Particulœ nilroaereœ

Une ère nouvelle s'ouvre avec Lavoisier. Les faits relatifs à l'augmentation de poids des métaux pendant la combustion, confirmés par lui, multipliés par une série d'expériences décisives, mis en lumière par une discussion brillante, deviennent, entre ses mains, à la fois une arme victorieuse contre la théorie du phlogistique et la pierre angulaire d'un nouveau système. La combustion n'est pas une décomposition, c'est une combinaison résultant de la fixation d'un certain élément de l'air sur le corps combustible. Celui-ci augmente de poids en se consumant et cette augmentation de poids représente précisément le poids du corps gazeux ajouté.

La découverte du gaz éminemment propre à entretenir la combustion, faite par Priestley en 177 A, donne une nouvelle force à cette théorie. Lavoisier montre que ce gaz est un des éléments de l'air et le nomme oxygène. Dès lors, le rôle de l'air dans les phénomènes de combustion est clairement établi. En vain les derniers défenseurs du phlogistique, Gavendish, Priestley, le grand Scheele lui-même essayent-ils de sauver la théorie de Stahl en la modifiant et en admettant que le rôle de l'air consiste à enlever le phlogistique aux corps combustibles. Un gaz, disait Priestley, est d'autant plus propre à entretenir la combustion qu'il renferme lui-même moins de phlogistique; l'air en contient peu, le gaz éminemment comburant qu'il renferme n'en contient point, l'autre élément de l'air en est saturé, il est incapable d'entretenir la combustion. Ces raisonnements, en représentant comme riche en phlogistique un gaz incombustible (l'azote), défiguraient la théorie au lieu de la sauver. Lavoisier leur opposa victorieusement un argument tiré des relations pondérales. Le tout, disait-il, est plus grand que la partie; les produits de la combustion, plus pesants que les corps combustibles, ne sauraient donc être un des éléments de ceux-ci; car rien ne se perd dans les réactions chimiques, et rien ne se crée, la matière étant indestructible. Si donc les corps augmentent de poids en brûlant, c'est par le gain rou l'addition d'une nouvelle matière; lorsque, d'un autre côté, les chaux métalliques, les oxydes, sont ramenés à l'état de métal, ce n'est pas par la restitution du phlogistique, c'est par la perte de l'oxygène qu'ils renferment. C'est ainsi que Lavoisier établit le premier la nature élémentaire des métaux et fixa, en général, la notion des corps simples. 11 reconnut comme tels les corps dont on ne peut retirer qu'une seule espèce de matière et qui, soumis à l'épreuve de toutes les forces, se retrouvent toujours les mêmes, indestructibles, indécomposables. Ayant ainsi imprimé à un grand nombre de substances primordiales le sceau d'une individualité propre, il réforma définitivement les idées anciennes sur la nature des éléments et mit fin à l'espoir de réaliser des transmutations. Cette illusion séculaire, ni encouragée, ni détruite par les partisans du phlogistique, devait durer, en effet, aussi longtemps que les métaux étaient envisagés comme des corps composés.

Les corps simples ainsi définis, Lavoisier les représente comme doués du

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pouvoir de s'unir entre eux, de manière à former les corps composés, cette union s'effectuant sans perte de substance, de telle sorte qu'on retrouve dans la combinaison toute la matière pondérable des corps constituants. Ces grands principes forment la base de la chimie. Universellement acceptés, ils nous paraissent si simples, si indiscutables aujourd'hui, qu'ils s'imposent en quelque sorte comme des axiomes. Ils ne l'étaient pas alors, et c'est la gloire durable de Lavoisier de les avoir proclamés, nous dirons mieux, démontrés. Il l'a fait clans une série de travaux fortement enchaînés par l'idée dominante et devenus immortels par la sagacité des expériences, la clarté de l'exposition, la rigueur des déductions. Et si quelque chose pouvait rivaliser d'importance avec les découvertes mêmes du grand maître , ce serait sa méthode , cette méthode qui consiste à appliquer la balance à tous les phénomènes chimiques et qui est sienne parce qu'il en est le vrai promoteur. Cavendish, Bergman, Margraf avaient fait des analyses quantitatives ; aucun d'eux n'avait songé à appliquer l'étude des relations pondérales à la solution d'une question théorique. Lavoisier a eu cette idée et ce mérite. La méthode qu'il a inaugurée est la seule bonne en chimie. Non-seulement elle n'a pas été remplacée, mais on ne comprendrait pas qu'elle pût l'être.

Ayant pris pour point de départ l'étude des phénomènes d'oxydation, Lavoisier a naturellement accordé la plus grande attention à l'oxygène et aux composés qui en renferment. Il a fait connaître le rôle important de ce gaz dans la formation des acides, des oxydes, des sels. Les principes qui l'ont guidé dans l'étude de ces composés oxygénés, les plus importants de tous, ont pu être appliqués facilement à tous les composés chimiques. Il en est résulté une théorie générale qui a été opposée vers 1775 aux idées de Stahl alors dominantes. La lutte a été vive, et ceux-là mêmes qui ont le plus contribué, après Lavoisier, à ébranler la théorie du phlogistique par leurs découvertes, en ont été, à la fin, les champions les plus obstinés. Scheele mourut en 1784, à l'âge de quarante-trois ans, sinon partisan convaincu de l'idée même du phlogistique dans le sens qu'y avait attaché Stahl, du moins défenseur énergique du mot; tant il est vrai que l'habitude est notre maître. Dans cette même année 1784 , alors que la doctrine nouvelle avait subjugué en France tous les esprits éclairés, Berthollet à leur tête, Cavendish publia une exposition détaillée et une défense ingénieuse de la théorie du phlogistique. Plus tard, sans se rendre, il cessa son opposition. Priestley ne la cessa jamais. Il mourut en 1804, près des sources du Susquehannah, ayant emporté dans le nouveau monde son génie inquiet et son obstination. Pour Lavoisier, enlevé dans la vigueur de l'âge et dans la plénitude de l'activité, il eut la satisfaction, rare pour un si grand novateur, d'assister enfin au triomphe de ses idées. En 1794, au jour où la hache révolutionnaire mit fin à son existence, sa théorie était acceptée par le plus grand nombre des hommes compétents , et les rares opposants qui osaient encore élever la voix ne purent retarder la chute d'un système désormais condamné.

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Après avoir esquissé à grands traits l'œuvre de Lavoisier clans les pages précédentes, nous devons maintenant aborder quelques détails, et indiquer le développement de ses doctrines par la suite des découvertes qui lui appartiennent ou qui sont propres à ses successeurs.

En 1772, Lavoisier dépose à l'Académie un pli cacheté. Il y traite, pour la première fois, de l'augmentation de poids des métaux par la calcination. Il démontre, en outre, que le soufre et le phosphore augmentent de poids lorsqu'ils brûlent à l'air, et que cette augmentation de poids est due à l'absorption (1 une certaine quantité d'air. Enfin, il établit que la réduction des chaux métalliques donne lieu à un dégagement d'air.

Quelques-unes de ces expériences sont décrites d'une manière détaillée dans un mémoire publié en 111k. Ayant maintenu de l'étain longtemps en fusion dans un vase clos, Lavoisier observa, comme Black, une diminution du volume de l'air. Mais, plus profond et plus habile que son devancier, il put constater que l'augmentation de poids de l'étain représente précisément le poids de l'air qui rentre dans le vaisseau lorsqu'on ouvre celui-ci après le refroidissement. C'était démontrer que l'étain augmente de poids parce qu'il absorbe de l'air; car l'air qui disparaît du vaisseau par absorption pèse évidemment autant que celui qui le remplace, à volume égal, à la fin de l'expérience.

Peu après la découverte de l'oxygène par Priestley en 1774, Lavoisier fait paraître un nouveau mémoire, où il montre que dans la calcination des métaux et la combustion ce n'est pas l'air tout entier, mais un de ses éléments, l'oxygène, qui est absorbé. Il le nomme d'abord air vital ou air éminemment propre à entretenir la combustion et la respiration. En préparant ce gaz, comme l'avait fait Priestley, par la calcination de la chaux mercurielle, il démontre que celle-ci est une combinaison de mercure et d'oxygène, et admet, par analogie, que toutes les chaux métalliques ont une semblable composition. Il les représente comme formées de métal et d'air vital (oxygène).

Partant de ce fait connu de son temps que les chaux métalliques chauffées avec du charbon se convertissent en métal, tandis qu'il se dégage de l'air fixe (acide carbonique), Lavoisier envisage ce dernier comme une combinaison de charbon et d'air vital. Il admet en outre, que cet air vital est un des éléments du salpêtre , qui entretient si vivement la combustion du charbon , en dégageant de l'air fixe. La composition de ce dernier gaz fut établie un peu plus tard par une brillante synthèse. Ayant effectué la combustion du diamant, pour la première fois depuis la célèbre expérience des académiciens del Cimento, Lavoisier montra que l'unique produit de cette combustion est l'air fixe, nommé depuis acide carbonique.

Ainsi inaugurées, ses recherches sur la composition des acides furent continuées en 1777 par l'étude de l'acide phosphorique qui résulte de la corn-

vin DISCOURS PRELIMINAIRE.

bustion du phosphore. Après avoir constaté de nouveau que ce dernier corps augmente de poids en brûlant, Lavoisier précise le rôle de l'air dans le phénomène, en démontrant que le cinquième du volume de cet air est absorbé par le phosphore.

D'autres expériences entreprises dans le cours de la même année le fortifient dans cette conclusion, que des deux éléments de l'air un seul, l'oxygène, est capable d'entretenir la combustion.

Ses travaux sur la composition de l'acide sulfurique se rattachent aux précédents. Il démontre que cet acide diffère du gaz sulfureux par une plus grande proportion d'oxygène. Il indique les mômes relations de composition entre l'acide nitrique et le gaz oxyde d'azote que Scheele venait de découvrir. Il signale comme un composé intermédiaire entre ces deux corps la vapeur rutilante produit de l'oxydation directe de l'oxyde d'azote. Tous ces travaux mettent en évidence le rôle que joue dans la formation des acides cet « air éminemment propre à entretenir la combustion et la respiration », qu'il nomme pour la première fois oxygène dans un mémoire publié en 1778.

Plus tard, il revient aux oxydes et passe aux sels. S'étant efforcé de déterminer les rapports clans lesquels l'oxygène s'unit aux métaux, il représente les oxydes comme les éléments nécessaires de tous les sels. Avant lui la constitution de ces derniers était généralement méconnue. On les représentait tantôt comme formés d'un acide uni à un métal, tantôt comme résultant de l'union d'une chaux métallique avec un acide , les faits alors connus étant invoqués tour à tour à l'appui de l'une ou de l'autre manière de voir. On savait que la litharge est capable de former un sel en se dissolvant dans le vinaigre. Mais on connaissait aussi un grand nombre de sels formés par l'action d'un acide sur un métal. Le vitriol blanc ou sulfate de zinc ne se forme-t-il pas lorsqu'on arrose le métal zinc avec de l'acide sulfurique étendu? Le dégagement d'hydrogène qui accompagne cette dissolution, d'abord passé inaperçu, avait reçu plus tard une fausse interprétation. Lavoisier prouva que cet hydrogène provient de la décomposition de l'eau qui prend part à la réaction et dont l'oxygène se fixe sur le zinc. Ce n'est donc pas le zinc, c'est le zinc oxydé, ou l'oxyde de zinc, qui s'unit à l'acide sulfurique.

L'action est différente, mais les résultats sont analogues lorsque le cuivre se dissout dans l'acide nitrique. Ici le métal exerce une action décomposante non sur l'eau, qui est toujours présente, mais sur une partie de l'acide luimême qui lui cède de l'oxygène. Le cuivre se convertit ainsi en oxyde qui s'unit à une autre partie de l'acide nitrique pour former un sel. Quant à cette portion de l'acide qui a cédé de l'oxygène au métal, elle est ramenée par cette désoxydation ou réduction à l'état de vapeur rutilante ou d'acide hypoazotique qui se dégage.

Telle est l'interprétation que donna Lavoisier des phénomènes de dissolution des métaux dans les acides, phénomènes dont la diversité avait embarrassé ses prédécesseurs et dont le sens leur avait échappé. Le grand réformateur les ramène à ce double mode d'action : oxydation préalable du métal, union de l'oxyde formé avec l'acide.

Ayant ainsi reconnu le rôle de l'oxygène dans la formation des acides, des

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oxydes, des sels, il jeta, par quelques définitions très -simples, les fondements d'un nouveau système de chimie.

Un acide résulte de l'union d'un corps simple, ordinairement non métallique, avec l'oxygène.

Un oxyde est une combinaison de métal et d'oxygène.

Un sel est formé par l'union d'un acide avec un oxyde.

Ces principes, démontrés pour les composés oxygénés, pouvaient s'étendre immédiatement aux autres combinaisons chimiques.

Un sulfure résulte de la combinaison du soufre avec un métal.

Un phosphure renferme un métal, plus du phosphore.

Seuls les chlorures restaient encore, sinon en dehors du système, du moins en dehors du groupe des définitions exactes. En effet, le chlore ayant été envisagé par Berthollet comme un composé d'acide muriatique et d'oxygène, les chlorures ont passé longtemps pour des sels oxygénés. Mais cette erreur, qui fut corrigée plus tard, ne put porter atteinte à la nouvelle théorie, qui représentait les corps simples comme doués du pouvoir de se combiner entre eux sans perte de substance en formant des composés de divers ordres, suivant leur complication.

Un corps simple s'unit-il à un autre corps simple, il en résulte un composé binaire du premier ordre. Les acides, les oxydes, les sulfures, etc., appartiennent à ce genre de combinaisons, les plus simples de toutes.

Mais les acides et les oxydes sont doués eux-mêmes du pouvoir de s'unir entre eux pour former des composés binaires du second ordre qui sont les sels.

Quel que soit le degré de complication. d'un composé, on peut toujours y discerner deux parties constituantes, deux éléments immédiats, ceux-ci étant des corps simples ou des corps composés. Le sulfure de fer renferme deux parties constituantes, le soufre et le fer, tous deux corps simples. Dans le vitriol vert, un nouveau corps simple vient s'ajouter aux précédents : ce sel renferme, en effet, du soufre, du fer et de l'oxygène, mais ces éléments y sont combinés de telle manière que l'oxygène est partagé entre le soufre et le fer, formant avec le premier l'acide sulfurique, avec le second l'oxyde de fer. Cet acide et cet oxyde sont les éléments immédiats du sel.

Ainsi, toutes les combinaisons chimiques sont binaires; tel est le trait caractéristique du système. Dans toutes, l'affinité s'exerce sur deux éléments simples ou composés. Ceux-ci s'attirent et s'unissent entre eux en vertu d'une certaine opposition de propriétés qui est précisément neutralisée par le fait de leur union. Voilà le dualisme.

C'est le fondement de la théorie et le principe de la langue. Et cette langue chimique, si admirable dans sa précision, n'a pas peu contribué au triomphe des idées, à la fin du dernier siècle.

Il y avait alors au parlement de Dijon un avocat général, Guyton de Morveau, qui consacrait noblement ses loisirs à l'étude de la chimie et de la miné-

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ralogie. Il avait été frappé, dans ses leçons publiques, des inconvénients de la nomenclature, si l'on peut appeler ainsi une langue sans régies et sans clarté, collection de mots bizarres et de synonymes fatigants. Dès 1782 , il proposa de nouvelles dénominations qui ne furent pas acceptées, mais qui portaient en elles le germe d'une vraie nomenclature.

Désigner par le nom même la composition d'une substance, tel était le but de la réforme entreprise par Guyton de Morveau.

Elle trouva un puissant appui en Lavoisier qui, de son côté, réussit à gagner à la nouvelle doctrine l'auteur de la nomenclature. Une entente s'établit ainsi en 1787, et, grâce à l'influence prépondérante de Lavoisier et au concours de Berthollet et de Fourcroy, la nouvelle langue s'adapta à la nouvelle théorie.

Les noms expriment la composition, mais comme celle-ci est binaire, chaque dénomination est formée de deux mots. La classe des combinaisons oxygénées a servi de modèle pour toutes les autres.

Les composés les plus simples de l'oxygène sont les acides et les oxydes. Ces deux mots indiquent l'un et l'autre la présence de l'oxygène; ils marquent le genre de combinaison; l'espèce est indiquée par un autre mot, ordinairement un adjectif, qui fait connaître le nom du corps simple, métalloïde ou métal, combiné avec l'oxygène. Ainsi on dit acide sulfurique, oxyde de plomb ou oxyde plombique.

S'agit-il d'exprimer les divers degrés d'oxydation d'un seul et même corps, la nomenclature est féconde en artifices ingénieux; elle fait précéder l'un ou l'autre mot de prépositions grecques, ou elle ajoute à l'adjectif des terminaisons variables. Ainsi, elle désigne les divers degrés d'oxydation du soufre par les noms : acides hyposulfureux, sulfureux, sulfurique. Elle indique les degrés d'oxydation du plomb et du manganèse par les dénominations suivantes : protoxyde de plomb, bioxyde de plomb, protoxyde de manganèse, peroxyde de manganèse.

Deux mots, de même, pour désigner les sels : l'un marquant le genre, déterminé par l'acide; l'autre l'espèce, déterminée par la base métallique. Ainsi sulfate de plomb veut dire combinaison d'acide sulfurique et d'oxyde de plomb; sulfite de potasse, combinaison d'acide sulfureux et de potasse.

Les mêmes principes ont été appliqués à la nomenclature des composés que le soufre et le phosphore forment avec les métaux.

Mais ce n'est pas ici le lieu d'insister sur ces détails, notre but étant seulement de faire ressortir l'influence des nouveaux noms sur la propagation des nouvelles idées. A partir de 1790, la notion fondamentale du système de Lavoisier, savoir le dualisme dans les combinaisons, s'est introduite dans l'esprit du lecteur, savant ou écolier, avec les mots mêmes de la langue chimique; et l'on sait quelle est, en pareil cas, la puissance des mots.

Ce système, bien que reposant sur des faits, n'était pas exempt d'hypothèses. En considérant les sels comme renfermant deux éléments distincts, et en y admettant le partage de l'oxygène entre l'acide et la base, elle préjugeait un certain groupement des éléments qui n'était pas susceptible d'une démonstration directe. C'était en réalité une hypothèse. Clairement indiquée dans la

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langue, elle s'est imposée aux esprits et transmise comme une vérité démontrée, de génération en génération. En effet, elle avait la simplicité et la vraisemblance. Non-seulement elle rendait compte de tous les faits connus, mais encore elle en fit découvrir de nouveaux et des plus importants ; elle était bonne, parce qu'elle était féconde.

On savait, à la fin du siècle dernier, que les alcalis , les terres alcalines et les terres, telles que la potasse, la chaux, l'alumine, possèdent la propriété de s'unir aux acides pour former des sels, et pourtant ces bases salifiables n'avaient pas été décomposées. En les assimilant aux oxydes, Lavoisier en devina la nature ; mais personne n'en avait encore retiré les radicaux métalliques. Depuis 1790, de nombreux essais, tentés pour la réduction des alcalis et des terres, n'avaient abouti qu'à des insuccès. Tant de déceptions avaient découragé les chimistes, à ce point que la grande découverte de H. Davy fut accueillie, en 1807, avec une véritable surprise.

Mais le fait annoncé par le grand chimiste anglais de la réduction des alcalis par le courant d'une pile puissante fut bientôt confirmé par ceux-là mêmes qui avaient d'abord émis quelques doutes, Gay-Lussac et Thenard. On sait que ces chimistes sont parvenus à réduire la potasse et la soude en les soumettant à l'action du fer à une très-haute température. Seules quelques terres, telles que l'alumine et la magnésie, ont résisté à ces puissants moyens de décomposition. OErsted ayant appris plus tard à les convertir en chlorures anhydres par l'action simultanée du chlore et du charbon au rouge, M. Wœhler eut le premier la pensée et la gloire de décomposer ces chlorures anhydres par les métaux alcalins que Davy avait découverts. Il isola ainsi l'aluminium, qui est devenu depuis un métal usuel entre les mains de M. II. Sainte-Claire Deville.

Toutes ces découvertes, qui ont illustré les plus grands noms de la chimie dans ce siècle, découlent d'une idée, l'idée de la constitution des sels émis? par Lavoisier.

Sur un autre point la théorie s'est trouvée en défaut. Lavoisier avait admis d'abord que tous les acides renferment un élément commun, qu'il a nommé oxygène, parce qu'il l'envisageait comme le principe acidifiant, ou générateur des acides. Cette proposition, exacte dans beaucoup de cas, était trop absolue 'dans son énoncé. Berthollet en montra l'exagération dès 1789 par l'analyse de l'hydrogène sulfuré et de l'acide prussique, tous deux exempts d'oxygène, et doués de propriétés acides. Mais une des exceptions les plus importantes à la règle de Lavoisier, c'est l'acide muriatique, dont la composition fut reconnue plus tard1. C'est un acide minéral énergique. Il neutralise la potasse comme l'acide sulfurique, en donnant lieu à des phénomènes analogues, élévation notable de la température, formation d'une matière saline, blanche, neutre, qui se précipite en petits cristaux, si les liqueurs sont concentrées. Dans les deux cas un acide est neutralisé par une, base, avec formation d'un sel, et pourtant le premier de ces acides ne renferme point d'oxygène.

Comme il arrive souvent dans les sciences, ces faits, d'abord embarrassants