Questions - Réponses

Sciences

Pourquoi utilise-t-on la méthode du déplacement d'eau?

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

La méthode par déplacement d’eau, aussi appelée méthode sur cuve à eau, a été formalisée en 1727 par le savant anglais Stephen Hales (1677-1771) pour déterminer le volume de gaz produit lors d'une réaction chimique.

La mesure du volume d'un gaz n'est en effet pas chose simple. Si la réaction se déroule à l'air libre, le gaz libéré s'échappe dans l'air. Si le gaz est récupéré dans un récipient fermé dans lequel le vide a été fait, il faut ensuite être capable de déterminer la pression du gaz qui a été emprisonné dans le récipient.

C’est là qu'intervient le déplacement d'eau: le gaz produit lors de la réaction à étudier est conduit (au moyen d'un tuyau) dans un récipient rempli d'eau (par exemple une éprouvette) positionné verticalement et à l’envers (l'extrémité ouverte du récipient est en bas) dans un réservoir ouvert rempli d'eau lui aussi. Avec ce dispositif, l'eau du récipient vertical ne peut pas s'échapper vers le bas tant qu'il ne se passe rien. Mais dès que des bulles de gaz sont formées, elles tentent de s'échapper par le tuyau, puis elles arrivent dans l’éprouvette verticale, remontent le long de la colonne d'eau que l'éprouvette contient, et poussent (littéralement: déplacent) vers le bas cette eau qui rejoint l'eau contenue dans le réservoir ouvert. Le tour est joué : il suffit de mesurer le volume d’eau déplacée pour connaître le volume de gaz qui a déplacé cette eau.

Une magnifique illustration d’époque de l'installation de Halle, ainsi que des installations plus récentes, utilisées par d'autres savants illustres (Cavendish en 1766 ; Priestley en 1774) sont disponibles auprès de la Société Royale.

Notez tout de même que cette question de déplacement d'eau avait déjà été posée en 2009 par une jeune internaute férue de RTSdécouverte, et elle avait été traitée par un chercheur en physique de l'Université de Genève; la réponse donnée alors est disponible ici.

16 octobre 2017

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