Expériences de M. Bunsen sur les gaz combustibles

C’est ici le lieu de signaler les expériences de M. Bunsen sur la combustion de l’hydrogène et de l’oxyde de carbone. {Annales de Poggendorff, tome CXXXI, année 1867; extrait dans les Annales de chimie et de physique, tome XIV, p. 446, année 1868 : voir également un mémoire antérieur, intitulé : Recherches sur l’affinité chimique, Annalen der C hernie und Pharmacie, 2' série, tome IX, p. 137, et Annales de chimie et de physique, année 1853, tome XXXVIII (1).)

Les expériences de M. Bunsen avaient principalement pour but la détermination des températures de combustion. La méthode employée consistait à faire

(1) On peut encore rapprocher les expériences de M. Bunsen de celles de MM. Régnault et Reiset, sur les systèmes gazeux combustibles ( Annales de chimie et de physique, 3e série, lome XXVI, p. 356.

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détoner les mélanges dans un eudiomètre fermé par une espèce de soupape de sûreté, et à déterminer par tâtonnement la charge qu’il faut donner à cette soupape peur équilibrer exactement la pression qui se développe dans l’eudiomètre à l’instant de l’explosion. On obtient ainsi la valeur de cette pression, et l’on en déduit par le calcul la température développée et la proportion de gaz entré en combinaison. Les expériences, faites avec l’oxygène, portaient sur la combustion de l’hydrogène et sur celle de l’oxyde de carbone. On y a étudié non seulement l'influence de l’excès de l’Un des gaz réagissants, mais encore celle d’un gaz inerte tel que de l’azote< Voici les résultats obtenus d’après les calculs mêmes de M. Bunsen :

Les résultats publiés par M. Bunsen peuvent se résumer de la manière suivante.

Dans la combustion des mélanges gazeux pris en proportions atomiques (CO-f-O), ou (H-(-0), un tiers seulement du gaz combustible présent subit la combustion, tandis que les deux autres tiers perdent à ces hautes températures la faculté de Se combiner avec l’oxygène.

Dans la combustion des mélanges gazeux où il entre soit un gaz Inerte, soit

un excès de l’un des gaz (en proportions croissantes de O™1 , 686 à 3™' , 160), la moitié, presque exactement, des gaz combustibles subit la combustion, tandis que l’autre moilié demeure non combinée et se retrouve dans les produits de la combustion : dans les limites des expériences indiquées, la température décroît de 2471 à 1146 degrés, tandis que la proportion de gaz combustiU» brûlé reste

invariable.

Dans la combustion d’un mélange atomique (CO-f-O), le tiers seulement de l’oxyde de carbone brûle en produisant une élévation de température de 3033 degrés. Gette température venant à s’abaisser par rayonnement e* conductibilité à 2558 degrés, aucune nouvelle portion d’oxyde de carbone ne brûle dans l’intervalle, et ce n’est qu’au»dessous de ce dernier degré que la combustion recommence* ramenant la température de 2558 degrés qui ne peut pas être dépassée maintenant. Ainsi, à des températures continuellement décroissantes au-dessous de 3033 degrés succède la température de 2558 degrés, qui demeiare constante jusqu’à ce que la moitié du gaz oxyde de carbone soit brûlée. Cette seconde phase du phénomène est suivie d’une troisième pendant laquelle la température du mélange enflammé s’abaisse au moins à 1146 degrés, où s’effectue la combustion d’une nouvelle portion. A des températures plus basses, il y aurait sans doute des points analogues où s’opérerait la combustion de nouvelles proportions du mélange jusqu’à ce que tout fût brûlé.

M. Bunsen conclut donc que la combustion d’un mélange homogène de gaz combustible et d’oxygène s’effectue par sauts brusques, à la façon des équivalents chimiques, lorsqu’on fait Varier d’une manière progressive soit la température, soit l’excès de l’un des éléments. Il rapproche ces résultats de ceux qu’il avait obtenus antérieurement en faisant brûler avec une quantité insuffisante d’oxygène, des mélanges d’oxyde de carbone et d’hydrogène ( Ànnalen der Ghemiè Und Pharmacie ,2e série, t. IX, p. 137, et Annales de chimie et de physique, année 1853, t. XXXVIII) ; il considère tout l’ensemble de ces faits comme soumis à une loi générale qu’il énonce en ces termes :

« De§ combinaisons qui dans des circonstances données se forment simultanément dans un mélange gazeux homogène, se trouvent entre elles dans un rapport stoechiométrique Simple, et ce rapport se modifie par sauts brusques, par . l’intervéntiOn d’un troisième corps s’ajoutant en proportions croissantes, sans altérer l’homogénéité du mélange. »

M. Bunsen ajoute que ces phénomènes sont dus sans doute à une attraction en rapports atomiques simples qui aurait lieu dans le mélange avant la combinaison.

Nous avons tenu à faire connaître les détails du travail de M. Bunsen, parce que ses expériences sont les seules de ce genre qui aient été publiées. Mais si les résultats directs de l’observation constatés par cet illustre savant méritent d’être enregistrés aveG le plus grand soin, les conclusions qu’il en a tirées inspirent les doutes les plus légitimes. M. Vicaire, dans un travail fort important consacré à la dissociation ( Annales de chimie et de physique, année 1870, 4e série, t. XIX, p. 140), a repris les calculs de M. Bunsen, en cherchant à apprécier les causes d’erreur des observations : il montre que les résultats obtenus peuvent être interprétés autrement, qü’ils ne conduisent pas nécessairement

à des lois de discontinuité et que, en somme, « la discussion même des expériences laisse au moins beaucoup de doutes sur la légitimité des conclusions ». M. Berthelot, de son côté, a insisté sur ce que l’hypothèse fondamentale de M. Bunsen, c’est-à-dire la constance de là chaleur spécifique de l’acide carbonique, n’est certainement pas exacte et il conclut que dès lors « il ne paraît pas utile de discuter cette question d’une manière plus approfondie ». ( Comptes rendus de l’Académie des sciences, 1er semestre 1877, p. 409). Les mesures de M. Bunsen n’en demeurent pas moins très précieuses, parce qu’elles permettent de calculer, sans faire aucune hypothèse sur les chaleurs spécifiques, deux limites entre lesquelles la température de combustion est nécessairement comprise; en supposant successivement que la combinaison soit complète ou qu’elle soit nulle, M. Berthelot obtient pour les températures développées dans les expériences citées plus haut les nombres suivants :