CHAPITRE X

La connaissance de la composition de l'air avait permis à Lavoisier d'expliquer les phénomènes de la combustion, ainsi que la formation des oxydes et des acides, et la respiration, d'après les idées mêmes que nous exposons aujourd'hui. Cependant elles n'avaient pas porté la conviction dans l'esprit de ses contemporains ; de grands doutes subsistaient, en raison des propriétés et des conditions d'origine du gaz hydrogène, récemment découvert, ainsi que de l'ignorance où l'on était alors de la composition de l'eau. C'est l'intelligence exacte de cette composition qui jeta un jour définitif sur la théorie et détermina l'abandon du système du phlogistiqne.

Tant que l'hydrogène demeura inconnu, la question de la composition de l'eau ne pouvait pas être posée, ni la solution entrevue. La découverte même de l'hydrogène, faite par Cavendish, en 1767, ne suffisait pas. Dix ans après, en 1778, Macquer disait encore : « L'eau paraît une substance inaltérable et indestructible; du moins jusqu'à présent il n'y a aucune expérience connue, de laquelle on puisse conclure que l'eau peut être décom-

posée. » L'eau continuait doue à être regardée, conformément à la tradition de tous les siècles et de toutes les écoles, comme un élément. La formation de l'air inflammable, c'est-à-dire de notre hydrogène, demeurait inexplicable. En effet, les conditions de sa production, par la réaction des acides sur les métaux, semblaient conduire à cette conséquence nécessaire : que l'hydrogène était le vrai principe inflammable des métaux, ce principe si longtemps cherché, que Geber désignait déjà sous le nom de sulfuréité, c'est-à-dire principe sulfureux, ou plutôt principe de la volatilité, principe qui était celui dont Lavoisier contestait l'existence réelle.

L'hydrogène apparaît dès qu'on traite les métaux, tels que le fer ou le zinc, par la plupart des acides. Il apparaît également lorsque le fer est attaqué par la vapeur d'eau, et même par l'eau liquide. Si donc l'eau est un élément indécomposable, il parait nécessaire d'admettre que l'hydrogène résulte de la décomposition du métal, une chaux métallique étant formée simultanément : que cette chaux demeure libre, comme dans la réaction directe du fer sur l'eau, ou qu'elle se combine à l'acide pour engendrer un sel, comme daDS la réaction des acides. Nous retournons ainsi à la théorie du phlogistique.

La force de ces raisons était telle qu'à la suite de la découverte de l'hydrogène, la plupart des chimistes le regardèrent comme représentant le principe combustible par excellence, le phlogistique lui-même, ou plutôt comme l'une des formes, et la plus pure, de cet être subtil, que l'on supposait contenu dans les métaux. Telle était l'opinion de Gavendish, qui avait découvert l'hydrogène.

Lavoisier, préoccupé de ces objections auxquelles il ne pouvait faire de réponse solide, rechercha quel était le produit de la combustion de l'hydrogène, produit dont la connaissance devait jeter un jour décisif sur la question. Dès le mois de mars 1774, il écrivait dans son Registre de laboratoire : « J'étais persuadé que l'inflammation de l'air inflammable n'était autre chose qu'une fixation d'une portion de l'air de l'atmosphère, une décomposition d'air. . . Dans ce cas, dans toute inflammation d'air, il devrait y avoir augmentation de poids » ; et il essayait de s'en assurer en brûlant à l'orifice d'unmatras l'hydrogène dégagé au moyen de l'acide sulfurique étendu et du fer. L'année suivante, le 8 avril 177o, il se demande ce qui reste, lorsque le gaz inflammable brûle en entier. Mais, trop imbu de la théorie que tout produit brûlé devait être un acide, il s'attacha surtout à trouver l'air fixé, c'est-à-dire l'acide carbonique, dans cette combustion, au même titre qu'il l'avait constaté dans celle des autres gaz imflammables déjà connus ou entrevus : or, il ne réussit, pas plus que Priestley d'ailleurs, à l'observer. C'est en vain encore qu'en 1777, il brûla avec Bucquet six pintes d'air inflammable, dans une bouteille où il avait mis de l'eau de chaux : celle-ci ne fut pas précipitée. Il ne réussit pas davantage en 1781, travaillant avec Gengembre, dans une expérience où ils enflammèrent un jet d'oxygène lancé dans une atmosphère d'hydrogène, à constater la nature du produit de cette combustion : ni acide carbonique, ni acide sulfureux, ni autre acide ne put être reconnu.

Cependant l'eau, véritable produit de la combustion de l'hydrogène, avait déjà été observée, sans que l'on comprît l'importance de son apparition. Macquer avait

vu dès 1775 que la combustion de l'air inflammable laisse déposer des gouttelettes d'eau sur uue soucoupe, sans donner lieu à aucune matière fuligineuse. Mais on avait regardé cette eau comme préexistante à l'état de vapeur, ou, comme on disait alors, de dissolution dans le gaz, et étrangère à sa constitution : elle relevait, pensait-on, de l'hygrométrie, qui était alors même l'objet des recherches des physiciens : le gaz, qui lui servait de support, étant détruit par la combustion, l'eau se condensait. On n'avait donc point attaché d'importance à sa manifestation.

On savait pourtant à cette date suivant quels rapports l'hydrogèue se combine avec l'oxygène. Priestley avait observé, dès 1774, qu'il faut deux volumes d'air phlogistiqué et un volume d'air inflammable pour produire une combustion exacte et Volta, en 1779, avait proposé de se servir de l'hydrogène pour savoir combien l'air ordinaire contient de gaz respirable, par la combustion dans son eudiomètre. Mais on opérait ces combustious sur l'eau, ce qui empochait de reconnaître la formation de l'eau elle-même. Volta, préoccupé des problèmes soulevés par Lavoisier, comme tous les savants d'alors, annonce l'intention d'opérer sur le mercure, pour reconnaître s'il se produit un fluide ou un solide, composé de sel ou de terre; le précipité de l'air inflammable devant être, d'après ses idées, un acide, et celui de l'air déphlogistiqué, une terre. Nous ne savons pas s'il a jamais cherché à passer à l'exécution.

Wartlire, habile physicien anglais de l'époque, la réalisa, en enflammant par l'électricité un mélange d'air et d'hydrogène dans un vase sec et clos : il reconnut ainsi

que le vase se tapissait d'humidité1. Mais il ne comprit pas le sens de son expérience, ayant cru constater que le système diminuait de poids : c'était toujours à ses yeux le phlogistique, ou quelque chose d'équivalent, qui se perdait pendant la combustion. Quanta l'eau condensée, elle était regardée comme préexistante dans l'air, sous quelque forme spéciale; la phlogistication produite par l'action de l'étincelle électrique en déterminait le dépôt.

Cavendish répéta à son tour l'expérience en 1783 et constata que le poids des corps mis en expérience ne change point dans la combustion de l'air inflammable. On ne pouvait donc pas invoquer la fixation ou le départ de la matière du feu, pas plus que dans les combustions précédemment étudiées par Lavoisier. L'hydrogène et l'air brûlé (ou plutôt son oxygène) ne fournissaient d'autre produit condensé qu'une rosée abondante d'eau ordinaire. Cavendish vit en même temps, et c'était le nœud de la question, que la proportion de l'eau ainsi formée était trop considérable pour être expliquée par la simple présence de la vapeur d'eau, préexistante dans les gaz. Toutefois, préoccupé par la formation constante d'uu peu d'acide nitrique dans cette combustion, ainsi que par les expériences faites à la même époque par Priestley sur le prétendu changement intégral de l'eau en gaz sous l'influence de la chaleur rouge, Cavendish hésita tout d'abord à tirer les conclusions de sa belle expérience, et même à en faire l'objet d'une publication quelconque. Il ne la présenta pas avant le 19 janvier

(1) Wartliiv. annonça ses résultats dans une lettre datée du 18 avril 1781 et qui fut publiée cette année même dans le Vil" volume dos expériences de Priestley.

Berthelot. — Révol. chim. 8

1784 à la Société royale de Londres, avec laquelle il était pourtant eu rapports quotidiens.

A ce moment, le problème avait été complètement, éclairci. En effet, la notoriété des essais de Cavendish sétait répandue dans le monde scientifique pendant le printemps de 1783 : il ne pouvait en être autrement, à une époque où tous les esprits étaient tenus en éveil par la discussion des théories soulevées par Lavoisier et où les lettres et les communications verbales donnaient lieu à un échange incessant des connaissances positives et des idées controversées. Lavoisier, toujours en éveil sur la nature des produits de la combustion de l'hydrogène, se trouvait à ce point où la moindre ouverture devait lui en faire comprendre la nature véritable. Il se hâta de reprendre ses essais, comme il en avait le droit, n'ayant jamais cessé de s'occuper d'une question qui touchait au cœur même de son système. Ce fut lui qui donna le premier d'une façon formelle la siguificatiou réelle et complète des phénomènes.

Entrons dans les détails de cette histoire * : les moindres circonstances en ont été controversées. Lavoisier fit d'abord construire un nouvel appareil, avec un double ajutage et deux réservoirs à gaz, construction qui dut exiger un .certain temps : cette circoustance prouve

(1) Voici quels documents j'ai consultés :

Mémoii e dans lequel on a pour objet de prouver que Venu n'est pas une substance simple, un élément proprement dit, mais qu'elle est susceptible de décomposition et de recomposition. Lu par Lavoisier à l'Académie dans la séance de la Saint-Martin (12 novembre 1783); inséré dans le volume des Mémoires pour 1781, imprimé en 1784.

Œuvres, t. II, p. 334.

Mémoire où l'o?i prouve par la décomposition de l'eau que cette substance n'est point une substarice simple, et qu'il y a plusieurs moyens d'obtenir en grand l'air inflammable qui y entre comme principe cons-

qu'il ne s'agit pas d'un essai improvisé du jour au lendemain.

Le 24 juin 1783, il répéta la combustion de l'hydrogène par l'oxygène : il obtint à son tour une notable quantité d'eau pure, sans aucun autre produit, et il conclut des conditions où il avait opéré que le poids de l'eau formée ne pouvait pas ne point être égal à celui des deux gaz qui l'avaient formée. L'expérience fut faite devant plusieurs savants, parmi lesquels Blagden, membre de la Société royale de Londres, qui rappela à cette occasion les observations de Cavendish. Le 25 juin, Lavoisier publia ses résultats; ils sont consignés à cette date clans les Registres officiels des séances de l'Académie des sciences :

« Séance du mercredi 25 juin 1783.

« MM. Lavoisier et de Laplace ont annoncé qu'ils avaient dernièrement répété en présence de plusieurs membres de l'Académie la combustion de l'air combustible combiné avec l'air déphlogistiqué ; ils ont opéré sur soixante pintes environ

tituant, par JIM. Meusnier et Lavoisier. Lu à l'Académie le 21 avril 1784, publié dans le volume pour 1781 (en 1784).

OEuvres, t. II, p. 360.

Registres officiels des séances de l'Académie des sciences, conservés dans les Archives de l'Institut.

Registres inédits de laboratoire de Lavoisier.

Journal de physique de Tabbé Rozier pour 1783 et 1784.

Mémoires de Cavendisk dans les Transactions philosophiques.

Dictionnaire de chimie de Y Encyclopédie mét/todiqu'e, t. I, article Air, par Guyton de Morveau, p. 72S et suivantes, où se trouve un résumé historique contemporain et fort impartial delà question.

Même ouvrage, t. III, p. 444 (article de Fourcroy).

Eloge de W'att, par Arago. — Notice sur Monge, par Dupin.

La découverte de la composition de l eau, par H. Kopp, 1875 (dans ses Bcilrage zur Gcsdiichte der Chemie):on y trouve reproduits ou analysés tous les documents publiés en dernier lieu en Angleterre par.Muirhead et d'autres, etc.

de ces airs et la combustion a été faite dans un vaisseau fermé : le résultat a été de l'eau très pure. »

C'est, je crois, la première date certaine de publication, c'est-à-dire constatée par des documents authentiques, dans l'histoire de la découverte de la composition de l'eau : découverte qui a suscité, en raison de son importance, les discussions les plus vives.

En même temps qu'il répétait ces expériences, Lavoisier en conclut, ce que personne n'osait dire officiellement, crue l'eau n'est pas un élément; mais qu'elle est composée d'air vital et d'air inflammable, c'est-àdire d'oxygène et d'hydrogène. Il ne donna pas dès le début la démonstration expérimentale complète, celle de la permanence du poids des deux composants dans le composé.

C'est à Monge qu'est due cette démonstration. Monge poursuivait alors à Mézières l'étude des gaz avec des instruments très exacts, comme Lavoisier le déclare lui-même ; il annonça quelques jours après qu'il avait obtenu cette démonstration, dans une lettre que Van der Monde lut en son nom à l'Académie; il avait mesuré séparément les poids de l'hydrogène, de l'oxygène et celui de l'eau résultante. C'est donc Monge qui fournit la preuve rigoureuse de ce fait capital, que l'eau se forme poids pour poids.

Mais c'est par Lavoisier que fut énoncée la première affirmation publique et nette de la composition de l'eau; tandis qu'au même moment Priestley, Monge et Cavendish lui-même mêlaient à l'exposé des faits des notions confuses, empruntées à la théorie du phlogistique et qui voilaient pour eux, aussi bien que pour leurs lecteurs, la simplicité et le caractère fondamental des ré-

sultats. Il est facile de le reconnaître par la lecture attentive des textes. Rappelons en effet les opinions de ces auteurs.

Le lendemain même du jour où Lavoisier publiait ses premières expériences sur la synthèse de l'eau, c'est-àdire le 26 juin 1783, Priestley lisait à la Société royale de Londres un mémoire sur le phlogistique et sur la conversion apparente de l'eau en air, lorsqu'on en fait passer la vapeur à travers un vase de terre chauffé : c'était une erreur, due à la porosité du vase, laquelle donnait lieu à un échange entre la vapeur d'eau qui se dissipait au dehors, et les gaz du fourneau qui pénétraient dans l'intérieur du vase; mais cette erreur explique les hésitations de Cavendish. Watt, qui réclama plus tard pour lui toute la découverte, ainsi que je le dirai tout à l'heure, pensait également que l'eau pouvait être changée en air, si on la chauffe assez fortement pour que toute sa chaleur latente se dégage sous forme de chaleur libre ou sensible.

Monge lui-même regardait comme une hypothèse tout aussi probable que celle de Lavoisier l'opinion que l'hydrogène et l'oxygène sont des combinaisons de l'eau avec des fluides élastiques différents, lesquels par la combustion se changeraient dans le fluide du feu, et s'échapperaient sous forme de chaleur et de lumière. Cette opinion, congénère de celle du phlogistique, et qui rappelle les anciennes idées des physiciens sur les deux fluides électriques adhérents à la surface des corps, maintenait toujours l'eau comme un élément indécomposable.

Ainsi Lavoisier fut tout d'abord le seul qui vit clairement et qui osa annoncer publiquement le caractère exact et l'importance de la formation de l'eau dans la

combustion de l'hydrogène : les autres savants étaient trop engagés dans les liens des anciennes théories pour avoir une conception décidée à cet égard. Il y revint à plusieurs reprises, en perfectionnant sans cesse sa démonstration. Le 12 novembre 1783, à la Saint-Martin, dans la séance publique de l'Académie, il lut son Mémoire « sur la nature de l'eau et sur les expériences qui paraissent prouver qu'elle est susceptible de décomposition et de recomposition » ; mémoire dont un extrait a été donné en décembre dans le Journal de Physique de l'abbé Rozier; c'est, à ma connaissance, le premier texte imprimé sur la question.

Si j'insiste sur ces divers points, ce n'est pas pour faire à Lavoisier la part trop belle, en montrant quelque injustice envers ses rivaux, dont la participation à l'invention n'est pas douteuse et a été reconnue par lui tout le premier. Mais il est essentiel de tenir compte des textes imprimés, où les auteurs se décident pour la première fois à livrer au public sous une forme précise des pensées, jusque-là flottantes et incertaines à leurs propres yeux, et à en prendre la responsabilité. Les idées non publiées se transforment incessamment et il est fort délicat d'en reconnaître la vraie filiation, tant qu'elles n'ont pas été fixées formellement et publiquement par l'impression. L'histoire même de la découverte que je rapporte ici en fournit l'exemple.

Mais poursuivons l'exposé des travaux persounels de Lavoisier, avant de revenir à ceux de ses émules. Son mémoire détaillé fut imprimé seulement eu 1784, dans le volume de l'Académie relatif à l'année 1780 : il garde la trace des perfectionnements nouveaux et légitimes que Lavoisier ne cessait d'apporter à ses recherches.

Les preuves, en effet, ne pouvaient être trop multipliées.

L'opinion relative à la nature composée de l'eau, paraissait alors singulièrement hasardée. Bachaumont clans sa Correspondance 1 en fait mention dans ces termes, qui montrent comment elle était appréciée par les gens éclairés de l'époque : « M. Lavoisier, ami des systèmes nouveaux, prétend que l'eau n'est pas un élément, comme on l'a toujours cru ; qu'elle se décompose et se recompose à volonté. »

Aussi Lavoisier ne cessa-t-il d'y revenir pendant plusieurs années, répétant l'expérience de la synthèse de l'eau sur une échelle de plus en plus grande et avec une précision de plus en plus considérable, en même temps qu'il en démontrait l'analyse, par d'autres séries d'observations.

En février 178o, il poursuivit ses recherches avec Meusnier, lieutenant au 5e corps du génie, et ils composèrent l'eau en grande quantité, dans un appareil irréprochable ; ils opérèrent en présence d'une commission de l'Académie, avec des procès-verbaux dressés et paraphés jour par jour et qui ont été conservés. Leur appareil est, je crois, le premier type des appareils à combustion continue des mélanges gazeux. L'eau produite pesait 3188 grains, c'est-à-dire 4o grammes environ.

Lefèvre-Gineau refit encore plus en grand l'expérience en 1788, au Collège de France. Seguin et Vauquelin la répétèrent en 1790, au laboratoire de Fourcroy. On sait enfin que, de nos jours, Dumas l'a reproduite, sur une échelle plus considérable encore.

Mais revenons aux travaux parallèles de Cavendish.

(1)T. XXIII, p. 258.

Cavendish, en efïet, avait poursuivi en Angleterre ses recherches originales, dans l'intérieur de son laboratoire, mais toujours sans rien publier : ce qui ne nous permet pas de savoir dans quelle mesure elles ont pu et dû être influencées, môme à son insu, par les publications réitérées de Lavoisier, qui pendant ce temps levait tous les nuages et éclaircissait toutes les incertitudes. L'influence réciproque exercée entre plusieurs savants qui courent une même carrière est souvent difficile à déterminer ; surtout s'il existe, comme dans la circonstance présente, des intermédiaires qui établissent entre eux des communications orales, dont les contemporains eux-mêmes ne sauraient fixer le caractère et l'étendue.

La découverte de la composition de l'eau a été l'objet d'une controverse si ardente, que l'on a poussé dans ces dernières années les investigations jusqu'à l'examen des lettres privées et des Registres d'expériences. Mais autant une semblable recherche est intéressante pour pénétrer la marche des idées d'un homme de génie et sa pensée intime ; autant elle serait délicate et dangereuse, si Ton prétendait en tirer des arguments absolus dans des questions de priorité, relatives à la démonstration définitive des faits scientifiques. On confie souvent au papier, quand on écrit pour soi seul, ou même pour ses amis, des idées imparfaites et des essais incomplets, dont on n'accepterait pas la responsabilité publique. Manuscrits, lettres et cahiers de laboratoire d'ailleurs ont été, plus d'une fois, modifiés, corrigés et interpolés après coup, à dessein ou sans mauvaise intention. C'est ainsi que Blagden, qui réclama plus tard avec beaucoup d'âpreté les droits de son compatriote et maître Cavendish, a antidaté de sa propre main quelques pages de ce der-

nier '. Ou pourrait être exposé au même péril, si l'on se servait sans précaution des Registres de laboratoire jusqu'ici inédits de Lavoisier.

Cependant Cavendish se décida enfin à publier ses travaux sur la combustion de l'hydrogène. Il en fit l'objet d'une première lecture devant la Société royale de Londres, le lo janvier 1784 2. Il y constate que la combustion de l'air inflammable (notre hydrogène) par l'air déphlogistiqué (notre oxygène) produit une grande quantité d'eau ; mais il observe qu'il se forme en même temps un peu d'acide nitrique. Eu effet, l'eau qu'il avait obtenue était acide : 30 grammes traités par la potasse ont fourni deux graius de nitre. Cavendish entre dans de longs détails sur ce point, qui l'avait frappé et qui devait bientôt le conduire à une autre découverte capitale, celle de la synthèse totale de l'acide nitrique, mais qui, dans le cas actuel, troublait ses idées. Le Mémoire complet de Cavendish a été publié plus tard encore, en 178o; les explications qu'il renferme montrent combien la pensée de Cavendish était restée, même deux ans après ses premiers essais, vacillante et, à quelques certains égards, confuse. En effet, l'acide nitrique formé dans la combustion de l'hydrogène rend ses conclusions incertaines. Il admet que cet acide peut provenir de ce que l'oxygène contient déjà un peu d'acide nitrique, soit mélangé, soit entrant dans sa constitution ; ou bien encore, de ce qu'une partie de l'air phlogistiqué (notre azote) mélangé à l'oxygène, a été dépouillée de son phlogistiqué par l'action même de l'oxygène

(1) H. Kopp. La découverte de la composition de l'eau, p. 258.

(2) Un résumé a paru aussitôt dans le Journal de Physique de Rozier, t. XXV, p. 147.

dans la combustion et changée par là en acide nitrique. Cavendish supposait ainsi, entre autres, que l'azote peut contenir de l'hydrogène ; et, ce qui est plus grave, la notion de la conservation du poids total de la matière pondérable et même la constitution invariable de plusieurs de nos corps simples actuels ne lui apparaissaient pas comme des principes fondamentaux. «L'eau, déclare finalement Cavendish, se produit par l'union de l'air déphlogistiqué (oxygène) avec le phlogistique ; et l'air inflammable (hydrogène) peut être regardé soit comme du phlogistique pur, soit comme de l'eau unie au phlogistique. » On voit que, d'après la dernière alternative de Cavendish, l'eau demeurait un élément.

Si je rappelle ces incertitudes et ces opinions erronées, ce n'est nullement pour diminuer la gloire de Cavendish, l'un des plus puissants esprits scientifiques du siècle dernier, ni pour amoindrir l'originalité de ses expériences; mais c'est pour en bien fixer le caractère historique, dans ses rapprochements comme dans ses contrastes avec l'œuvre de Lavoisier. Si Lavoisier n'a pas eu la pleine initiative des faits, si Cavendish l'a précédé à cet égard, si Monge et Priestley ont participé à leur étude progressive, ce qu'on ne saurait contestera Lavoisier, c'est qu'il ait eu d'abord la claire vue de la théorie ; théorie que ses travaux antérieurs sur le rôle de l'oxygène dans la formation des oxydes et des acides devaient faire pressentira tous les chimistes éclairés de l'époque. Il osa le premier proclamer nettement et publiquement la composition de l'eau, vérité qui est devenue l'une des pierres angulaires de la science chimique. S'il l'a fait tout d'abord et hardiment, alors que les autres savants hésitaient encore sur l'interprétation des faits, c'est

parce que son esprit était libre des entraves de cette hypothèse du phlogistique, qui troublait à la fois le langage et la pensée de ses contemporains. Cette conclusion, extraordinaire pour eux, venait se placer tout naturellement dans le cadre de sa nouvelle doctrine : il sut en tirer aussitôt les applications les plus diverses aux points essentiels de la science. Le rôle de Lavoisier et ses droits à la démonstration delà composition de l'eau sont donc certains.

Cependant, quand la découverte fut définitivement connue et mise hors de contestation par les travaux concordants de Cavendish, de Lavoisier et de Monge, il se présenta quelqu'un pour en réclamer la priorité et, bien plus encore, pour accuser amèrement Cavendish et Lavoisier: i ces riches, ces membres des Académies », de piraterie scientifique. Ce quelqu'un n'est pas le premier venu, c'est Watt, qui lui aussi a été un grand inventeur, un homme de génie. Enfin l'un de nos savants français les plus célèbres, Arago, entraîné par le désir de grandir Watt dont il écrivait en ce moment l'éloge, s'est fait l'écho de sa réclamation et lui a donné après coup un crédit qu'elle n'avait pas eu devant les contemporains. Il est donc nécessaire d'examiner ici la réclamation de Watt. Voici comment elle se produisit.

Le 29 avril 1784, alors que la composition de l'eau avait été complètement éclaircie par les expériences et les publications de Cavendish, de Lavoisier et de Monge, on lut devant la Société royale de Londres une lettre de Watt à de Luc, savant genevois, lettre non publiée jusque-là et que Watt avait écrite en novembre 1783. Il y rappelle que le 21 avril 1783 il avait adressé

une première lettre à Black !, lettre dans laquelle il rapportait diverses expériences de Priestley sur la combustion d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène, avec formation d'eau et ajoutait : « Ne sommes-nous pas autorisés à conclure que l'eau est composée d'air déphlogistiqué et d'air inflammable, ou phlogistiqué, privé d'une partie de sa chaleur latente ; et que l'air déphlogistiqué est composé d'eau privée de son phlogistiqué et unie à la chaleur et à la lumière ? et si la lumière est seulement une modification de chaleur, ou un composant du phlogistiqué, que l'air pur consiste en eau privée de son phlogistiqué et de sa chaleur latente?» Ce texte semble clair à première vue. Mais c'étaient là de simples aperçus, non appuyés par des expériences personnelles à l'auteur, dont le langage confond encore la matière pondérable avec la matière delà chaleur et de la lumière ; ils ont d'ailleurs le simple caractère d'une communication privée, à laquelle il serait illégitime et inique d'attribuer la portée d'une publication véritable. Cette réserve est rendue plus fondée encore par les circonstances suivantes.

Watt s'était hâté tout d'abord de communiquer ses vues par écrit à trois ou quatre personnes; et il avait adressé à Priestley lui-môme, le 28 avril 1783, une lettre confirmative, destinée à être lue à la Société royale. Si cette lettre avait été publiée à ce moment, elle aurait modifié enefïet le caractère et la valeur de l'intervention de Watt. Mais ici les faits changent de nature : la publication n'eut pas lieu, et ce fut Watt qui l'interdit lui-même, avant que Priestley eût trouvé l'occasion de la faire. Watt, craignant de se tromper, s'était hâté de renoncer à sou au-

(1) El. Kopp. La découverte de (a composition de l'eau, p. 264, note.

nouce projetée, avec la même précipitation qu'il avait mise d'abord à écrire ses lettres. En effet, averti de l'existence de nouvelles expériences de Priestley qui remettaient tout en doute, il demanda au président de la Société royale d'ajourner la lecture de sa lettre ; il demeura en suspens et s'abstint de toute publication jusqu'à l'année suivante : c'est-à-dire qu'il garda prudemment le silence tant que la question demeura incertaine, se réservant d'en réclamer la priorité, lorsqu'elle eût été définitivement éclaircie par des travaux auxquels il n'avait pris aucune part.

Dans ces conditions, quelles qu'aient les opinions privées de Watt et leurs variations, il semble difficile de lui attribuer un rùle soit dans la découverte des faits, soit dans la découverte de leur interprétation. Je ne pense pas qu'il y ait lieu de s'arrêter à sa réclamation; car une opinion privée, et que l'auteur a regardée comme assez incertaine pour refuser de la laisser publier, ne donne aucun droit pour réclamer après coup, lorsque la question est tranchée parles travaux d'un autre savant, le mérite du service rendu à la science.

Une correspondance particulière comporte toute sorte de diversités et de contradictions même, dans les opinions de son auteur ; mais elle ne rend, je le répète, aucun service à la science générale. S'il était permis de profiter de documents de ce genre pour en extraire après coup et uniquement les idées exactes, vérifiées par d'autres observateurs, et pour en réclamer la priorité, rien ne serait plus aisé que de devancer ainsi le lent et pénible travail des démonstrations, dans les questions sur lesquelles l'attention publique est fixée, et dont chacun pressent les solutions probables. On arriverait par là à

s'approprier par voie détournée toutes les découvertes. C'est ainsi qu'un inventeur industriel se hâte souvent de breveter toutes les découvertes, réelles ou supposées, dont il peut entendre parler, afin de s'en assurer à l'avauce la propriété. La gloire de Watt est grande et légitime dans un autre domaine; mais il ne semble pas avoir rien à réclamer ici.

En résumé, les principaux chimistes d'alors recherchaient depuis quelques années quels étaient les produits de la combustion de l'hydrogène, et spécialement s'il s'y produisait un acide, tel que l'acide carbonique: incertitude entretenue par la confusion qui régnait dans la connaissance des divers gaz combustibles. Le nouveau système de Lavoisier tenait à cet égard tous les esprits en éveil. Survinrent les expériences de Cavendish qui donnèrent le branle aux esprits vers la solution définitive, en montrant que le produit principal était de l'eau. Mais il n'osa les publier d'abord, à cause de l'incertitude de ses vues théoriques sur le rôle du phlogistique et de ses observations sur la formation simultanée de l'acide nitrique. Elles avaient cependant reçu une certaine publicité imparfaite, par la voie des communications verbales. Ces expériences furent répétées par Lavoisier, qui en comprit pleinement la signification, et par Monge, qui en rendit la démonstration pondérale tout à fait rigoureuse. Eufin Lavoisier osa le premier dire le mot décisif, dans une séance publique de l'Académie des sciences, puis dans les journaux scientifiques du temps : c'est à lui qu'appartient le mérite d'avoir fixé la science sur cette question capitale de la composition de l'eau.

C'était en même temps le dernier pas qui restait à

faire pour renverser la théorie du phlogistique et amener une conviction universelle.

Cependant, suivant son usage, Lavoisier accumule les preuves de la vérité nouvelle, qui demeura contestée pendant plusieurs années; tant elle était contraire aux idées traditionnelles sur le caractère de l'eau. Il en profita pour donner à sa doctrine générale une extension plus grande. Les ordres de phénomènes qu'il aborda aussitôt pour les expliquer sont la formation de l'eau dans la réduction des oxydes métalliques par l'hydrogène, ainsi que dans la combustion des matières organiques. Si l'on ajoute que dans cette dernière combustion, il se forme de l'acide carbonique, on comprendra comment l'analyse élémentaire des matières organiques fut ainsi démontrée pour la première fois et la nature de la fermentation alcoolique éclaircie. Lavoisier ne manqua pas avec sa logique ordinaire de tirer toutes ces conséquences et de les appuyer par une suite d'expériences. En même temps, complétant la synthèse par l'analyse, il démontra la décomposition de l'eau par les métaux, soit seuls, soit avec le concours des acides : phénomène demeuré jusque-là obscur et invoqué comme l'une des preuves les plus certaines à l'appui de leur théorie, par les partisans du phlogistique.

Résumons brièvement ces nouvelles recherches. Priestley avait observé que le minium, placé dans une cloche remplie d'air inflammable et chauffé à l'aide d'une lentille, absorbe ce gaz, en même temps que le métal se revivifie : il en avait conclu que l'air inflammable, c'est-à-dire l'hydrogène, est le véritable phlogistique. Lavoisier reconnut aussitôt que dans l'expérience il se forme de l'eau, que Priestley n'avait pas aperçue.

En d'autres termes, l'hydrogène n'avait pas disparu en se fixant sur le métal; mais il demeurait uni avec l'oxygène combiné précédemment clans la chaux métallique, précisément comme il pourrait le faire en présence de l'oxygène libre.

Dans cette circonstance, Lavoisier avait conclu de la préexistence constatée de l'hydrogène à la formation nécessaire de l'eau. Dans celle que nous allons exposer, il conclut au contraire de la formation constatée de l'eau à la préexistence nécessaire de l'hydrogène : il s'agit de la combustion des matières organiques.

L'eau se forme en effet en abondance dans la combustion des matières organiques. On savait en particulier, depuis le commencement du xvme siècle, que l'eau était le seul produit apparent de la combustion de l'alcool, et l'on n'avait pas réussi à en constater d'autres, à une époque où l'acide carbonique et l'oxygène étaient inconnus. On était donc forcé de regarder l'eau ainsi obtenue comme l'un des éléments préexistants de l'alcool. Lavoisier répète cette expérience, en condensant avec soin l'eau formée, et il en recueille un poids supérieur d'un sixième à celui de l'alcool ' brûlé. Cet excès de poids seul, sans autre mesure, prouvait que l'eau ne préexistait pas dans l'alcool, mais qu'elle avait été formée en partie dans sa combustion, c'est-à-dire aux dépens de l'hydrogène de la matière organique et, pour uue portion au moins, aux dépens de l'oxygène contenu dans l'air. Ce n'est pas tout. En exécutant son expérience

(1) Mémoires sur là combinaison du principe oxi/gène avec l'esprit' de-vin, l'huile et différents combustibles. Œuvres, t. II, p. 586 ; inséré dans les Mémoires de l'Académie pour 1784, publiés en 1787. Lavoisier s'en réfère dans ce Mémoire à un autre travail, publié dans les Mémoires de l'Académie pour 1781, mais imprimé en 1781,

Lavoisier avait pris soin de recueillir et de peser aussi l'acide carbonique, formé par la combustion. Cette forconduisait d'une manière nécessaire à conclure à la préexistence du carbone dans l'alcool. Les pesées permettaient en outre d'en évaluer la dose, en même temps que celle de l'hydrogène.

Ces résultats étaient fondamentaux, car c'est la première analyse élémentaire qui ait été faite d'une substance organique : analyse impossible tant que l'on regardait le phlogistique comme un élément constituant des matières inflammables. Lavoisier analysa de même l'huile et la cire, en les brûlant dans l'oxygène, et en pesant l'eau et l'acide carbonique formés. Quelque imparfaits qu'aient été ces premiers essais, ce sont cependant, je le répète, les premières analyses organiques élémentaires qui aient été exécutées, et elles lui ont permis de tirer cette conclusion que l'eau formée par la combustion des substances organiques précédentes emprunte son hydrogène à la substance organique et, pour tout ou partie, son oxygène à l'air : ce qui vérifie par une autre voie la composition de l'eau. Il en résulte encore cette conséquence non moins capitale, que les matières organiques en général sont formées de carbone et d'hydrogène.

Si l'on y ajoute, et le fait était connu à cette époque, que la plupart d'entre elles, par la seule action de la chaleur et sans le contact de l'air, peuvent fournir de l'eau et de l'acide carbonique, c'est-à-dire deux composés renfermant de l'oxygène, d'après les nouvelles découvertes, on voit que les trois éléments essentiels des matières organiques : carbone, hydrogène, oxygène, sont par là découverts. L'analyse élémentaire des matières organiques résultait ainsi de la connaissance de la Berthelot. — Révol. chim. 9

composition de l'eau et de celle de l'acide carbonique. Lavoisier ne manqua pas, avec la logique ordinaire de ses déductions, de tirer cette conséquence et de l'appuyer par une suite spéciale d'expériences et de mesures.

On voit que toutes ces découvertes sont liées directement avec celles de la recomposition de l'eau par ses éléments.

Cependant Lavoisier s'occupait en même temps de faire la contre-épreuve, c'est-à-dire de décomposer l'eau et d'en manifester les éléments, je veux dire l'hydrogène à l'état de liberté et l'oxygène à l'état de combinaison, sous la forme d'un oxyde métallique. C'était encore la suite de son travail antérieur sur la composition véritable des oxydes. Quant à mettre à la fois les deux éléments de l'eau en liberté et spécialement l'oxygène, il fallait pour y réussir faire intervenir autre cliose que les énergies chimiques connues à cette époque. Le fluor, à la vérité, aurait pu mettre à nu directement l'oxygène de l'eau; mais c'est à peine si nous savons aujourd'hui isoler ce puissant élément, et son existence était alors tout à fait inconnue. En fait, la mise à nu de l'oxygène de l'eau ne put être réalisée qu'après Lavoisier, et au moyen de la pile de Volta.

Au contraire l'hydrogène est facile à dégager, pourvu qu'où présente à l'eau un corps ayant une alfiuité suffisante pour l'oxygène : tels sont le fer, le zinc, ou le charbon. On savait en effet *, par uue expérience de Bergmann, que la limaille de fer se convertit dans l'eau distillée pure en éthiops martial, c'est-à-dire en oxyde de fer, avec dégagement de gaz inflammable. Ou savait également que le fer rougi, étant éteint sous l'eau, donne

(I) OEuvres de Lavoisier, t. II, p. 341.

lieu au dégagement du même gaz. Enfin l'abbé Fontana avait obtenu encore du gaz inflammable, en éteignant le charbon sous l'eau.

Lavoisier répéta vers la fin de l'année 4783 ces diverses expériences. Procédant, suivant son usage,avec le concours de la balance, il constate que le fer augmente de poids en s'oxydantaux dépens de l'eau, tandis que l'hydrogène se dégage. Mais cette réaction étant trop lente, il fit agir la vapeur d'eau sur le fer chauflé au rouge dans un canon de fusil : ce qui fournit en effet de l'hydrogène en grande quantité, en même temps que de l'oxyde de fer. Ce dernier est semblable à celui qui est produit par la combustion du fer dans l'oxygène. Cette expérience, faite avec Meusnier dans l'hiver de 1783 à 1784, avait d'ailleurs un double but, but pratique en même temps que théorique : elle s'appliquait à la fabrication en grand de l'hydrogène pour les aérostats, et elle fournissait à la théorie de la composition de l'eau de nouvelles et décisives preuves.

La décomposition de l'eau était ainsi établie par des expériences appuyées et très démonstratives. Mais Lavoisier observe en même temps que, si l'on remplace le tube de fer par un tube de cuivre rouge, rendu pareillement incandescent, la vapeur d'eau n'est plus décomposée : elle se borne à traverser le tube, sans perte de poids et sans production de gaz inflammable. C'était la réponse aux expériences par lesquelles Priestley croyait avoir décomposé l'eau par la seule action de la chaleur, en faisant passer la vapeur dans des tubes de terre. Mais dans les expériences de Priestley la terre était poreuse : ce qui permettait un échange entre les gaz du fourneau et la vapeur d'eau; accident qui n'arrive

pas avec un tube de cuivre compact : de là l'erreur de Priestley et le résultat contraire observé par Lavoisier.

Lavoisier, ne négligeant rien, soumit en même temps à un examen approfondi l'expérience de Fontana sur la production d'un gaz inflammable par l'extinction du charbon dans l'eau : il reconnut que le gaz inflammable ainsi obtenu est mélangé d'acide carbonique : c'est ce dernier corps qui contient l'oxygène emprunté à l'eau, lorsque l'hydrogène est mis à nu. Nous savons aujourd'hui que le gaz de l'eau ainsi préparé renferme en outre de l'oxyde de carbone : mais Lavoisier n'en faisait guère mention.

Un dernier point restait à éclaircir, pour compléter la théorie et lever les derniers doutes qui subsistaient encore, à savoir : la production de l'hydrogène par les métaux, tels que le fer et le zinc, au moment où on les dissout dans les acides. Le dégagement d'un gaz inflammable dans ces conditions était connu dès le xvne siècle. et même auparavant.

On savait aussi que tout métal en se dissolvant se calcine, c'est-à-dire s'oxyde, et que la chaux métallique résultante demeure unie avec l'acide. C'est là ce que Bergmann expliquait en disant que le métal perd d'abord son phlogistique, lorsqu'on le traite par un acide, et il admettait même, pour expliquer les précipitations exactes des métaux les uns par les autres, que la proportion du phlogistique, contenue dans deux métaux, était en raison inverse des quantités précipitées. L'hydrogène dégagé était regardé comme renfermant le phlogistique du métal, d'après Cavendish et Bergmann. Mais de Laplace, qui travaillait avec

Lavoisier en 17831 , fit observer qu'il convenait de transformer cette explication et de la mettre en harmonie avec la nouvelle théorie de la formation des chaux métalliques. Celles-ci devant être formées, avant de s'unir aux acides, elles ne pouvaient tirer leur oxygène : ni de l'air, lorsqu'on opérait dans des vases fermés; ni de l'acide mis en présence, attendu que celui-ci se retrouvait et exigeait, pour être saturé après l'opération, la même quantité d'alcali qu'auparavant. L'oxygène est donc nécessairement emprunté à l'eau, qui se décompose en dégageant so n hydrogène à l'état de liberté, Lavoisier adopte et confirme ces opinions. Il explique en même temps pourquoi l'acide nitrique, seul parmi les acides, dissout les métaux sans en dégager l'hydrogène : ce qui vient de ce que l'acide nitrique ne subsiste pas dans le sel qu'il concourt à former, je dis intégralement et avec son état d'oxydation primitif. Enfin Lavoisier répète les expériences sur la précipitation des métaux les uns par les autres, précipitation qui n'est pas accompagnée en général par un dégagement d'hydrogène, c'est-à-dire par la décomposition de l'eau; il en conclut que les poids des métaux qui se déplacent réciproquement sont unis nécessairement dans leurs oxydes à la même quantité d'oxygène.

Tous les phénomènes fondamentaux de la chimie d'alors se trouvaient ainsi expliqués. La théorie pneumatique était complète. Il ne restait plus à Lavoisier qu'à donner une réfutation définitive, et cette fois sans retour ni objection possible, du phlogistique.

Nous allons présenter le résumé de son argumentation.

(1) Œuvres de Lavoisier, t. II, p. 342.