ARTICLE II

De la Combinaison des Corps simples non métalliques entre eux.

86. Idoxigène peut s’unir avec chacun de ces corps simples et former des Oxides ou des acides. Les premiers sont au nombre de sept: l’oxide d’hydrogène (eau), le gaz oxide de carbone , l’oxide rouge de phosphore , les gaz protoxide et deutoxide de chlore, et les gaz protoxide et deutoxide d’azote; les autres , au nombre de dix-huit, sont : les acides borique, carbonique, hvpo-phosphoreux , phosphoreux, phosphaiique, phosphoriquc, pbosphorique oxigéné, hypo- sulfureux, sulfureux, sulfurique, sulfurique oxigéné, iodique, chlorique, chlorique oxigéné, per-nitreux, azoteux (nitreux), azotique (nitrique) et nitrique oxigéné.

Le phtore , placé dans des circonstances particulières, est susceptible de s'unir au bore et à l’hydrogène et de donner naissance aux acides phtoro - borique et hydrophtoiiquc.

L 'hydrogène peut se combiner avec quelques-uns de ces élémens et former des composés binaires : tels sont les acides hydro-phtorique (fluorique ) hydro-chlorique , hydriodique et. hydro-sulfurique , l’oxide d’hydrogène (eau) les gaz hydrogène , carboné, phosphoré et azoté : ce derpier est l’ammoniaque.

En examinant l’action des élémens non métalliques les uns sur les autres , nous nous sommes bornés à indiquer l’existence des composés dont nous venons de parler, en nous réservant de consacrer à leur histoire , qui est de la plus haute importance , deux sections particulières. Il n’en est pas de même des autres composés binaires dans lesquels l’oxigène, l’hydrogène ou le phtore n’entrent pas : la plupart d’entre eux offrent peu d’intérêt , et nous avons cru devoir les décrire en parlant de chaque corps simple. Nous allons cependant en faire l’énumération.

Le bore peut se combiner avec le soufre. {Voy. pag. 1 1 8.)

Le charbon s’unit avec le soufre et avec l’azote. ( V oyez

§ ^3 et 84.)

Le phosphore se combine avec le soufre, l’iode, le chlore et l’azote, (ployez § 74 ■> 76, 81 et 85.)

Le soufre s’unit au chlore et à l’iode. {JK cy. § 77 et 82.)

L 'iode peut se combiner avec le chlore et avec l’azote. ( V oyez § 84 et 85. )

Enfin le chlore peut également s’unira l’azote. (^oy.§85.)

Nous devrions maintenant décrire les composés formés par l’oxigène et pat- chacun des autres corps simples 5 mais, comme l’air atmosphérique joue un grand rôle parmi les agens chimiques, et qu’il est considéré par quelques physiciens comme un simple mélange presqu’en fièrement formé de gaz oxigène et de gaz azote, il nous paraît utile de placer ici son histoire, d’autant mieux que nous connaissons déjà les principaux élémens qui le constituent.

De l'Air atmosphérique.

87. L’air atmosphérique ne se trouve dans la nature qu’à l’état gazeux; comme son nom l’indique, il constitue l’atmosphère, dont la hauteur paraît être d’environ quinze à seize lieues ; on le voit aussi dans des lieux souterrains et dans les fissures de plusieurs minéraux. L’analyse la

BE L’AIR ATMOSPHÉRIQUE. I/Jî

plus sévère n’a démontré jusqu’à présent dans l’air pur que du gaz azote , du gaz oxigène , du gaz acide carbonique , de l’eau, du fluide électrique , et le calorique et la lumière nécessaires pour tenir ces substances à l’état gazeux. (Voyez Analyse de l’air à la fin de l’ouvrage. ) Cependant il est facile de prévoir que l’on doit rencontrer souvent dans l’atmosphère des matières étrangères à celles dont nous venons de parler , par exemple , toutes celles qui se volatilisent journellement à la surface de la terre.

88. Propriétés physiques. L’air atmosphérique est fluide, invisible lorsqu’il est en petite masse, insipide, inodore, pesant, compressible et parfaitement élastique. Fluidité de l’air. Cette propriété , qui n’a pas besoin d’être prouvée, est le résultat de la dissolution des principes constituans de l’air dans le calorique. Invisibilité de l'air. Les molécules de ce fluide sont tellement ténues , qu’elles ne peuvent pas réfléchir une assez grande quantité de rayons lumineux pour devenir sensibles à côté d’objets qui , au contraire, en réfléchissent beaucoup ; lorsque plusieurs couches d’air sont accumulées , cette réflexion est plus marquée et ce fluide devient visible , comme, par exemple, dans la portion bleue que l’on appelle Ciel. Défaut de saveur et d'odeur. Nous ne pouvons pas affirmer que l’air pur soit insipide et inodore; peut-être a-t-il delà saveur et de l’odeur, dont les impressions sur nos organes deviennent nulles par l’effet de l’habitude. Pesanteur de l'air. Aristote observa un des premiers qu’une vessie pleine d’air pèse davantage que lorsqu’elle est vide. Galilée fit voir long-temps après , en injectant de l’air dans un vase , que le poids de celui-ci était 'plus considérable lorsqu’on avait injecté beaucoup d’air, que dans le cas contraire ; enfin, Torricelli , disciple de Galilée, et l’illustre Pascal, firent des expériences ingénieuses qui mirent la pesanteur de l’air hors de doute. Après ce court exposé sur l’historique de la découverte de

la pesanteur de l’air, mous allons prouver, i°. que l’air est pesant; 2°. qu’il pèse en tous sens. Expériences. A. Que l’on fasse le vide dans un grand ballon de verre et que l’on note son poids ; qu’on pèse de nouveau le ballon après l’avoir rempli d’air , il pèsera davantage. B. Lorsqu’on a fait le vide dans une cloche posée sur le plateau de la machine pneumatique , on voit qu’il est impossible de l’enlever , parce que l’air extérieur pèse avec force sur les parois externes de la cloche ; si on laisse rentrer l’air , la cloche se remplit et on peut l’enlever avec la plus grande facilité , le fluide aériforme de l’intérieur établissant alors par son ressoi't l’équilibre avec la colonne extérieure. C. Si l’on prend un tube de verre scellé hermétiquement à l’une de ses extrémités, long d’environ trente pouces et de six à huit lignes de largeur , et qu’on le remplisse de mercure par l’extrémité ouverte, on remarquera, en bouchant celleci avec le doigt et en renversant l’instrument dans une cuve pleine du même métal , que le mercure s’écoule en partie aussitôt qu’on enlève le doigt : que la majeure partie reste, oscille pendant quelque temps 5 enfin qu’il s’arrête à-peuprès à la hauteur de 28 pouces : dans cet instrument, le poids de la colonne de mercure fait équilibre au poids de la colonne d’air-, celui-ci, par une cause quelconque, devientil plus pesant , le mercure monte dans le tube , d’une , deux , trois , quatre lignes 5 le poids de 1 air , au contraire , diminue-t-il, la colonne de mercure descend. Si au lieu d’employer ce métal on se servait d’un liquide environ quatorze fois plus léger, tel que l’eau, celle-ci monterait quatorze fois autant , ce que l’on concevra facilement en faisant attention que le poids de la colonne d’air qui détermine l’ascension reste le même : c’est d’après ces principes que l’on a construit le baromètre, instrument fort utile , et dont l’objet principal est de déterminer les variations qu éprouve le poids de l’air. D. Nous pouvons encore fournir , comme

de l’air Atmosphérique.

preuve de la pesanteur de l’air, le fait suivant : le mercure que contient le tube barométrique dont nous parlons s’élève moins sur la cime qu’au pied des montagnes , parce ' que , dans ce dernier cas , la couche d’air qui comprime le métal est beaucoup plus considérable. Perrier fît le premier cette expérience sur le Puy-de-Dôme, d’après l’invitation de son ami le célèbre Pascal. On a trouvé, par des expériences exactes , qu’un litre d’air h la température de zéro et à la pression correspondante à une colonne de vingt-huit pouces de mercure environ , était de 1,2991 gramme. Voici maintenant une expérience qui établit la pression de l’air dans tous les sens : si l’on prend un tube de verre semblable à celui dont nous venons de parler, qui présente en outre une ouverture latérale vers la moitié de sa longueur; si on bouche parfaitement cette ouverture avec un morceau de vessie mouillée attaché tout autour du tube , on verra , après avoir rempli celui-ci de mercure et l’avoir disposé comme dans l’expérience précédente, qu’en perçant la vessie avec une épingle , l’air s’introduira avec force dans le tube, exercera une pression latérale , partagera la colonne de mercure en deux portions : l’une , pressée de bas en haut, ira frapper la partie supérieure du tube; et l’autre, refoulée de haut en bas , se précipitera dans la cuve. Compressibilité de l air. Lair peut etre comprimé alors il se resserre et diminue d’autant plus de volume que le poids dont il est chargé est plus grand , en sorte que le volume de l’air est en raison inverse de la pression à laquelle il est soumis. Expérience. Que l’on prenne un tube de verre ABC (fig. 5a ) , recourbé en B , ouvert en A , fermé hermétiquement en C, et fixé sur une planche convenablement graduée de l’un et de l’autre côté du tube ; que l’on introduise par l’ouverture A un peu de mercure qui remplira la courbure et dépassera les branches du tube en se mettant au niveau , dans cet état, l’air contenu

dans la brandie B C fait équilibre par son ressort à la Colonne d’air de tonte l’atmosphère qui pèse sur le mercure de la brandie A B. Supposons que cette pression soit égale à celle que déterminerait une colonne de mercure dont le diamctrai serait le même , et qui aurait vingt-huit pouces de hauteur ; si on ajoute dans la brandie A B du mercure jusqu’à ce qu’il ait atteint la hauteur de vingt-huit pouces, l’air de la branche B C , pressé alors , i°. par les vinglliuit pouces de mercure; 20. par l’atmosphère, qui représente le même poids , n’occupera que la moitié du volume primitif. Si l’on verse du mercure jusqu’à la hauteur de quatre-vingt- quatre pouces (c’est-à-dire trois fois vingthuit) , l’air de la branche BC , pressé quatre fois autant qu’il l’était d’abord , puisqu’il faut y ajouter le poids de l’atmosphère , n’occupera que le quart de son volume primitif , et le mercure sera remonté dans la petite branche jusqu’en F. Cette belle expérience est due à Boyle et à Marotte. Elasticité de l'air. Si , après avoir fait l’expérience précédente, on fait sortir une portion du mercure contenu dans la branche AB , on verra que l’air qui avait été comprimé dans la brandie B C se dilate : donc il est élastique.

89. Propriétés chimiques de l'air. Exposé à l’action du calorique , l’air atmosphérique se dilate dans le rapport indiqué § 21; mais il 11e subit aucune décomposition. La lumière le traverse et se réfracte : on a désigné par 1 ,00000 sa puissance réfractive , et on lui a comparé la force réfringente des autres fluides élastiques. L’air sec n’est point conducteur du fluide élcctnque j il lui livre passage , au contraire, lorsqu’il est humide. Soumis pendant long-temps à l’action de l’étincelle électrique , il se transforme en acide azotique ( nitrique ) , qui n’est qu’une combinaison d’oxigène et d’azote : cette expérience ne réussit qu’autant que l’on ajoute de l’eau ou un autre corp6 avec lequel l’acide puisse se combiner.

DÈ l’air ÀTMOSPH ÉRIQUfc. 1^5

go. Le gaz oxigène ne fait que se mêler à l’air atmosphérique. Presque tous les corps étudiés précédemment le décomposent à froid ou à chaud, lui enlèvent l’oxigène, et 1 azote reste libre. Le gaz hydrogène ne lui fait éprouver aucune altération à froid ; mais si on élève la température , il s’empare de l’oxigène, avec lequel il forme de l’eau • et l’azote est mis à nu. Ce fait peut être prouvé en faisant les expériences rapportées à l’article Hydrogène , avec cette différence qu’on substituera au gaz oxigène, de l’air atmosphérique; et comme celui-ci ne contient que ai pour ioo de gaz oxigène , il faudra, pour obtenir des effets analogues , employer trois ou quatre parties d’air contre une partie de gaz hydrogène : par ce moyen , le gaz oxigène se trouvera toujours dans le rapport de un à deux , rapport nécessaire pour qu’il se forme de l’eau. On peut encore ajouter l’expérience suivante : que l’on place dans une petite fiole munie d’un bouchon percé qui donne passage à un long tube tiré à la lampe par son extrémité supérieure , le mélange propre à fournir du gaz hydrogène ( voyez pag. 99 ) ; au bout de deux ou trois minutes, lorsque tout l’air contenu dans la fiole se sera dégagé , que l’on approche une bougie allumée du gaz qui sort par l’extrémité effilée du tube, ce gaz s’enflammera , et produira un jet lumineux qui durera autant que le dégagement du gaz hydrogène aura lieu : cet appareil est connu sous le nom de lampe philosophique. Il y aurait du danger à mettre le feu au gaz hydrogène avant que l’air atmosphérique ne fût expulsé, car celui-ci ferait détonner le gaz qui serait contenu dans la capacité de la fiole.

91. Lorsqu’on met du bore en contact avec l’air atmosphérique à une chaleur rouge , celui-ci cède son oxigene ; 1 azote est mis a nu , et il se forme de l’acide borique solide : aussi y a-t-il dans cette expérience dégagement de calorique et de lumière ; à froid , il n’y a point x‘ 10

146 TREMIE RE PARTIE.

d’action entre ces deux corps. Le carbone pur ou le diamant ne subit aucune altération de la part de l’air à la température ordinaire ; mais si on expose des diamans au foyer d’un miroir ardent , dans des cloches pleines d’air, ou qu’011 les chauffe fortement avec le contact de ce fluide, ils en absorbent l’oxigène, et se transforment en gaz acide carbonique 5 l’azote de l’air est mis à nu. La consomption du diamant placé au foyer des rayons lumineux avait été aperçue , dès l’année 1694, par les académiciens de Florence, chargés par Gosme III, grand duc de Toscane, d’examiner ce phénomène. Le charbon absorbe l’air atmosphérique à la température ordinaire , et il y a dégagement de calorique et formation d’acide carbonique. L’inflammatio'n spontanée des charbonnières , qui a lieu quelquefois auprès de l’eau , reconnaît pour cause principale l’absorption de l’air atmosphérique et de l’humidité qu’il contient. Lorsqu’on élève la température du charbon exposé à l’atmosphère , il en absorbe l’oxigène, se consume et ne laisse que des cendres : il y a , pendant cette opération , dégagement de calorique et de lumière , et formation de gaz acide carbonique! ; l’azote de l’air est mis à nu. Si la température^-était très-élevée , et qu’il y eût un excès de charbon , il se produirait une très-grande quantité de gaz oxide de carbone.

92. L e phosphore , qui n’exerce aucune action sur le gaz oxigène à une température au-dessous de 270 , et sous la pression ordinaire de l’atmosphère , est, au contraire, attaqué par l’air atmosphérique sec ou humide , même audessous de zéro. Expérience. Que l’on introduise , dans une éprouvette remplie de mercure et renversée sur la cuve hydrargiro-pneumatique, 100 parties d’air atmosphérique ; que l’on y fasse passer ensuite un petit fragment de phosphore humecté ; dans le même instant, une petite partie du phosphore s’emparera de l’oxigène pour former de l’a-

DE l’air ATMOSPHÉRIQUE. ï^rj

cido phosplialique qui paraîtra sous la forme de vapeurs, et que l’eau ne tardera pas à dissoudre: si l’expérience se fait dans l’obscurité , on apercevra une faible lumière, et lorsqu’elle sera terminée, il ne restera dans la cloche que les 79 Part'es de gaz azote de l’air employé , contenant un atome de phosphore en dissolution. Il est aisé de concevoir pourquoi le gaz oxigène pur ne transforme pas le phosphore en acide phosphatique a la température ordinaire , tandis que l’air atmosphérique jouit de celte propriété \ c’est que celui-ci est mêlé à du gaz azote qui , d’après les expériences de M. Bellani , jouit de la propriété de favoriser la combinaison du phosphore avec l’oxigène. ( Foyez § 70.). Si l’air atmosphérique était sec, il serait également décomposé par le phosphore à la température ordinaire ; mais la décomposition s’arrêterait au bout d’un certain temps , parce que l’acide phosphatique formé, ne pouvant pas être dissous , recouvrirait le phosphore non attaqué , et 1 empêcherait de se trouver en contact avec l’air, comme l’a démontré M. Thénard. Il résulte des recherches de M. Vogel, qu’il ne se forme jamais de gaz acide carbonique dans 1 expérience que nous venons de décrire. L action de 1 air sur le phosphore à une température élevée est la même que celle du gaz oxigène , excepté quelle est moins vive, et qu’il y a du gaz azote mis à nu (§ 70, pag. m).

C)3. Le soufre n agit sur l’air atmosphérique que lorsqu il a été fondu : alors il s empare de son oxigène, brûle avec une flamme bleuâtre , et se transforme en gaz acide sulfureux, doué d’uue odeur excessivement piquante ; le gaz azote est mis à nu. L 'iode est inaltérable à l’air. Le chlore et Y azote gazeux peuvent se mêler avec l’air atmosphérique en toutes proportions , sans exercer sur lui la moindre action chimique.

Composition et Analyse de l'Air. (Voyez Cours d’A-

nalyse, à la fin du tome n). Extraction. On peut remplir un flacon d’air , en le remplissant d’abord d’eau , en le -vidant dans l’atmosphère , et en le bouchant.