On se sert aussi de gaz à éclairage

l'oxygène de l'air : ajoutons que le résultat de cette combinaison est de l'eau ; au moment où ce corps se forme , sa température «st très-élevée , par conséquent sa vapeur se dilate de telle sorte qu'elle occupe un espace beaucoup plus considérable que celui des deux gaz séparés ; mais à cette grande expansion de la vapeur succède la condensation par suite du refroidissement, et l'eau devient liquide. Or si le volume de l'eau, dans les conditions normales de température et de pression, est \ 250 fois moindre que celui de sa vapeur, que deviendra-t-il lorsque cette vapeur sera chauffée à la température de l'incadescence?On conçoit donc que lorsque de l'hydrogène mêlé avec de l'oxygène brûle tout à coup, il se forme, après une grande expansion, un vide où l'air ambiant «e précipite avec fracas. Du reste, ce phénomène n'est pas une propriété exclusive de l'hydrogène, il a lieu toutes les fois qu'une brusque condensation succède à une grande dilatation et réciproquement. Le bruit du tonnerre n'est qu'un phénomène de ce genre : cette immense étincelle électrique, que nous appelons l'éclair, comprime tout à coup l'air atmosphérique qu'elle traverse ; l'air se dilate aussitôt avec autant d'énergie qu'il a été comprimé et produit une détonation. Au reste il n'est pas nécessaire de chercher des exemples loin de nous ; toutes les fois que vous ouvrez brusquement une boîte dont le couvercle ferme hermétiquement, vous entendei un bruit parfois considérable : c'est qu'en soulevant avec vivacité le couvercle vous raréfiez l'air et faites une espèce de vide : dans ce cas l'air ambiant s'y précipite et occasionne du bruit. Retirez-vous doucement votre couvercle , il n'y aura plus de bruit, parce qu'il n'y aura ni dilatation ni condensation subites.

La détonation de l'hydrogène dont nous venons d'expliquer la cause immédiate peut devenir un danger véritable pour l'opérateur. Supposez en effet que dans un flacon d'un tiers de litre, il y ait un mélange d'une mesure ou d'un volume d'hydrogène, et de deux volumes et demi d'air ordinaire : si l'on y met le feu en approchant une bougie de l'ouverture, après en avoir ôté le bouchon, il y aura détonation et le flacon pourra même voler en éclats ; il y volerait même certainement si le mélange était formé d'un volume d'hydrogène et de deux volumes d'oxygène ; dans ce cas l'expansion serait encore plus grande relativement à la masse et il y aurait plus de danger.

II faut donc lorsqu'on prépare de l'hydrogène, éviter soigneusement cette sorte de mélanges, qu'on appelle, avec raison, mélanges détonants. Il y a un instant, je vous ai fait voir comment l'hydrogène brûle avec une flamme faible : vous devez vous souvenir que j'ai approché une bougie de l'ouverture par où le gaz

sortait ; tout s'est passé régulièrement. Mais si j'avais fait cette expérience vingt minutes ou une demi-heure plus tôt, comme l'intérieur de l'appareil aurait encore contenu de l'air, le flacon aurait été probablement brisé, et ses débris lancés avec violence auraient pu nous blesser.

N'oubliez donc pas, que les appareils dans lesquels on prépare l'hydrogène étant remplis d'air r il s'y forme au commencement de l'expérience un mélange explosif. Ne recueillez jamais l'hydrogène que longtemps après que le dégagement a commencé ; non-seulement parce que le gaz serait impur, mais parce qu'il constituerait un mélange explosif auquel une étincelle, un fourneau allumé ou une bougie peuvent mettre le feu. Ne l'oubliez pas non plus, surtout quand vous voudrez faire brûler l'hydrogène à la sortie de son appareil générateur; car dans ce cas il n'y aurait pas seulement à redouter les éclats du verre, mais encore les projections de l'acide.

Bien que la flamme de l'hydrogène soit des plus faibles, elle n'en est pas moins une des plus chaudes. Cela étonne d'autant plus que d'habitude l'on mesure, par la pensée, la chaleur d'un corps incandescent d'après son éclat ; mais la vivacité d'une flamme tient aux corps solides qui s'y trouvent. Imaginez qu'un bec circulaire à gaz ordinaire soit alimenté par de l'hydrogène. La faculté éclairante de cette flamme sera si faible qu'à peine vous distinguerez un objet à quelques pas d'elle : plongez-y un anneau en toile de platine , ayant le même diamètre et la même hauteur que la flamme, bientôt il se produira un éclat éblouissant supérieur même à celui du gaz à éclairage. Cet éclat est dû à l'incandescence du platine chauffé par la chaleur que la flamme de l'hydrogène lui communique. Une toile d'amianthe, ou toute autre matière fixe , produirait un effet analogue.

Si l'hydrogène donne une flamme très-chaude quand il brûle dans l'air, il en donne encore une plus chaude lorsqu'il brûle dans l'oxygène ; on est ainsi parvenu à fondre des corps réfractaires à nos foyers les plus puissants. Le fer, qui dans nos forges ne peut que se ramollir ; le quartz et le platine , que les foyers les plus énergiques n'ont jamais pu entamer, fondent très-bien si on les chauffe avec une flamme provenant d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Par ce moyen M. Gaudin a construit de petits microscopes dont les lentilles n'ont rien à craindre de la part de l'air humide, attendu qu'elles sont en quartz fondu.

L'hydrogène étant un gaz combustible ne peut pas être respi-

rable, car le but principal de la respiration est d'introduire dans

l'économie un corps comburant qui doit brûler certains principes,

et produire ainsi une grande partie de la chaleur nécessaire à la

vie. La respiration exige donc un gaz comburant et non combustible. Voilà pourquoi rien n'est respirable que l'oxygène , car lui seul est comburant.

L'hydrogène bien qu'impropre à la respiration n'est pas délétère, ainsi qu'on l'a cru dans un temps ; il peut asphyxier, mais n'empoisonne pas. Cependant, il y a quelques années, un chimiste anglais expérimenta sur lui-même pour savoir jusqu'à quelle limite on pouvait respirer impunément l'hydrogène : l'expérience était à peine commencée qu'il fut saisi d'un malaise général et une stupéfaction complète se déclara bientôt : au bout de quelques heures il mourut victime de son imprudence. Imprudence ai-je dit, car d'autres expérimentateurs ont respiré de l'hydrogène sans conséquences funestes , probablement parce qu'ils se sont arrêtés à temps. Pilatre de Rosier fut assez téméraire pour aspirer un mélange détonant, qu'il enflamma en Yexpirant. Il en fut quitte, ainsi qu'il le dit lui-même , pour une commotion douloureuse surtout dans la bouche.

L'équivalent de l'hydrogène est 12,50, celui de l'oxygène étant 400. Son signe chimique est H. Comparé aux autres équivalents, celui de l'hydrogène est le plus faible. Peut-être est-ce cette particularité, et l'accord approximatif de quelques faits, qui déterminèrent Prout, chimiste anglais, à proposer comme unité l'équivalent de l'hydrogène à la place de celui de l'oxygène : d'après lui, tous les équivalents des corps simples n'étaient ou ne devaient être que des multiples de celui de l'hydrogène ; dans ce cas, les nombres proportionnels devenaient moins compliqués , et les calculs beaucoup plus faciles. Cette hypothèse convenait probablement aux idées théoriques de son inventeur ; car, pour la soutenir, il interpréta à sa guise les analyses de ses devanciers, et il en tira une loi qui fut énoncée en ces termes : Les équivalents des corps simples sont des multiples de l'équivalent de V hydrogène.

Cette loi fut bientôt abandonnée par les chimistes du continent ; mais quelques-uns en avaient gardé le souvenir , parce qu'elle renfermait une pensée attrayante. Est-il, en effet, rien de plus beau et de plus commode à la fois que d'imaginer la nature multipliant les corps par de simples moyens de condensation. D'un autre côté, les faits qui démentaient cette loi n'étaient pas tellement irrévocables qu'il fût inutile de les constater : M. Dumas, muni d'instruments qui rendent les procédés analytiques plus rigoureux, se souvint de l'hypothèse de Prout, et tenta une nouvelle détermination des équivalents du carbone et de l'hydrogène. Ses expériences ayant été favorables à l'hypothèse , plusieurs chimistes s'appliquèrent à la vérification d'autres équivalents , et aujour-

d'bui, plusieurs de ceux-ci représentent si bien des multiples exacts de celui de l'hydrogène , que si la loi du chimiste anglais n'est pas vraie pour tous les 62 corps simples connus, elle Test du moins pour bon nombre d'entre eux. D'ailleurs, ainsi que le pense M. Regnault , si quelques corps simples satisfont seuls à la loi , il serait possible que d'autres fussent des multiples de l'équivalent d'un ou plusieurs autres corps; ou bien encore, il pourrait se faire que certains équivalents représentassent une somme composée de multiples de l'équivalent de l'hydrogène et d'autres corps à la fois.

Ce qu'il y a de certain , c'est que parmi les corps récemment étudiés à ce point de vue , l'on en trouve 9 qui satisfont pleinement à la loi de Prout. Dans la liste générale des équivalents , on en trouve qui y satisfont à leur tour; mais comme la coïncidence pourrait être fortuite, il nous paraît sage d'attendre de nouvelles constatations pour la consacrer. Nous inscrivons au tableau ci-dessous les corps dont l'équivalent peut être exprimé par un chiffre très -simple dès qu'on le rapporte à celui de l'hydrogène pris pour unité.

Équivalents rapportés à Équivalente rapporté» celui de l'hydrogène à celui de l'oxygène pris pour unité. pris pour unité.

Hydrogène 4 0,12,5

Carbone 6 0,75

Oxygène 8 4,00

Azote 44 4,75

Soufre 46 2,00

Calcium 20 2,50

Fer 28 3,50

Phosphore 32 4,00

Arsenic 75 9,37,5

Bien que les chimistes du xvie siècle aient entrevu l'hydrogène, ses propriétés n'ont été bien étudiées qu'en 1766 par le célèbre Cavendish ; depuis cette dernière époque seulement l'on a songé à tirer parti de sa grande légèreté pour les aérostats. Si l'application de ce gaz à la locomotion aérienne n'avait qu'un but futile d'amusement , je ne vous en parlerais pas ; mais elle peut être utile, et à ce titre , je dois vous en entretenir. Des physiciens célèbres se sont fait transporter dans les airs pour faire des observations scientifiques. A la bataille de Fleurus , au siège de Mayence , on a lancé des aérostats pour observer d'en haut et de loin les dispositions de l'ennemi. M. Arago a eu l'idée d'employer des ballons attachés avec un fil de métal pour faire

passer dans le sol l'électricité des nuages et préserver ainsi de la grêle les récoltes ; enfin , on tente depuis longtemps d'effectuer la navigation aérienne, c'est-à-dire de se diriger dans les airs. Il faudra vaincre de grands obstacles avant d'arriver à la réalisation de ces projets ; mais la découverte d'un nouveau moteur pourrait d'un moment à l'autre les diminuer considérablement , sinon les faire disparaître. Quoi qu'il en soit, si les applications de l'hydrogène n'ont pas jusqu'à présent répondu à l'attente , elles n'en ont pas moins été empreintes d'un caractère sérieux.

L'enveloppe qui forme un globe aérostatique est en taffetas rendu imperméable par une couche d'huile siccative lithargirée. Autrefois, on se servait de vernis de copal. Récemment on a essayé, avec succès , une étoffe de macintosh , obtenue par l'interposition d'une couche de caoutchouc entre deux pièces de taffetas. La force ascensionnelle des aérostats augmente avec le diamètre. Un globe qui pèserait 3k 4 4, et dont le diamètre serait de deux mètres, aurait une force ascensionnelle = 4k 89 ; elle serait de 27k 65 si le globe pesait 42k 57, et si son diamètre était de 4 mètres.

Dans le tableau suivant, on peut voir cette progression.

Force ascensionnelle

Diamètre de l'aéro- „ , , . „.. . par chaque mètre

stat exprimé en Volume °n roètres Kilogramme, que le ^ diamHèt ex

mètre.. Cubes' «" peut enlever primée en kilo-

grammes.

Je vous ai dit ailleurs que pour obtenir 4235 litres de gaz, la théorie indique l'emploi de 5k 5 d'acide sulfurique , et 3k 6 de zinc : si au lieu de zinc on se servait de fer, il en faudrait 3k 4 1 . Or, l'expérience prouve que 3 kilog. de fer et 5 kilog. d'acide sulfurique fournissent un mètre cube de bon gaz pour les ballons. L'expérience demande donc plus de matières premières que la théorie ; mais celle-ci n'a pas tenu compte de toute cette portion de gaz, que Ton doit laisser perdre pour ne pas diminuer la force ascensionnelle. Dans tous les cas, vous voyez 'qu'en partant de l'interprétation de la formule, vous vous êtes considérablement approchés de ce que demande la pratique, et l'utilité de ces calculs vous est par cela même démontrée.

Une autre application de l'hydrogène , dont profitent particulièrement les physiciens , c'est de concourir à la production d'une lumière très-intense, qu'on obtient en dirigeant sur un prisme de craie un jet de mélange détonant enflammé : cette lumière porte le nom de lumière de Drummond. La flamme de l'hydrogène, vous le savez, est très-faible ; elle ne l'est pas moins lorsque le gaz se trouve mêlé avec de l'oxygène : mais lorsqu'on dirige un dard de ce mélange sur un bâton de craie, celle-ci brille d'un si vif éclat que l'œil ne peut pas le supporter. On conçoit qu'une pareille lumière rende possible l'emploi du microscope solaire, pendant l'absence du soleil. Pour éviter toute espèce de danger provenant du mélange détonant, on a imaginé un chalumeau qui, mis en communication avec les gazomètres à oxygène et à hydrogène, ne permet à ces deux gaz de se mêler qu'au moment où ils sortent du bec pour aller frapper la craie. Ce chalumeau s'emploie aujourd'hui non-seulement pour produire la lumière de Drummond, mais pour fondre les matières les plus réfractaires ; et comme l'appareil est muni de registres, on peut à volonté faire arriver des proportions différentes de ce gaz, et varier ainsi la température de la flamme. Pour les matières les plus difficiles à fondre, la flamme qui convient le mieux s'obtient par le mélange de deux volumes d'hydrogène et un d'oxygène. On aura encore une lumière assez vive en plongeant, ainsi que je vous l'ai dit ailleurs, un anneau en fil de platine dans la flamme de l'hydrogène. L'on est parvenu par ce moyen à produire un éclairage, qui, sous certains rapports, surpasse celui fourni par le gaz ordinaire. On a même appliqué l'hydrogène comme moyen de chauffage, à cause de la forte chaleur que répand sa flamme. Ce gaz est un réducteur par excellence. On s'en sert pour faire des atmosphères artificielles non oxydantes, et pour réduire les oxydes métalliques.

Jusqu'à présent nous avons étudié l'hydrogène comme corps isolé : il nous reste à l'examiner dans ses rapports avec les autres corps , et comme nous ne connaissons que l'oxygène, ce sera la combinaison qu'il forme avec ce gaz, ou, en d'autres termes, l'eau, qui va fixer notre attention. L'histoire chimique de l'eau sera donc le sujet de la prochaine leçon.