V. — Les découvertes de Lavoisier

Le grand chimiste était né à Paris en i']/\3, d'une famille riche sans luxe, distinguée sans afféterie, des honnêtes gens, nous dit Griniaux (~), où purent se développer les sentiments de loyauté, de justice et cet amour du travail dont la ^ie de Lavoisier n'est qu'un incessant exemjîle.

Dès sa jeunesse, il se présente à nous comme un érudil; il fait d'excellentes études littéraires et il y trouve des succès; puis il ('liidic Ir (Iroil loiil eu donnant une grande part de son acli- \iLé aux I(h;()iis ch; fabbé La Caille, pour les Mathématiques el, l'Astronomie; de Bernard de Jussieu, pour la Bolaniijue; de

(') ]ji-s Clùivrcs coniplolcs dn Scheele onL élc remues eu deux vohuues, IJcrliii, I 7'J "> (édiliou alleniaude).

(') !•'. (liiiMAix, Lavjisicr, Paris, Alciu ('i'" édiliou), il^yi,). Nous puisons dans col, allachnnt (Juvrage la plujjurl de uos douuées sur la bioj.'rapliic de Lavoisier.

l.A (IIIMIE DE LAVOISIER. M<J

Rouelle (^), pour la Chimie; de Guettardpour les Sciences minérales (^). Ce dernier, ami de la famille, en fit son collaborateur et le prit avec lui dans un voyage géologique qu'il entreprit à cheval en Alsace et en Lorraine et qui dura du i4 juin au 10 octobre 1767. Nous y voyons Lavoisier s'occuper avec passion des problèmes qui touchent à l'étude de la nature; il accumule les observations météorologiques. Lavoisier avait travaillé une question d'éclairage posée par l'Académie. Son érudition et son sens pratique lui ouvrent les portes de la docte Assemblée en 1768.

'Au reste cette érudition joue un très grand rôle dans la carrière de Lavoisier chimiste. Non pas que, dans ses immortels travaux, il se soit amusé de détails accessoires d'application à d'autres sciences, comme le fait trop souvent Priestley; mais, ayant à instaurer un système nouveau, il devait, pour que ce système fût viable, s'assimiler d'une manière parfaite la science de son époque, cette science qu'il n'a pas créée, mais qu'il a transfigurée.

Avant de faire l'analyse des Mémoires de Lavoisier, nous nous permettrons d'attirer l'attention du lecteur sur ce point de vue qui différencie si bien le grand chimiste de tous ses compétiteurs. Cavendish et Priestley expérimentent simplement, ils tirent des conclusions après, comme ils peuvent avec leur outil vieilli, le phlogistique. Ils ne visent pas, dès l'abord, un grand problème. Lavoisier envisage avant tout une grande

(') Rouelle l'aîné (1703-1770) semble avoir eu sur Lavoisier imc très réelle influence. On dit que c'est de lui que nous tiendrions la notion exacte de sel (Dumas, Phil. chim., Paris, i836, p. 197), qu'il distinguait même les sels neutres acides et alcalins. Baume aurait seulement accepté la classe des sels neutres. Nous n'avons pas eu le loisir d'étudier, d'après les documents originaux, cette discussion rappelée par Dumas. Nous renvoyons le lecteur à certains passages de la Chymie expérimentale et raisonnée de Baume (Paris, Didot; 3 vol., 1773, notamment, t. I, p. 208), où l'auteur divise les matières salines en acides et alcalines. Les matières salines acides sont l'acide vitriolique, l'acide nitreux, l'acide marin et le vinaigre. Les matières salines alcalines sont l'alcali marin, l'alcali végétal et l'alcali animal.

(^) Grimaux ne nous dit pas qu'il ait particulièrement étudié Condillac.

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question à résoudre; il voit dans les faits mis en lumière par ses devanciers et ses contemporains ceux qui peuvent lui servir: chacun de ses Mémoires ne contient, le plus souvent, que quelques expériences très simples, résumés synthétiques admirables de sa pensée et des faits accumulés par d'autres.

Il y avait peut-être encore en 1770 quelques radoteurs qui répétaient, après les alchimistes, que l'eau se change en terre par ébuUition. Le jeune Lavoisier se chargea de résoudre définitivement cette question, en faisant bouillir de l'eau, pendant im mois, dans un pélican préalablement pesé vide. Ce traitement a fait perdre au verre une partie de son poids, et l'on retrouve la perte par évaporation €le l'eau. L'expérience est i)ien simple, il est vrai, mais elle peut être intéressante comme le premier exemple de la technique de Lavoisier.

Scheele traite la même ({uestion d'une manière indépendante, et combien différente. 11 analyse l'eau après ébullition et y retrouve les éléments du verre. Les deux méthodes se complètent, et il n'y aurait pas lieu de discuter ses préférences; mais la première devait manifester sa fécondité d'une manière bien plus rapide et plus souveraine.

En 1772. commencent les grands succès de Lavoisier; il publie un Mémoire sur la destruction du diamant par le feu, mais surtout il dépose ù l'Académie, le i^^ novembre 1772, un pli cacheté qu'il a publié plus tard en faisant l'histoire de ses idées. Après avoir rappelé succinctement les œuvres de Jean Rey, de Boyle, de Stahl, etc., il continue comme suit (^) :

« Tel était l'état de nos connaissances, lorsqu'une suite d'expériences entreprises en 177a sur les différentes espèces d'air ou de gaz qui se dégagent dans les effervescences et dans nn graod iu)nd)re d'opérations chimiques, me lirent connaître d'une manière démonslialive quelle était la cause de l'augmentation de poids qu'acquièrent les métaux lorsqu'on les e\|insc ;'i l'aclioii du feu. J'ignorais alors ce que Jean Rey ;i\;iil (m 1 i I en i().h>: et, quand je l'aurais connu, je n ;iui"iis [)M l'cgardcf sou opinion à cet égard que comme

(') Œuvres cotiipli-len, Paris, i857-i8i)(); in-'i", G vol., I. I, p. 102.

\.\ (IIIMIK dp: I.AVOISIKU. 131

une assertion vaone, propre à faire honneur au oénie de l'auteur, mais qui ne dispensait pas les chimistes de constater la vérité de son opinion par des expériences. J'étais jeune; j'étais nouvellement entré dans la carrière des sciences; j'étais avide de oloire et je crus devoir prendre quelques précautions pour m'assurer la propriété de ma découverte. Il y avait, à cette époque, une correspondance habituelle entre les savants de France et ceux d'Anuleterre; il régnait, entre les deux nations, une sorte de rivalité, qui donnait de l'importance aux expériences nouvelles et ([ui portait quelquefois les écrivains de l'une ou l'autre nation à les contester à leur véritable auteur. Je crus donc devoir déposer, le r^^ novembre 1775, l'écrit suivant, cacheté, entre les mains du secrétaire de l'Académie. Ce dépôt a été ouvert à la séance du 5 mai suivant et mention en a été faite en tète de l'écrit. Il était conçu en ces termes :

)) Il y a environ huit jours c{ue j'ai découvert c{ue le soufre, en brûlant, loin de perdre de son poids, en acqviérait au contraire; c'est-à-dire que, d'une livre de soufre, on pouvait retirer beaucoup plus d'une livre d'acide i'itriolique, abstraction faite de l'humidité de l'air: il en est de même du phosphore : cette augmentation de poids vient d'une quantité prodigieuse d'air qui se fixe pendant la combustion et qui se combine avec les vapeurs.

» Cette découverte, cjue j'ai constatée par des expériences C[ue je regarde comme décisives, m'a fait penser que ce qui s'observait dans la combustion du soufre et du phosphore pouvait bien avoir lieu à l'égard de tous les corps cjui accjuièrent du poids par la combustion et la calcination; et je me suis persuadé que l'augmentation de poids des chaux métalliques tenait à la même cause. L'expérience a complètement confirmé mes conjectures; j'ai fait la réduction de la litharge dans des vaisseaux fermés, avec l'appareil de Haies, et j'ai observé qu'il se dégageait, au moment du passage de la chaux en métal, une quantité considérable d'air, et que cet air formait un volume mille fois plus grand que la quantité de litharse employée. Cette découverte me paraît une des

<:I1AI>1THK Y,

plus intéressantes qui aient été faites depuis Stahl, j'ai cru devoir m'en assurer la propriété, en faisant le présent dépôt entre les mains du secrétaire de l'Académie, pour demeurer secret jusqu'au moment où je publierai mes expériences.

» A Paris, ce i^^ noveml)re 1772. Lavoisier. »

« En rapprochant cette première Notice de celle que j'avais déposée à l'Académie le 20 octobre précédent, sur la coinbustion du phosphore; du Mémoire que j'ai lu à l'Académie <"i sa séance publique de Pâques 1773 ; enfin de ceux que j'ai successivement publiés, il est aisé de voir que j'avais conçu dès 1772 tout l'ensemble du système que j'ai publié depuis sur la combustion. »

A proprement parler, Lavoisier ne fait aucune découverte expérimentale, mais il interprète sainement celles de ses prédécesseurs et de ses contemporains. Ce n'est pas qu'il introduise dans la science l'usaoe de la balance, mais, par la force de sa logique, il va l'imposer après dix ans d'efforts pour établir « le doit et m'oir de toute expérience » (^).

Lavoisier va consacrer trois ans de son activité à résoudre le problème de la calcination des métaux, esquissé dans son pli cacheté de 1772. Citons d'abord son Mémoire ; Sur la calcination de Vêtain dans les incises fermés et sur In cause de Vaugmentation de poids qu'acquiert ce métal pendant cette opération (^), lu à la rentrée pvd)lique de l'Académie, à la Saint-Mai^tin i774- \ oici son début :

« 11 résulte des expériences dont j'ai rendu compte dans les Chapitres V et VI de l'Ouvraoe que j'ai publié au commencecément de cette année, sous le titre d'Opuscules plti/siques et chimiques. (|iic, lorscpi'ou calcine au verre ardent du ploml) "Ml (le l'étain sous une clociie de verre, plonoée dans de l'eau «>ii (bi mercure, le volume de l'air diminue d'un vingtième ciixiidn par rdlet (\v la lalriuat ion. et que le poids du métal

(') !•'. (liiiMADx, Lavoisier, p. 91).

(") Œuvres, 1. 11, p. io5.

LA CHIMIE PE L.VVOISIKR. l53

se trouve augmenté d'une f[uontité à peu près égale à celle de l'air détruit ou absorbé.

» J'ai cru pouvoir conclure, de ces expériences, qu'une portion de l'air lui-même ou d'une matièi^e quelconcjue, contenue dans l'air, et qui existe dans un état d'élasticité, se combinait avec les métaux pendant leur calcination, et que c'était à cette cause qu'était due l'augmentation de poids des chaux métalliques. »

On connaît, dans ses grandes lignes, son expérience célèbre :

1° Il calcine l'étain en vase clos : aucune augmentation de poids ne se manifeste, et, par conséquent, la matière du feu ni aucune cause extérieure à ce qui se trouve dans la cornue, n'a d'influence.

2° Il ouvre la cornue froide et constate une augmentation de poids. La différence entre les pesées i° et a*' donne le poids de l'air absorbé pendant la calcination.

3° L'augmentation de jDoids du métal « est assez exactement égale au poids de la quantité d'air absorbée, ce cjui prouve cjue la portion de l'air qui se combine avec le métal, pendant la calcination, est à peu près de pesanteur spécifique égale à celle de l'atmosphère.

On voit que ce Mémoire n'est pas moins simple que celui de 1770 dans lecjuel Lavoisier avait traité de la soi-disant transformation de l'eau en terre. La méthode est la même et les faits cpii y sont invoqués sont, on peut le dire, dans le domaine public.

Des faits non moins simples encore vont bientôt permettre à Lavoisier de faire un pas décisif.

L'oxyde de mercure a attiré l'attention d'un grand nombre de chimistes, et plusieurs ont publié des observations à son sujet. En 1774? cjuelques mois avant les constatations de Priestley que nous avons relatées à leur place, Bayen avait observé cjue le précipité pei- se se transforme en métal par l'action du verre ardent, qu'il se dégage un air, et <{ue la perte de poids svibie dans la réduction est égale au poids de l'air dégagé (^).

(^) Ladenburg, His!. du dév. de la chimie., p. 12, Paris, 1909.

I '>4 CIIAPITRK V.

Le ic> novembre l'J'J.i, Lavoisier (') lisait à l'iVcadémie un rapport sur une contestation entre Cadet et Beaumé au sujet d'expériences de ce <>enre.

Rappelons que, selon Priestley, le mercure coulant, pour passer à l'étal de chaux, retirait à l'air quelque chose de uitreux.

A la rentrée publicpie de l'Académie de Pà([ues 1770, Lavoisier lit un Mémoire Sur la nature du principe qui se combine avec les métaux pendant leur calcination et qui en augmente le poids C^). ^ oici comment il débute :

« La plupart des chavix métallicjues ne se réduisent, c'està-dire ne reviennent à l'état de métal, cjue par le contact immédiat d'une matière charbonneuse, ou d'une substance quelconque qui contienne ce cju'on nomme le plilogistique. Le charbon qu'on emploie se détruit en entier dans cette opération, lorsque la dose en est bien proportionnée; d'où il suit i[iie Tair qui se dégage des réductions métalliques par le charbon n'est pas un être simple, qu'il est en cpielque façon le résultat de la combinaison du fluide élastique dégagé du métal et de celui dégagé du charbon; donc, de ce qu'on obtient ce fluide dans l'état d'air fixe, on n'est point en droit d'en conclure «^[u'il t'xislait dans cet état dans la chaux métallique avant sa combinaison avec le charbon.

» Ces réflexions m'ont fait sentir comi)ieu il était essentiel, pour débrouiller le mystère de la réduction des chaux métalliques, de diriger mes expériences sur celles qui sont réductibles sans addition (•'). »

Laxoisier fait certains essais sur les chaux du fer à l'aide (bi verre ardent, puis il fixe son choix sur le précipité per se. D'abord il constate ([ue ce corps est bien une chaux du mercure;

1') Œuvres, l. I\". p. rSS, |>aris 18C.8.

(2) (Envies, I. il, !>. j •>■',.

(•') l'iaiiiiK' (lit à Cl' snjcl : u Celle ])ropiiété dos cliaux d'argent de se réduire en partie en métal, sans addition, l<'ur est commune avec la plupart lies cliaiix (je plomi), (|ni sont en partie réductibles, sans addition de matière iii!lariimal)le >.. (CInjinic exp. ri rnisoniiéc, I. !!I, p. 7, Paris, Didot, l":\; .'. vol.)