The2-1 - Calorimètre de Berthelot
Fonction
Mise en œuvre de la « méthode des mélanges » pour la mesure de quantités de chaleur et par suite pour la mesure de chaleurs massiques, de chaleurs latentes, de chaleurs mises en jeu dans une réaction chimique…
Description
Un vase « calorimétrique » C, en laiton, contient une masse connue d'eau dans laquelle plongent un thermomètre et un agitateur. Ce vase est sur trois cales de liège (mauvais conducteur) de faible section, pour réduire les échanges par conduction, C repose dans le récipient A, également en laiton à faces polies, dont le rôle est de réduire les échanges caloriques notamment en gênant les mouvements convectifs de l'air situé entre C et l'enceinte D (échanges par convection). Une enceinte D contenant de l'eau et entourée d'une enveloppe de feutre ferment le calorimètre. Un agitateur (pour homogénéiser la température) et un thermomètre (pour la mesurer) plongent dans l'eau de l'enceinte. La connaissance de la température de l'eau de l'enceinte rend possible une évaluation des « pertes » et le calcul de « corrections ». Un progrès plus récent consiste à rendre constamment égales (par asservissement) la température de l'eau contenue dans C et de l'eau contenu dans D.
Histoire
On doit à Joseph Black (1728-1799) la conceptualisation des notions de chaleur massique et de chaleur latente. Entre 1757 et 1762 il fonda la calorimétrie en inventant la « méthode des mélanges ». Cette méthode fut utilisée par Victor Regnault (1810-1878).
La thermodynamique étant en plein développement, Julius Thomsen (1826-1909), chimiste danois, formula, vers les années 1850-1860, les principes de la thermochimie. C'est vers 1865 que Marcelin Berthelot (1827-1907) perfectionna la méthode des mélanges en réalisant l’appareil précédemment décrit et fonda la thermochimie.
Joseph Black(1728-1799) découvrit la « magnésie » (oxyde et hydroxyde de magnésium) en 1755 et le dioxyde de carbone qu’il appela « air fixe » en 1756.
Marcelin Berthelot, fils d’un médecin, fut agréé comme préparateur au Collège de France en 1851 par Antoine Balard(1802-1876) qui y enseignait la chimie (il avait découvert le brome). Il fit de nombreuses synthèses de substances d'origine animale ou végétale et détruisit ainsi la croyance en la « force vitale » (alcool méthylique et dérivés, acide oxalique en 1854, acide formique en 1856, méthane en 1858, camphre, acétylène en 1863). Cette dernière synthèse en permit d'autres, benzène, naphtalène… Voici quelques étapes de sa vie :
- professeur à l'Académie de médecine en 1863, au Collège de France en 1865 ;
- membre de l’Académie de médecine en 1863, à l’Académie des Sciences en 1873, à l’Académie française en 1900. Inspecteur général de l’Enseignement Supérieur en 1877, président de la commission des substances explosives en 1878, sénateur inamovible en 1881 ministre de l’Instruction et des Beaux-Arts de 1886 à 1887 (ministère Goblet), ministre des Affaires Étrangères de 1895 à 1896 (ministère Bourgeois).
Il écrivit quelques deux cents mémoires !