L'analyse volumétrique de 1790 à 1860. Caractéristiques et importance industrielle. Evolution des instruments. - article ; n°1 ; vol.24, pg 25-44

Christopher

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Revue d'histoire des sciences - Année 1971 - Volume 24 - Numéro 1 - Pages 25-44
20 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié par: REVUE_D-HISTOIRE_DES_SCIENCES
• Publié le: 01 janvier 1971
• Nombre de lectures: 55
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

M R. CHRISTOPHE
L'analyse volumétrique de 1790 à 1860. Caractéristiques et
importance industrielle. Evolution des instruments.
In: Revue d'histoire des sciences. 1971, Tome 24 n°1. pp. 25-44.
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CHRISTOPHE R. L'analyse volumétrique de 1790 à 1860. Caractéristiques et importance industrielle. Evolution des
instruments. In: Revue d'histoire des sciences. 1971, Tome 24 n°1. pp. 25-44.
doi : 10.3406/rhs.1971.3172
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/rhs_0151-4105_1971_num_24_1_3172volumétrique L'analyse
de 1790 à 1860
Caractéristiques et importance industrielle
Évolution des instruments
I. — Introduction
Nous allons examiner l'évolution des instruments de l'analyse
volumétrique et son importance industrielle. Nous excluons de
cet exposé la gazométrie parce qu'elle fut assez peu répandue en
général et pas du tout dans l'industrie à cette époque, bien que,
depuis Moitrel d'Elément, elle ait fait progresser de façon très
appréciable la chimie théorique.
Il faut tout d'abord situer le problème. Le dosage est une opé
ration qui consiste à établir une valeur qui représente, à un coef
ficient près, la quantité que l'on désire connaître d'une certaine
substance présente dans la prise d'essai. Dans certains cas, ce coef
ficient peut être égal à l'unité parce qu'on a choisi des concentrat
ions particulières pour les réactifs, ce qui élimine calculs, risques
d'erreurs et pertes de temps. On exprime ensuite les résultats de
diverses façons : pourcentages, grammes/litre, normalités, p. p. m.,
volumes, degrés divers, en fonction de nécessités techniques ou
d'habitudes commerciales.
Jusqu'à la fin du siècle dernier, les deux méthodes de l'ana
lyse quantitative furent la volumétrie et la gravimétrie. On les a
souvent opposées. La principale différence consiste en ce que, du
point de vue manipulation, la commence par une pesée
précise du réactif, avec lequel on prépare une solution de titre
connu dont on mesurera soigneusement le volume nécessaire à
l'exact accomplissement d'une réaction chimique, directement ou
par l'intermédiaire d'une solution relais, et on établira le rapport
des volumes et des concentrations. A l'inverse, dans les opérations
gravimétriques, on prépare, isole et purifie quantitativement un
composé stable, de composition connue et définie, de la substance REVUE D'HISTOIRE DES SCIENCES 26
à déterminer que l'on pèse avec précision en fin d'expérience et
dont on déduit la teneur en produit recherché.
En volumétrie, indépendamment de la balance, on utilise trois
objets fondamentaux :
— la fiole jaugée : volumineuse panse, col long et étroit cerclé du
trait de jauge, sa capacité est connue avec précision. On y
ajuste avec soin le volume des solutions ou les dilutions qu'on
en prépare ;
— la pipette jaugée : permet de prélever un volume précis du
liquide à doser ;
— la burette graduée : avec laquelle on versera et mesurera, tou
jours avec précision, le volume de réactif nécessaire à l'accom
plissement de la réaction.
Le mode opératoire présente quatre traits principaux :
— prise d'essai mise en solution et utilisée soit en totalité soit
en partie aliquote ;
— réaction d'une solution connue en titre et volume sur un volume
connu d'une dont on ignore le titre ; dosage simple ou
direct. Si cette solution a réagi préalablement sur un excès
de réactif connu en titre et volume ; et qu'on dose cet ;
on pratique le dosage dit « en retour » ou suivant l'expression
des années 1830-1860 « par reste » ;
— mise en jeu du volume de réactif strictement nécessaire à l'a
ccomplissement de la réaction par la mise en évidence de ce
seuil avec ou sans indicateur ; on néglige la quantité très minime
que consomme l'indicateur ;
— mesure volumétrique des solutions, en particulier du réactif.
II. — Les précurseurs
A la suite des études de Ranke-Madsen (1) et de Szabadvary (2),
nous ne ferons que citer sans insister les travaux de :
— Geoffroy (1729) dose le vinaigre par CO3K2 desséché, en poudre,
jusqu'à fin d'effervescence, pesée du vinaigre avant et après
neutralisation.
(1) E. Ranke-Madsen, The development of titrimetric analysis till 1806, Copenhagen,
G.E.C. Gad Publishers, 1958 (Bibliothèque Nordique, 6, rue Valette, Cote 0 6045).
(2) F. Szabadvary, History of analytical chemistry, Pergamon press, 1966, ou le
texte hongrois original publié par Akademia Kiado, Budapest, 1960. CHRISTOPHE. L'ANALYSE VOLUMÉTRIQUE DE 1790 A 1860 27 R.
Monnier (1747) titre des résidus de distillation d'eaux minérales
par SO4H2 versé goutte à goutte jusqu'à cessation de boui
llonnement.
Venel (1750) analyse l'eau de Seltz par addition, à chaud,
de SO4H2 dilué, en présence de sirop de violettes comme
indicateur.
Schefîer (1756) compare la force de différents acides nitriques
par addition d'une solution de CO3K2 jusqu'à fin d'effervescence.
Francis Home (1756) titre cessation du boui
llonnement par NO3H dilué au 1/7 dont il mesure la quantité
consommée en nombre de cuillères à café et la dureté de l'eau
par une solution aqueuse de CO3Na2 jusqu'à fin de précipitation.
William Lewis (1767) dose CO3K2 après dissolution et filtration,
par HC1 dilué, qu'il étalonne par rapport à CO3K2 pur ; comme
indicateurs le papier bleu qui servait à emballer les pains de
sucre ou un épais papier à écrire teint en bleu sur une face avec
une infusion d'orseille.
Guyton de Morveau (1784) décrit ce que l'on peut considérer
comme l'ancêtre de la burette et qu'il nomme gazo-mètre
puisqu'il sert à doser le CO2 dissout dans l'eau :
« Cet instrument est composé d'un tube de verre cylindrique
sur lequel on a collé en dehors un papier portant des divisions
qui correspondent à la capacité d'une très petite fiole qui sert
de mesure : on met d'abord dans le cylindre deux mesures de
bonne eau de chaux et on y verse ensuite trois fois autant ou
six mesures d'eau saturée d'acide méphitique (CO2) à la tempér
ature de 10° du thermomètre de Réaumur (12,5 °C), c-à-d qui
tienne à très peu près un volume égal de cet acide. La première
rendra le mélange laiteux, et, à mesure qu'on en ajoutera,
la couleur blanche s'affoiblira jusqu'à ce que la sixième la
fasse disparoître entièrement.
« En suivant cette proportion il semble qu'il faudroit par
conséquent 12 mesures d'eau chargée à moitié de son volume,
24 d'eau chargée au 1/4 et 48 d'eau chargée au 1/8 pour rendre
au mélange toute sa limpidité en y portant réellement la même
quantité de dissolvant... A défaut de cet instrument toute
fiole peut en servir en prenant seulement une autre fiole plus
petite qui sert de mesure pour l'eau de chaux et la quantité
d'eau nécessaire pour redissoudre le précipité de sorte que le
nombre de ces mesures indique le nombre des degrés ou de revue d'histoire des sciences 28
pouces cubiques » (1). Cette méthode, la première qui présente
toutes les caractéristiques d'une volumétrie, ne s'applique
qu'aux eaux minérales.
On peut considérer qu'ici se termine l'époque des précurseurs
de cette discipline.
III. — Importance industrielle
Si l'analyse volumétrique n'eut pas un franc succès pour les
travaux scientifiques jusque vers 1860-1870 elle fut par contre
un atout majeur pour l'évolution des processus industriels. En
effet, les méthodes gravimétriques sont longues ; précipitation,
filtration, lavages, séchage ou calcination demandent généralement
24 heures parfois plus pour une seule détermination ; le même
dosage par voie volumétrique fournit un résultat en moins d'une
demi-heure même dans certains cas complexes ; quand matériel
et solutions sont préparés en attente. En 1824, Descroizilles, celui
qu'on peut considérer à juste titre comme le père de la volumétrie
industrielle, écrit : « Vous pouvez, sans connaissance