Analyse des <jaz combustibles. — Le

but de l’analyse des gaz dans les laboratoires industriels est d’avoir, à chaque instant, des données sur la marche des divers appareils produisant ou utilisant le gaz. Ces données ne sont pas seulement d’un haut intérêt théorique, mais encore et surtout elles présentent, au point de vue pratique, une utilité incontestable, car c’est par elles seules qu’on est arrivé à avoir des vues exactes sur

la valeur intrinsèque des gaz combustibles, sur l’utilisation plus ou moins parfaite du combustible dans les gazogènes et sur la combustion plus ou moins rationnelle dans les fours, etc.

11 est inutile de signaler plus longuement ici lous les avantages qu’on peut tirer de l’analyse du gaz ; la preuve la plus éclatante des services qu’elle a rendus est l’extension rapide que cette branche spéciale de l’analyse a prise depuis quelques années. — De nombreux appareils ont été imaginés pour rendre les analyses de gaz aussi précises que possible, en même temps que très rapides, et d’une exécution facile.

Une des difficultés principales est d’obtenir un bon échantillon moyen. — En effet, la nécessité de n’opérer que sur un faible volume ne permet pas de recueillir du gaz pendant une longue durée, d’où cause d’erreur résultant des variations de composition du gaz.

Le meilleur moyen, à notre avis, consiste à prendre d’abord un courant principal à grand débit à la source de gaz et, sur ce courant, de brancher un courant secondaire plus faible, lequel constituera la prise d’essai moyenne.

Nous ne pouvons pas ici nous étendre sur les divers procédés et méthodes en usage dans l’analyse des gaz; nous nous contenterons d’indiquer au lecteur qu’il pourra puiser de sérieux et utiles renseignements à ce sujet dans les ouvrages désignés ci-dessous1.

Parmi les nombreux appareils dont on peut faire usage pour l’analyse rapide des gaz, nous indiquerons et décri-

] Encyclopédie chimique: Gaz et analyse, par M. G. Ogier; — Manuel pratique de V analyse industrielle des gaz, par Ch. Winkler — Traité pratique de chimie métallurgique , traduit de l’allemand, par E. Vlasto.

rons sommairement l’appareil inventé par M. Coquillion. 11 ressemble quelque peu à l’appareil bien connu d Orsat, mais il a sur ce dernier l’avantage de permettre d’effectuer rapidement et de façon sensiblement exacte le dosage des hydrocarbures; en outre, on évite — en ramenant le gaz clans le mesureur avant chaque lecture — l’inconvénient et les erreurs résultant des tubes capillaires.

L’appareil [fig. 49) se compose d’un tube mesureur M divisé en cent parties égales, mais dont la partie inférieure, d’un diamètre plus étroit, est graduée en dixièmes •de centimètres cubes.

Ce mesureur est entouré d’un manchon plein d’eau pour maintenir la température constante ; il est relié à la partie inférieure à un flacon élévateur contenant de

GHAP. II.

Peau ; à la partie supérieure avec un tube capillaire horizontal formant la rampe R et à un petit tube recourbé t d’introduction du gaz. La rampe est en relation avec trois flacons à réactifs P', C, P (P' renfermant une solution dépotasse, P contenant du pyrogallate, C contenant du chlorure de cuivre), avec le brûleur B, se continuant par la cloche C', et enfin, à son extrémité, avec unecloche E surmontée d’un réservoir à brome. Cette cloche E est destinée spécialement au dosage des carbures de la série C2uH2n, et elle peut facilement être séparée du reste de l’appareil, dans le cas où on n’a pas à effectuer le dosage de ces divers carbures.

Le brûleur B consiste en une petite cloche élargie à son sommet et fermée par un bouchon en caoutchouc muni de trois trous. Dans deux de ces trous passent de& tiges verticales en laiton servant à fixer à l’intérieur du brûleur un fil de palladium qui sera porté au rouge par le courant de deux piies Bunsen. Le troisième trou du bouchon en caoutchouc porte une cloche C' plongeant dans une éprouvette remplie d’eau.

Supposons qu’on veuille faire l’analyse d’un gaz renfermant CO2. 0. CO. C2H4. AzH. C4H4, ou homologues. On opère d’abord à l’aide des cloches P', C, P, le dosage de CO2. 0. CO. Le gaz est ensuite chassé dans la cloche E, où on introduit quelques gouttes de brome ; de là le gaz est ramené dans le mesureur après avoir été dépouillé des vapeurs de brome dans le flacon à potasse. La diminution de volume représente C4H4 et homologues. Le dosage de C2H4 et H s’effectue en faisant circuler le gaz, additionné au préalable d’une quantité déterminée d’oxygène dans le brûleur B dont le fil de palladium est porté au rouge.

On détermine, après la combustion, le volume de CO2

formé, d’où on déduit la teneur en C2H4. D’après la contraction observée après combustion, on connaît l’hydrogène et enfin, après absorption de l’excès d’oxygène, on mesure directement l’azote. Ce dosage direct de l’azote est en meme temps un contrôle du dosage de l’hydrogène.

On ne doit faire aucune lecture avant d’avoir, au moyen de la cloche C', fait passer un courant d’eau dans la rampe li, qui ramène la totalité du gaz dans le mesureur. Cette possibilité de faire des mesures exactes rend très précieux l’usage de l’appareil Coquillion, dont le seul inconvénient (partagé par tous les instruments du même genre) est de ne pas donner de certitude absolue quant au dosage du CO2, en raison de la solubilité de ce gaz dans l’eau.

Nous avons fait subir à l’appareil Coquillion quelques modifications dans le but de le rendre plus spécialement applicable à l’analyse du gaz des gazogènes. Nous ajouterons que, dans ce cas, on peut s’éviter l’ennui de la préparation d’oxygène pur, et opérer la combustion avec de l’air.

^5. — Analyse des produits de la combustion. — L’analyse des gaz brûlés doit être le complément nécessaire de l’examen des produits combustibles. Il n’est pas suffisant en effet de produire de bon gaz, il faut encore savoir en tirer un bon parti, le bien brûler. On n’y arrivera qu’en multipliant les analyses; mais le plus souvent on recule devant la délicatesse et la longueur de ces analyses, et il semble qu’on n’ait pas conscience que le résultat de cette négligence peut être parfois désastreux.

Pour ne citer qu’un cas, le plus fréquent certainement

et celui dans lequel l’analyse des produits gazeux est le plus utile, nous rappellerons les pertes considérables de combustible qui résultent du défaut de réglage de la combustion dans les foyers des générateurs de vapeur, des fours, etc. Faute d’analyser les produits gazeux de cette combustion, on laisse pénétrer dans les foyers beaucoup plus d’air qu’il ne serait strictement nécessaire, et une quantité correspondante de combustible est ainsi perdue: employée à chauffer une masse d’air inutile depuis la température ordinaire jusqu’à celle que possèdent les gaz à leur entrée dans la cheminée. Cette quantité, qui, dans une bonne combustion pratique, ne doit pas dépasser 10 à 14 0/0, atteint généralement 30 à 40 0/0 de l’énergie calorifique. Dans nombre d’essais nous l’avons vue représenter jusqu’à 50 et même 60 centièmes du combustible consommé.

En présence de ces faits, nous insisterons sur la nécessité de procéder à de fréquentes analyses des gaz brûlés. L’appareil Coquillion, que nous avons décrit plus haut, rendra à cet effet de très grands services ; on peut d’ailleurs, dans ce cas particulier des gaz brûlés, faire usage d’appareils plus simples, puisqu’il suffit de doser l’acide carbonique et l’oxygène.

On sait qu’il est même suffisant de faire la détermination exacte de l’un de ces deux gaz, pour que la composition du gaz brûlé soit connue de façon très approchée.

Les gaz brûlés ne peuvent en effet contenir, outre une quantité de vapeur d’eau plus ou moins variable, que de l’oxygène, de l’acide carbonique et de l’azote, ce dernier gaz existant dans les produits de combustion en proportion à très peu près équivalente à celle dans laquelle il se trouve dans l’air.

Comme la teneur en hydrogène d’un combustible

donné, solide, liquide ou gazeux, ne peut varier que dans des limites étroites, il s’ensuit que les produits bridés résultant de la combustion, sans excès d’air, auront une composition sensiblement constante, et par suite une densité également constante, densité qui est notablement supérieure à celle de l’air.

Si donc à ce gaz brûlé théorique il se trouve mélangé de l’air, on observera une diminution de densité d’autant plus considérable qu’il entrera plus d’air en excès.

S’appuyant sur ces faits, MM. Meslans et Frère ont imaginé un appareil qui permet de déterminer la composition des mélanges gazeux simples par la détermination de la densité, remplaçant ainsi par une simple pesée les manipulations toujours délicates de l’analyse chimique.

Cette méthode repose sur l’application du principe d’Archimède aux gaz. Nous la décrivons ci-dessous.

Détermination de la densité des gaz appliquée ci V analyse des produits de la combustion. — Si l’on considère un ballon suspendu sous le plateau d’une balance et équilibré dans l’air sec, la perte de poids qu’il éprouve par la poussée de l’air est :

0,001293 VH P ~ (1 + «<) 760

Si on vient à le plonger dans un gaz sec de densité d, la nouvelle perte de poids est :