Mémoires de l'Académie^ 1770. — CEuvres, t. II, p

LES GRANDES DÉCOUVEHTKS. 99

dans le haut du vase refroidi par Tair, refluait dans Tintérieur de Tappareil. Le poids du pélican vide ayant été déterminé rigoureusement avant l'opération, fut pris de nouveau après cent jours d'expérience ; on constata qu'il avait diminué. D'autre part, l'eau ayant été évaporée, laissa un résidu terreux dont le poids représentait exactement la perte de poids subie par le vase de verre. Par conséquent, conclut Lavoisier, l'eau ne se change pas en terre, mais, par une ébullition prolongée, elle attaque le verre et en dissout une partie ; de là l'illusion des chimistes qui ont cru à la transmutation de l'eau en terre. Ce premier travail nous indique déjà la méthode qui le guidera dans la longue suite de ses travaux : l'emploi judicieux de Ta balance, par lequel il établit, pour ainsi dire, le doit et avoir de toute expérience, et qui deviendra le procédé rigoureux de la science moderne. La question du changement de Teau en terre préoccupa également Schoele, qui arriva aux mêmes résultats que Lavoisier par une voie toute différente; aucun exemple ne saurait mieux montrer la différence de leurs méthodes. Scheele, élevé dans un laboratoire, adonné presque exclusivement à la chimie, ne pensa pas à recourir aux pesées; il analysa le résidu terreux laissé après évaporation deTeau distillée qui avait subi une longue ébullition dans un vase de verre, y reconnut la présence de la silice, de la potasse et de la chaux, c'est-à-dire des matières qui entrent dans la composition du verre, et en conclut que l'eau avait dissous une partie de celui-ci. Scheele expérimentait en chimiste; Lavoisier, en physicien.

L'année suivante, après avoir publié un mémoire sur l'emploi de l'esprit-de-vin dans l'analyse des mélanges salins, il entreprit des recherches sur la combustion du diamant, en commun avec Macquer et Cadet. La question occupait alors les chimistes, et les avis étaient contradic-

toires. Darcet*, Rouelle, Macquer et Roux avaient démontré, avec Boyle et les physiciens du grand-duc de Toscane, que le diamant disparait quand il est soumis à Faction d'un feu violent dans un vase de porcelaine; mais on disputait sur la cause du phénomène. Était-ce une volatilisation analogue à celle du phosphore, ou une division extrême de ses parties, une sorte de décrépitation? Macquer, Cadet et Lavoisier présentèrent le résultat de leurs premiers essais à la séance publique de l'Académie du 29 avril 1772*. Ayant chauffé le diamant entouré de charbon dans une pipe en terre, placée elle-même dans un creuset recouvert de craie, renfermé dans deux autres creusets abouchés Tun dans Tautre et enduits dMu lut argileux imperméable à Tair, ils avaient trouvé que le diamant résiste dans ces conditions à Taction d'un feu violent. Ils en conclurent que le diamant ne disparait qu'autant qu'il a le contact de l'air, et que sa prétendue volatilisation, observée dans les expériences antérieures, est due à une véritable combustion analogue à celle du charbon. Ces conclusions furent conGrmées par de nouveaux essais dus, soit aux mêmes chimistes, soit à Lavoisier seul. Néanmoins Darcet qui, en collaboration avec Rouelle, avait admis le phénomène de la volatilisation, s'éleva vivement contre les recherches de Lavoisier qui fut profondément peiné de ces attaques : « J'avoue, dit-il, qu'il m'a paru dur, à moi qui ai toujours honoré les talents de MM. Rouelle \ qui suis leur disciple

1. Jean Darcet, né en 1727, mort en 1801, entra àrÂcadémie des sciences en 1784. Il est surtout connu par ses travaux sur la porcelaine, sur la gélatine, sur Tessai des métaux : on lui doit un alliage fusible qui porte son nom. Il fut directeur de la manufacture de Sèvres, et plus tard inspecteur général des monnaies. Il avait épousé la fille de Rouelle Tainé.

2. Ce mémoire n'a pas été publié dans les Œuvres complèles; il a paru dans le numéro du mois de mai des Observations sur la physique, de Tabbé Rozier, t. I, p. 108.

3. Il y avait deux frères Rouelle ; le plus connu est Rouelle IVmé, célèbre

LES GUANDES DÉCOUVERTES. 101

et qui m'en fais gloire, de me voir attaqué directement par une critique amère qu'on a affecté de faire tomber exclusivement sur moi. Je me flatte que ces traits échappés à la plume de M. Darcet ne sont que l'effet d'un premier mouvement. Je crois d'ailleurs connaître assez M. Rouelle pour pouvoir assurer que la source n'en est pas dans son cœur; aussi je proteste, et je crois avoir prouvé qu'ils ne me laissent aucune impression et ne m'empêcheront pas certainement de désirer de vivre avec des savants que j'estime, et dont jusqu'à ce moment je n'avais éprouvé que des sentiments honnêtes. »

Au commencement de 1773, il entreprit ses premières recherches sur les gaz. Jusque-là il avait suivi des voies diverses; la chimie et l'histoire naturelle l'avaient attiré tour à tour, quand il fut entraîné vers un nouvel ordre de travaux par les discussions que soulevait la doctrine de Black sur la nature de la chaux vive.

Le physicien anglais Haies* avait montré le premier qu'un grand nombre de corps fournissent par la distillation un air qu'il croyait identique avec l'air atmosphérique, et avait imaginé des appareils pour le recueillir. Comme cet air était fourni par des corps dans lesquels il avait, pour ainsi dire, pris la forme solide. Haies le désignait sous le nom d'air ^xe pour le distinguer de l'air libre qui constitue l'atmosphère. Ce nom d'air fixé, ou air fixe, fut bientôt réservé au gaz que nous connaissons aujourd'hui sous le nom d'acide carbonique. Black donna une nouvelle importance à l'air fixé ou air fixe en le considérant comme différent de l'air de l'atmosphère, et surtout en montrant

par son enseignement, et auquel on doit surtout des recherches sur la constitution des sels.

1. Né en 1077, mort en 1701. Ses recherches, publiées en 1727, furent traduites en français par BulFon, sous le titn? de : Statif/ue des végétaux.

que la pierre calcaire perd de lair fixe quand elle devient chaux caustique parla calcinatioa.En employaniles termes modemes,c'étaît dire que la pierre calcaire est un carbonate de chaux qui se décompose en chaux vive et en acide carbonique. Cette doctrine, due au génie de Black et qui est Texpression de la vérité, fut loin de conquérir tous les suffrages. Soutenue et développée par un chimiste de Vienne, Jacquin, elle fut notamment combattue par Crans, par Smeth et surtout par Meyer, apothicaire d*Osnabruck. Celui-ci attribua la propriété caustique de la chaux à un principe imaginaire, Vacidum pingue, qui, fourni par le feu, venait s'ajouter à la pierre calcaire et lui communiquait les caractères de la chaux caustique. On ne peut s*imaginer aujourd'hui avec quelle faveur fut accueillie Texplication de Meyer; Vacidum pingue eut des partisans fanatiques. Lavoisier lui-même ne parla d*abord de Meyer qu'avec éloges ^ L'Europe savante était partagée en adeptes de la doctrine de Black que Cavendish et Macbridge appuyaient de leurs recherches, et en partisans de Vacidum pingue de Meyer.

Celui qui devait être le rival glorieux de Lavoisier, I*illustre Prîestley, l'avait précédé dans Tétude de ce qu'on appelait alors :les airs^. Il avait étudié les propriétés dr l'air fixe (acide carbonique) qui se dégage des cuves de brasseries en fermentation, et de celui qui se forme par la respiration des animaux; il avait découvert l'air nitreux (bioxyde d'azote), l'acide marin gazeux (gaz chlorhydrique), et montré le rôle des plantes chargées parla nature de rétablir dans sa pureté l'air vicié par la combustion et la respiration. Déjà au commencement de i772, il

1. M II est peu de livres de chimie qui annoncent plus de génie que celui de M. Meyer. » (Opuscules physiques et chimiques ^ 1774.)

2. Macquer remplaça, quelques années après, le mot à'air par celui de gaz déjà employé par Van Ilelmont.

avait réalisé toute une série de découvertes qui suffirait seule à la gloire d*un homme. « Ce travail, dit Lavoisier en parlant des premiers travaux de Priestley, peut être regardé comme le plus pénible et le plus intéressant qui ait paru depuis M. Haies sur la fixation et le dégagement de Tair. Aucun des ouvrages modernes ne m*a paru plus propre à faire sentir combien la physique et la chimie offrent encore de nouvelles routes à parcourir. »

Mais aucune idée générale ne ressortait des faits nouveaux découverts par Priestley et des travaux contradictoires sur la canstification de la chaux. Lavoisier, qui venait de constater dans le courant de Tannée 1772 l'augmentation de poids du phosphore dans la combustion, et avait déposé un paquet cacheté à l'Académie*, résolut de répéter toutes les expériences de ses prédécesseurs, de les contrôler par des expériences nouvelles, d'étudier les Oui-

des élastiques dégagés par la fermentation et la distillation, de rechercher la nature de Tair absorbé parla combustion.

1. « Je crus devoir, dit-il, 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'Angleterre ; il régnait, entre les deux nations, une sorte de rivalité qui donnait de l'importance aux expériences nouvelles, et qui portait quelquefois les écrivains de Tune et l'autre nation à les contester à leur véritable auteur. Je crus donc devoir déposer, le l«f novembre 1772, l'écrit suivant, cacheté, entre les mains du secrétaire de l'Académie. 11 était conçu en ces tenues : « Il y a environ huit « jours que j'ai découvert que le soufre, en brûlant, loin de perdre de son <i poids, en acquérait au contraire; c'est-à-dire que d'une livre de soufre on K pouvait retirer beaucoup plus d'une livre d'acide sulfurique, abstraction « faite de l'humidité de l'air; il en est de même du phosphore; cette augnien- « tation de poids vient d'une quantité prodigieuse d'air qui se fixe pendant la « combustion et qui se combine avec les vapeurs.

u Cette découverte, que j'ai constatée par des expériences que je regarde M 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 « qui acquièrent du poids, et par la combustion et la calcination, et je me « suis persuadé q*ie l'augmentation de poids des chaux métalliques tenait à la « même cause. >»

i04 LA VIE SCIENTIFIQUE.

En entreprenant cette longue suite de recherches, il se proposait de réunir assez de faits pour constituer un corps de doctrines. Seul des savants de l'Europe, il prévoyait dès ce moment l'avenir de la chimie des gaz. « L'importance de cet objet, écrit-il en tête de son registre de laboratoire, le 20 février 1773, m'a paru fait pour amener une révolution en physique et en chimie, » prescience de génie qui sufGrait à élever Lavoisier au-dessus de ses contemporains, quelque grands qu'ils soient. Et plus loin : « Les travaux des différents auteurs que je viens de citer m'ont présenté des portions séparées d'une grande chaîne ; ils en ont fourni quelques chaînons, mais il reste une suite d'expériences nécessaires à faire pour former continuité. »

En cette année 1773, il découvrit un tel nombre de faits que, ne pouvant attendre la publication des mémoires de l'Académie, il réunit ses recherches dans un volume qui parut au mois de décembre sous le titre à' Opuscules physiques et chi7niques. D'abord, il appuya solidement la doctrine de Black, en démontrant d'une manière rigoureuse par l'emploi do la balance que la terre calcaire privée d'air iixe par la calcination perd une partie de son poids, et qu'elle peut ensuite, en reprenant l'air fixe, recouvrer son poids primitif.

Muis les expériences les plus importantes publiées dans les Opuscules physiques et chimiques^ sont celles qui ont rapport au phénomène de la combustion, dont la véritable théorie s'y trouve à l'état d'ébauche, mais qui ne sera expliqué qu'après les travaux de Bayen et de Priestley sur la décomposition du précipité rouge (oxyde de mercure).

Lavoisier en calcinant, au moyen d'une lentille, du plomb ou de l'étain dans un vase de verre clos, vit, en effet, que ces métaux augmentent de poids, et que cette augmen-

LES GRANDKS DÉCOL VEHTKS. lOo

talion, qui s'arrête à un certain point, n'est pas en rapport avec la quantité de métal employé. La combustion du phosphore, dans les mêmes conditions, lui permit do constater le même fait; il découvrit de plus qu'il y a diminution d'un cinquième environ dans le volume de Tair, et que cette diminution est à peu près proportionnelle à Taugmenlalion de poids du corps brùlé; enfin Tair qui reste après la calcination est différent de lair atmosphérique et n'est plus propre à la respiration.

Les Opuscules physiques et chimiques frappèrent vivement les savants par les résultats nouveaux qui y étaient exposés et surtout par les procédés que le jeune académicien mettait en œuvre. Les commissaires de l'Académie, Trudaine, Macquer, Leroy et Cadet, en firent l'éloge dans leur rapport à la Compagnie : « On verra, dirent-ils, que M. Lavoisier a soumis tous ses résultats à la mesure, au calcul, à la balance, méthode rigoureuse qui, heureusement pour l'avancement de la chimie, commence à devenir indispensable dans la pratique de cette science. »

Les Opuscules furent envoyés aux savants français et étrangers et aux sociétés académiques les plus célèbres : Black, Priestley, Jacquin, Guyton de Morveau, Scheele, Bergmann, la Société royale de Londres, la Société philosophique de Philadelphie, les Académies ou Sociétés de Berlin, Bâle, Gottingue, Florence, Harlem, Edimbourg, Montpellier, Amiens, etc. Dans les lettres qui accompagnent l'envoi des volumes, l'auteur parle avec modestie de ses découvertes, rendant plein hommage à ses devanciers : « Je vous prie, écrit-il à la Société royale de Londres, de recevoir un traité dont le fonds vous appartient en partie et auquel je n'ay fait qu'ajouter un petit nombre do vérités que je crois neuves... C'est à Messieurs Boyle, Haies et Black, noms à jamais célèbres dans les faits de la physique

«06 LA VIE SCIENTIFIQLK.

et de la chimie, que la doctrine de la fixation de Tair doit son origine*. »

L'année suivante, il répétait rexpérience de la calcination du plomb et de Tétain en vase clos, et établissait définitivement le fait de l'augmentation de poids des métaux calcinés au contact de Tair atmosphérique. Fait contesté jusqu'alors et dont la cause restait inconnue. Jean Rey avait soutenu le premier en 1630 l'opinion que cette augmentation était due à une fixation de l'air « espessi, appesanti par la véhémente et longuement continuée chaleur du fourneau; lequel air se m^le avec la chaux* et s'attache à ses plus menues parties ». Le livre de Jean Roy avait passé inaperçu et était tombé dans l'oubli'. Le chimiste anglais Boyie admettait que l'augmentation de poids était due à la fixation de la matière du feu ; il ignorait les recherches de Jean Rey aussi bien que celles de Mayow, dont il était le compatriote et le contemporain. Mayow avait entrevu, à l'aide de quelques expériences ingénieuses, toute la théorie

1 . D'après une note autographe de Lavoisier, les Opuscules furent tirés à 1 250 exemplaires. Il en donna 90 à TAcadémie, 30 à Trudaine, 12 à la Cour. Les autres personnes auxquelles il les envoya sont : Macquer, Rouelle. Darcet, Ôucquet, Cadet de Oassicourt, Cadet de Vaux, Malesherbes, Turgot, Guy ton de Morveau, le duc de Luxembourg, le duc d*Âyen, l'astronome Maraidi, Spielmann, professeur de chimie à Strasbourg et auteur estimé des Instituts de chimie ; Bergmann, Scheele et Linnë en Suède ; Margraff, Pott, Eller et Lagrange à Berlin; Daniel Bernouilli à Bàle, Franklin à Philadelphie,

Jacquin à Vienne; Crans, Smetb, professeur à Utrecht. D'autres exemplaires furent remis à l'Université, au collège des Quatre-Xations, au collège Mazarin et aux sociétés savantes de France et de l'étranger.

2. On appelait chaux métalliques ce que nous nommons oxydes; la chaux d*étain, la chaux de plomb étaient les oxydes d'étain et de plomb formés par la calcination de ces métaux.

3. Le livre de Jean Rey, Essays sur la recerche de la cause pour laquelle Vestain et le plomb calcinés auymentent depoids^ in-8, Bazas, 1630, était déjà rare en 1742, et l'on n'en connaissait que deux exemplaires en 1775, époque à laquelle Bayen en signala l'existence dans une lettre adressée au rédacteur du Journal de physique. Gobet le fit réimprimer en 1777. Actuellement j'en connais trois exemplaires qui sont à la bibliothèque Mazarine, au Conservatoire des Arts et Métiers et à la bibliothèque de La Rochelle.

LES r.UANDES DÉCOUVERTES. 107

de la combustion et de la respiration, et il ne lui avait manqué que d'isoler l'oxygène et de faire l'analyse de l'air pour pouvoir la présenter dans son ensemble*.

L'opinion de Boyle domina; elle fut adoptée par Lemery. Lavoîsier la renversa par une expérience des plus simples; il montra qu'en pesant avant et après la calcination le vase clos où l'on calcinait de Tétain, le poids total du vase n'avait pas augmenté : ainsi aucun principe du feu ne s'était fixé sur le métal. En examinant l'air resté dans le vase, constatant qu'il avait diminué de volume, qu'il était devenu impropre à la respiration, Lavoisier établissait que le métal devait son augmentation de poids à la fixation d'une portion de l'air atmosphérique.

Il restait à déterminer la nature du principe qui se combine aux métaux dans la calcination. Les recherches préliminaires de Bayen et de Priestley permirent d'élucider bientôt ce point. Bayen, au mois d'avril 1774, chauffa le précipité pev se (oxyde de mercure) dans une cornue de verre et en dégagea un fluide élastique; il n'alla pas plus loin. Ce fluide élastique était l'oxygène, que Priestley retrouva au mois d'août 1774 et dont il entreprit l'étude; mais il ne commença à en reconnaître l'importance qu'au mois de mars 1775*. Lavoisier, qui connaissait l'expérience de

1. Quand, après les découvertes de Lavoisier, on lui opposa Mayow dont il n'avait jamais entendu parler, il chargea son ami Magellan, qui habitait Londres, de lui procurer le livre du savant anglais. Magellan s'adressa en vain à tous les libraires de Londres; il lui fut impossible de trouver un exemplaire des œuvres de Mayow. {lettre de Magellan à 3/"«' Lavoisier.)

2. « Je fis part plusieurs fois (en octobre 1774) de la surprise que me causoit l'air de cette préparation à MM. Lavoisier, Leroi et autres physiciens... Je n'avois alors aucun soupçon que l'air que j'avois tiré du mercure calciné fût même salubre, tant j'étois éloigné de savoir ce que j'avois réellement découvert. Je restai dans l'ignorance de la nature de cet air jusqu'au !*"• mars. — Jusqu'à ce i^^ mars 1775, j'avois si peu de soupçon que l'air tiré du mercure calciné fût salubre que je n'avois même pas pensé à y appliquer l'épreuve de l'air nitreux. » {Expériences sur différentes espèces d'air, traduction de Gilielin, t. II, pp. 35 et suivantes.)

Priestley du mois d'août, la reprit au mois de novembre 1774. Immédiatement il dépassa son illustre rival, et, à la séance publique de Pâques 1775, il pouvait présenter à l'Académie un mémoire où il démontrait la nature particulière de ce fluide élastique nouveau, le distinguait de Tair commun et de l'air fixe, attribuait à son absorption Taugmentation de poids des métaux calcinés, et montrait qu'il constitue la partie éminemment respirable de l'air atmosphérique. En même temps, il décelait la nature de l'air fixe, qui n'est autre que l'acide charbonneux (acide carbonique) résultant de la combinaison du charbon avec le nouveau fluide, appelé tour à tour air vital, air éminemment respirable, air déphlogistiqtiéy et dans la nouvelle nomenclature chimique, principe oxygine, et finalement oxygène^

Lavoisier poursuivît dès lors activement ses recherches sur le rôle de l'oxygène dont il démontra la présence dans l'acide nitreux (acide azotique ou nitrique), reprit ses expériences sur la combustion du phosphore, et découvrit que le produit de cette combustion, l'acide phosphorique, résulte de Tunion du phosphore et de l'air vital. Le phénomène de la combustion proprement dite, comme celle des chandelles qui s'accomplit avec dégagement de chaleur et de lumière, ne recevait encore que des explications insuffisantes. On croyait, avec Priestley, que les corps dégagent, en brûlant, un principe particulier, le phlogistique^

\, Oxygène signifie générateur des acides. Lavoisier ayant constaté le rôle de ce gaz dans la formation des acides (carbonique, phosphorique, sulfureux, suifurique, azotique), croyait que tout corps qui joue le rôle d*acîde renferme nécessairement de Toxygène au nombre de ses éléments. Sur ce point, sa généralisation était poussée trop loin. Il existe des acides comme Tacide chlorhydrique, qui ne contiennent pas d'oxygène. Du temps de Lavoisier, on croyait cet acide forme par l'union deToxygène à un radical inconnu; il portait le nom (Vacide murialique, et les chlorures étaient appelés muriates. Quant au chlore, on le considérait comme de racide muriatique oxygéné. Les recherches de Gay-Lussac et Thenard, et surtout celles d'Humphry Davy ont démontré la nature élémentaire du chlore.

LES GUANDES DÉCOUVERTES. 109

et que Tair qui reste dans une atmosphère limitée où a brûlé une chandelle est de Vair plilogistiqiié , Lavoisier prouva que la chandelle qui brûle consomme de Tair vital ou oxygène, et produit de Tacide carbonique, et que Tair restant après la combustion, est un mélange d'acide carbonique et d'un gaz irrespirable, la mofette atmosphérique appelée aujourd'hui azotée

Par ses découvertes, il faisait descendre Tair atmosphérique du rang des éléments en l'analysant au moyen du mercure, et en démontrant qu'il est composé d'un cinquième environ d'une partie éminemment respirable, l'oxygène, et de quatre cinquièmes de mofette atmosphérique ou azote. On sait en quoi consiste cette expérience classique ^ Lavoisier chauffa du mercure à son point d'ébullition dans une atmosphère limitée dont tout l'oxygène fut absorbé par le métal qui se convertit en oxyde rouge; l'air restant formait les quatre cinquièmes de l'atmosphère primitive et était constitué par un fluide élastique particulier, irrespirable, l'azote. Quant à l'oxyde rouge de mercure, chauffé dans une cornue de verre à une température élevée, il se décompose en mercure et en gaz oxygène et celui-ci mélangé à Tazole reconstitue l'air atmosphérique. Cette série de recherches lui permit de formuler la théorie de la combustion des corps et de la calcination des métaux : « Je hasarde, dit-il, de proposer aujourd'hui à l'Académie une théorie nouvelle de la combustion, ou plutôt, pour parler avec la réserve dont je me suis imposé la loi, une hypo-

1. Mémoire sur l'existence de Vair dans t acide nitreux, 20 avril 1776. — Combustion du phosphore de Kunckel, 21 mars 1777. — Sur la combustion des chandelles, 1777. — De plus, en 1777, il donna un mémoire où il prouva que Tacidc sulfurique est de lacide sulfureux plus de Toxygène, et deux autres mémoires sur l'absorption de l'oxygène par les sulfures de fer et leur transformation en sulfates.