LIV. 1. CHAP. I. OXYGÈNE

11 siil’lit dechaiilfer légèrement le mélange dans un ballon de verre pour obtenir un dégagement régulier; le résidu de l’opération est de l’alun de chrome sous la modification verte.

40. Propriétés physiques de Poitygèue. — L’oxygène préparé parces diverses méthodes est un gaz sans odeur, sans couleur et sans saveur. Son poids spécifique est 1,1056. On aura donc le poids d’un certain volume d’oxygène en multipliant le poids du même volume d’air, pris dans les mêmes circonstances de température et de pression, par ce nombre 1,1056. Ainsi 1 litre d’oxygène à 0°, et sous la pression de 760, pèse 1^^293 X 1,1056 = 1^^430. Il est peu soluble dans l’eau; 21 litres d’eau dissolvent 1 litre d’oxygène : en d’autres termes, son coefficient de solubilité est 1/21. L’oxygène, soumis à un froid de 110“ an-dessous de 0“ en même temps qu’on le soumettait à une pression de 40 atmosphères, a conservé l’état gazeux. Nous verrons que la plupart des gaz passent dans ces conditions à l’état liquide et même à l’état solide. Les gaz qui, comme l’oxygène, n’ont pu être liquéfiés jusqu’ici, sont dits permanents.

41. Propriétés chimiques. — L’oxygène est éminemment propre à la combustion. Que l’on plonge, en eftét, dans une éprouvette contenant de l’oxygène une allumette que l’on vient d’éteindre, mais qui présente encore quelques points rouges, on la voit se rallumer avec une petite explosion, et brûler avec vivacité tant qu’elle reste dans ce gaz. Ce caractère nous permettra facilement de reconnaître s’il reste encore de l’air dans les appareils où on prépare l’oxygène. Une allumette imparfaitement éteinte, comme dans l’expérience précédente, se rallumera à l’extrémité du tube abducteur aussitôt que l’oxygène commencera à se dégager. On met encore en évidence cette propriété de l’oxygène par les expériences suivantes.

On introduit dans un flacon à large ouverture, rempli d’oxygène, un petit godet de terre, soutenu par un fil de fer qui s’enfonce dans un large bouchon que l’on fait reposer sur les parois du goulot {fig. 8). Si l’on met dans le godet un morceau de charbon rouge, aussitôt qu’il a le contact de l’oxygène, on le voit brûler avec rapidité, en produisant une assez vive lumière; la combustion cesse bientôt et le charbon s’éteint. Si alors on examine ie gaz contenu dans le flacon, on voit qu’il est devenu impropre à la respiration et à la combustion, qu’il trouble l’eau de chaux et rougit la teinture de tournesol.

Ces propriétés caractérisent le gaz acide carbonique.

Si l’on remplace le charbon par un morceau de soufre enflammé , on voit celui-ci brûler avec une flamme bleuâtre beaucoup plus vive que celle qu’il produit en brûlant dans l’air. Quand la combustion est terminée, l’oxygène a disparu ; il

Fig. S.

CHIMIIi INOHGAiMQUE.

esl remplacé par un gaz rrune odeur suffocante, impropre à la combustion et rougissant vivement la teinture bleue de tournes'ol que l’on introduit dans le flacon. C’est du gaz acide sulfureux.

Avec le phosphore, l’expérience est plus brillante. Aussitôt que le phosphore enflammé a le contact de l’oxygène, il brûle avec une flamme si vive que l’œil a peine à en supporter l’éclat. 11 se produit, pendant la combustion, des flocons blanchâtres, qui viennent tapisser les parois du vase. Ils sont remarquables par l’énergie avee laquelle leur dissolution rougit la teinture bleue de tournesol ; on a donc encore un acide, l’acide phosphorique.

On comprend alors pourquoi Lavoisier a donné à ce corps le nom &'oxygène{o\h-., acide; yewaoj, j’engendre); maisil faudrait bien se garder de croire que l’oxygène soit le seul corps qui puisse engendrer des acides. On connaît aujourd’hui un certain nombre d’acides qui ne contiennent pas d’oxygène.

Le fer fortement chauffé lance parfois, quand on le forge, des parcelles métalliques qui brûlent avec vivacité dans l’air ; nous devons donc nous attendre à le voir brûler plus vivement encore dans l’oxygène : c’est ce qu’on réalise dans l’expérience suivante, due à Ingenhousz.

On suspend à un bouchon de liège une lame de ressort aussi mince que possible, que l’on a préalablement contournée en spirale 9). L’extrémité inférieure de ce ressort est eftilée ; on l’engage dans un morceau d’amadou. On enflamme d’abord 1 amadou et l’on plonge le ressort dans un flacon, contenant de l’oxygène, dont le fond est recouvert d’eau. Le bouchon de liège qui soutient le ressort ferme alors la tubulure. L’amadou brûle avec vivacité dans l’oxygène et porte au rouge la pointe d’aeier, qui peut alors s’unir à 1 ox\gène. La combinaison se fait a\'ec énergie, et la chaleur dégagée est si intense, que l’on voit l’extrémite du ressort se transformer eu un globule d’oxyde de fer fondu, tellement incandescent, qu’en tombant sur le fond du flacon il s’y incruste profondément, même après avoir traversé la couche d’eau qui le recouvre. Au commencement de l’expérience, le fer projette de tous côtés des étincelles brillantes, qui disparaissent quand le métal est recouvert par l’oxyde fondu, mais qui reparaissent aussitôt que le globule d’oxyde, devenu suffisamment pesant, s’est détaché du métal.

42. Ces diverses expériences établissent de la manière la plus incontestable que les corps ne hrulcnt dans l’oxygène que parce qu ils se combinent avec lui. Gomme dans toutes les combinaisons énergiques, il y a dégagement de chaleur et de lumièri'. — ‘Ajoutons (jue si ces mêmes corps lu'ûlent dans l’air avec unnns de vivacité, il est vrai, (pie dans

Fifj. !).

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l’oxygène, c’esl parce que ce gaz y existe, mais mélangé avec une certaine proportion d’azote qui tempère ses propriétés trop actives.

43. Combustion Yive et combustion lente. — Le fer exposé k l’air se ternit et peut môme, au bout d’un temps suffisant, se transformer totalement en rouille. Ce corps est un hydrate de sesquioxyde de fer. C’est donc, en définitive, un produit d’oxydation du fer. Le phénomène de la produclion de la rouille est donc un phénomène de comhubtion ou d’oxygénation ; mais comme cette combustion n’a pas été accompagnée d’un dégagement de chaleur sensible, nous lui donnerons le nom combustion /en/c, pour la distinguer des précédentes, qui sont appelées, par opposition, combustions vives.

Toutefois il ne faudrait pas croire que la combustion lente ne produise aucune chaleur; comme toute combinaison chimique, l’oxydation du fer en dégage nécessairement, mais, comme l’oxydation est trèslente, la chaleur se dissipe à mesure qu’elle se produit. Quand l’oxydation est vive, toute la chaleur est dégagée en un instant; elle peut alors porter à l’incandescence la masse d’oxyde de fer formé.

44. lia respiration est uii phénomène de combustion. — La respiration des animaux est encore un phénomène de combustion lente où il est facile de constater un dégagement de chaleur. Le sang noir ou veineux, se trouvant, dans les poumons, en contact avec l’oxygène de l’air, l’absorbe en dégageant de l’acide carbonique et se transforme en sang artériel. L’acide carbonique provient de la combustion, dans la profondeur des tissus, de certains principes carbonés du sang ; il en résulte assez de chaleur pour que toutes les parties du corps soient maintenues à une température constante chez chaque animal, mais plus élevée chez les animaux à respiration active (animaux k sang chaud) que chez ceux qui respirent lentement (animaux k sang froid).

C’est k Lavoisier que nous devons l’explication de la combustion et de la respiration ; avant lui on était bien loin de soupçonner la moindre analogie entre ces deux ordres de phénomènes, si naturellement rapprochés par la découverte et l’étude des propriétés de l’oxygène.

45. Déhiiition actuelle de la combustion. — Nous ne pouvons toutefois terminer ce chapitre sans faire remarquer que le moi ùq combustion, synonyme d’oxygénation pour les contemporains de Lavoisier, doit être pris aujourd’hui dans un sens plus étendu.

Les chimistes modernes ont démontré que le cuivre pouvait brûler dans la vapeur de soufre, que le phosphore, plongé dans le chlore, s’y enflammait comme dans l’oxygène. Le mot de combustion doit donc être pris dans le sens plus large de combinaison. Mais, dans le langage habituel, on conserve néanmoins au mot de combustion le sens restreint que lui a\ail donné Lavoisiei'.

CHIMIE INOHCAMIQUE.

4-6. Corps comburants. — Corps combustibles. — Dans la COnibuslion du charbon dans l’oxygène, l’oxygène est dit \qc,ov\)?> comburant.^ le charbon est le corps combustible ; mais, comme le sens du mot Combustion a été étendu, nous entendrons sous la désignation de corps comburants tous les corps qui jouent dans une combinaison le meme rôle que l’oxygène, et. de combustibles tous ceux qui jouent le rôle du charbon. Exemples : dans la combustion du cuivre dans le soutre, le cuivre est combustible, le soufre comburant; de même le chlore est comburant, vis-à-vis du phosphore qui est combustible, dans le chlorure.

Ces désignations n’expriment évidemment qu’un rapport de propriétés : ainsi le soufre, comburant vis-à-vis du cuivre, est combustible vis-à-vis de l’oxygène. On peut d’ailleurs donner un sens plus précis à ces mots de comburants et de combustibles^ en disant que les premiers sont les éléments électro-négatifs des combinaisons; les combustibles en sont alors les éléments électro-positifs (‘27).

47. Historique de la théorie de la combustion. — Nous avOns Supprimé pour plus de clarté, dans l’exposé de la théorie de la combustion, tous les détails historiques qui se rattachent à cette importante question; nous allons rapidement les résumer ici, afin de montrer l’état de la chimie avant Lavoisier, et la transformation qu’elle a subie sous l’influence des travaux de ce puissant génie.

Les premières observations importantes sur ce sujet remontent à 1630, époque à laquelle Jean Rey, médecin du Périgord, fit connaître le fait de l’augmentation de poids de l’étain et du plomb pendant la calcination. D’après lui, cet effet était dù à une absorption de l’air. On retrouve cette opinion dans les écrits de plusieurs savants anglais, parmi lesquels il convient de citer Robert Hooke (1665), et surtout John Mayow, qui publia, en 1674, un travail sur l’augmentation de poids éprouvée par le plomb et l’antimoine dans leur calcination.

Mais, dès le commencement du dix-huitième siècle, les chimistes, séduits par des hypothèses ingénieuses, perdent complètement de vue lé fait si important de l’augmentation de poids des métaux oxydés, fait dont l’étude attentive pouvait seule conduire à la véritable théorie de la combustion.

Becker, chimiste allemand, attribua (1703) ce phénomène à une substance volatile ou à un soufre qui s’échappait de tous les corps combustibles, lorsqu’ils brûlaient. Son élève, Georges-Ernest Slahl, développa cette idée; il donna à cette substance le nom de phlogistique. D’après lui, tous les corps combustibles sont composés de phlogistique et d’un radical particulier non combustible. Ainsi le soufre contient du phlogistique et de l’acide sulfurique; le fer, du phlogistique et de l’oxyde de 1er. En brûlant, le fer laisse dégager son phlogistique, el il ne reste plus ([ue de

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l’oxyde de fer. La réduction d’un oxyde métallique par un corps combustible s’opérait par le simple transport du phlogistique passant du corps combustible à l’oxyde métallique, qui se trouvait aitisi réduit. De laies expressions de déphlogistiquer et de phlogistiquer qui correspondent aux termes à'oxyder et de déaoxtjder ou réduire. Ce qui doit surtout surprendre, c’est que Stahl ait considéré le phlogistique comme doué de pesanteur; il résultait en effet de cette manière de voir que le fer, en perdant du phlogistique pour passer à l’état d’oxyde de fer, devait diminuer de poids; les expériences des chimistes du siècle précédent auraient prouvé le contraire, si l*on s’était donné la peine de les répéter avec la balance, au lieu de les nier d’une manière systématique.

Si l’on remarque que, par son hypothèse, Stahl explique et relie entre eux, d’une manière très-simple et probable (la notion des poids oubliée), tous les phénomènes de combustion, on comprendra que ce chimiste soit devenu l’auteur d’une théorie chimique adoptée par tous les savants pendant plus d’un demi-siècle, et défendue au moment de sa chute par les meilleurs chimistes de l’époque.

Cette théorie avait cependant subi bien des modifications avant que Lavoisier vînt la détruire. Le phlogistique avait été regardé comme le principe du feu; Macquer le supposait identique au principe de la lumière, parce que l’acide azotique, l’oxyde d’or et l’oxyde d’argent sont réduits par la lumière du soleil. Enfin, en 1774, Bayen fit voir que la théorie de Stahl ne pouvait expliquer la décomposition de Voxydede mercîire (chaux de mercure), que la chaleur seule suffit à réduire. D’après lui, la transformation du mercure en chaux (oxydation du mercure) ne provient pas d’une perte de phlogistique, mais de la combinaison du métal avec l’air, dont le poids, ajouté à celui du métal, déterminait l’augmentation de poids de celui-ci. On revenait ainsi aux idées de Jean Rey. La même année, Lavoisier entreprit quelques expériences pour démontrer, d’une manière péremptoire, l’absorption de l’air pendant l’oxydation. Il chauffa, pendant plusieurs heures, un grand matras en verre hermétiquement fermé, contenant de l’air et de l’étain; ce métal se recouvrit d’une épaisse couche de cendre métallique (oxyde). L’appareil, pesé avant et après l’opération, n’avait pas varié de poids ; mais, quand il l’eut ouvert, l’air y pénétra et rendit le matras plus pesant de 10 grains. Lest à peu près de celte époque que date la découverte de l’oxygène (1774) par Priestley et Scheele. Scheele, parlant de celle découverte, détermina la composition de l’air, et en 1777 il entreprit d’établir une théorie de la combustion. Gomme il avait constaté que le phosphore, en brûlant dans le gaz oxygène, absorbe complètement ce gaz, il en avait conclu que l’oxygène s’élait combiné, avec du phlogistique et échappé sous lorme de lumière et de chaleur. L’oxygène, en se combinant avec le phlo-

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gislique, dégageait toujours de la chaleur; mais la lumière n’apparaissait que si la quantité de phlogistique combiné était suffisamment grande. Comme on le voit, Scheele, imbu des idées de Stahl, avait négligé de peser le corps brûlé ; l’explication véritable du phénomène de la combustion devait donc lui échapper.

Dans la môme année, Lavoisier prouva que la combustion consistait en une absorption de gaz oxygène, et que l’augmentation de poids éprouvée par le corps en combustion était égale au poids de l’oxygène employé. En 1789, il publia son traité de chimie, où sont exposés, dans leur ensemble, ses travaux antérieurs, devenus le point de départ de la chimie moderne. On peut dire que c’est surtout en introduisant l’usage des pesées dans l’étude des phénomènes chimiques, que Lavoisier a donné à la science une direction toute nouvelle. Le premier, il a pu, à l’aide de la balance, poser ce principe fondamental : rien ne se perd, rienne se crée dans la nature. Des substances s’ajoutent, des substances se séparent, mais soit qu’elles s’ajoutent, soit qu’elles se séparent, elles conservent toujours leur poids.