Mémoires de l’Académie, 17170. — Œuvres, t. TI, p

dans le haut du vase refroidi par l'air, refluait dans l’intérieur de l'appareil. Le poids du pélican vide ayant été déterminé rigoureusement avant l'opération, fut pris de nouveau après cent jours d'expérience ; on constala 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 la balance, par lequel il établit, pour ainsi dire, le doit et avorr de toute expérience, et qui deviendra le procédé rigoureux de la science moderne. La question du changement de l’eau en terre préoccupa également Scheele, 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 excelusivement à la chimie, ne pensa pas à recourir aux pesées; ilanalysa le résidu terreux laissé après évaporation de l’eau 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 sa- Hins, 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 démon-. tré, avec Boyle et Les physiciens du grand-duc de Toscane, que le diamant disparaît quand il est soumis à l’action 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 éssais 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 l’un dans l’autre et enduits d’un lut argileux imperméable à l'air; ils avaient trouvé que le diamant résiste dans ces conditions à l’action d'un feu violent. Ils en conclurent que le diamant ne disparaît 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 confirmées 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-1l, 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 à l'Académie des sciences en 1784. Il est surtout connu par ses travaux sur la porcelaine, sur la gélatine, sur l'essai 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 l’ainé.

2. Ce mémoire n’a pas été publié dans les Œuvres complètes; il a paru dans le numéro-du mois de mai des Observations sur la physique, de l'abbé

Rozier, t.:1, p. 108.

3. Il y avait deux frères Rouelle; le plus connu est Rouelle l’ainé, célèbre

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 erois avoir prouvé qu'ils ne me laissent aucune impression et ne m'empècheront 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, 1l 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 entrainé 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 Hales' 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, Hales le désignait sous le nom d'air fixé pour le distinguer de l'air libre qui constitue Patmosphère. Ce nom d'air firé, 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 con- Stitution des sels.

1. Né en 1677, mort en 1761. Ses recherches, publiées en 1727, furent

traduites en français par Buffon, sous le titre de: Séatique des végétaux.

que la pierre calcaire perd de l'air fixe quand elle devient chaux caustique par la calcination. £n employantles termes modernes,c'était dire que la pierre calcaire estun carbonate de chaux qui $e décompose en chaux vive et en acide carbonique. Cette doctrine, due au génie de Black et qui est l'expression 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, l’acidum 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 l'explication de Meyer; l’acidum pinque eut des partisans fanatiques. Lavoisier lui-même ne parlâ 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 l’acidum pinque de Meyer.

Celui qui devait être le rival glorieux de Lavoisier, l'illustre Priestley, l'avait précédé dans l’étude de ce qu'on appelait alors iles ars°. Il avait étudié les propriétés de 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 par la nature de rétablir dans sa pureté l'air vicié par la combustion et la respiration. Déjà au commencement de 1772, 1l

1. «Il est peu de livres de chimie qui annoncent plus de génie que celui de M. Meyer, » (Opuscules physiques el chimiques, 1774.)

2. Macquer remplaca, quelques années après, le mot d'air par celui de gaz déjà employé par Van Helmont.

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. Hales sur la fixation et le dégagement de l'air. 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 caustficanon de la chaux. Lavoisier, qui venait de constater dans le courant de l’année 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 fluides élastiques dégagés par la fermentation et la distillation, de rechercher la nature de l’air absorbé par la 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 l’une et lautre nation à les contester à leur véritable auteur. Je crus donc devoir déposer, le 1er novembre 1772, l'écrit suivant, cacheté, entre les mains du secrétaire de l'Académie. Il était concu en ces termes : « Il y à environ huit « jours que j'ai découvert que le soufre, en brülant, loin de perdre de son & poids, en acquérait au contraire; c'est-à-dire que d'une livre de soufre on «© 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 augmen- « tation de poids vient d’une quantité prodigieuse d'air qui se fixe pendant la « combustion et qui se combine avec les vapeurs.

« Cette découverte, que j'ai constatée par des expériences que je regarde « comme décisives, m'a fait penser que ce qui s’observait dans la combustion « du soufre et du phosphore pouvait bien avoir lieu à l'égard de tous les corps « 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. »

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 moinent 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 suffirait 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 chaïînons, mais il reste une suite d'expériences nécessaires à faire pour former continuité. »

En cette année 1778, il découvrit un tel nombre de faits que, ne pouvant attendre la publication des mémoires de l’Académie, 1l réunit ses recherches dans un volume qui parut au mois de décembre sous le titre d'Opuscules phy= siques et chimiques. D'abord, il appuya solidement la doctrine de Black, en démontrant d'une manière rigoureuse par l'emploi de la balance que la terre calcaire privée d'air fixe par la calcination perd une partie de son poids, et qu'elle peut ensuite, en reprenant l’air fixe, recouvrer son poids primiUf.

Mais 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-

tation, 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 de constater le même fait; il découvrit de plus qu'il y a diminution d'un cinquième environ dans le volume de l'air, et que cette diminution est à peu près proportionnelle à l'augmentation de poids du corps brülé; enfin l'air qui reste après la calcination est différent de l'air atmosphérique et nest 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, Hrudaine, 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 philosopnique de Philadelphie, les Académies ou Sociétés de Berlin, Bâle, Gôttingue, Florence, Harlem, Édimbourg, Montpellier, Amiens, etc. Dans les lettres qui accompaenent 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 de vérités que je crois neuves... C’est à Messieurs Boyle, Hales et Black, noms à jamais célèbres dans les faits de la physique

et de la chimie, que la doctrine de la fixation de l'air doit son origine‘. » :

L'année suivante, il répétait l'expérience de la calcination du plomb et de l’étain en vase clos, et établissait définitivement le fait de l’augmentation de poids des métaux calcinés au contact de l’air 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 mêle avec la chaux” et s'attache à ses plus menues parties ». Le livre de Jean Rey avait passé inaperçu et était tombé dans l'oubli”. Le chimiste anglais Boyle admettait que l'augmentation de poids était due à la fixation de la matière du feu; 1l 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 1250 exemplaires. Il en donna 90 à l’Académie, 30 à Trudaine, 12 à la Cour. Les autres personnes auxquelles il les envoya sont : Macquer, Rouelle, Darcet, Bucquet, Cadet de Gassicourt, Cadet de Vaux, Malesherbes, Turgot, Guyton de Morveau, le duc de Luxembourg, le duc d’Ayen, l’astronome Maraldi, Spielmann, professeur de chimie à Strasbourg et auteur estimé des Instituts de chimie ; Bergmann, Scheele et Linné en Suède; Margraff, Pott, Eller et Lagrange à Berlin; Daniel Bernouilli à Bâle, Franklin à Philadelphie, Jacquin à Vienne; Crans, Smeth, professeur à Utrecht. D'autres exemplaires furent remis à l’Université, au collège des Quatre-Nations, 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 l’estain et le plomb calcinés augmentent de poids, 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,

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. Lavoisier la renversa par unc expérience des plus simples; il montra qu'en pesant avant et après la calcination le vase clos où l’on caleinait de l’étain, le ‘poids total du vase navait 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 per se (oxyde de mercure) dans une cornue de verre eben 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 1l n'avait jamais entendu parler, il chargea son ami Magellan, qui habitait Londres, de [ui 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 Mme 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 w’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 Ler mars. — Jusqu'à ce 1er 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 Gibelin, 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 l'air commun et de l'air fixe, attribuait à son absorption l’augmentation de poids des métaux calcinés, et montrait quil 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 aër vital, air éminemment resprrable, air déphlogistiqué, et dans la nouvelle nomenclature chimique, principe oxyqine, et finalement oxygène". Lavoisier poursuivit 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 l'union 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 brülant, un principe particulier, le phlogistique, 1. Oxygène signifie générateur des acides. Lavoisier ayant constaté le rôle de ce gaz dans la formation des acides (carbonique, phosphorique, sulfureux, sulfurique, azotique), croyait que tout corps qui joue le rôle d'acide renferme nécessairement de l'oxygène au nombre de ses éléments. Sur ce point, sa généralisation était poussée trop loin. Il existe des acides comme l'acide chlorhydrique, qui ne contiennent pas d'oxygène. Du temps de Lavoisier, on croyait cet acide formé par l'union de l'oxygène à un radical inconnu; il portait le nom d'acide muriatique, et les chlorures étaient appelés muriates. Quant au chlore, on le considérait comme de l'acide muriatique oxygéné.. Les

recherches de Gay-Lussac et Thenard, et surtout celles d'Humphry Davy ont démontré la nature élémentaire du chlore.

et que l'air qui reste dans une atmosphère limitée où a brülé une chandelle est de l'&r phlogistiqué. Lavoisier prouva que la chandelle qui brûle consomme de l’air vital ou oxysène, et produit de l'acide carbonique, et que l'air restant après la combustion, est un mélange d'acide carbonique et d'un gaz irrespirable, la mofette atmosphérique appelée aujourd’hui azote”.

Par ses découvertes, 1l faisait descendre l’air 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, Poxygène, 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’ébullhition 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 l'azote 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 l'air dans l'acide nitreux, 20 avril 1776. — Combustion du phosphore de Kunckel, 21 mars 1771. — Sur la combustion des chandelles, 1111. — De plus, en 1777, il donna un mémoire où il prouva que l'acide sulfurique est de l’acide sulfureux plus de l'oxygène, et deux autres mémoires sur l'absorption de l'oxygène par les sulfures de fer et leur transformation en sulfates.