — Après avoir éliminé autant que possible, par des réactifs appropriés, les impuretés inévitables qui accompagnent presque

Fig. 14.

Dixon et Edgar, Phil. Trans. Roy. Soc. A. t. 209, p. 6 (1908).

toujours un gaz formé dans une réaction chimique donnée, la purification physique du gaz peut se faire de deux manières :

a) Par distillation fractionnée : L'appareil le plus simple comprend au moins deux ampoules verticales A et B(fig. 1 5), montées sur un tube horizontal mn. Le gaz

Fig. 15. Appareil pour la distillation fractionnée des gaz liquéfiés.

à purifier étant liquéfié en A, on entraîne d’abord par a les parties les plus volatiles; fermant ensuite le robinet ri et ouvrant r2, on fait passer la plus grande partie du produit dans l’ampoule B en portant celle-ci à une température basse (on l’immerge, à cet effet, dans un gaz liquéfié, placé dans un cylindre, à double paroi, du système Dewar) ; on suit la marche de la distillation au manomètre à mercure M ; avant qu’elle ne soit terminée, on ferme r2 et ouvre de nouveau r1

pour entraîner les produits les moins volatils par a ; le cœur du produit se trouve ainsi en B. Répétant sur celui-ci la même opération — au moyen des robinets r2 et r3 et de la prise de vide b, — on fait passer en A une partie encore mieux rectifiée, et ainsi de suite. En m se trouve, par exemple, un raccord plat, permettant ensuite de faire passer le gaz pur dans l’appareil ou il doit être utilisé ou pesé; l’extrémité n avait été précédemment reliée aux appareils générateurs de gaz brut, soit par un raccord plat ou, ce qui est mieux encore, par soudure des tubes de verre.

b) Par cristallisation ou congélation fractionnée : L’appareil le plus simple comprend deux ampoules A et B, reliées entre elles comme l’indique la fig. 1 6. Le

ri r 2

Fig-. 16. Appareil pour la cristallisation fractionnée des gaz liquéfiés.

gaz liquéfié, étant rassemblé par exemple en A, est congelé en majeure partie par refroidissement ; la portion restée liquide, la moins pure, est alors transvasée dans l’ampoule B en inclinant convenablement tout l’appareil. Puis, fermant le robinet r1 et ouvrant r2, on

chauffe modérément (à la chaleur de la main) l’ampoule B ; la partie restée liquide est ainsi très rapidement éliminée ; la même opération peut être répétée plusieurs fois. A la fin, le gaz pur est transvasé dans l’appareil où il doit être utilisé, ou conservé dans l’ampoule À ; dans ce cas, on le refroidit à très basse température (pour que la tension de vapeur soit négligeable) et l’on ferme en a d’un coup de chalumeau.

Matériel auxiliaire. — Les principaux appareils auxiliaires employés ont été les suivants :

a) ïïègles graduées sur verre divisées en cm. et mm. (on apprécie facilement, avec un peu d’habitude, le V10 de mm.) pour la construction des manomètres exacts à mercure \

b) Pompe de Tœpler , pour faire le vide ; les plus simples sont les meilleures. Le corps principal coûte une vingtaine de francs pour une bonne grandeur courante; on le monte ensuite au laboratoire sur tubes de verre soudés.

Plus récemment, et pour gagner du temps, nous avons fait usage d’une pompe rotative à huile, construction Siemens-Schuckert, avec laquelle on atteint facilement un vide inférieur à I mm. de mercure!

c) Manchons de chauffage électrique que l’on construit au laboratoire ; on leur fait épouser la forme des appareils à chauffer. Ce mode de chauffage est celui qui doit être préféré toutes les fois que les appareils doivent être pesés.

Si nous nous sommes arrêté quelques instants sur

1 Ces règles sont fournies, dans d’excellentes conditions d’exactitude, et à des prix très abordables, par la Société genevoise de construction des instruments de physique.

ces détails de notre technique expérimentale, c’est pour montrer que, si elle est un peu spéciale, elle est néanmoins à la portée de tous les laboratoires. Ainsi qu’on aura pu le constater, elle emprunte à la chimie physique expérimentale des moyens d’exécution entièrement nouveaux, en ce qui concerne leur application à la détermination des poids atomiques. Ces moyens permettent d’arriver aux résultats cherchés beaucoup plus directement, et souvent avec plus de précision que ne le font les anciens procédés classiques. C’est ce qu’a reconnu le Comité international des Poids atomiques dans son rapport pour 1909, et c’est ce qui explique que, dès nos premières déterminations, alors que nous étions des. novices dans le sujet, et bien que nos premières mesures soient relativement peu concordantes entre elles, nous ayons trouvé, du premier coup, la valeur du poids atomique de l’azote récemment adoptée par le Comité international (Tableau Y, rapport N20 : O)1. Tant il est vrai que lorsqu’une série d’expériences ne présente pas d’erreur systématique, la moyenne d’un petit nombre d’observations conduit très vite à une valeur exacte, alors même que les erreurs accidentelles peuvent être assez élevées. Cette constatation est d’autant plus intéressante que la majorité de nos déterminations ont été effectuées par de jeunes savants qui n’avaient pas d’initiation préalable dans ce genre de travail, et que d’autre part, lorsque le contrôle de nos expériences a été effectué dans

1 II y a certainement là une forte part de coïncidence fortuite. Comme nous l’avons déjà indiqué, nous pensons que la valeur N = 14.010 est plus exacte que N =14 007, nombre admis par le Comité international.

d’autres laboratoires, les résultats ont généralement conduit à des nombres concordant exactement avec les nôtres. Il semble donc que l’on peut avoir confiance dans la méthode de travail que nous avons suivie et que l’on peut bien augurer des applications qui en seront faites dans l’avenir.

J’ai à peine besoin d’ajouter que malgré les simplifications introduites dans nos méthodes, la révision complète des principaux poids atomiques par ces méthodes est une tâche bien au-dessus de celle que peut s’imposer un homme de science, ou même la collectivité scientifique réunie dans un laboratoire. Aussi m’estimerais-je particulièrement heureux, si l’exposé que je viens d’avoir l’honneur de faire pouvait décider quelques jeunes chimistes à aborder ce genre de recherches dans d’autres laboratoires. Les difficultés apparentes ne doivent pas les effrayer ; avec la technique expérimentale actuelle, il est très rare qu’une année de travail ne conduise pas à un ou plusieurs résultats d’une valeur définitive; nous en avons fait maintes fois l’expérience. C’est par ce souhait que je terminerai, en vous remerciant encore, Messieurs, du bienveillant intérêt que vous m’avez accordé.

Société générale d’imprimerie, 18, Pélisserie, Genève.

La Bibliothèque Universelle et Revue Suisse

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