Sur la solubilité de l'émanation du radium dans les liquides organiques

HAL Id: jpa-00242478

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242478

Submitted on 1 Jan 1911

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

liquides organiques

Eva Ramstedt

To cite this version:

Eva Ramstedt. Sur la solubilité de l’émanation du radium dans les liquides organiques. Radium

(Paris), 1911, 8 (7), pp.253-256. �10.1051/radium:0191100807025301�. �jpa-00242478�

d’homogénéité ^{du verre} pourra être très réduite. Le

réglage ^a l’inconvénient d’exiger ^un déplacement ^très’

lent de la lame _m, eu même temps qu’une ^exacte

orientation de cette lame. La construction exigera

une taille très perfectionnée ^des deux surfaces ni et

¡n’, qui ^ne réiléchissent cllacune qu’un ^{des deux}

faisceaux T et R entièrement séparés. ^{Mais la} possi-

bilité d’employer, ^sans polariseur, ^{une lumière assez} convergente ^{donne à ce} microstrioscope ^{un intérêt} spécial.

[Manuscrit rcçn le 25 Mai 1911.]

Sur la solubilité de l’émanation du radium

dans les liquides organiques

Par Eva RAMSTEDT

[Faculté des Sciences de Paris.

Laboratoire de Mme CURIE.]

Les premières ^{mesures de la} solubilité de l’éma- nation du radium dans les liquides ^{sont duei à}

M. ’rraubenber-1. ^Il

constaté que l’absorption ^de

l’émanation

lieu d’après ^{la loi} d’Henri Dalton. De

plus ^{il a démontré} qu’elle ^{est environ} vingt ^fois plus grande ^{dans les} liquides organiques ^{comme le} pétrole,

l’alcool ^et le benzène que dans l’eau. Il indique ^aussi

que ^la solubilité décroit, quand ^la température ^s’élève.

L’influence de la température ^{a été étudiée} plus soigneusement par ^M. Hofmann

pour l’eau, ^le pétrole

et le toluène. Cette influence ^a été constatée aussi par

ceux qui ^{ont examiné les eaux des} sources--,.

Plus tard, ^{M. Kofler’ a démontré} que l’émanation est moins soluble dans les solutions salines que dans l’eau, ^{les solutions} équimoléculaires ayant probable-

ment le même pouvoir absorbant. Il ^a aussi constaté la variation continue de la solubilité de l’émanation pour les mélanges ^{d’eau et d’alcool.}

Dans toutes ces recherches on opérait ^{de la ma-}

nière suivante : en faisant passer plusieurs ^{fois un}

volume d’air déterminé au travers d’une certaine

quantité ^de liquide ^{ou en} agitant ^le liquide ^{avec l’air,}

on arrive à un état d’équilibre ^{entre les} concentrations de l’émanation dans l’air et dans le liquide. ^L’air

actif est ensuite envoyé ^{dans un} appareil ^{où son ioni-}

sation peut être mesurée. Puis on rétablit un nouveau

’ régime ^{entre le} liquide qui ^{reste et une autre} quan- tité d’air inactif. En mesurant l’activité de ce volume d’air on peut calculer le coefficient de solubilité, ^c’est- i-dire le rapport des concentrations de l’émanation dans le liquide ^et dans l’air.

Comme il semblait utile de connaitre la solubilité de l’émanation du radium dans un grand ^{nombre de} liquides, ainsi que l’augmentation ^{de cette solubilité}

1. TR-iuBE-NBERG, Phys. Zeiischr., 5 (1904) ^130.

2. MoFMANN, Phys. Zeilschl’., ⁶ (1905) 337. Voir aussi les

mesures

pour l’eau, reprises par Ilo fmann, publiéespar ^{MM. Mache}

et Meyer, Phys. Zeitschr., 6 (1905) ^692.

3. Par exemple ^{MACRE et MEYEn, loc. cil.}

4. KOFLErt, Phys. Zeitschr., 9 (1908) ^6.

aux températures plus losses que la température ordinaire, ^{Mme Curie m’a} proposé d’entreprendre

recherche sur

sujet.

J’ai utilisé une méthode simple clui permet ^de

mesureur et de comparer directement les concentrations de l’émanation dans le liquide ^{et dans l’air sans} dépla-

cement de l’air actif.

Voici en quoi ^{consiste cette} méthode. Deux tubes

en verre de 9 à 10 mm de dianlètre et d’environ 17 cm

de longueur communiquent ^{entre eux} par ^un rolinet à large ^{voie, de 7 à 8 mm} de diamètrc. L’un des tubes est rempli ^de liquide ^{laissant seulement une} petite

bulle d’air; dans l’autre, ^{on introduit} l’émanation après

y avoir fa’t préalablement ^{le vide, et on} le scelle à la

lampe. L’appareil ^est ensuite entouré d’un bain à la

température désirée. En inclinant le tout on fait cir- culer le liquide ^et le gaz des deux tubes par le robinet

pendant vingt ^minutes. Après ^ce temps, ^le régime ^est

sûrement obtenu. On redresse alors l’appareil, ^{on le}

laisse encore quelques ^minutes dans le bain pour que le liquide ^{restant aux} parois ^{ait le} tenlps ^{de couler}

autant que possible ^{dans le tube} inférieur; ^{on ret,ire}

l’appareil ^{du bain et on} iermc aussitôt le robinet.

L’air et le liquide ^{se trouvent ainsi} séparés, ^{de sorte} qu’on peut ^laisser l’appareil ^{à la} température ^ordi-

naire jusqu’à

qu’un régime ^{constant soit établi}

entre l’émanation présente ^dans chaque ^{tube et son}

activité induite. On peut considérer _{que cela}

sensi- blement lieu cinq ^heures après l’agitation. ^{C’est au} plus ^{tôt au bout de ce} temps-là que les ^{mesures ont} été effectuées.

Pour les mesurcs

a utilisé l’ionisation produite

par les rayons pénétrants ^du dépôt ^{actif. L’un des}

tubes de l’appareil (A) ^est introduit, ^{commc le montre}

la figure, verticalement à l’intérieur d’un tube de zinc (B), qui ^est placé suivant l’axe d’une boîte cylin- drique (C). ^{Le tube et} la boite constituent l’une des

1. Manuscrit communiqué par l’auteur.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191100807025301

deux armatures d’un condensateur. Un cylindre

centrique (D), ^bien isolé, communique ^{avec l’électro-}

mètre. L’enveloppe (E) ^{est reliée au sol. On mesure}

Fig. 1.

svccessivelnent au moyen d’un quartzpiezo-élcctri(luc

le courant de saturation produit par le récipient ^à liquide ^{et le} réeipierlt à gaz.

Voici quelques remarques ^au sujet ^{des mesures.}

1° Les rnesures n’ont pas lieu ^{en même} temps pour le liquide et ^le gaz, mais comme la différence du

temps n’est que 10 à 15 minutes, ^la correction résul-

tant de la destruction spontanée de l’émanation est

négligeable.

2° Les rayons du tube supérieur peuvent pénétrer

dans le condensateur et par conséquent affecter les

mesures. Pour diminuer cet effet autant que possible

on applique ^sur le condensateur un couvercle en

plomb (P) ^de 1,6 ^cm d’épaisseur, ^{comme montrc la} figure. ^{Le tube} supérieur ^{est entouré de} plomb. ^tJnc petite ^{influence subsiste tout de même, on la déter-}

mine par le ^courant produit lorsque l’émanation n’est

présente que dans le tube supérieur. ^{L’effet de cette}

influence sur les ^mesures est d’autant plus grand

que la dill’érence des activités du _gaz et du liquide

est plus grande. Généralement elle ne dépasse pas 3 à 4 pour 100.

5° Une asymétrie ^de l’appareil peut faire que les

mesures du liquide ^{et du} gaz ^ne soient pas directe-

ment comparables. Pour élimincr l’erreur causée par cette asymétrie, ^on introduit le liquide ^{tantôt dans} l’une, tantôt dans l’autre partie ^de l’appareil.

4° Il reste toujours ^une petite quantité ^de liquide

dans le récipient ^a gaz. En opérant ^avec soin, on peut

en réduire la correction à quelques pour cent, la correction étant d’autant plus grande que ^la solubilité

est plus grande. ^{Il -est} pourtant ^assez difficile de la déterminer avec exactitude.

5° Quand l’absorption ^{a lieu a des} températures basses, la concentration de l’émanation est, à ^cause de la dilatation du liquide, plus grande lorsque l’appa-

reil sc trouve dans le hain qu’au ^{moment oit on fait}

les mesures. Comme c’est la concentration de l’énia- nation dans une partie définie du tube qui ^intervient

dans mes mesures, il faut introduire une correction

proportionnelle ^au coefficient de dilatation du liquide.

d° L’activité induite pourrait ^sc déposer ^{de diffé-}

rentes manières dans le liquide ^{et dans} l’air, ^de

sorte qu’en comparant ^des parties correspondantes

des deux tubes ^{on ne} _compare pas des parties ^corres- pondantes ^du dépôt ^actif. D’après les recherches faites sur le dépôt ^{actif dans l’air,} celui-ci diffuse

vers les parois, ^{mais subit aussi} l’action de _{la pesan-} teur 1. Pour s’assurer _que le dépôt ^{actif se} dépose

dans la partie ^du tube où il s’est formé, l’appareil

reste couché quelques ^{heures avant les inesures. La} plupart ^des expériences que j’ai ^faites pour ^voir s’il _y

a une influence de la position ^de l’appareil ^{ont donné}

un résultat négatif, ^mais quelquefois, par exemple

pour le sulfure de carbone, ^la position semblc inter- venir. On remarque dans ce cas une augmentation

du courant, ^si l’appareil ^reste longtemps debout. On

pourrait peut-être expliquer ^{cet effet en admettant}

que le dépôt ^{actif, sous l’action de la} pesanteur, ^s’ac- cumule dans la partie inférieure du tube introduit dans le condensateur.

Mais où se trouve l’activité induite du liquide? ^J’ai

constaté que si l’on chasse le liquides d’un tube de

l’appareil ^{dans l’autre, une} partie ^{de l’activité}

induite est chassée en même temps, ^tandis qu’une

autre reste aux parois. Une influence de la position

n’a pas pu être constatée. Mais si une partie ^du dépôt

actif’ est ainsi répandu ^{dans le} liquide, l’absorption

des rayons pénétrants par le liquide ^même pourrait

intervenir. Pour presque ^tous les liquides ^{étudiés la}

solubilité de l’émanation ^est grande. ^{Il en} résulte que la grandeur ^{des courants} produits par ^le liquide ^et

par ^{l’air est très} différente. Pour diminuer cette

différence ^un écran en plomb (0,7 mm.), ^{a été nlis}

tout autour du tube du condensateur lors des mesures

du liquide. ^{Cet écran, en absorbant}

^{moins la} plus grande partie des rayons B, ^{a aussi} l’avantage ^de

diminuer de beaucoup l’influence de l’absorption ^du

rayonnement par le liquide ^{lui-même. En admettant}

que le dépôt ^{actif est} uniformément répandu ^{dans le} liquide, ^on peut ^calculer truelle ^est l’épaisseur

moyenne ^du liquide traversée par les rayons péné-

i rants. Des rxpérirnc(’s ^{ont iiiontré} (Itien présence

de 1 écran de plomb,

^{écran en aluminium} d’épais-

1. Mme CULtIE, Traité cte Badio((clivifé, ^1-363.

seur équivalente ^à l’épaisseur ^du liquide ainsi calcu- lée ne diminue le courant que d’un _pour cent dans le

cas du liquide ^le plus ^lourd, c’est-à-dire le chloro- forme. Le plus ^souvent l’absorption ^{ne serait} qu’un

demi _pour cent et par conséquent négligeable.

Pour étudier l’influence de la température, ,je ^fai-

sais des expériences : ^{1° à la} température ordinaire, ^{2° à}

zéro degré ^{et 5° à la} température obtenue par ^ion

mélange ^de glace ^{et de sel} (sauf pour les liquides

facilement congelablesou ^très visqueux).

Les différentes mesures montrent ^une concordance de 1 à 2 pour cenl, tout au moins là où la solubilité n’est pas trop grande. ^Des déterminations faites avec

différents appareils donnent la même concordance.

Les mesures ont été répétées ^{au moins quatre fois à}

la température ^{ordinaire et} deux fois aux autres

températures. Vu les corrections à faire, ^surtout celle causée par le liquide ^{restant dans} le tube à gaz, il faut généralement ^adniettre une erreur possible ^de

5 pour I00. Dans les

où la solubilité de l’émana- tion est très grande, ^{les causes d erreur} augmentent.

L’eau et des liquides organiques ^de différentcs

espèces ^ont été examinés. Ils étaient achetés comme

purs, séchés ^et redistillés. L’éther ^et l’alcool étaient

’

distillés sur du sodium.

Il était assez difficile de trouver une graisse ^conve-

nable _{pour le} robinet, quand ^{on avait affaire aux} liquides organiques qui dissolvent les graisses ^ordi-

naires. Pour plusieurs liquides ^{comme les carbures} d’hydrogène j’ai employé ^une solution concentrée due chlorure de zinc mélangée ^à de l’amidon. On en fait

une pâte assez liquide, qui, après quelques jours, ^devient

transparente ^et prend ^une consistance visqueuse. ^Pour

d’autres liquides, qui attaquent ^le chlorure de zinc,

je ^me suis servie d’une solution de chlorure de calcium

mélangé ^à la farine. l’our l’alcool on peut employer

un mélange de vaseline et de paraffine ^{lavé avec de}

l’alcool chaud,. Les rohinets ont été protégés ^contre

l’action de l’eau du _{bain par} des capuchons ^{en caout-}

chouc.

L’émanation employée provenait ^{d’une solution de}

-1 cg de chlorure de radium ; ^{on la laissait} générale-

ment s’accumuler pendant ^deux jours.

Le tableau 1 montre le coel’ficient de solubilité

de l’émanation _{pour les} liquides examinés à différentes

températures. Le fait que les liquides organiques

absorbent plus que l’eau

été confirmé pour ^tous les

liquides ^{sauf la} glycérine, mais il existe entre eux de

grandes différences. Ainsi le sulfure de carbone absorbe six fois plus que l’aniline. Les nombres obtenus pour le pouvoir ^absorbant de l’eau concordent parfaitement

avec ceux indiqués par Hofmann1. D’après ^{les mesures}

de Kofler 2 le coefficient de solubilité de l’alcool absolu

1. IOC cit.

2. hOFLEIt, loc. cit.

Tableau I.

devrait être 6,4 ^{à 18} degrés 1, ^alors que j’ai ^{trouvé 6,17.}

Pour le toluène j’ai ^{obtenu 13,24} tandis que Hofnlann

a trouvé un nombre bien plus petit ^{11,85 à 20°.}

Dans le cas de l’éther j’ai ^{observé un} phénomènes analogue ^{à celui} qu’a trouvé Mme Curie pour Pair

desséché en mesurant les rayons pénétrants. ^{Les dillé-}

rentes mesures de l’activité montrent de grandes ^irré-

gularités, ^souvent 6 pour 100, quelquefois ^mème plus.

Toutefois les moyennes des différentes expériences

concordent assez bien. L’huile de paraffine ^{et la} gly-

cérine offrent des difficultés à cause de leur grande

viscosité qui ^fait qu’une quantité ^de liquide ^assez

notable reste sur les parois ^{de verre.} Les valeurs obtenues donnent tout de nième une idée de leur _pou- voir absorbant.

Comme cela ^a été montré précédemment, ^{la sol ubi-}

lité augmente beaucoup quand ^la température ^baisse.

Le coefficient de température ^ou l’augmentation ^rela-

tive de la solubilité par degré ^{à zéro est introduit}

dans la dernière colonne du tableau. Il ^est du même ordre de grandeur pour ^{tous les} liquides orga-

niques. ^Il augmente généralement ^un peu ^avec la solubilité. L’eau fait ici exception ayant ^un coefficient de température plus grand que les ^autres liquides.

Il semble très difficile de ^{trouver une} loi d’après laquelle l’absorption ^{a lieu. On} pourrait ^{se demander}

si la constitution chimique n’intervient pas. Dans les carbures d’hydrogène, par exemple, l’émanation est très soluble ; toutefois il y ^a des différences très nettes pour les différentes séries. I)ans la série grasse il y ^a

probablement ^une diminution de solubilité pour ^les

homologues plus ^{riches en} carbone. Ainsi le pouvoir

absorbant de l’hexane est de 16,6, ^{celui du} pétrole

1. ifmc CuRiE, Lr Iiadtuflt, ⁷ (1910) ^57.

de 9,9 (d’après IIofmann) ^{et celui} de l’huile de paraf-

fine d’à peu près ^9,2.

Il est assez intéressant de voir que ^les hexanes, appartenant à la série qui ^{forme le} pétrole ^américain,

et le cyclo-hexane, qui ^{dérive des} pétroles ^{russes, ont}

des pouvoirs absorbants assez voisins, ^le cyclo-hexane

dissolvant pourtant ^un peu plus.

Pour voir ce que ^fait l’entrée du groupe ^{CH3 dans} la série aromatique j’ai examiné le benzène, ^{le toluène}

et le xylène, ^{mais le résultat} n’indique pas de loi pré-

cise, l’émanation ayant ^une solubilité un peu plus grande ^{dans le toluène} que dans les deux autres.

On pourrait aussi penser ^u différentes propriétés physiques ^des liquides ^comme par exemple ^{la volati-}

lité ou la viscosité. Ainsi on constate que les liquides

d’un grand pouvoir d’absorption ^sont très volatils et très fluides comme le sulfure de carbone, l’hexanc, 1 éthcr et le chloroforme, tandis que ^la glycérine ^est

en même temps ^très visqueuse, ^très peu volatile ^et très peu absbrbantc. Toutefois il n’y ^{a pas ici non} plus ^{de loi} précise. L’acétone, par exemple, ^est plus

volatil et aussi flnidc que l’hcxane ^et presque trois lois moins absorbant, l’huile de paraffine, ^{étant ce} qu’il y ^a de plus visqueux ^{et de moins volatil montre} pourtant ^llrl pouvoir ^{absorbant assez} grand.

Pout-étre pourrait-on ^{trouver des} régularités ^cn

exan1Ïnant un nombre de liquides plus considérable.

Je veux seulement comparer ^{ici les} solubilités de l’éma- nation du radium à celles trouvées par M. ^Juste

pour

l’anhydride ^{de carbone,} l’oxyde ^de carbone, l’hydro- gène ^et l’azote dans des liquides organiques. ^{Il a con-}

staté que si l’on _{range les} liquides d’après leur pou- voir absorhant, ^{l’ordre est à} peu près ^le même pour les différents gaz. ^{Dans le} tableau 2 se trouvent les

liquides qui ^{nous ont ser%i à tous les} deux, rangés d’après ^leur pouvoir absorbant à la température ^or-

dinaire : dans la première ^colonne lc s résultats de M. Just pour l’anhydride ^{de carbone,} dans la seconde

1. JusT, Zeitschr f. Physik. Chem., ³⁷ (1901) ^342.

pour l’oxyde ^{de carbone,} et l’azote, ^et dans la dernière

ceux que j’ai trouvés pour l’émanation.

Tableau II.

Le tableau montre plusieurs analogies ^{entre l’énla-}

nation et les autres gaz, mais aussi de grandes ^diflé-

rences, par ^ex( mple ^{en ce} qui ^{concerne les} positions

du sulfure de carbone et du groupe alcool, acétone,

acétate d’éthyle. ^{Il est vrai} que l’ordre trouvé pour les autres gaz ^difl’ère aussi un peu, mais ^ces différence sont très petites comparées ^{à celles} qui ^ont lieu puur l’émanation du radium. Peut-être ces dernières sont- elles dues i ce que l’émanation est un gaz ^monoato-

mique. Il serait intéressant de voir si les autres gaz

monoatomiques ^se comportent ^{de la même nianière.}

Je veux aussi noter que 11I. ^{Yust a} trouvé que la solubilité de l’anhydride de carbone dans les liquides organiques augmente quand ^la température ^baisse.

comme cela a été constaté pour l’émanation, tandis que le contraire ^a lieu pour les ^autres gaz. Dans le

cas de l’eau il _y a toujours ^une augmentation.

Avant de terminer, je ^{liens à} exprimer ^ma grande

reconnaissance à Mme Curie pour le bon ^accueil

clu’clle ^{m’a fait dans son} laboratoire et à remercier iinie Curie et M. Debierne pour les précieux ^conseils qu’ils ^{ont bien voulu me} donner au ^{cours de ce} travail.

[Manuscrit ^{reçu le J} juin 1911.]

Sur le rapport ^{entre l’uranium et} le radium dans les minéraux actifs1

Par Ellen GLEDITSCH

[Faculté des Sciences de Paris.

Laboratoire de Mme Curie.]

On sait que le rapport ^{entre l’uranium et lc radium}

dans les minéraux était regardé ^{comme constant,} d’après ^des recherches faites par Eve, ^{Strutt et Polt-}

wood. L’étude ^la plus complète avait été f aite par Boltwood 2. Il avait examiné un grand ^{nombre de}

1. Manuscrit, communiquie par l’autetir.

2. B. B. BoLTwuoD. Am. Journ. of Science, 18, ^{n° 104.}

l’hil, ufag., avril 1905.

minéraux très différents comme composition ^clii- mique, proportion ^{en uranium et} provenance. ^La concordance des résultats obtenus et la confirmltion

apportée par ^{les travaux} de Strutt et de Eve donnait

une très grande ^{confiance aux résultats} de Boltvood.

Il y avait toutefois des objections ^{a faire contre la}

méthode employée. ^Je rappelle brièvement _que Bolt-

vvood attaqua ^une petite duantité ^{de minéral} pulvé-