Eudiomètre - Eudiometer
 Extrémité fermée d'un eudiomètre
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| Les usages | Mesure du volume de gaz |
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| Expériences notables | Composition de l'eau |
| Inventeur | Marsilio Landriani |
| Articles connexes | |
Un eudiomètre est un appareil de laboratoire qui mesure le changement de volume d'un mélange gazeux suite à un changement physique ou chimique .
La description
Selon la réaction mesurée, l'appareil peut prendre diverses formes. En général, il est similaire à un cylindre gradué et se trouve le plus souvent en deux tailles: 50 ml et 100 ml. Il est fermé à l'extrémité supérieure avec l'extrémité inférieure immergée dans l' eau ou le mercure . Le liquide emprisonne un échantillon de gaz dans le cylindre, et la graduation permet de mesurer le volume du gaz.
Pour certaines réactions, deux fils de platine (choisis pour leur non-réactivité) sont placés dans l'extrémité scellée afin qu'une étincelle électrique puisse être créée entre eux. L'étincelle électrique peut déclencher une réaction dans le mélange gazeux et la graduation sur le cylindre peut être lue pour déterminer le changement de volume résultant de la réaction. L'utilisation de l'appareil est assez similaire au baromètre d' origine , sauf que le gaz à l'intérieur déplace une partie du liquide utilisé.
L'histoire
En 1772, Joseph Priestley a commencé à expérimenter différents «airs» en utilisant sa propre auge pneumatique repensée dans laquelle le mercure au lieu de l'eau emprisonnerait des gaz qui étaient habituellement solubles dans l'eau. À partir de ces expériences, Priestley est crédité de la découverte de nombreux nouveaux gaz tels que l' oxygène , le chlorure d'hydrogène et l' ammoniac . Il a également découvert un moyen de trouver la pureté ou la «bonté» de l'air en utilisant le «test de l'air nitreux». L'eudiomètre fonctionne sur la plus grande solubilité du NO 2 par rapport au NO , et la réaction
- 2 NON + O 2 → 2 NON 2 . Une quantité d'air est combinée avec du NO sur de l'eau, et le composé le plus soluble se dissout, laissant l'air restant quelque peu contracté en volume. Plus l'air était riche en oxygène, plus la contraction était importante.
Marsilio Landriani étudiait la chimie pneumatique avec Pietro Moscati lorsqu'ils ont tenté de quantifier le test d'acide nitrique de Priestley pour la qualité de l'air. Landriani a utilisé une auge pneumatique sous la forme d'un grand cylindre gradué au-dessus de l'eau. En mesurant la salubrité de l'air, il l'a appelé un eudiomètre. Associé de Moscati, Felice Fontana a également conçu un eudiomètre sur les mêmes principes et quantifié la salubrité de l'air.
L'eudiomètre avec le test à l'air nitreux était la façon dont Jan Ingenhousz a vérifié que les bulles dégagées sous l'eau par les feuilles des plantes exposées à la lumière du soleil étaient des bulles d'oxygène. Sa description de la photosynthèse a été publiée en 1779, et en 1785, il a écrit sur les eudiomètres dans le Journal de Physique (v 26, p 339). Selon un biographe, Ingenhousz a indiqué que "de nombreux instruments étaient appelés eudiomètres bien qu'à proprement parler ils ne méritaient pas ce nom ... des malentendus pouvaient exister quand tout le monde n'utilisait pas les mêmes instruments."
Une version électrifiée de l'eudiomètre a été développée par le comte Alessandro Volta (1745–1827), un physicien italien bien connu pour ses contributions à la batterie électrique et à l' électricité . Outre sa fonction de laboratoire, l'eudiomètre est également connu pour son rôle dans le " pistolet Volta ". Volta a inventé cet instrument en 1777 dans le but de tester la «bonté» de l'air, d'analyser l' inflammabilité des gaz ou de démontrer les effets chimiques de l'électricité. Le pistolet de Volta avait un long tube de verre qui était fermé au sommet, comme un eudiomètre. Deux électrodes ont été introduites dans le tube et ont produit un éclateur à l'intérieur du tube. L'utilisation initiale de cet instrument par Volta concernait en particulier l'étude des gaz des marais . Le pistolet de Volta était rempli d' oxygène et d'un autre gaz. Le mélange homogène a été scellé avec un bouchon. Une étincelle pourrait être introduite dans la chambre à gaz par des électrodes, et éventuellement catalyser une réaction par l'électricité statique , en utilisant l' électrophorus de Volta . Si les gaz étaient inflammables , ils exploseraient et augmenteraient la pression dans la chambre à gaz. Cette pression serait trop forte et finirait par faire voler le bouchon dans l'air. Le pistolet de Volta était en verre ou en laiton, mais en raison de l'électricité, le verre était vulnérable à l'explosion. Les études approfondies de Volta sur la mesure et la création de niveaux élevés de courants électriques ont fait que l'unité électrique, le volt , porte son nom.
En 1785, Henry Cavendish a utilisé un eudiomètre pour déterminer la fraction d'oxygène dans l'atmosphère terrestre.
Étymologie
Le nom «eudiomètre» vient du grec εὔδιος eúdios signifiant clair ou doux, qui est la combinaison du préfixe eu- signifiant «bon», et -dios signifiant «céleste» ou «de Zeus» (le dieu du ciel et de l'atmosphère ), avec le suffixe -meter signifiant "mesure". Etant donné que l'eudiomètre était à l'origine utilisé pour mesurer la quantité d'oxygène dans l' air , que l'on pensait être plus grande par temps «beau», la racine eudio- décrit correctement l'appareil.
Usage
Les applications d'un eudiomètre comprennent l'analyse des gaz et la détermination des différences de volume dans les réactions chimiques. L'eudiomètre est rempli d' eau , inversé de manière à ce que son extrémité ouverte soit face au sol (tout en maintenant l'extrémité ouverte pour qu'aucune eau ne s'échappe), puis immergé dans un bassin d'eau. Une réaction chimique se produit par laquelle du gaz est créé. Un réactif se trouve généralement au bas de l'eudiomètre (qui s'écoule vers le bas lorsque l'eudiomètre est inversé) et l'autre réactif est suspendu sur le bord de l'eudiomètre, généralement au moyen d'un fil de platine ou de cuivre (en raison de leur faible réactivité ). Lorsque le gaz créé par la réaction chimique est libéré, il doit monter dans l'eudiomètre afin que l'expérimentateur puisse lire avec précision le volume de gaz produit à un moment donné. Normalement, une personne lirait le volume lorsque la réaction est terminée. Cette procédure est suivie dans de nombreuses expériences, y compris une expérience dans laquelle on détermine expérimentalement la constante de la loi des gaz parfaits R.
L'eudiomètre a une structure similaire à celle du baromètre météorologique . De même, un eudiomètre utilise de l'eau pour libérer du gaz dans le tube eudiomètre, convertissant le gaz en une quantité visible et mesurable. Une mesure correcte de la pression lors de la réalisation de ces expériences est cruciale pour les calculs impliqués dans l' équation PV = nRT , car la pression pourrait modifier la densité du gaz.
Voir également
Références
Lectures complémentaires
- Magellan, JH De. (2007) Description d'un appareil en verre pour fabriquer des eaux minérales - comme ceux de Pyrmot, Spa, Seltzer, etc., en quelques minutes et avec très peu de frais: avec la description de certains nouveaux Eudiomètres , Inman Press.
- Marcet, William (1888) "Une nouvelle forme d'Eudiomètre", Actes de la Royal Society of London 44: 383-387.
- Osman, WA (1958) "Alessandro Volta et l'eudiomètre à air inflammable", Annals of Science Vol 14, Numéro 4: 215-242 (28).
- Weekes, WH (1828) Un mémoire sur l'Eudiomètre portable universel: un appareil conçu en vue de la commodité opérationnelle et de la précision des résultats dans les recherches de chimie philosophique , éditeur TE Stow.