GERMES DE LA THÉORIE DE LAVOISIER

Pour découvrir les germes de la chimie de Lavoisier, de la chimie de Foxigène, je vais remonter un peu dans la période à laquelle appartient l'école de Stahl.

On sait que l'absorption de l'air par les matières qui

se calcinent, ou la diminution de l'air dans lequel se

fait cette calcination, son changement de nature de

manière à devenir irrespirable , enfin le fait que la

même partie de l'air qui sert à calciner les métaux sert

aussi à la respiration des animaux, avaient été démontrés

par Boyle, par Mayow et par WiUis. Mais la théorie du

phlogistique l'avait emporté à tous égards sur ces idées

de l'école de Boyle, tellement que les expériences

qu'elle avait faites avec l'appareil pneumato-chimique

étaient tout-à-fait oubliées des chimistes, et qu'il fallut

les rechercher dans les dissertations de Mayow, qui ne

circulaient presque plus dans les mains des savants.

C'était en Angleterre que la chimie des gaz s'était

conservée le plus longtemps. Haies, entre autres,

dans ises recherches sur la physique des végétaux ,

avait insisté sur cette quantité prodigieuse d'airs qui

sort toujours des végétaux dans certaines circonstances ;

c'est même lui qui avait donné le nom d^airfxe à l'acide

carbonique, parce qu'il pensait que c'était de l'air or-

dinaire qui était contraint dans les cellules , dans les pores des corps organisés , et qui s'en dégageait , soit par le phénomène de la végétation , sôit par la putréfaction , soit par d'autres causes. Il avait bien remarqué que cet air fixe n'était pas respirable ; mais il n'avait pas eu l'idée que c'était un air distinct de Tair ordinaire. La théorie des quatre éléments , Teau , lair, le feu , la terre, existait encore. On n'admettait qu'une seule es^ pèce d'air. Si l'air fixe n'était pas respirable , c'était parce qu'il contenait des particules étrangères. Il était naturel de croire que des corps organiques se dégageait de l'air contenu dans leurs cellules, et qu'il en sortait mêlé avec d autres substances qui le rendaient irrespirable. On expliquait ainsi d'une manière vague la nature des différents airs auxquels Van-Helmont avait déjà donné le nom de gaz. Ce nom de gaz n'est tiré ni du latin ni du grec; il a été fabriqué par Van- Helmont, qui le composa avec le mot geist, qui signifie esprit en allemand, ou avec le mot geest^ qui a la même signification en hollandais et en flamand. Mais, vers le iiîilieu duxvm* siècle, on commença à s'occuper d'une manière plus précise des airs ou gaz.

Cn des premiers qui en traita est le médecin Venel , G. François, né à Combes dans le diocèse de Béziers, en 1 79,3. Il fut le rival de Rouelle, puis chef du laboratoire du duc d'Orléans, et professeur à Montpellier en' 1758. 11 mourut tn 1775.

Le gouvernement l'avait chargé , en 1 768 , de faire , conjointement avec Bayen, Tanalysédes eaux minérales. Il reconnut que plusieurs de ces eaux, particulièrement celles qui sont acidulés, contenaient un gaz ana-

iogue à celui qui s'élève 4de cuves de via eu leroieoltt tion. Mais sa nature acide , et ce fait» qu il est identique au résultat de la combustion du charbon , lui étaientinconnus. Il croyait encore que c'était de lair charge de quelque substance sortie de la fermentation.

Joseph Bfack porta plus loin ses recherches à cet égard. Black était aussi Français de naissance, mais d origine écossaise. H était né à Bordeaux en 1 728, d'un négociant. Étant retourné en Ecosse, il devint élève de Gullen, lui succéda comme professeur à Glascow, et ensuite à Edimbourg. Il n'est mort qu'à la fin du XVIII* siècle, en 1799.

Ses travaux sont de deux ordres : les uns touchent à Thistoire des gaz, et datent de 1766; les autres concernent la chaleur latente, et datent de 1757,

En 1756, Black s'occupa de la chaux , de la magnésie et de leur causticité. Tout le monde sait que quand la chaux a brûlé , elle a une tout autre qualité que lors*qu'elle était dans son état naturel; elle est caustique, acre, et s'échauffe par le contact de Teau. Jusqu'à Black on avait fait beaucoup d'hypothèses pour expliquer ce changement produit par laction du feu. Dans. la pre* mière moitié du xvui* siècle, Méyer, apothicaire à Osnabruck , avait imaginé que le feu transmettait à la chaux une substance à laquelle il avait donné le nom (ïacùhim pingue (acide gras). C'était cet acide, suivant lui, qui rendait la chaux caustique. Mais il ne voyait pas que Faction du feu sur la chaux , loin d'y ajouter quelque chose , lui fait perdre , au contraire , un tiers de son poids. Black reconnut ce fisut que la chaux, en devenant caustique, perdait une substance aériforme;

ilretUMqua queoette eubsiance est préciséme&t la même dao6 toue le» alcalin, que c'est V air fixe , cet air qui sort de la yendange; que cest aussi une substance absolu* ment semblable à celle qui se trouve dans les eaux acidulés; enfin, que lorsque cet air est combiné à la chaux y celle-ci est dans son état naturel , c'est-à-dire ne se dissout pas dans Feau , et est presque dénuée de propriétés. Les autres alcalis , la potasse, la soude, la magnésie , présentent les mêmes phénomènes : à Tétat ordinaire, c'est-à-dire quand ils contiennent de lair fixe (l'acide carbonique actuel ) , ils sont inertes; lorsqu'ils ont perdu cet air, ou cet acide, ils sont acres et brûlants.

De cette grande découverte résultèrent les idées de Bergman sur l'air fixe, qu'il compara aux acides; car il dit que la combinaison de cet air fixe avec }es alcalis caustiques peut produire des alcalis non caustiques. L'air fixe prit dès lors en chimie le rang d acide.

La découverte de la chaleur latente , faite par Black en 1 767, est peut-être encore plus importante que celle de la nature de l'acide carbonique ouairfixe. Black re^ connut que lorsqu'un corps change d'état, que lorsqu'il devient liquide, de solide qu'il était, ou bien que de liquide il passe à l'état de vapeur, il disparait subitement une grande quantité de chaleur : ainsi , quand on fond de la glace avec de l'eau bouillante, le thermomètre, plongé dans l'eau résultée en grande partie de la fusion, reste à zéro, jusqu'à ce que la totalité de la glace soit fondue. La chaleur jusque là ne sert point à échauffer l'eau , elle n'est employée qu'à faire passer ce qui reste de glace à l'état liquide. L'eau , dans cet état , contient donc une quantité considérable de chaleur qui n'est pas

sensible au thermomètre. Que si Ion veut iPaire repasser cette eau à Fétat de glace, il faut lui enlever la grande quantité de chaleur qui la maintient à Fétat liquide, et qui est cachée pour nous , puisqu'elle ne se manifeste . point par 1 élévation du thermomètre.

. Les mêmes phénomènes se présentent lorsque l'eau passe de Fétat liquide à Fétat de vapeur, à Fétat aéiîforme , et de ce dernier état à Fétat liquide. Ainsi , lorsqu'on chauffe' fortement une certaine quantité d'eau , ses molécules , parvenues à la température de i oo degrés centigrades, ou 80 degrés de Réaumur, qui est le point de FébuUition , se dégagent sous forme de vapeur; et tant que ce dégagement ou cette transformation continue, vainement on augmente Fintensité de la chaleur; la température de Feau, d'après le thermomètre, reste constamment la même, si la vapeur n'est pas retenue dans un vaisseau parfaitement clos : l'immense quantité du calorique survenant n'est employée qu'à dilater les molécules aqueuses pour les faire changer d'état. Cette dilatation est énorme, car la vapeur d'eau est susceptible d'acquérir un volume 1 700 fois plus considérable que celui de la quantité d'eau qu'elle représente. Que si Fou veut faire repasser la vapeur à Fétat liquide^ il faut lur enlever sa chaleur, comme il faut le faire pour transformer Feau en glace.

Les conclusions générales de ces expériences sont immenses. Elles renferment toute la théorie deLavoisier sur la combustion. Il est évident que puisque tous les corps aériformes contiennent une chaleur considérable que n'accusent ni notre sensibilité ni nos instruments thermométriques, il doit se dégager dans la combustion.

. ( 17 ) qui n est que la fixation de Foxigène dans les corps, ou son passage de letat gazeux à letat solide^ cette immense quantité de chaleur qui le maintenait dans son premier état. De là, en effet, viennent la flamme et la chaleur qui se manifestent dans la combustion. Sans ces belles découvertes, dues au Franco-Écossais Black, la théorie de Lavoisier aurait été impossible.

Le Suédois Wilke faisait de son côté des expériences à peu près analogues à celles de Black , qui étaient restées concentrées dans son école.

. En 1764, un Irlandais , nommé Macbride, publia des expériences desquelles il résultait que le gaz qui s'échappe des corps en putréfaction est le même air fixe (lacide carbonique) qui sort de la chaux, de la bière et des raisins en fermentation. Il en conclut que cet air fixe pouvait arrêter la putréfation, et, en effet, en enfermant de la chair dans de lair fixe , il retardait sa putréfaction. Il retardait par le même moyen celle des autres corps susceptibles d'être putréfiés. Il tira de sa découverte cette nouvelle conséquence, qui ne s'est pas vérifiée , que lair fixe était non seulement contenu dans les corps organisés et dans leurs cellules par une cause puissante , mais qu'il était le lien qui retenait leurs

I molécules ensemble , que c'était sa présence qui empê-

chait la dissolution nommée putréfation.

Les expériences de Macbride contribuèrent plus que celles de Black à diriger l'attention ^es physiciens et

I des chimistes vers letude des gaz. Mais tous ces travaux

importants ne furent pas généralement appréciés, car c'est précisément à cette époque, 1764? que Meyer

d'Osnabruck imaginait son acidum pingue pour établir sa théorie de la causticité.

En l^&(iy une nouvelle découverte sur les gaz, fut faite par Gavendish: cest celle de la pesanteur spécifique respective de Tair fixe et de lair inflammable , et de Tidentité du premier avec la vapeur de charbon. De tous les chimistes et de tous les physiciens du xviii** siècle, Gavendish est peut-être celui qui a fait les plus belles expériences , et qui les a exposées de la manière la plus claire , la plus élégante , la plus admirable. Il ^vait pour le faire tout le loisir convenable, car il était dune classe bien différente de celle de la plupart des savants dont j'ai examiné les travaux jusqu'à présent. Presque tous les chimistes , les naturalistes et les physiciens dont j*ai parlé étaient des hommes qui avaient été conduits à leurs travaux par la nécessité de leur situation; Gavendish, au contraire, appartenait à une famille riche et illustre de la Grande-Bretagne. Sa fortune était immense; à sa mort, il laissa plus de 3o millions de francs. Ses travaux, qui ont été considérables ef qui ont exigé un dévouement extrême, ont donc été dirigés par le plus pur amour de la science. Il en a été heureuseipent récompensé; car, comme je lai dit, aucun savant n'a fait des expériences plus achevées, plus parfaites que les siennes ; chacun de ses mémoires peut être comparé à une pierre précieuse sans défaut. Gavendish était né à Londres en lySi. Lord Charles Gavendish, sop père, était physicien et membre de la Société royale de Londres. Malgré sa haute position, Gavendish eut pendant sa longue vie les habitudes les plus s^ples ; il était UMit-À-fieiit étranger au luxe et à la

( «9 ) vanité aristocratiques. Son temps était uniquement consacré à des expériences scientifiques, aux moyens de procurer des progrès aux sciences. Ce fut en 1766 qu'il débuta par un mémoire dans lequel il jeta pour ainsi dire les bases de toute la chimie des gaz , de toute la physique du temps, en établiissant que Fair fixe dont on s'occupait tant alors, et Fair inflammable, qui était aussi jusqu'à un certain point l'objet des recherches, étaient deux substances d'une nature propre, tout-à-feit distinctes de Fair atmosphérique. Il recueillit Pair fixe tel qu'il sort des cuves de raisins en fermentation ; il le recueillit aussi sortant des alcalis que Ton veut rendre caustiques; enfin, il le prit tel qu'il est produit par la combustion du charbon. Il reconnut que ces trois airs fixes étaient exactement les mêmes , et quant à leur pesanteur spécifique, et quant à leurs propriétés. Il en conclut qu'ils n'étaient pas de l'air ordinaire chargé de matières étrangères , car il eût été extraordinaire que ces matières étrangères eussent été de même nature et dans les mêmes proportions en sortant de corps difF(érents, mais que lair fixe était un air spécifique. Il montra aussi que sa pesanteur était différente de celle de l'air ordinaire, et il détermina cette différence d'une manière très précise.

Il distingua ensuite l'air inflammable; il l'observa sortant des végétaux, et dans les mines où, sous le nom de Jeu grisou, il fait tant de mal aux mineurs, qu'il fait périr quelquefois par ses explosions. Il constata qu'il était d'une légèreté spécifique beaucoup plus grande que celle de l'air commun.

Gavendish fit beaucoup d'autres découvertes. Il ana-

. lysa ratmosphère, et montra que la composition de lair était identique par toute la terre. En 1 784 y il fit la découverte capitale delà composition de l'eau, c'est-à-dire que lorsqu'on brûle de lair inflammable ou du gaz hydrogène avec de loxigène, on obtient pour résultat de Teau pure. D'où il lui fut aisé de conclure que l'eau n'était pas un élément ou un corps simple, comme depuis les anciens tout le monde le croyait, mais deux substances combinées ensemble.

Sa découverte de la composition de lacide nitreux est tout aussi remarquable que celle de Teau. Il établit que cet acide était formé des deux éléments de l'atmosphère , de l'air pur ou oxigène et de l'azote.

Cavendish fit plus tard beaucoup d'autres expériences , entre antres des expériences pour déterminer la densité moyenne du globe de la terre. Il mourut en 1 810, à un âge fort avancé (soixante-dix-neuf ans )%

Les découvertes de Black, deMacbride, de Cavendish, avaient excité généralement Tesprit des chimistes et des physiciens. 11 se trouva encore en Angleterre un homme extraordinaire qui, quoique d'une profession étrangère aux sciences physiques , car il était ecclésiastique et même enfoncé dans les études théologiques, se . livra cependant avec une ardeur extraordinaire aux sciences physiques, et y fit des découvertes presque aussi capitales que celles de Cavendish. Cet homme est le docteur Joseph Priesdey. U. était né en lySS à Fieldhead près de Leeds, dans le comté d'York. Son père était marchand. Il passa sept années àWarrington, soit comme pasteur, soit comme professeur de l'académie dissidente de cette ville. U résida ensuite à Leeds

pendant six années. Il fut successivement calviniste, arien , socinien. Sa vie fut agitée , tourmentée par des disputes théologiques et politiques dont il finit par être personnellement victime: car il fut obligé de fuir à la suite d'une violente émeute populaire dans laquelle sa maison fut envahie et rasée , ses instruments brisés, ses papiers livrés aux flammes. Quelque temps après il se retira en Amérique pour goûter quelque repos. C'est làqu'ilfit ses derniers livres sur l'histoire ecclésiastique. La totalité de ses ouvrages s'élève à 1 45. Heureusement la plupart nous doivent rester étrangers : ce sont ceux qui , bien que remarquables, renferment les opinions, théologiques soutenues par l'auteur, lesquelles ont souvent changé , puisqu'il a adopté successivement quatre religions, et aussi les ouvrages qui concernent les opinions et la situation politique des sectes dont il était pasteur. Nous ne ferons que mentionner ses tablettes biographiques, son histoire de l'électricité et celle de l'optique , qui n'a pas été terminée. Les travaux que nous allons examiner, et qui rendront immortel le nom de Priestley, sont ceux qu'il a consacrés aux sciences chimiques.

En, 1 772 , il fit des recherches sur ce même air fixe qui avait occupé Black , Venel et Macbride. Se trouvant à Leeds voisin d'une brasserie, il put facilement recueillir cet air.

Très peu de temps après, il obtint l'air que Scheele avait nommé phlogistiqué. Ayant observé le résultat de la respiration des animaux et de la calcination des métaux, il avait vu que l'air atmosphérique était diminué d'un quart par ces deux phénomènes, et que les

autres trois quarts étaient d'une nature irrespirable» Suivant lui , cette dernière portion n'était pas de Tair fixe; elle avait d autres caractères, d'autres propriétés; il la considérait comme une quatrième espèce d'air à ajouter à 1 air commun , à lair fixe et à Tair inflammable. Comme Scbeele, il nomma cetair phlogîstiqué. Dans la théorie de Stahl, il devait en être ainsi, puisque la combustion et la calcination y étaient considérées comme des exhalations de phlogistique. Priestley sup-* posait que Tair réduit aux trois quarts de son volume, et devenu incapable de servir à la respiration , avait été modifié par l'accession du phlogistique sorti du métal calciné. Cette explication renfermait des contradictions qui ne furent aperçues que plus tard, car les vérités les plus simples ne se trouvent qu'à la longue: on n'aperçoit pas sur4e-champ tout ce qui doit résulter des expériences que Ton a faites.

On doit encore à Priestley des expériences sur ïair nitreux. Il l'econnut que cet air absorbe toute la partie respirable de l'atmosphère, qu'il réduit celle-ci à Tair phlogisticpié, comme pourrait le faire la respiration ou la calcination la plus complète. Il fit de cette propriété un moyen eudiométrique , un moyen de mesurer la salubrité de Fair beaucoup meilleur que celui tiré des animaux; car, suivant quun animal est plus ou moins fort, il supporte plus ou moins longtemps un air insalubre. Cette découverte date de 1 772.

La réputation de Priesdey fut faite dès lapparition du livre qui contient la description des expériences que je viens de rappeler. Elles lui valurent même une grande récompense» lai médaille d% Copley.

Ayant fait, avec le fils de lord Lansdown, un voyage en France, il y entendit la lecture d'un mémoire de Bayen sur la réduction des chaux de mercure dans des vaisseaux fermés . Bayen avait fait son expérience avec le précipité perse. Nous savons aujourd'hui que ce précipité est une combinaison de mercure et d'oxigène obtenue au moyen du calorique ; car le mercure a moins d affinité pour Foxigène que la plupart des autres métaux; son affinité pour ce gaz est presque aussi faible que celle de For ou de l'argent. En élevant la chaleur qui avait produit le précipité, et en fermant le vase où il était déposé, Bayen avait remarqué avec étonnement que beaucoup d'air s'était produit, que le mercure s'était réduit, c efet-à-dire qu'il avait repris son état liquide , de pulvérulent et de rouge qu'il était auparavant. Toutes les réductions de chaux ordinaires se faisaient alors avec une addition de charbon , c'est-à-dire de phlogistique. Dans le système de Stahl , il ne paraissait pas étonnant qu'en ajoutant du charbon au métal on lui rendît sa forme métallique; mais Bayen n'avait pas employé de charbon, et cependant le mercure avait repris sa forme métallique. Ce fait nouveau fut un des premiers arguments qui s'élevèrent contre la théorie de Stahl. Il restait à examiner quel était l'air obtenu par la réduction. Bayen ne l'avait pas découvert; mais Priestley, qui avait déjà beaucoup travaillé sur les airs, s'occupa de cette recherche, et il reconnut que l'air dégagé était un air respirable , ou absorbable par la combustion presque en totalité. Je dis presque en totalité, parce que les expériences n'ont pas été faites avec une précision mathématique.

Ce fut une grande découverte que celle de cette nouvelle espèce d air différente de lair commun , dont un quart seulement servait à la respiration ou à la calcination , et différente à plus forte raison de tous les autres airs entièrement irrespirables. Conformément au système du phlogistique , Pries tley lui donna le nom d' air déphlogistiqué; et, en effet, on devait nommer ainsi lair qui, ne contenant pas de phlogistique , pouvait être entièrement absorbé par les matières combustibles; cètàitVinwersedeï air phlogistique, qui, ayant servi à la calcination , ne pouvait plus absorber de phlogistique , parce qu'il en était saturé.

Scheele fit à peu près de la même manière la même découverte que Priestley; mais il ne la publia qu'en 1 777 , de sorte que, quant à la priorité , elle appartient bien réellement à Priestley. Les expériences de ce dernier chimiste ont d ailleurs été poussées beaucoup plus loin que celles de Scheele.

La découverte de l'air déphlogistiqué ( Foxigène actuel) fit un grand effet dans le monde médical. On se figura qu'il pouvait devenir une panacée presque universelle. On imagina, par exemple, que dans les maladies de poitrine, qui étaient attribuées à l'impureté de l'air, on pourrait tirer de grands avantages d un air débarrassé de tous principes étrangers,^ puisqu^il était respirable en totalité. Mais ces suppositions ne se réalisèrent pas; on reconnut, au contraire, que l'air parfaitement pur, entièrement respirable , a^ccélérait la respiration, donnait au sang une chaleur extrême, en un mot , faisait trop respirer, parce qu il était respirable en totalité. On remarqua combien la nature avait été

sage en modérant dans Tatmosphère même Faction de lair respirable qu elle contient, par un mélange de trois quarts d^air non respirable qui produit juste TefFet convenable à Téconomie animale.

La découverte de lair déphlogistiqué conduisit plus tard Lavoisier à d autres découvertes que je ferai bientôt connaitre.Mais Priestley n'en fit aucune application à la rectification du système chimique; il resta toujours dans la doctrine de Stahl, et lorsque Lavoisier et d autres savants attaquèrent cette doctrine en 1774» il chercha à la défendre par toutes sortes d arguments, d'explications subtiles , et même par des expériences dont il fit la démonstration à Paris devant les chimistes de TA* cadémie des sciences.

En 1778, il fit de nouvelles expériences relatives à la chimie végétale. Il avait bien reconnu que lair est vicié par la respiration des animaux, c est-à-dire qu'ils en absoi^bent la partie respirable; mais il ne savait pas si les végétaux agissaient de même sur Fair atmosphé* rique. Il observa que leur action était directement cou* traire à celle des animaux, que les végétaux pendant le jour purifiaient lair au lieu de le corrompre , mais •pendant le jour seulement, pendant qu'ils sont exposés à l'action de la lumière; car, durant la nuit, leur action est tout-à-iait différente. Ingenhousz, médecin et chimiste hollandais, mort en 1799, ^ poussé beaucoup plus loin que Priestley les expériences à cet égard.

Priestley continua d'étudier les différentes espè;ces d'air. Il découvrit le gaz nitreux déphlogistiqué, c'est-àdire plus oxigéné que le gaz nitreux qu'il avait déjà découvert : nous l'avons nommé gaz oxide d'azote.

Il s'occupa de différentes manières de dégager lair inflammable (l'hydrogène) qui avait échappé à Cavendish. Vers le même temps , Rouelle avait reconnu que le gaz qui s'exhale du foie de soufre était identique à Tair hépatique de Bergman , et qu il était le minéraUsateurdes eaux sulfureuses. Priestley s'occupa beaucoup de ces expériences.

J'ai dit plus haut que ce dernier avait découvert l'air déphlogistiquéà la suited'un fait très important reconnu par Ba yen presque par hasard. Bayen étaitnéâChâlônssur-Marne en 1 726. Il se livra avec goût à la chimie et exerça la profession de pharmacien. Il était venu à Paris en 17495 et y avait été élève de Charas. II avait ensuite été employé dans le laboratoire de Chamousset, chef d'une pharmacie de bienfaisance. Il devint l'ami de Venel et de Rouelle, dont il a été souvent parlé dans cet ouvrage. En 1755, il fut employé comme pharmacien en chef dans l'expédition de Minorque. Il occupa le même emploi dans l'armée d'Allemagne pendant la guerre de Sept Ans.

On lui doit l'analyse des eaux de Bagnères de Luchon. Il analysa aussi les différentes espèces de marbres des Pyrénées, et fit connaître ceux qui contiennent le moins d'argile , et que les architectes et les statuaires peuvent par conséquent employer avec le plus d'avantages , c'est-à-dire sans qu'ils se noircissent rapidement à l'air. Il fit encore plusieurs expériences sur l'étaih, que l'on croyait contenir de l'arsenic. 11 montra qu'il n'y a aucun danger à se servir de la vaisselle faite de ce métal. Bayen mourut en 1798; it était alors membre de l'Académie des sciences.

(*7) La découverte de la jéduction des chaux de mercure sans addition de charbon , celle de la chaleur latente par Black, et les autres découvertes dues à Cavendish , sont les faits d'où notre illustre Lavoisier fit sortir la loi générale de la combustion et de tous les phénomènes analogues, tels que la calcination, la respiration, etc.