Observations sur le temps employé par les corps pour se dissoudre

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Submitted on 1 Jan 1909

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dissoudre

Gaston Gaillard

To cite this version:

Gaston Gaillard. Observations sur le temps employé par les corps pour se dissoudre. J. Phys. Theor.

Appl., 1909, 8 (1), pp.182-190. �10.1051/jphystap:019090080018200�. �jpa-00241446�

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OBSERVATIONS SUR LE TEMPS EMPLOYÉ PAR LES CORPS POUR SE DISSOUDRE (1) :

Par M. GASTON GAILLARD.

Les observations que nous avons faites sur le temps que la pré- cipitation ^{met à} apparaître dans les solutions d’hyposulfite (2) ^{nous ont}

amené à nous demander s’il ne serait pas intéressant d’étudier ^au même point ^{de vue la} dissolution des corps.

Ces expériences présentent des difficultés assez sérieuses et de même ordre _que les précédentes. Cependant, ^et bien que l’on ^trouve des écarts considérables dans les observations, par suite de ^{la va-} riation même des conditions et de l’approximation forcée des me- sures de ce genre, nous avons cru que certains résultats valaient la peine ^d’être notés. Du reste nous n’avons entrepris ^{cette étude}

et nous ne donnons les résultats suivants relatifs à cette nouvelle considération du temps, ^non pour ^en fixer _pour le moment la valeur exacte, ^mais _pour ^{en montrer} l’importance ^{et l’intérêt.}

On sait, ^en effet, que ^la dissolution dépend de nombreux facteurs,

qui rendent par suite fort difficile ^toute observation de ce genre : solubilité propre, température, ^actions mécaniques qu’ont pu subir les cristaux, dimension des particules ^solides qui ^{sont en} équilibre

avec la solution saturée. Comme l’avait théoriquement prévu M. M. Ostwald, etc., ^{a aussi} montré, ^{dans une discussion}

sur la non-identité des deux modifications rouge ^et jaune ^de l’oxyde

de _mercure, qu’il s’agissait d’une différence dans la solubilité due au

degré ^de division de l’oxyde employé. D’après ^{cet auteur, c’est} pour la méme raison que certains sels (tels que le chlorure mercurique,

chlorure de plomb, ^{azotate de} baryte, oxalate de chaux) peuvent offrir des différences de solubilité allant jusqu’à ³ 0/0, suivant l’état de leur pulvérisation. ^M. G.-A. Hullet ( ~) ^{a de} même montré pour des solutions de gypse que la solubilité varie ^avec le diamètre moyen des particules ^solides.

Nous insistons d’autant plus particulièrement ^{sur ces} observations (1) Communication faite à la Société française ^de Physique : ^{Séance du 3} juil-

let 1908.

(2) Comptes ^t. p. 6~-2 1905.

(3) ^Zeitscjr. f. pltys. Chem., ^t. XXXIV, p. 495; 1900.

(1) ^Zeitscll. f. phys. ^t. XXXVII, p. 38~ : ¹⁸ juin ^1900.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019090080018200

que Ch. l’tarie (1), précisément ^au sujet ^{de ces travaux, faisait}

remarquer « que ^ces curieux résultats montrent que, dans ^la déter- mination de la solubilité, intervient un facteur _nouveau, qui ^{est le} temps nécessaire pour, partant d’une solution quelconque, ^arriver,

à cette solution normalement saturée, qui ^seule permet de définir la solubilité d’un corps ^{en tant} que ^constante physique. ^Ce temps pou- vant être relativement considérable, il y ^a lieu de reviser, ^surtout

pour les corps peu solubles, ^les solubilités déterminées jusqu’ici ^~;.

’

D’autre part, ^M. Boyer-Guillon (2 ) ^{a fait voir,} lorsqu’on porte ^une solution saturée de sulfate de chaux à une température supérieure

à celle qui correspond ^{à son} degré ^de saturation, qu’une partie ^de

sel se précipite, mais que la précipitation ^se continue à température

constante : le sel se dépose progressivement, ^{et ce n’est} qu’au ^bout

d’un temps plus ^{ou moins} long que le titre de la solution acquiert

une valeur stable. J. Schürr (3) , ^{Brunner et} St. Tolloczl;o e) ^ont

étudié le mode d’attaque des cristaux et la vitesse de dissolution des sels ou des _corps solides dans leurs dissolutions aqueuses. ^On voit par ^là la complexité ^{de ces} phénomènes, la difficulté de leur

analyse ^et l’importance que prend la considération de la valeur propre du temps ^{dans la mesure de l’action} chimique.

De plus, ^cette nouvelle étude semble être beaucoup ^moins simple

que ^toutes celles faites précédemment, pour ^cette raison encore que

-

la thermodynamique ^{ne semble être là d’aucun secours immédiat, du}

moins telle qu’elle ^{a été formulée} jusqu’ici, ^{et ne} pouvoir ^fournir

aucune solution directe des problèmes ^dans lesquels ^{entre le} temps.

Sans doute, ^{dans les} observations que nous avons faites, ^{soit sur} l’apparition ^{de la} précipitation, ^{soit sur le} temps que ^mettent les corps ^{à se} dissoudre et de la manière dont il est possible ^{de les effec-}

tuer, ^les phénomènes n’ont pu être suivis entièrement, ^{et il est certain}

’

que ^ceux que nous avons observés doivent être précédés ^d’actions préliminaires ^ou donner naissance à des transformations consécutives, mais ces observations succinctes permettent du moins de poser le

problème ^{de la façon dont nous} le voyons, quitte ^{à étudier ensuite les} phases intermédiaires de ces transformations par rapport ^au temps.

(1) Revue des Sciences appliquées, ^{l~ août 1901.}

(2) ^{Elude sur} la solubilitp du sulfate ^{de clzaux du t.} 11, p. i86 ; 1900).

°

(3) Journal de ChÎ1nie pliysique, ^t. Il p. 2.44; ^{190 t.}

(4) Ib., ^t. III, p. 625; i90o.

184

Nous n’envisagerons ^{du reste} pas ici la ^nature intime de la disso- lution, ^{et nous} n’essaierons point de la différencier de la combinaison

ou de l’y assimiler. Du reste, la dissolution ne saurait sans doute être entièrement séparée ^des phénomènes chimiques, ^{car souvent le} phénomène de la dissolution est précédé d’une combinaison que ^le corps solide ^{contracte avec} le solvant, ^{comme, dans les} hydrates d’oxydes, les combinaisons d’eau de certains sels, ^{en sorte} _que ^ce

n’est plus ^à proprement parler le corps employé qui ^se dissout, ^mais

la combinaison formée primitivement ^avec le dissolvant. Dans ces

expériences, nous avons envisagé ^le temps ^d’une façon ^toute directe,

comme pour la précipitation, ^et nous nous sommes proposé ^{de voir} quels temps ^divers sels, pris ^{sous leur forme} habituelle, emploient

pour ^se dissoudre dans les mêmes conditions. D’unefaçon générale,

nous avons jeté ^des poids donnés de divers sels dans des quantités

déterminées de dissolvant à une température ^{connue. La diffusion}

était rendue la plus ^active possible ^{et maintenue constante} par ^un

agitateur ^mû par ^une turbine réglée ^{à une certaine} vitesse, ^{et l’on a} compté ^les temps jusqu’à ^la disparition entière du sel.

Mais ces expériences, ^même pour les ^cas les plus simples, ^se

trouvent tout de suite limitées à des corps dont la dissolution s’opère

sans une grande absorption ^{ou un fort} dégagement ^{de chaleur, car,}

ainsi qu’il ^{est facile de s’en rendre} compte, pour des quantités ^suffit-

santes et demandant par suite ^uu temps appréciable, la modification totale de la température par la réaction elle-même influe sur sa propre marche et introduit dans le phénomène ^une complexité dont il serait difficile de tenir de suite exactement compte. ^{En outre, il ne} faut pas oublier que ^ces expériences ^ne peuvent ^valoir comparativement que par séries, pour des sels dont les cristaux ^sont de grosseur égale ^et

pour ^une égale ^diffusion mécanique, ^car, pour ^{un même} sel, ^{les écarts}

observés peuvent ^{atteindre une valeur} considérable selon la grosseur des cristaux, ^et la vitesse de l’agitation.

I. Le temps employé augmente ^{de la} façon ^{suivante avec} la quan-

tité de sel mise à dissoudre, ^le rapport de la durée à la concentration

obtenue dans les limites de nos expériences étant sensiblement cons-

tant pour s’élever ensuite.

II. a) ^{Si l’on} ajoute successivement ^une même quantité ^d’un

corps ^à dissoudre aussitôt que la quantité précédemment ^introduite

a disparu, ^{ou à des} quantités ^de plus ^en plus grandes ^{de sel une}

fois dissous, ^on voit que, pour des concentrations croissantes, ^un

même poids ^met successivement les temps ^{suivants à se} dissoudre,

mais il est difficile de comparer ^ces temps ^aux différences entre la concentration finale et la concentration correspondant ^{à la satura-} tion, par suite de la difficulté de l’expérience quand ^on approche ^de

la saturation.

b) ^{Si à une} quantité déterminée mise à dissoudre ^on ajoute ^suc-

cessivement, ^{au bout de} temps ^{connus et avant} que ^cette première

quantité ^ait disparu, ^{une même} quantité du même corps, la dissolu-

tion se fait comme l’indiquent les observations suivantes :

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cri::;tallisé (t t = ° j

III. Sans rapporter ^{toutes les} expériences que ^{nous avons} faites

avec divers sels et pour lesquels ^{il est} difficile de donner des résul- tats comparatifs, ^{à cause} des modes différents de cristallisation qu’ils

revêtent, ^{il est} intéressant de remarquer, que, malgré ^{cette dissem-}

blance de forme, pour certains d’entre ^{eux, il se} manifeste des rela- tions avec la nature de leur acide ou le poids de leur métal. Si l’on

pulvérise ^{les cristaux, la} dissolution se fait d’une façon beaucoup-plus rapide ; ^mais il subsiste entre les sels des différences comparables

en partie ^{à celles} que l’on observe en opérant ^sur les cristaux mêmes.

Toutefois le plus ^{souvent de} semblables relations n’apparaissent pas

ou semblent masquées par d’autres facteurs ^et plus spécialement

par la dureté des cristaux.

IV. La valeur de la solubilité semble nécessairement intervenir dans la valeur du temps employé par la dissolution, ^{comme il est}

facile de s’en rendre compte ^dans quelques-unes ^{de ces} expériences,

et, pour certains cas, ^en faisant varier la température, ^on voit que

la courbe des inverses des temps ^{a une allure} comparable ^{à celle de}

la solubilité ; ^{mais il est à} remarquer que des sels ayant ^{des coef-} ficients de solubilité voisins peuvent employer ^des temps ^notable-

ment différents à se dissoudre et qu’il ^{n’est pas} possible. d’après ^la

valeur de la solubilité, de tirer directement celle du temps employé

par la dissolution.

Cliron2ate de polasshlJn ^{200 /2 000}

La variation du temps ^{avec la} température ^{ne suit} pas toujours

celle de la solubilité, ^{comme cela est à} remarquer plus spécialement

avec le sulfate de soude ou celui de chaux.

188

V. Pour quelques mélanges ^{de sels sur} lesquels ^{nous avons} opéré ^{(sulfate et chromate de} potassium, ^{azotates de} potassium ^et

d’ammonium, chlorure de sodium et azotate de potassium), ^le temps paraît varier dans le sens de la modification de la solubilité, ^mais les variations sont peu sensibles.

VI. On ne peut pas rigoureusement comparer les temps employés

par ^un sel anhydre ^{et un} sel cristallisé parce que, ^d’une part, ^{le sel} pulvérisé est, ^dans beaucoup ^{de cas,} difficilement réduit en poudre

et se présente en somme sous forme de cristaux plus petits ^{ou bri-}

sés et que, d’autre part, ^{le sel} anhydre s’agglomère ^{au moment de}

la dissolution.

Ces expériences ^{nous montrent} donc, ainsi que ^nous l’avons vu

pour ^la précipitation, qu’il ^est également intéressant pour ^la disso- lution de tenir compte de la valeur propre du temps employé, ^de

chercher à déterminer cette valeur d’une façon précise ^et de la dégager

de l’action des autres facteurs qui interviennent et qui la-masquent.

En résumé, ^{on voit} _que ^si le temps considéré est, pour certains sels et dans certaines conditions, ^{en relation avec la} solubilité, ^{il ne} correspond pas directement ^et d’une façon ^{exacte à la valeur res-} pective ^{de ces} différentes solubilités, ^et que ^cette solubilité ne per-

met pas d’obtenir à elle seule le temps que le corps ^{met à se} dis- soudre ; que, si ^le temps ^de dissolution dépend ^des propriétés ^du sel, il semble aussi en relation ^avec les caractères du métal ou de

l’acide ; qu’avec l’élévation de la température ^{la variation du} temps peut ^ne pas ^se faire suivant la même loi _que celle de la solubilité;

enfin qu’il y ^a lieu de tenir compte ^des quantités ^{mises en} présence

et de la manière dont elles sont introduites. Mais pour ^ces expé- riences, ^{de même} que pour celles ^sur la précipitation, ^{il est difficile}

d’inférer rigoureusement, d’après ^ce qui ^se passe dans ^{toute la masse,}

de l’économie interne du phénomène. ^{Du reste,} lorsqu’on ^{met en}

présence ^un poids de sel dans un dissolvant, ^{il s’écoule un moment}

plus ^{ou moins} long ^durant lequel il semble ne se rien produire ^{ou seu-}

lement se dissoudre une quantité ^très petite du corps, puis ^cette quantité ^{va en} augmentant ^assez rapidement ; ^la plus grande partie

du sel disparaît alors, ^{semble même} quelquefois ^{le faire d*un seul}

coup, ^et il ne reste que quelques ^cristaux qui ^se dissolvent de plus

en plus ^{lentement et sont} parfois ^très longs ^à disparaitre. ^C’est pourquoi, ^ainsi que nous avons dit que ^{nous nous} le proposions, ^il

y aurait lieu, ^{au bout de} temps successifs de plus ^en plus grands ^et

en recommençant chaque ^fois l’expérience ^{tout entière, de déter-}

miner la quantité ^de sel dissous à chaque ^{instant ou, à l’aide d’une .}

méthode indirecte, ^{d’étudier la} variation de la saturation.

Mais là encore il ne faut pas oublier que ^nous n’observons en somme que ^des pliénomènes qui ^se présentent ^comme des totaux, des sommes plus ^{ou moins} complexes ^{d’actions et de} réactions, ^et

nous ne pouvons ^en inférer qu’ils ^se produisent ^{de la même} manière, dans les dernières particules ^des corps ^{ou du} moins dans celles en

lesquelles ^{nous les} réduisons, ^et déterminer ^ainsi rigoureusement ^ce qui ^{a lieu en} dehors des conditions de _masse, de grandeur, ^{où ils}

se présentent pour ^nous. Du reste, ^{comme l’avait} déjà ^reconnu

Thénard (1), ^{« il faut avouer} que la nécessité de tenir compte ^de

toutes les forces autres que l’affinité et qui peuvent ^{accélérer ou} retarder l’action des corps, rend presque toujours ^{la solution du} problème ^{très délicate et même assez souvent} impossible». ^Néan-

moins, ^{il reste curieux de voir si cette valeur du} temps ^{ne serait} point précisément fondamentale pour chaque corps. Dans ^{ce cas, il}

ne s’agit plus de considérer la vitesse de réaction, c’est-à-dire le rapport ^{de la masse} transformée au temps, rapport ^{dû aux valeurs} combinées des différentes énergies ^{des éléments en réaction et des}

nombreux facteurs qui interviennent, ^mais d’examiner l’accélération

respective ^de chaque corps ^et dont doit dépendre ^ce rapport. ^Il semble que l’on pourrait ^ainsi dégager pour chaque ^{élément la no-}

tion d’une sorte de chimiochroll icité, ^et que l’étude ^{de la} valeur propre du temps employé par chaque élément dans ^ses combinai-

sons permettrait ^{sans doute de se rendre} plus exactement compte des forces qui ^{entrent en} jeu ^{dans toute action} chimique ^{et d’en}

mieux déterminer l’économie. Ainsi que le disait si justement ^Sainte-

Claire Deville : ^« Comme on ne peut communiquer ^{à un} corps qu’une

(1) ^TIIÉNARD, Traité de ChÙnie éléozentaiJ’e, ^t. l, p. 14..

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vitesse finie, ^{de même la} combinaison exigera toujours, ^{pour se} produire, ^un temps plus ^{ou moins} long, ^mais toujours ^{fini. »}

Du reste, ^cette considération du temps ^{dans les} phénomènes ^est aujourd’hui envisagée ^à beaucoup ^de points ^{de vue et a} attiré l’atten- tion de beaucoup d’expérimentateurs, ^et plus récemment, ^{c’est ainsi}

que la variation de ^ce qu’on ^a appelé ^{la constante de temlJs, c’est-à-}

dire Ia rapidité ^avec laquelle ^varie la radioactivité, ^a pu être employée

pour ^se rendre compte ^{si l’on avait à faire à} des corps différents.

Les mêmes phénomènes radioactifs et d’activation ont, ^en outre, par des considérations de vitesse, ^{conduit à discuter la constance}

de la ^masse dans la conception électro-magnétique ^{de la} matière, et, ^{à un autre} point ^{de vue, celui-là même} de la constitution et de la stabilité des éléments, ^{ont amené encore à} envisager ^le temps.

PHÉNOMÈNES DE STRICTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE;

Par M. PAUL BARY.

L’expérience ^et le calcul montrent que le passage d’un ^courant dans un conducteur fluide produit ^{dans ce} conducteur une pression variable, ^{maximum sur son} axe, où la valeur peut ^{devenir considé-}

rable lorsque les densités de courant sont grandes. Il résulte de ces

différences de pression ^des mouvements dans la masse du conduc- teur, ^dont l’importance ^{croît avec} la fluidité du corps dont ^{il est}

formé.

Ces phénomènes ^sont produits par ^ce que nous avons nommé la striction élecl?.oniagne’tique, qui ^{est un} mode de transformation di- recte de l’énergie électrique ^en énergie mécanique.

Sans revenir sur les expériences déjà publiées ^en détail (’), ^nous

voud rions examiner dans cet article la façon ^{dont se manifeste la}

striction dans le cas le plus simple, ^où le conducteur est un liquide métallique, ^{et nous} tâcherons d’en tirer quelques conclusions pour le ’

cas où le conducteur est gazeux.

(1) ^La pulvé1’isaiiQn électrique des métaux (/Julusl1’ieélecl1’ique du 25 avril 909) ;

Actions 1nécaniques ^{du courant} dans les conducteurs électriques ^élec- triqzce, ^{13 avril} 1901): ^les effets de la sl1’ietion -ileclt>omagnétique ^{dans les}

tubes il vide (le Radium, ^octobre 1907;.

Egalement : NotiTHRup, Physical ^vol. XXII, p. 6; jtún ^1901.