DEUXIÈME SÉRIE

Arsenic. Carbone. Iode. Silicium.

Azote. Chlore. Oxygène. Soufre.

Bore. Fluor. Phosphore. Tellure.

Brome. Hydrogène. Sélénium.

:. — Métalloïdes. — Les éléments de la première série sont des Métaux ; ceux de la deuxième sont désignés sous le nom de Corps non métalliques ou de Métalloïdes, Cette division, commode pour Tétude, repose sur plusieurs caractères distinctifs qui appartiennent aux premiers, et qui manquent généralement aux seconds.

Ainsi, par Métal on désigne un corps ordinairement très-lourd, opaque, doué d'un éclat très-vif, .ou pouvant l'acquérir par le frottement ou le polissage, et qui conserve cet éclat et cej^^ant même dans ses particules les plus ténues ; il est, de plus, bonconducteur de la chaleur et de l'électricité.

Par opposition, on a réuni, sous le nom de Métalloïdes, les corps simples, gazeux et liquides, et ceux qui, étant solides, sont transparents ou translucides, au moins dans le plus grand nombre des cas, privés de la densité, de l'éclat, du brillant propres aux métaux, et, en outre, mauvais conducteurs de la chaleur et de l'électricité.

Cette distinction, il faut l'avouer, est loin d'être aussi rigoureuse qu'elle le paraît au premier abord ; toutefois elle a peu d'importance, aussi je ne m'y arrêterai pas.

DlTerses classes de corps composés. — Ce sont, comme je l'ai dit, ces 65 éléments qui, par leur réunion un à un, deux à un, ou deux à deux, servent à former tous ces composés si variés, que la nature nous offre ou que noire habileté parvient à produire.

La classe des corps composés est donc immense. Pour faciliter leur étude, on les subdivise en plusieurs groupes, d'après le nombre d'élé^ ments qui les constituent, et on les appelle : Binaires, Ternaires ou Quaternaires, selon qu'ils sont formés de deux, ou de trois, ou de quatre éléments.

Analyse. — (Synthèse. — Pour découvrir la nature propre des corps, pour distinguer les corps composés de ceux qui ne le sont pas, il faut nécessairement que la science nous fournisse des méthodes susceptibles d'une grande précision.

L'une d'elles, qui a pour but d'isoler les composants d'un corps de manière qu'ils reparaissent avec les propriétés qui les caractérisent dans leur état primitif, porte le nom d'Analyse.

L'autre, qui procède d'une manière inverse, en réunissant les éléments séparés d'un composé de manière à le reproduire tel qu'il existait d'abord, s'appelle Synthèse.

J'ai dit précédemment que la craie, chauffée dans une cornue, donne tout à la fois un gaz et de la chaux vive. Eh bien I en procédant ainsi sur la craie, en mettant en liberté ses deux principes constituants, on fait Vanalyse de cette substance.

Si, d'un autre côté, après avoir recueilli avec soin le gaz dégagé pendant la caidnation de la crafe, on le remet en présence de la chaux vive dans des conditions favorables, il ne tarde pas à s'y unir et à reproduire ainsi la craie primitivement détruite. Cette reproduction est la synthèse, et cette seconde opération sert, comme l'on voit ,de preuve à la première, en démontrant que la craie est bien un composé binaire, qui a pour principes constituants la chaux et le gaz particulier qu'on nomme Acide carbonique.

On peut donc dire, en définitive, que Vanalyse est l'art (îe décomposer les corps, et la synthèse celui de les recomposer.

Toute la science chimique consiste dans ces deux opérations : séparer et réunir.

Agent». — Réactifs. — Pour pratiquer l'analyse, le chimiste fait usage d'Agents et de Réactifs.

Tout corps qui, d'une manière quelconque, donne le moyen d'opérer la séparation des parties constituantes d'un composé, est un agen^ Ainsi, pour l'examen de la craie, je viens d'employer l'intervention de la chaleur : la chaleur est donc un agent d'analyse.

Mais lorsque, au lieu de chercher à isoler complètement les différents principes constitutifs d'un composé, on se borne à constater leur présence, on met alors en œuvre des corps qui, par leurs effets respectifs sur chacun de ces principes, font apparaître une de leurs propriétés distinctives, et permettent ainsi de discerner leur nature diverse. Les corps qui agissent dé cette manière sont désignés par le nom commun de réactifs, et l'on donne à l'ensemble des phénomènes qu'ils font apparaître le nom de réaction chimique.

Un réactif est donc un corps qui, par son contact avec un autre, donne lieu à la production de certains signes ou phénomènes caractéristiques qui se montrent toujours les mêmes dans les mômes circonstances.

Yoici trois verres remplis d'eau ordinaire : dans le premier, j'ajoute quelques gouttes de vinaigre ; dans le second, un peu de sel de cuisine ; dans le troisième, de la potasse. Je verse ensuite dans tous du sirop de violettes. Remarquez les phénomènes particuliers qui se manifestent dans ces trois cas. La couleur du sirop ne change pas dans le verre qui contient le sel de cuisine ; elle rougit sensiblement dans celui où se trouve le vinaigre ; elle prend une teinte verte dans celui où j'ai mis la potasse.

Ce mode d'action du sirop de violettes, si différent pour chacun des corps dont j'ai fait choix, me révèle l'existence d'une substance distincte danà chacun des verres, si je l'eusse ignorée; et comme, toutes les

Tub qu'uQ liquide contient de la polassc libre, le sirop de violellia préïenlc celle altération remai-quablc dans sa couleur, ce pawage du bleu au \crl, j'en conclus qu'il peut servir à distinguer la potasse de toutes les autres substances qui ne présentent pas ce phénomène de coloration ; que c'est, en un mol, un réactif pour.la potasse.

Voici, maintenant, une eau naturelle, dans laquelle je soupçonne l'existence du fer, parce qu'elle aune saveur âpre, tout à fait analogue A celle de l'encre. Pour m'en assurer, je vais y verser quelques goutlei

d'une décoction d écorce de chêne , aussitôt comme vous le voyei, l'eau devient noire, et ce signe me suffit pour reconnaître qu'elle est ferrugineuse, car le fer seul a celte propriété de colorer en noir l'écorce de chûne. Celle-ci est donc un excellent réactif pour les dissolutions du fer.

Tout corps a ainsi son réactif propre : aussi rien n'est plus Tacile que de reconnaître la composition des difTérenles substances qui se trouvent à la surface et dans les profondeurs du globe terrestre, ou qui forment son enveloppe aérienne. A l'aide d'un petit nombre d'a^enfs et de réac-

tifs, celui qui possède la scieuce chimique peut dotrc, dans son laboratoire ifig. M), pénétrer dans l'intérieur de tous les corps de la nature, les décomposer ou les reproduire à son gré.

OiTerses »orte» d'analyse. — Il est bon de sa\oir dès à présent que l'analyse qui procède par le moyen de la chaleur s'appelle analyse par la voie sèche, tandis que celle qu'on effectue par l'intermédiaire des réactifs sur les substances en dissolution se nomme analyse par la voie humide.

On distingue encore l'analyse en qualitative et en quantitative. Par la première, on constate simplement les différentes espèces de substances qui concourent à la formation d'un composé donné. L'analyse quantitative a pour objet, comme son nom l'exprime, de déterminer exactement la quantité ou le poids de chacune des substances indiquées par l'analyse qualitative.

Caractéristique d'un corps. — Pour caractériser un corps, c'est-àdire pour reconnaître son indi>idualité, il n'est pas toujours nécessaire de recourir à l'analyse ; il suffit, dans nombre de cas, de constater les propriétés qui lui sont propres, car il y a une étroite connexité entre sa constitution intime et la manière dont il se comporte vis-à-vis des autres corps ou par rapport à un seul.

Dans le signalement d'un corps, on fait intervenir trois sortes de propriétés générale» : physiques, organoleptiques, chimiques,

a,' Les PROPRIÉTÉS physiques sont :

L'état qu'un corps affecte dans les conditions ordinaires de température (-4- 13<»)(1) et de pression atmosphérique (0'",7()); il est solide, liquide ou gazeux ;

Sa couleur dans ces différents états ;

Sa transparence, sa translucidité ou son opacité ;

La nature de son éclat, quand celui-ci peut être spécifié par comparaison ; ainsi, on dit : éclat m tallique, vitreux, résineux, etc. ;

Sa dureté plus ou moins grande si le corps est à l'état solide ; ou sa fluidité plus ou moins parfaite quand il est à l'état liquide ;

Sa sonorité ;

Sa pesanteur spécifique ou densité ;

Les formes régulières ou cristallines qu'il affecte ;

L'aspect que présente sa cassure fraîche, lorsqu'il est solide ; ainsi, on dit : cassure vitreuse, cristalline, lamelleuse ou à petits cristaux, grenue, etc. ;

(l) Le signe 4-, qui veut dire plu^; placé au-devant d'un nombre exprimant les degrés du thermomètre centigrade, signifie que ces degrés sont au-dessus du U<* de ce thermomètre, ou du degré de la glace fondante. Par opposition, le signe — , qui veut dire moins^ signifie que les degrés devant lesquels il esi'posé sont au-dessous du OMu même instrument. (Voir, pour les échelles thermomé' triques, les divers traités de physique, et entre autres la Physique générale et appliquée de M. Vacca, édit. do Victor Masson et Fils.)

GinAnoiN. — I, • 2

La solubilité dans Teau et les divers autres véhicules;

Le point de fusion pour les solides ;

Le point d'ébullition pour les corps fondus et les liquides.

b. Les PROPRIÉTÉS ORGANOLEPTiQUEs sout cellcs quc l'on apprécie par les sens de l'odorat, du goût, du toucher, ou par Taclion qu'elles exercent sur les organes intérieurs d'un être vivant.

Ainsi, certains corps sont inodores, tandis que d'autres ont une odeur spéciale plus ou moins prononcée, qu'on n'oublie pas une fois qu'on l'a perçue (vinaigre, esprit-de-vin, alcali volatil, essence de térébenthine, etc.).

Beaucoup sont insipides, tandis que d'autres ont une saveur sucrée, ou amère, ou astringente, ou salée, etc. (sucre ordinaire, sel d'Epsom, alun, sel marin ou de cuisine, etc.).

Hien des corps n'exercent aucune action sensible sur notre économie animale, tandis que d'autres produisent des effets médicaux, souvent vénéneux ou toxiques (principes du séné, de l'opium, des écorces de quinquina, vert-de-gris, arsenic blanc, eau-forte, etc.).

c. Les PROPRIÉTÉS CHIMIQUES sout cellcs qui constatent les modifications essentielles que les corps éprouvent en s'unissant les uns aux autres, ou en réagissant sur d'autres de manière à donner naissance à des phénomènes particuliers ; ces propriétés sont mises eu évidence par l'action des agents et des rédctifs, dont il a été question plus haut; elles sont de toutes les plus importantes, car elles ne sont pas sujettes à varier comme les précédentes.

CombI liaison des corps. — Lorsque deux corps de nature diffi^ren te sont en présence dans des • circonstances convenables, on remarque qu'ils s'unissent de manière à produire une substance nouvelle dans laquelle, chose surprenante ! on ne retrouve plus aucune des propriétés distinctives des composants.

Si je prends, par exemple, une certaine quantité de potasse, matière si caustique que son application sur la chair des animaux y fait naître subitement une plaie et une désorganisation complète, que son ingestion dans l'estomac détermine bientôt de violentes douleurs auxquelles succède une mort affreuse ; si je l'unis avec une proportion convenable de ce liquide acide qui porte, dans le commerce, le nom d'Huile de vitriol ou d* Acide sulfurique, et qui, non moins énergique que la potasse, brûle, corrode, détruit toutes les matières organisées, à tel point que le bois, la paille, le coton, la chair qu'on y plonge, sont noircis et convertis aussitôt en charbon; j'obtiendrai de cette union un composé binaire 'qui n'aura presque pas de saveur, aucune action destructive sur les matières organisées, et qu'on pourra introduire en grande quantité dans l'estomac sans qu'il en résulte d'autre effet qu'une légère purgation. Ce nouveau corps est ce qu'on appelle le Sel de Glaser ou le Sulfate de potuBse.

Voici, d'une aulrepartgdeux corps gazeux FCFifermés dans des cloctieB. de verre plitcêeasur un bain de mercure (1). L'on d'eux répand à l'air des vapeurs blanches (/l(f. 12), piquantes, qui excitcnl la toux ; l'autre.

d'une odeu{ foule différente, fuit nallre des picolemcnta douloureux dans les narines et provoque les larmes; tous deux sont capables d'occasionner la mort des personnes qui les respireraient en trop grande quanti ta.

Je les mËjeen faisant passer le gaz d'une cloche dans l'aufra (/Sg. 13); aussitôt ils s'unissent et se transforment en un corps solide, blanc, qui se dépose sur les parois de la cloche; ce corps n'a plus aucune des propriétés

(I) Les cylindres de verre, fermés par un bout, dans lesquels on recueille las ffx, se nomment dans les laboratoirea r.lmhes ou éprouDetles. Le» vases, bassins oa curette!!, eu partie pleins d^u ou de mercure, dont on se sert pour recueillir et wansvaser las gas, sont dits cuves pneumatiques, et plus spécialement caves à eau ou â mei-cuTC, selon le liquide qui les remplit. La cuue à eau ou hydro-pneumatique, est en bois doublé de plomb ï l'intérieur ; on l'emploie dsns le cas où las gaz sont insolubles ou très-peu solubtes dans l'eau. La cime à mercureoix hydrargijro -pneumatique est en pierre, eu marbre ou en porcelaine, et n'est utilisée que lorsque les gaz sont très-solubles dans l'eau.

C'est le physicien anglais Haies [né le T septembre 1C77 el mort en tIBI) qui imagina la cin-e à eau et les ëprouoetles pour recueillir les gaz, service immense qui contribua singulièrement au développement da la chimie pneumatique ou chimie des gai, dont Van Uelmont (t Boyle jetèrent les premiers fondements. C'est un autre chimiste anglais, Pricstley, qui, de nul à ilGO, perfectionnâtes appareils et ustensiles pour produire, manier et étudier lés gaz, et eut t'heureuss idée de substituer la mercure à l'eau pour recueillir loi gai soliibles (|u'on n» ïonnaisaut «ocore que très^-impar^itemenl.

20 PREMIÈRE LEi;ii>'.

malfaisantes de ses composés ; il ne répand ni \apeurs blanches, ni odenr saffbcante ; on peut en avaler une assez forte proportion sans aucnn danger ; c'est un corps toat nouveau !

N'est-ce pas là quelque chose de bien étrange, de miraculeux mOme, que de voir ainsi des corps qui, libres, sont de puissants poisons, perdre leurs propriétés malfaisantes par leur union, et former alors de nouvelles substances que la médecine emploie avec succès pour rétablir • la santé 7 Ce n'est là qu'un de ces mille exemples des prodiges que la chimie enfante avec une facilité qui n'est pas moins digne d'admiration que ses résultats.

L'acte dans lequel se forme un composé s'appelle Combinaison*. Ou dit donc que deux corps se combinent lorsque, par leur rapprochement intime, ils perdent leurs caractères propres en donnant naissance à une substance pourvue de propriétés nouvelles.

Force qvl déicrMiiie la combinalsoii . — AMiili^. *- Quant à la cause qui détermine ce phénomène de la Combinaison, les chimistes la rapportent à une force naturelle aussi inconnue dans sa^ nature que la Cohésion, et à laquelle ils donnent depuis longtemps le nom d* Affinité.

Cette force, qui, de même que la cohésion, tend à rapprocher les molécules des corps, diffère essentiellement de cette dernière, en ce qu'elle agît toujours sur des pai*tîes hétérogènes ou différentes, et qu'elle donne naissance à des corps nouveaux dont les caractères ne rappellent plus ceux des matières qui les constituent; tandis que la cohésion, comme je l'ai dit, exerce ses effets sur des molécules similaires, simples ou composées, et ne produit jamais que des masses cohérentes plus volumineuses ou plus compactes, mais de la même nature que celles qu'elle réunit ou rapproche. Ainsi^ dans le plomb, c'est la cohésion qui unit les molécules les unes aqx autres, tandis que dans la craie c'est Vaffinité qui détermine l'union des molécules de la chaux avec celles du gaz particulier dont je vous ai parlé.

De«x sortes de molécnles ou d'atomes. — Avant d'aller plus loin, il est nécessaire de vous, donner une idée nette de ce qu'on entend par atomes intégrants ou molécules intégrantes , et par atomes constituants ou molécules constituantes.

Les atomes des corps simples sont tous parfaitement identiques ou similaires, comme je l'ai déjà dit ; mais les atomes des corps composés sont de deux sortes :

Les uns, représentant en petit le corps dont ils proviennent et faisant masse par leur réunion, sont évidemment composés comme lui ; on les appelle atomes intégrants ;

Les autres, qui constituent en particulier chaque atome intégrant du composé et qui, pris isolément, ont une nature distincte de la sienne, sont nommés atomes constituants.

Un exemple va vous faire bien saisir celte distinction importantei

Fig, 14. — Pièce en or de 20 francs.

Dans la monnaie d'or, il y a, d'après la loi, une certaine quantité de cuivre associée à l'or; ces deux corps simples sont formés, chacun en particulier, d'atomes similaires. Tous les atom<3 d'une pièce de 20 francs se ressemblent par leurs propriétés et leur composition ; ce sont donc des atomes intégrants. Mais chacun d'eux est un composé binaire, puisqu'il contient un atome de cuivre et un atome d'or unis ensemble. Or, cet atome de cuivre et cet atome d'or, produisant par leur réunion un atome intégrant, sont ce qu'on appelle des atomes constituants. La figure 14 complétera cette définition.

D'après ce qui précède, vous deVez concevoir quetous les corps composés contiennent les deux sortes d'atomes, les intégrants et les con- BtituantSy tandis que les corps simples n'en peuvent contenir que d'une sorte, les intégrants.

Vous concevrez tout aussi facilement que si les atomes constituants d'un composé, au lieu d'être simples, comme dans l'exemple de la monnaie d'or, étaient eux-mêmes déjà composés, les atomes intégrants qu'ils produiraient seraient alors d'une nature plus complexe.

Dans tous les cas, rappelez-vous que les atomes intégrants des corps simples et des corps composés sont enchaînés les uns aux autres par la force de co/i<^$ib72, tandis que les atomes constituants des derniers sont unis entre eux par la cause qui détermine la combinaison chimique ou Vaffinité.

Ainsi, dans l'exemple que j'ai choisi, c'est cette dernière cause qui lie les atomes du cuivre aux atomes de l'or, et c'est la cohésion qui rapproche ces divers atomes binaires pour former la pièce de 20 francs,

DifTérence entre la rohéiiion et PafHiiité. — L'intensité avec laquelle la Cohésion et V Affinité opèrent lerapprochement des molécules est très-différente, il ne faut que des moyens mécaniques pour faire cesser la cohésion d'un corps, et, en le divisant ainsi, on ne fait que changer son état sans altérer ses propriétés intimes.

Du soufre en canon perd sa cohérence par la pulvérisation dans un mortier (pg, ta); mais, réduit ainsi en poudre fine ou à l'état de fLeurdesoufre, tomme l'on dit communément, il n'a perdu aucune de ses qualités distinctives ; il a toujours la même couleur, le même goût, la même insolubilité dans l'eau, la même combustibilité.

Pour annuler, au contraire, l'affinité qui réunit les parties consti-

ntEMitRE LBqoy.

Fif. i9. — ytotiitt ie pomUinF

tuttole* d'an compote, il eti oécetMire d'emplo;er d« agent) lrfl-élM^ giquM qui, par leur aftîon. changent compléteoient la oalare et lei propri^lé* primilivea de ce «unposé. Tout à l'henre j'ti Fait igir la chalear lur la craie pour en léparerles deui prinripes qai U composeal, el ea faiiant inlerreair l'aclion de cet agent si puissant, le calorique, j'ai tolalemenl déliuil celle substance el fait disparaître, par conséquent, loolet ses qualités essentielles. Je n'aurais pu obtenir ce résultat par la dii ision on tont autre moTeo micaoique.

PhÊBCm^Mca «■! ««caMpagMCMl la ammWmmlwm. — Touteslet fois que deux ou plusieurs corps différents, placée en conlact, entrent en combinaison par suite de celle of/ùiHr qui les Killicite les uns Ter! les autres, des phénomènes lh>s-sail]ants naissent aussil&t ; tels qu'uD changement dans leur forme, leur densité, leurs antres propriëlés ptiTslquei, c'est-à-dire l'odeur, la saveur, la couleur, et le résultat flna' de la combinaison est conslammcnt LomogL-ne dans toutes ses parliez. C'est ce que vous avez pu remarquer lorsque j'ai combiné ta potasse avec l'huite de vilriol, lorsque j'ui réuni les deux gaz odorants et vénéneux dans la m<}iiie cloclie au-dessus du mercure.

Di«U>etl*B CMtre la H^Ung* et I* MMkl>Bl»»M. — Rien de semblable ne peut f'tre obsert é lorsqu'il f a seulement mélange entre les corps qui sont en présence. Ceux-ci, mi^mc par leur conlact le plus in*

timc, ne donnent lieu à aucun des phénomènes indiqués, conserveni leurs propriétés distinclives, et peuvent Olre isolés les uns des autres

par des moyens purement mécaniques.

C'est ainsi que le sable et la limaille de fer ne produisent qu'un mélange, alors môme qu'ils sont réduits en fine poussière, parce que chacun d'eux garde invariablement ses caractères propres ei qu'il est toujours possible de les séparer sans leur faire éprouver aucune altération. En effet, on isole très-bien le sable du fer au moyen d'un barreau aimanté sur lequel le dernier s'attache à l'exclusion du premier (/î(/J6).

On ne peut donc, d'après ce qui précède, confondre les corps simplement mélangés avec ceux qui sont combinés, ou le mélange avec la combinaisony et il est encore facile de comprendre que rompre la cohésion d'un corps, c'est seulement le diviser, tandis que rompre l'affinité de ses molécules constituantes, c'est le décomposer.

Par conséquent, la œhésion est une force purement physique, tandis que V affinité est une force absolument chimique.

|j*«fflnlté n'af^tt que sni* les moléenles. — Ce n'est jamais, au reste, qu'entre les dernières particules de la matière que s'exerce l'action chimique ou l'affinité ; aussi ne peut-on suivre son action ; on ne voit que les résultats qu'elle produit.

Je verse, par exemple, quelques gouttes de ce liquide {eau de chaux) dans une grande masse d'eau, où j'ajoute ensuite une goutte de cet autre liquide {adde de Voseille ou oxalique). Malgré l'extrême division des corps qui sont en présence, l'action chimique n'aura pas moins lieu, car aussitôt après l'addition du dernier liquide, un nuage blanc apparaît au sein de l'eau (pj. 17), et ce nuage est dû à l'union des deux liquides particuliers qui ont produit instantanément un corps solide et pulvérulent, insoluble dans l'eau.

Priieipité. — Préeipltation. — Je dirai, enpassant, qu'on donne le nom de précipité à tout solide séparé brusquement d'un liquide en particules infiniment ténues et qui se déposent plus ou moins rapidement au fond des vases par suite de leur insolubilité. Ce phénomène, qui est toujours dû à une action chimique, est ce qu'on appelle précipitation.

Puisque, malgré le soin que nous avons mis à observer, nous n'avons pu apercevoir les effets qui se son**accomplis, dans Taxpérience précédente, entre les molécules des deux corps qui se sont unies, puisque nous n'avons vu que le résultat final de leur action, c'est-à-dire le précipité blanc, et comme d'ailleurs j'ai opéré avec des quantités infiniment petites de matières, il est logique d'en conclure, comme loi générale et fondamentale, que :

C'est entre les dernières particules de la matière ou entre les atomes que s*exerc£ l'action chimique.

Fig. 17. — Verre à pied avec liquide trouble.

Variations de Vmtûniié. — Mnia cotte action chimique ne s'exerce

pas avec la mOmc facilité entre tous les corps do la nature ; tous n'ont pas la mt^me tendance à se combiner entre eux ; il y en a qui manifestent une plus grande affinité pour certaines matières que pour d'autres, et voilà ce qui permet d'opérer la décomposition des corps composés les uns par les autres.

Si je verse, par exemple, du vinaigre sur de la craie (/{(/. 48), aussitôt une ébuUition assez vive se produit par suite du déga'gement du gaz carbonique uni à la chaux, et le vinaigre se combine à cette dernière pour former un nouveau composé. Les choses se passent ainsi que le montre la légende sui*

Fig. 18. — Craie en contact avec vante î du vinaigre.

Gaz carbonique-

Craie... =

Chaux

= Composé nouveau.

Vinaigre

Mais pourquoi cette décomposition de la craie a-l-elle lieu ? Uniquement parce que le vinaigre a plus d'affinité pour la chaux que le gaz carbonique, d'où résulte l'expulsion de celui-ci.

Indestraetibiliié de la matière. — Un autre fait non moins saillant que présente l'action chimique, c'est l'indestructibilité de la matière, ce qu'on vérifie facilement quand on étudie, la balance à la main, les phénomènes qu'elle provoque.

En effet, si l'on pèse, d'une part, la matière qui s'altère, et, de l'autre, la substance dont elle est entourée, o'n reconnaît bientôt, à l'aide de cet instrument, que l'altération éprouvée par la première est toujours due à ce qu'elle perd ou à ce qu'elle gagne quelque chose.

Ainsi, lorsqu'un charbon brûle dans l'air, il disparaît graduellement, ainsi que vous avez dû le remarquer vous-mêmes, et au i)rer mier abord il semble que ce corps ait été détruit ou anéanti. Mais si cette combustion s'effectue dans un espace limité et disposé de telle

Fig. 19. — Combustion du charbon en vase dos.

sorte que rien n'en puisse sortir (fig, i9), on constate que le charbon, en s'unissant à l'un des principes de l'air, s'est converti en un fluide élastique nouveau, éteignant une bougie enflammée, et qui s'est confondu • avec le restant de l'air.

Eh bien ! si l'on pèse, d'une part, le charbon avant de l'allumer, et, de l'autre, les gaz qui l'entourent et qui ont servi à la combustion, on parvient à reconnaître d'une manière rigoureuse que la somme des produits brûlés est égale en poids à la somme des poids du charbon et du corps comburant.

Si Ton pèse, de môme la rouille et le vert-de-gns dans lesquels le fer et le cuivre se sont transformés au contact de l'air humide, on trouve encore que leurs poids sot)t égaux à la somme du poids de chaque métal et des principes de l'air qui ont été fixés sur lui.

L'étude des actions chimiques conduit donc à cette conséquence fondamentale, formulée pour la première fois par Lavoisier, l'illustre chef de la chimie moderne (i), que, dans la nature, rien ne se perd, riei\ ne recrée; il y a des substances qui s'ajoutent, des substances qui se séparent, mais, soit qu'elles s'ajoutent, soit qu'elles se séparent, elles conservent invariablement leur poids.

Il n'y a donc pas de destruction dans le sens que le vulgaire attache à cette expression ; iln'y a,'en réalité, que des changements de forme ou, comme l'on dit actuellement, des transformations, des métamorphoses entre les corps qui réagissent les uns sur les autres, et sans que leur poids soit altéré.

En résumé, l'action mut uelle et réciproque des corps, la production de tous les phénomènes chimiques qui se passent au moment de leur

(1) Antoine-Laurent Lavoisier, né à Paris le 16 août lt43, est, comme l'a dit M. Dumas dans sa Philosophie chimique, l'homme le plus complet, le plus grand homme, peut-être, que la France ait produit dans les sciences. Fila d'un riche commerçant, il fit des études brillantes au collège Mazarin, et manifesta de bonne heure le goût le plus vif pour les sciences 'exactes. Après avoir reçu des leçons des savants les plus célèbres de son époque, l'abbé Lacaille pour les mathématiques et l'astronomie, Bernard de Jussieu pour la botanique, Guettard pour la géologie, Guillaume Rouelle pour la -chimie, il se séquestra du monde, se condamna à la vie la plus frugale pour se consacrer tout entier àdeâ expériences de physique et de chimie ayant pour but de régénérer cette dernière science engagée alors dans une mauvaise voie qui en arrêtait les progrès. De 1772 à 1786, il publia plus de quarante mémoires relatifs à la composition de l'air, de l'eau, de l'acide carbonique, des matières organiques, à la combustion, à la respiration, à la fermentation, etc. Pendant quatorze ans de travaux assidus, il réunit ainsi les éléments de sa nouvelle doctrine chimique, qu'il formula d'une manière nette et précise dans son Traité de chimie^ publié en 1780. On peut dire que c'est seulement à partir de cette époque que la chimie prit les allures d'une science exacte. C'est encore la doctrine de Lavoisier. qu'on suit de nos jours. — On doit, en outre, à ce travailleur infatigable et si consciencieux de nombreux écrits sur la physique, la chimie appliquée, l'agriculture, l'économie politique, l'administration. Je dirai plus tard la fin malheureuse de ce génie puissant du dix-huitième siècle.

2G PHEMIÈRB LEÇON.

contact dérivent donc, en définitive, de cette affinité qui anime les molécules de différente nature, de celte tendance relative qu'ils mani- . Testent les uns pour les autres, ou de l'intensité avec laquelle s'exerce , l'affinité ou l'action chimique.

11 semble, d'après cela, qu'il suffirait de connaître ces divers degrés d'intensité pour prédire à l'avance tous les cas possibles de combinaison ou de décomposition. Mais rien n'est moins vrai, parce que plusieurs circonstances, telles que la forme ou l'état des corps, leur condition électrique, la pression qui s'exerce sur eux, etc., viennent presque toujours troubler le jeu de Taffinité et en modifient, par conséquent, les résultats. Plus tard vous apprendrez l'influence de ces causes perturbatrices, et vous saurez les nombreux moyens dont le chimiste dispose pour elTecluer la combinaison des corps aussi bien que pour en faire l'analyse.

TransforniAtloiis. — Métamorphoses. — La puissance du chimiste sous ce rapport, égale, en quelque sorte, celle du génie créateur dont le monde est l'ouvrage. Pierres, sels, eau, feu, lumière, tout est soumis à sa volonté, et dans ses mains tout se transforme! Avec un petit nombre de matières élémentaires, il peut former des myriades de substances nouvelles, toutes différentes les unes des autres, et après avoir décomposé ces substances par des moyens aussi simples qu'ingénieux, il peut de nouveau les reproduire, en réunissant, dans des conditions favorables, leurs matériaux constitutifs qu'il avait isolés les uns des autres. On peut dire, sans exagération, que, nouveau Prométhée, le chimiste a dérobé les secrets de la nature, et qu'il rivalise avec elle dans une foule de circonstances.

En effet, la transformation des substances les unes dans les autres n'est qu'un jeu pour lui ; il change à son gré l'amidon en gomme, la gomme en sucre, le sucre en esprit-de-vin, l'esprit-de-vin en'éther, ce dernier en eau et en un gaz combustible. D'une substance inerte, il va faire naître une série de corps doués de propriétés précieuses : ainsi, d'un morceau de bois il saura tirer le gaz qui illumine vos places publiques, le sucre qui adoucit vos mets, le vinaigre qui relève leur saveur, le charbon qui sert à les cuire I....

Eh bien ! toutes ces merveilleuses créations, qui rappellent à l'esprit ces féeries orientales dont on a bercé notre enfance, ces magiques Xantasmagories des sorciers dont on effrayait notre jeune imagination, ne sont que des effets très-simples opérés par l'intervention de ces forces qui, sous les noms d'altmvtion ou de cohésion, d'affinité, de chaleur, d* électricité, sont les agents de toutes les combinaisons et de toutes les décompositions possibles.

Certes, s'il est. une étude qui soit digne de fixer l'intérôt, d'absorber Taltention des intelligences les plus élevées, et de captiver les esprits mCme les plus légers, c'est assurément celle qui conduit, par des procédés aussi attrayants que faciles, à ces grands et utiles résultats.

Sommaire. — De l'atmosphère. — Principales propriétés physiques de l'air. — Pression atmosphérique. — Nature chimique de l'air. — Ses composants : oxygène et azote. — Caractères distinctifs de ces deux gaz. — Dénominations pai*ticulières des principaux composés dont l'oxygène fait partie. — Rôles' de l'oxygène et de l'azote dans la nature et dans les opérations des arts.

11 n'est aucun de nous, Messieurs, qui, sans avoir la moindre notion de physique ou de chimie, n'ait la conscience de l'existence d'une substance invisible et ténue, qui se meut et s'agite autour de nous, et qui remplit l'espace jusqu'aux dernières limites où notre vue peut s'étendre. Cette substance est l'AIR, dont la présence nous a été révélée dès notre enfance par les effets qu'il exerce ; aussi, à chaque instant, témoignons-nous de ce fait par ces expressions qui nous échappent : Vair est chaud, Vair est froid, Vair est sec, Vair est humide, etc.

Nous savons instinctivement que c'est l'air qui entretient la vie ; que c'est lui qui, par son agitation, cause le vent, gonfle les voiles des navires, pousse les nuages dans l'immensité du ciel, et produit ces ouragans terribles qui portent la désolation dans nos campagnes. Nous avons donc déjà une idée assez nette de ce fluide, que nous sommes habitués à considérer comme un des éléments de la nature. Il ne reste plus qu'à rectifier ce que cette idée peut avoir d'inexact quant à la manière d'être, à la composition et aux propriétés de cet agent universel. C'est ce que je vais faire dans cette leçon.

Atmosphère. — Les physiciens désignent communément sous le nom d'AiMosPHÈRE, qui veut dire sph&e de vapeur, la masse entière de l'air qui entoure la terre et forme partout une couche d'une grande épaisseur, dans le sein de laquelle viennent se réunir toutes les substances qui se volatilisent ou se détachent de la surface du sol. Sa forme est sphérique comme celle du globe qu'elle enveloppe, et, comme lui, elle est renflée à l'équateur et déprimée auji pôles.

Il n'est guère possible de déterminer l'étendue de l'atmosphère, car elle ne finit pas brusquement à une certaine hauteur, puisque l'air devient d'autant plus rare que l'élévation est plus considérable ; mais on n'a aucun moyen de savoir positivement quel est le degré de ténuité de ses dernières molécules. Tout ce qu'on peut faire à cet égard, c'est de calculer, par des phénomènes dont la cause est connue, la limite de sa densité à des hauteurs très-considérables. Il ne m'appartient pas

28 DEUXIÈMK LEÇON.

de vous dire comment les astronomes établissent les calculs qui les ont conduits à admettre que la hauteur moyenne de l'atmosphère est de 7 à 9 myriamètres, c'est-à-dire de 10 A 20 lieues géographiqiies (i). Je me contente d'énoncer ce fait.

Propriétés physi^nes de l'air. — Les notions exactes que nous possédons aujourd'hui sur les propriétés de l'air atmosphérique sont entièrement dues aux recherches des physiciens et des chimistes modernes ; car s'il est vrai que les anciens philosophes grecs et romains aient reconnu la matérialité de l'air, et entrevu une partie du rôle important qu'il remplit dans l'harmonie de la nature, il est certain qu'ils n'avaient sur les principales propriétés de ce fluide que des idées vagues et confuses. Ce n'est que vers le commencement du dix-septième siècle qu'on constata réellcmont quelques-uns de ses caractères physiques les plus saillants.

En i 640, l'illustre Galilée, l'un des plus beaux génies dont l'humanité s'honore (2), découvrit que l'air a du poids, en introduisant, au moyen d'un soufflet, dans un ballon de verre muni d'un robinet, une quantité d'air plus grande que celle qui y était contenue ; dans ce cas, le ballon avait augmenté de poids.

De cette expérience capitale, Galilée déduisit plusieurs autres propriétés physiques de l'air, propriétés qu'il partage avec les autres gaz, à savoir : qu'il est compressible^ puisqu'il cède à la pression et qu'il peut litre accumulé dans un vase en quantité d'autant plus grande que la compression est plus forte ; qu'il est élastique^ puisque, lorsqu'il est comprimé, il exerce un effort plus considérable pour s'échapper deTintérieur du vase qui le renferme, et qu'aussitôt que la pression cesse, il reprend son volume primitif. C'est un ressort parfait qui se tend et se détend suivant le poids dont on le charge.

Nos méthodes d'expérimentation, plus précises que celles dont Galilée pouvait faire usage de son temps, où les sciences physiques venaient à peine de naître, nous ont appris le véritable poids de l'air. Nous savons que fO litres d'air, dans l'état ordinaire, pèsent 13 grammes, ou, en d'autres termes, que 760 litres d'air pèsent à peu près i kilogramme. L'air, dans cet état, ne pèse que la770« partie d'un pareil volume d*eau.

Je dois dès à présent vous apprendre que la densité de l'air, c'està-dire son poids sous un volume déterminé, est toujours prise pour unité

(!) Supposez la terre représentée par une sphère de 10 mètres de diamètre, l'atmosphère environnante serait représentée par une couche gazeuse de 38 millimètres d'épaisseur.

(2) Galilée, en italien Galileo Galilei, né à Pise le 18 février 1504, mort à Florence en 1642. On doit le regarder comme le véritable fondateur de la philosophie scientifique, de la méthode expérimentale qui imposa à la physique, à la mécanique, à l'astronomie la direction que ces sciences suivent encore. On lui doit l'invention du pendule, de la balance hydrostatique, du compas de proportion, du thermomètre, du télescope, du microscope, et une foule do découvertes astronomi((ues qui ont fait prévaloir le système de Copernic,

Di; l'air. 29

de mesure du poids spécifique des autres gaz et des vupeun. Ceux-ci sont tantôt plus lourds, lantOI plus légers que l'air atmosphérique ; dans tous les cas de comparaison, le poids de oe dernier est représenté par 1, ou par 100, ou par (000.

Puisque l'air est pesant, vous concevrez facilement que les couches inférieures de ce fluide, celles, par exemple, qui sont les plus rapprochées de la terre, doivent supporter le poids de toutes les couches superposées, et que, par conséquent, en raison de sa conipressibilité, elles doivent ^tre plus denses, c'est-à-dire peser davantage sous un moindre volume. Mais, puisque l'air est élastique el que ses molécules ont une grande mobilité, vous devez encore comprendre que, nécessairement, les corps sur lesquels s'appuient les couches atmosphériques supportent le mi>me poids dont celles-ci sont chargées H diiféi'enlcs élévations.

PrcHloN «tin«Bpli4rl«Be. — Eh bien t on donne le nom de jires- »ion attROipliériqve à cette foree ou à ce poids qu'exerce l'atmosplii^rc, d'une manière uniforme, sur tous les corps qui sont à la surface de k [erre. Celte pression larie, comme vous le pensez bien, suivant la hauteur & laquelle on s'élève au-dessus du niveau de la mer ; elle diminue avec l'élévation, car il est évident qu'un homme placé au sommet d'une montagne élevée ne supporte pas autant de couches d'air qu'un autre assisàlabasedecemont; la théorie nous indique que cette pression ne doit plus se faire sentir aux dernières limites de l'aimosplière. L'allégement que nous éprouvons en gravissant une hauteur, la facilité plus grande que nous avons â respirer à mesure que nous nous élevons, ne dépendeni évidemment que de cette diminution successive de pression.

L'expérience suivante montre la présence de l'air el atteste la pression qu'il fait éprouver aux corps qui y sont plongés. Mettez un flotteur, un bouchon de liège, pai' exemple, sur un seau plein d'euu ; puis, renversant une cloche en verre, appliquez-en l'ouverture à la surface du liquide, de manière à y enfer- -=^^

mer le llotteur (fig. 20), A me-

sure que vous enfoncerez n^"

davantagelaclochedansl'eau, . -i^^i^^' ^=

vous verrez le bouchon s'en- - "-' ': ! -^^

foncer aussi. La surface de fj"" '~r^~ — -"'—-- ^^^

l'eau dans la cloche n'est donc

plus au m,Jme niveau qu'à '''■''■d"r-lTfurv:.rwdrr'.';p.''en^"" l'extérieur : jamais l'eau ne

pourras' élever dans ce vase jusqu'à venir mouiller le fond ducûté intérieur, et le flotteur sera toujours écarté de ce fond. Il est visible que c'est l'air qui occupe cette pk'e, eten inclinant un peu lacloche,on le

voit, cil effet, sous forme de grosses bulles qui viennent sortir et crever

à la surface de Teau après l'avoir traversée (i). C'est à cette pression atmosphérique, dont Je viens de parler^

qu'est due la permanence des liquides à la surface du globe ; c'est elle

qui met obstacle à leur réduction en vapeurs; sans elle, nos conditions

d'existence seraient tout à fait changées; c'est elle encore qui produit l'ascension de Teau dans les corps de pompe, ainsi que celle du mercure dans le baromètre {flg. 21), instrument inventé en 1643 par Torricelli, élève de Galilée (2), et qui sert, comme son nom l'indique {mesure de la pesanteur), à mesurer cette pression. Cette force fait équilibre, dans les circonstances ordinaires, à une colonne d'eau de 10 mètres 4 décimé* très de hauteur, ou à une colonne de mercure de 76 centimètres (3).

Je passe rapidement. Messieurs, sur ces propriétés physiques si curieuses de l'aii*, parce qu'elles vous seront exposées avec détail dans les cours de physique, et j'arrive immédiatement à celles qui' ressortent plus particulièrement de mon enseignement.

L'air est transparent, mais non absolument incolore; il a une teinte

bleue, mais cette teinte est si faible, qu'on ne l'aperçoit que lorsqu'il

Fig. 21. — Baromètre simple de Torricelli.

(1) L'expérience que je viens de rapporter est due à Moitrel d'Élément qui, vers 1719, faisait à Paris, pour gagner sa vie, un cours de manipulations de physique ; celles-ci, malgré leur nouveauté et leur piquant, ne purent le tirer de la misère, car il alla mourir, complètement ignoré, dans une méchante bourgade de l'Américiuo.

(*2) Evangelista Torricelli, célèbre physicien, né en 1608 à Faenza. Il ferma les yeux à Galilée et lui succéda dans sa chaire de mathématiques à Florence, où il mourut en 1647, c'est-à-dire îi l'âge de trente-neuf ansl

(3) Chaque point de notre peau est pressé perpendiculairement à sa surface par une force égale à celle d'une colonne de mercure de 76 centimètres de hauteur. Or, comme le centimètre cube de mercure pèse 13 grammes et demi, clia- (|ue centimètre carré de la surface de notre corps porte sans cesse, et à notre insu, plus d'un kilogramme do charge. Nous sommes donc perpétuellement près-

est vu en grande masse. S'il n*y avait pas d'air, ou du moins s'il était complètement invisible, le ciel serait sans éclat et sans couleur : il paraîtrait comme une voCite noire où Ton verrait les astres briller pendant le jour avec le môme éclat que pendant la nuit; nos regards plongeraient dans une obscurité indescriptible, et la lumi(>re du jour frapperait notre terre d'une manière fort inégale ; au lieu que les rayons lumineux, étant réflécbis par l'atmosphère, contribuent à rendre la lumière plus vive et à la distribuer avec plus d'uniformité. Lorsque du sommet d'une haute montagne on contemple le ciel, il parait d'autant plus foncé qu'on s-élève davantage, parce qu'alors l'atmosphère devient plus basse et que l'espace obscur qui l'entoure rend sa couleur plus sombre. Le passage de la couleur du ciel du bleu foncé au bleu clair, et enfin presque au blanc, tient aux vapeurs aqueuses qui nagent dans l'air, sont éclairées par le soleil et réfléchissent sa lumière. Plus ces vapeurs sont abondantes dans l'atmosphère, plus aussi elle parait bleue, et réciproquement. C'est ce qui explique pourquoi elle a une teinte plus claire le matin et le soir, et une teinte plus foncée à midi et pendant la nuit, surtout en hiver.

L'air n'a aucune odeur tant qu'il est pur. Son insipidité a été contestée par beaucoup de physiciens. Nos organes, habitués à son impression, n'y trouvent point de saveur, et ce n'est que par les sensations douloureuses qu'il produit sur l'enfant nouvellement né, sur les plaies découvertes et sur les nerfs des animaux, que nous acquérons la preuve que son contact n'est pas sans eflet.

On dit que l'air est /"md quand le thermomètre ne marque que 4 degrés au-dessus de zéro ; il est tempéré quand l'instrument s'élève davantage. Ce n'est que lorsque celui-ci indique 25 degrés et au-dessus

se» de toutes parts, en deliors, par des forces dont l'ensemble produit, sur un homme de taille ordinaire, environ 1,7000 kilogrammes. Toutes ces forces de pression, agissant dans divers sens, ne s'ajoutent pas, mais chacune s'exerce sur une partie séparée, qui est destinée par la nature à résister à cette charge. Ce poids énorme semble incroyable, mais l'habitude nous y a rendus insensibles. Si on le supprimait, nous ne pourrions vivre, parce que cette pression permanente est nécessaire à notre existence ; nous avons été organisés pour cet état de choses. Notre corps plongé dans l'air est, il est vrai, pressé de toutes pai-ts par l'air qui l'entoure ; mais chaque pression en trouve une autre contraire <|ui réagit et la détruit, parce que tous les solides et les liquides dont le corps de l'homme est formé servent à transmettre cette pression.

C'est ainsi qu'une boule de verre soufflée, extrêmement mince et fermée, n'est pourtant pas écrasée par le poids de l'atmosphère, en raison de l'air qu'elle rcnfeime et qui contre-balance l'influence de la pression extérieure.

Lorsque les fluides renfermés -dans notre corps n'ont plus une force élastique capable de faire équilibre à la pression atmosphérique, celle-ci fait' sentir son influence ; c'est là l'origine des efiets qu'exercent les variations barométriques sur les phénomènes de la vie organiq le.

Le savant physicien et minéralogiste Haûy, en rapportant les calculs ci-desbus, ajoutait spirituellement : « Voilà pourtant de quel poids étaient chargés les anciens philosophes qui niaient la pesanteur de l'air 1 »

3Sf t>El'.^IËllC LEÇi'N

que l'air doit t^lre regardé comiDC 'haaiL II l'approche «Ion de la température de notre corpe, qui est de 37 degrés à peu prèi daas loin les pays. '

C*H»«*ltl*B. — XalMrc caMpleac 4* l'«lr. — Cet air, que nous connaissons bien actuellement dans se» principales propriétés, est-il an itément, c'esl-n-dire un corps simple, aiiiii que les anciens l'araient admis en principe T C'est ce qu'il s'agit maintenant d'examiner.

Ce n'est que fort tardivement qu ou s'occupa de la nature intime de l'air, el déjà la plupart de ses propriétés mécaniques étaient reconnues, qu'on ignorait encore sa téril^le composition. Dès le aeuviùme siècle, l'Arabe Cebcr avait cou^taté que le plomb el t'étain augmentent de - poids pendant leur catcination dans l'air, cl il avait attribué cette augmentation à [a fixation de certaines particules aériennes ; Eck de Suhbacb, en 1 48!) ; Paracelse et Agricula, au seizième siècle ; Césalpin, en 1602; Jean Bav, en Ili30; Bovle, en 166) ; Majow, son élève, en 16lî9: puis, plus tard, Priestley, le père Bcccaria avaient bien reconnu qu« l'air est absorbé par les métaux chaulTés dans son sein, mais aucun cxpérimeulaleur n'avail recherché si cette absorption est complète ou partielle, lorsque Lavoisier résolut de décider celte question. A l'aide d'expériences aussi ingénieuses que délicates, il s'assura que les mélaux chaulTés au contact de l'air n'absorbent qu'une partie de ce fluide, que la partie de l'air absorbée ofTre des caractères Irès-difTérenls de ceux que possède ta partie non absorbée ; enfin il démontra, d'une manière irrécusable, que ce prétendu élément résulte du mélange de deux gaz, qu'il désigna par les noms d'Oïïi;ÈM^ el d'.\zoTi:.

Aaitljae *m l'air par Lavolalcr. — Voici l'expérience capitale à

l'iiidu du luquollu I.avoisier couvainquil les chimisics de son temps d? lu niilurc complexe de l'utr. Cette grande découverte date de 177*. Il curcrnut dans un ballon de verre A (/ig. 22), dont le col recourbé

DE l'air. 33

s'élevait jusqu'au milieu d'une clodie c placée sur un bain de mercure nu vir argent ab, un poide détenniné de ce métal bien pur, et il tint note de la quantité d'air qui remplissait tout l'intérieur de l'appareil. Il chauffa le ballon pendant douze jours à une température voisine du point d'ébullition du mercure, c'est-à-dire 360 degrés du thermomi^lre centigrade. Une portion de l'air fut absorbée peu à peu par le métal, qui se recouvrit d'uae foule de petites parcelles rouges. L'air qui restait dans l'appareil, après que l'absorption fut terminée, n'était plus propre A la respiration ni à la combusiion, car les animaux qu'on y introduisait périssaient en peu d'instants, et les lumières s'y éteignaient sur-le-champ, comme si on les eût plongées dans de l'eau. .

Ayant recueilli avec soin la matière rouge qui s'était formée pendant l'opération, et l'ayant ehaufféeà iOO degrés dans une petite cornue en

F-g 13 — Appirc de U

verre à laquelle était adapté un appai-eil propre i recevoir les produils liquides ou aériformes qui pourraient se dégager (fig. 23) (I ), il vit celte matière reprendre peu â peu les caractères du mercure,- en laissant

(1) Pour conduire les gaz qui doivent sortir d'une co vorre remplies d'eau ou de mercure destinées k les re de II cornue un bouclion an centre duquel pusse un tube de verre deux fois recourbé, dit tube abducteur DU de dégagement. Son extrémité courbe plonge dans le liquide de la cuve en pénétrant, par une ouverture latérale u, sous une capsule renversée, en faïence ou en porcelaine, percée d'une ouverture centrale a {fig. S4). fij. C'est sur cette capsule, ou téi, recouvei'tc de quelques ' ccntimfti'cs de liquide, qu'on place la cloche dans la- ^ quelle le gai amené par le tube de dégagement va se rendre. Comme il est important qu'il ne reste aucune trace Che, on la remplit par-dessus ses bords d'eau ou de mci plat de la main sur son ouverture, et on la retourne quide de la cuve ; c'est alors qu' t.es bulles de gaz qui

l'air dans cette cloire, on applique le iConçant dans le li-

dans l'axe de la petite capsule trouée.

capsule s'élèvent dans le liquide de la

CbKbe, en vertu de leur moindre densité, et vont se réunir dans la partie snpéricuro, comnic on le voit dans la Hgure 33.

Gnunnix. -~ I. 3

34 diî:uxièmf4 leçon.

exhaler un gaz beaucoup plus propre que Tair de ratmosphère à eotreteuîr la combustion et la respiration des animaux ; en effet, une bougie plongée dans ce gaz y répandait un éclat éblouissant ; le charbon, au lieu de s'y consumer paisiblement coimne dans Tair ordinaire, y brûlait avec une vivacité de lumière que les yeux avaient peine à supporter.

« En réfléchissant sur les circonstances de cette expérience, dit l'illustre chimiste, on voit que le mercure, en se calcinant, absorbe la partie salubre et respirable de Tair ; que la portion d'air qui reste est une espèce de mofette (1) incapable d'entretenir la combustion et la respiration ; l'air de l'atmosphère est donc composé de deux fluides élastiques de natures difTérent es et pour ainsi dire opposées. Une preuve de cette importante vérité, c'est qu'en recombinant les deux fluides élastiques qu'on a ainsi obtenus séparément, on reforme de l'air en tout semblable à celui de l'atmosphère, et qui est propre, à peu près au même degré, à la combustion, à la calcination des métaux et à la respiration des animaux. »

La partie salubre et respirable de l'air est ce que nous appelons Oxygène, gaz que le chimiste anglais Priestley et le suédois Schéele avaient déjà obtenu libre, chacun de son côté, dans le courant de l'année 177i ; la partie irrespirable est ce que nous nommons Azote, que le botaniste Rutherford, d'Edimbourg, avait reconnu dès i 772 et que Schéele avait aussi isolé avant 1774, en le nommant air vicié ou corrompu.

Depuis cette découverte, qui opéra une si grande révolution dans les . principes de la science, les expériences multipliées des chimistes de tous les pays ont démontré que l'air atmosphérique, toutes les fois qu'il est en parfaite liberté, qu'il soit pris dans les profondeurs les pins considérables ou au sommet des plus hautes montagnes, dans la région des nuages, à la surface des mers ou dans l'intérieur des continents, est, partout et dans toutes les saisons, composé de la môme manière ; qu'il renferme, en nombres ronds :

Eu poids. En volumes.

Oxygène 23 208

Azote 77 792

ou, en nombres plus simples, f/5 de son volume d'oxygène et 4/5 d'azote.

Analyse de l'air par le phosphore. — : Pour qu'il ne reste plus aucun doute dans vos esprits sur cette grande vérité, je vais faire une expérience décisive et frappante ; et pour cela, je recourrai à l'emploi d'^^

(1) On donnait autrefois le nom générique de mofettes^ mophctteSt ou mouphettes, aux exhalaisons ou vapeurs malfaisantes et môme meurtrières qui ^ dégagent de la terre et infestent les lieux souterrains, particulièrement les mines dans lesquelles l'air n'est pas suffisamment renouvelé. Ce sont des ga* de différantes espèces qui, tous, sont contraires à la respiration*

îorps bien connu, le photophore, que les enfants font servir à leur amusenient en traçant avec lui des caractères qui ne sont visibles que ians Tobscurilé. Ce corps, en contact même à froid avec l'air atmosphérique, lui enlève tout son oxygène et laisse l'azote en liberté. 11 agit ionc comme le mercure, mais avec cette différence que son action est terminée en quelques heures.

J'introduis donc sous une cloche graduée (E), placée sur un bain de mercure V {fig.2o), dQO volumes d'air, puis un peu d'eau et un cylindre ie phosphore b attaché à un fil de fer souple; j'abandonne le tout pendant quelques heures. Je reconnais que l'absorption de l'oxygène est complète lorsque le phosphore ne paraît plus lumineux dans l'obscurité. Si alors je retire le cylindre de la cloche, je constaterai aisément que les 100 volumes d'air ont été réduits à 79,2, et que le résidu dans lequel on plonge une allumette enflammée l'éleint aussitôt, ce qui vous indique que ce n'est plus de l'air, mais de l'azote qui constitue ce

Fig, 25. — • Analyse de l'air p*ar le phosphore à froid.

Fig, 26. — Analyse de Tair par le phosphore à chaud.

résidu. 11 y a donc eu 20,8 volumes d'air absorbés; c'est l'oxygène dont le phosphore s'est emparé pour former avec lui un composé que nous étudierons plus tard.

Lorsqu'on veut abréger la durée de l'expérience, on opère la combustion du phosphore dans l'air au moyen de la chaleur, à l'aide de l'appareil suivant (fig, 26). On introduit dans une cloche courbe pleine de mercure, 400 volumes d'air, puis un peu d'eau, et on fait arriver dans la partie courbe 5 décigi*ammes environ de phosphore. On chauffe ensuite avec précaution, au moyen d'une lampe à esprit-de-vin, le morceau de phosphore qui prend bientôt feu et s'entoure d'une auréole verdâlre. Celle ci descend peu à peu du sommet de la cloche, et arrive à la surface de l'eau, où elle disparaît parce que tout l'oxygène de Tair a été absorbé. On laisse refroidir l'appareil, et on mesure le résidu gazeux, qui consiste en azote. On trouve, comme dans rcxpé»

ricncc piécédeiite, les mômes nombres, à (riès peu près, d'azote et d'oxyg(>ne dans les 100 volumes d'air employés. Seulement, dans ce' cas, l'analyse est effectuée en quelques minutes.

Sjiitlièse d«9 l'air. — Ce que l'analyse vient de vous démontrer, la synthèse le confirme. 11 est évident que si l'air est composé ainsi que Je viens de le dire, nous devrons, en mêlant dans un vase de l'oxygène et de l'azote dans les rapports de t à 4, obtenir un fluide en tout semblable à l'air ordinaire, c'est-à-dire propre à la combustion des bougies et à la respiration des animaux. C'est, en effet, ce qui a lieu, comme vous le voyez. Rien n'est donc plus convaincant.

Caraetères dlstiiictifs de Poxygrèiie et de l'azote. — Si maintenant j'examine en particulier les deux principes constituants de l'air, de nouveaux faits, non moins intéressants que les premiers, vont vous apparaître.

L'oxYGfcNE et Tazote sont incolores, insipides, inodores. Le premier a une densité supérieure à celle de l'air; la densité de 'l'air étant représentée par 1 ,00000, celle de l'oxygène çst 1 ,10563. Un litre de ce dernier gaz pèse donc, à la température de zéro degré et à la pression barométrique normale i76 centimètres), 18%430.

L'azote a une densité plus faible, 0,9713 : aussi un litre de ce gaz ne pèse que i gr. 256.

Tous deux sont des gaz permanents, car ils supportent un froid considérable et une pression énorme sans perdre leur état de fluides élastiques.

Mais là s'arrête l'analogie, car toutes leurs autres propriétés sont essentiellement différentes, ainsi que je vais vous le démontrer.

Vous savez déjà qu'il est possible

Fig, 27. —Extinction d'une bougie dans le gaz azote.

Fig. 28. — Combustion vive de la bougie dans Tuxygène.

d'en faire la distinction au moyen d'une bougie allumée, puisque l'azote l'éteint (pj, 27) et que l'oxygène la fait brûler avec beaucoup plus d'éclat qu'auparavant (/ir;. 28). 11 y a plus, cette bougie presque éteinte

Dii L'Ain. 37

va se rallumer tout d'un coup dans la cloche d'oxygfne, en produisant une petite détonation.

Si, prenant actuellement deux oiseaux pleins de vie, je Tais passer l'un dans une grande cloche pleine d'oxfgënc, et l'autre dans une cloche remplie d'azole(fig. 29), voua verrez le premier poursuivre son existence

f^, ». " KtliiM l»lâc do prinofpta dt

en manifestant par des mouvements énergiques que la vie chez lui se Utiuve accélérée, tandis que l'autre tombera bientôt asphyxié.

Puisque, dans l'air ordinaire, la bougie hrûle, que l'oiseau y vit sans manifesler aucune sensation extraordinaire, on doit en conclure que c'est à l'oxygène contenu dans cet air qu'il faut rapporter la propriété que ce fluide possède d'enlretenirla combustion et la respiration. Et, en effet, foutes les expériences démontrent que l'oxygtne est l'agent indispensable de la combustion des bougies, du bois et autres corps combustibles, comme aussi il est l'agent nécessaire de la vie de tous les élresù la surface du globe. C'est pour cette raison que le célùhre Condorcet lui donna, dès l'origine de sa découverte, le nom d'air vilal, et Lavoisier celui d'air émùwmment respirahte.

Les animaux vivent beaucoup plus longtemps au sein du gaz oxygène que dans un volume égal d'air atmosphérique, mais leur respiration devient plus active et plus laborieuse, leur circulation s'accélfire, et ils meurent avant que tout l'oxygène soit consommé, bien que d'autres animaux de la m^me espèce, placés dans ce résidu, après la mort des premiers, puissent encore s'y maintenir en vie pendant un certain temps. Cette mort est occasionnée par la grande excitation que produit l'oxygène dans les poumons, excitation qui en use rapidement les ressorts, qui les désorganise, comme le démontre l'étal de violente inflammation que présentent ces organes.

On explique très-bien, â, l'aide de ces connaissances, pourquoi la position des personnes atteintes du mal de poitrine s'aggrave beaucoup lorsqu'elles respirent de l'oxygène pur ou même de l'air atmosphérique accidentellement plus ricbe en ce principe. Ce n'est donc pas sans une haute prévoyance que l'auteur de la nature a tempéré la trop grande Mtioii de cet oxygène qui nous entoure, en le mOlanl avec quatre fois

son volume de gaz azote, qui n'agit ici que mécaniquement. II en est de Tair comme de l'eau rougie : c'est un agent trop énergique, qu'on aiïaiblil par l'addition d'un corps qui n'a, pour ainsi dire, pas d'olTct sur notre oi^anisation.

■■porlaBcc de l'osjc^ae. — L'o\vgi'ne est, sans contredit, l'élément le 'plus important, car il intervient à cbaque instant danslt plupart des phénomincs chimiques, et il fait partie du plus grand nombre des composés examinés jusqu'à ce Jour ; les matières végétales et animales, à trés-peu d'exceptions prés, en contiennent des proportions plus ou moins grandes. Son étude se rattache donc à celle de tous les corps simples et composés; aussi l'a-t-on nomme depuis longtemps l'é/émenl ]xir exceUence. C'est de l'époque où il a été connu que date le perreclionncment de la théorie chimique, et l'on peut dire qu'il n'y a pas eu, jusqu'à ce moment, de découverle aussi brillante et aussi féconde en grands résultats.

Csrpm eoiibBBllbleB. — O^baalloa.— Ce gai manifeste une trèsgrande afiinité pour tous les autres élémenls, et, lorsqu'il se combine avec eux, on remarque toujours que, pendant la combinaison, il s'opère un dégagement de chaleur, souvent même un dégagement de lumière; or, comme ce sont là des propriétés communes aux bois, aun charbons, aux graisses et aux huiles, qui, de tout temps, ont été connus sous le nom de mmbusUbles, par analogie, on a appliqué cette dénomination à tous les éléments autres que l'oxygène : on les nomme donc 1>bps comulstibi.es ou oxïcé.vabi.es, et, par le même motif, on a appelé l'oxygène soLTiEH de la Combistio.v ou Cohps coiiuubast. L'acte de la fixation de cet élément sur les autres a reçu le nom général de Combustion.

Pour vous montrer. Messieurs, l'action énergique de l'oxygène sur les corps combustibles, je vais répéter l'une des expériences les plus belles de la chimie moderne, pratiquée pour la première Tois parle chimiste Ingenhousi (1). Elle consiste à plonger, dans un ballon plein de ce gaz (jîg. 30), un ressort de montre à l'extrémité duquel se trouve fixé un morceau d'amadou à peine allumé. Aussitôt vous voyez l'amadou brûler avec flamme, et l'inflammation se communiquer au ressort d'acier, qui projette en sifflant une multitude de globules ëtincelants. La combustion de l'acier se continue avec la même /■rj 30. - copiiiustromi.* iciifosilé tant qu'il y a de l'oxygène dans le bal- B er au «igene. j^^^ ^^^ ^^^ ^ ^^^ ^^^ s'affaiblit et s'arréte enfin, parce que le gaz a été complètement absorbé par le métal. Les globules lumineux qu'il lance pendant son incandescence consistent

(I) Iiisenliousi (Jr^aii), mtciccîii

DE LAI a. 39

en une combinaison de fer et d'oxygène , que la haute température produite par la fixation du gaz sur le métal fait entrer en fusion, et, en tombant sur les parois du verre, ces globules s'y enfoncent profondément, quelquefois môme les traversent ; il est rare que le ballon dont on se sert résiste à cette élévation brusque de température (i).

Momenelatare des composés binaires oxy^^énés. — Lorsqu'il se combine avec les corps combustibles, l'oxygène change de propriétés et produit des composés qu'on appelle, d'une manière collective. Corps BBULÉs ou oxygénés. On les partage en deux grandes classes, en raison de leurs propriétés tout à fait opposées.

Les uns ont une saveur aigre plus ou moins prononcée, et font passer au rouge la couleur bleue du tournesol, matière colorante particulière, sur laquelle je reviendrai plus tard.

Les autres, dépourvus de saveur ou en possédant une acre et caustique, sont sans action sur cette couleur, ou la ramènent au bleu quand elle a été primitivement rougie par les premiers, et quelquefois encore ils verdissent la' teinte bleue des fleurs de violettes.

Les premiers composés ont reçu le nom générique d'ACIDES, les seconds celui d'OXYDES (2). .

Un môme corps simple peut former, en s'unissant avec l'oxygène, plusieurs acides et plusieurs oxydes.

Dans le premier cas, on désigne un acide par le nom du corps simple uni à l'oxygène, en le faisant suivre de la terminaison ique ou ewa?, et précéder du mot générique acide, La terminaison ique désigne alors l'acide qui renferme le plus d'oxygène ; celle en eux s'applique à celui qui en contient le moins. Ainsi, le soufre, l'arsenic, formant deux acides différemment oxygénés, on dit : Acide Sûlfurique, Acide Arsmique et Acide Sulfureux, Acide Arsénieux.

La manière de désigner les Oxydes est encore plus simple. Quand lo corps combustible n'en produit qu'un seul, le nom de ce dernier se forme en ajoutant, après le mot générique Oxyde, le nom du corps combustible. Ainsi, l'unique combinaison de l'argent avec l'oxygène s'appelle Oxyde d'Argent.

Mais lorsqu'il y a plusieurs oxydes du môme corps simple, on se sert, pour les distinguer les uns des autres, de numéros d'ordre ou noms de nombre qu'on place devant le mot générique Oasyde. L'expérience ayant montré que, dans ces différents oxydes, les proportions de l'oxygène,

(1) On peut éviter la fracture des vases dans lesquels on pratique ces sortes d'expériences en mettant dans leur intérieur une petite couche d'eau ou de sable fin.

(2) Le nom donné à l'oxygène, à l'époque de l'établissement du langage ou de la nomenclature chimique, c'est-à-dire en 1787, vient de deux mots grecs qui veulent dire f engendre acidCy parce qu'on croyait alors que tous les corps acides renfermaient nécessairement de l'oxygène. Vous verrez plus tard que cette dénomination est inexacte.

combinées avec une même quantité du métalloïde ou du métal, sont entre elles dans des rapports très-simples, par exemple, comme 1 : i 4/2 •* 2 : 3 : 4, on donne le nom de :

Profoxyde au composé qui renferme le moins d'oxygène ;

Sesquioxyde à celui qui contient 1 fois 1/3 autant d'oxygène que le

premier ;

Biùxyde à celui qui en contient ? fois autant.

Tritoxyde — — 3 —

Qmidroxyde — — 4 —

Exemples :

. Pro/oxyde de manganèse.

Sesquioxyde de manganèse, fitbxyde de manganèse.

Quand on est arrivé au dernier degré d'oxygénation d'un corps, que ce soit le deuxième, le troisième ou le quatrième, on le désigne presque toujours par le nom de pemxyde ou de surojcyde, qui signifient oxyde le plut oxygéné. Ainsi, on dit indifféremment :

Ses^Ktoxyde, ou pei-oxyde de fer.

fitbxyde, /)eroxyde, ou suroxyde de manganèse.

Vous voyez, Messieurs, avec quelle facilité, à Faide d'expressions ou de terminaisons bien claires, on parvient à désigner une foule de composés que, sans cet artifice de langage, il eût été assez difficile de bien distinguer les uns des autres. Ceci n'est qu'une partie de la langue spéciale des chimistes ou de ce qu'on appelle la yomenclature. Je vous en ferai connaître les règles à mesure que le besoin s'en fera sentir. Le peu que j'en ai dit suffit pour vous convaincre que si, comme l'a écrit Condillac, toute science humaine se réduit à une langue bien faite, la chimie est réellement une science philosophiquement constituée.

Tout ceci nous a un peu écartés de l'air atmosphérique et de ses deux composants. Je me hâte d'y revenir,

B61e cbimi^oe de l'air dA à FoxjicèBe. — L'azote, dont le nom signifie qu'il ne peut entretenir la vie (t), est remarquable en ce qu'il n'a que des caractères négatifs ; bien différent de l'oxygène sous ce nouveau rapport, il ne peut s'unir directement avec les autres éléments, et ce n'est que par des voies détournées qu'on parvient à l'enchaîner dans une combinaison.

Il suit de là que les propriétés chimiques de l'air, c'est-à-dire la manière dont il se comporte avec les autres corps, sont uniquement dues à l'oxygène qu'il contient. Ainsi , dans toutes les applications qu'on fait de ces propriétés aux arts, dans une foule de phénomènes naturels qui se passent autour de nous, et que le vulgaire ne sait pas expliquer,

(1 Ce nom a été assez mal choisi, puisque tous les autres gaz, à rexceptioii de l'oxygène, sont, comme l'azote, impropres à la respiration. Partout ailleurs qu'en France, on l'appelle nitrogètte, c'est-à-dii-e *^nyendreur du mire (salpêtre ou azotate de potasse).

c'est l'oxygène qui agit ; l'azote n'intervient jamais, c'est un être tout passif.

Par conséquent, lorsque l'air attaque certaines substances, corrode et ronge les métaux, détruit les couleurs qui ornent nos tissus, c'est l'oxygène qui est le principe actif de ces effets.

La toile écrue qu'on veut blanchir complètement, la cire jaune qu'on veut changer en cire blanche, l'huile de palme très-fortement colorée en jaune qu'on veut décolorer pour en faire du savon, sont exposées à plusieurs reprises et pendant plus ou moins de temps, sur le gazon des prairies, sur des claies ou dans des boites peu profondes, à l'action de l'air. Eh bien! c'est encore l'oxygène qui, dans ces cas, fait disparaître les matières étrangères colorées qui masquaient la blancheur des fibres du tissu, qui donnaient une teinte plus ou moins foncée à la cire et à l'huile de palme.

A chaque instant, dans la teinture, les propriétés de l'oxygène de l'air sont utilisées. C'est l'oxygène, par exemple, qui est la cause de la coloration en bleu que prend une étoffe qui a été plongée dans. une cuve d'indigo. Cette matière colorante, qui est d'un bleu violet à l'état de pureté, perd dans la cuve la majeure partie ou la totalité de son oxygène, et se trouve alors décolorée ; mais dès qu'elle a le contact de l'air, elle reprend à ce fluide l'oxygène qu'elle avait perdu, et repasse au bleu primitif. Telle est l'explication du phénomène que présentent le coton, la laine et la soie qu'on a plongés dans une cuve d'indigo et qu'on expose ensuite à l'air libre : de jaune qu'était l'étoffe au sortir du bain, elle devient successivement verte, puis bleue.

Une pente de coton introduite dans une dissolution de couperose, tordue, puis immergée dans un bain froid de lessive de potasse, prend une teinte d'un vert sale ; mais bientôt, au contact de l'air, cette nuance passe à la couleur de rouille et se fixe. C'est ainsi qu'on obtient toutes les nuances de jaune de rouille, connues sous les noms de beurre frais, ventre de biche, nankin, etc.

. C'est encore l'oxygène de l'air qui, dans cette circonstance, a opéré la coloration du tissu en rouille, en se fixant sur leprotoxyde de fer que la potasse avait précipité sur le fil imprégné de couperose.

Ces quelques exemples vous montrent. Messieurs, toute l'importance qu'il faut accorder à l'étude de l'oxygène, et, par suite, à celle de l'air, et vous éclairent sur l'étendue du rôle que joue cet agent dans la plupart des réactions qui se passent autour de nous, ou que nous provoquons.

Hèle de Vëxote de Pair. — Mais, de ce que l'azote ne prend aucune part aux effets qu'exerce l'air atmosphérique sur les différents corps soumis à son action, il ne faut pas en conclure, toutefois, que cet élément n'offre aucun intérêt. Son rjle dans l'harmonie de la nature est au contraire assez important, puisqu'il forme les quatre cinquièmes du poids de l'atmosphère terrestre, et qu'il est un des matériaux essentiels

du plus grand nombre des substances organisées, tant végétales qu'animales; mais nous ne pouvons que soupçonner la manière dont il intervient dans la production des phénomènes naturels qui, par leur grandeur et leur multiplicité, confondent ndtre raison. Sa présence dans les matières alimentaires paraît indispensable à la nutrition des carnivores, puisque, d'après les expériences de Magendie, ces animaux s'affaiblissent progressivement et meurent au bout d'un certain temps , lorsqu'on ne les nourrit qu'avec des matières dépourvues d'azote.

Une chose à noter, c'est que ce gaz existe dans l'intérieur de l'estomac et des intestins de l'homme, à l'état de santé ou de maladie, dans la vessie natatoire des poissons, et en quantité d'autant plus grande, par rapport à l'oxygène, que ces poissons vivent plus près de la surface de l'eau ; qu'il est un des produits constants de l'exhalation des animaux ; enfin, qu'il se dégage pur, ou presque pur, d'une infinité de sources thermales, notamment des eaux minérales sulfureuses.

Sous ces différents rapports, l'étude de l'azote mérite quelque attention.

Fixité dans la compositioii de l'air. — Une question capitale, relativement à la constitution chimique de l'air de l'atmosphère terrestre, a été agitée dans ces derniers temps. On s'est demandé si cet air, indispensable à l'existence de tous les ôtres vivant actuellement à la surface du globe, demeurerait toujours ce qu'il est ; si enfin la permanence de sa composition était assurée dans l'avenir des siècles.

Les faits acquis à la science permettent, jusqu'à un certain point, de résoudre affirmativement cette question. Ce qu'il y a de positif, c'est que depuis 65 ans, les rapports de l'oxygène et de l'azote n'ont pas changé. Les analyses de l'air, faites avec le plus grand soin par MM. Dumas et Boussingault, au commencement de 1841, par MM. Regnault et Reiset, en 1847 et en 1848, confirment la composition de l'air admise par les chimistes français, depuis 1805, à la suite des belles expériences de de Humblodt et Gay-Lussac, puisqu'à ces trois époques si distantes on a trouvé qu'un volume déterminé d'air renferme 1/5 d'oxygène et 4/5 d'azote.

Ce qui prouve surabondamment que la constitution chimique de l'air n'a pas changé depuis 65 ans, et ce qui conduit à admettre que cette constitution sera toujours la même, c'est que le poids du litre d'air sec, à la température de 0 degré, est encore aujourd'hui le môme qu'en 1805. En effet,

En 1805, le litre d'air pesait, d'après Biot et Arago 18%2991

En 1840, — — d'après MxM. Dumas et Stas 1 ,2995

En 1847, — — d'après M. Regnault 1,2931

Les légères différences que vous remarquez entre ces nombres sont dans les limites des erreurs de pesée.

DE l'air. 43

Les analyses faites sur de l'air recueilli par Gay-Lussac dans un voyage en ballon à 7,000 mètres de hauteur; sur de l'air recueilli par M. Boussingault dans les montagnes les plus élevées de l'Amérique méridionale ; sur de l'air puisé au sommet du Faulhorn, dans les Alpes, par M. Brunner ; les analyses faites anciennement par Dalton en Angleterre, plus récemment à Genève par M. de Marignac, à Copenhague et à Santa-Fé de Bogota par M. Lewy, à Bruxelles par M. Stas, à Groningue par M. Verver, celle de l'air pris au-dessus de la mer du Sud par MM. Vogel et Krueger, confirment les analyses de MM. Dumas et Boussingault, de MM. Regnault et Reiset, et montrent que partout, dans les latitudes éloignées, à des époques assez distantes et à des hauteurs fort difTérentes, le rapport de l'oxygène et de l'azote dans l'air est invariable à un millième près.

Mais puisque les êtres vivants, animaux et plantes, ne peuvent continuer leur existence sans absorber l'oxygène de l'air ; puisque la combustion des matières qui servent à nous chauffer et à nous éclairer ne peut avoir lieu sans l'oxygène atmosphérique qui est également absorbé par elles; puisque la destruction spontanée des matières organiques privées de vie ne peut s'effectuer sans le concours de ce même oxygène, il en résulte qu'à chaque instant, autour de nous, il se fait une énorme consommation de ce gaz ; et cependant ses proportions ne semblent pas diminuer dans l'atmosphère. C'est qu'à chaque instant aussi les pertes que l'atmosphère éprouve en oxygène sont compensées par de nouvelles quantités de ce gaz qui y arrivent, et c'est aux végétaux, ainsi que vous l'apprendrez bientôt, qu'il a été donné de le régénérer.

11 est possible, sans doute, que, dans beaucoup de localités, la reproduction de l'oxygène ne soit pas en rapport avec sa déperdition ; c'est ce qui arrive partout où il s'en fait une grande absorption par la respiration ou la combustion. Mais cet effet ne peut être que partiel et momentané ; car la grande mobilité du fluide aérien rétablit bientôt l'équilibre sur tous les points : les vents, qui brassent l'atmosphère en tous sens, en mêlent les éléments, et l'on y trouve partout, et dans des proportions à peu près constantes, les principaux fluides qui la composent.

Il n'y a, ainsi que je vous l'ai déjà dit, Messieurs, ni création ni destruction d'aucun élément dans les opérations de la nature. Les nombreux phénomènes de combinaison et de décomposition, qui ont lieu à la surface du globe, ne présentent qu'un déplacement continuel de principes et de nouvelles combinaisons, qui se forment d'après des lois fixes immuables, éternelles : ainsi, la nature se régénère sans s'appauvrir, et la matière n'éprouve que des changements qui se reproduisent périodiquement et uniformément, surtout dans les corps organisés.

Aotres principes de Tair. — J'ai jusqu'ici considéré l'air de l'atmosphère comme uniquement formé d'oxygène et d'azote. Sans doute> ces gaz sont les principes essentiels de ce fluide, mais ils ne s'y rencon-

Irenl jamais seuls. On y trouTe toujours de la vapeur d'eau en proportions variables, et un autre gaz nommé acide carbonique, dont la quanfité d'ailleurs est assez faible, puisqu'elle dépasse rarement un demimillième du volume de l'air. Momentanément encore l'atmosphère renferme des substances étrangères à sa nature, comme, par exemple, des gaz ou des vapeurs provenant de la décomposition des matières organisées privées de vie, ou de certaines opérations chimiques pratiquées dans les fabriques ou les laboratoires; des miasmes ou émanations putrides dont l'origine et la nature nous sont très-peu connues, maïs dont la présence est accusée par les effets destructeurs qu'ils exercent sur notre organisation ; enfin de fines particules des corps qui sont à la surface de la terre, que les vents entraînent et qui restent en suspension au sein de l'air, en raison de leur extrême division.

11 est aussi curieux qu'utile de jeter un coupd'œil sur ces différentes substances hétérogènes, et d'apprécier les inconvénients de leur présence dans l'air que nous respirons. Avant tout, il faut étudier V acide carbonique, qu'on peut regarder, jusqu'à un certain point, comme un des principes de l'air, puisque celui-ci en contient toujours.

DE L'AIR (suite).

Sommaire. — I^tude de I'Acide carbonique. — Sa manière d'être dans la nature. — Ses propriétés délétères. — Sa préparation. — Moyens de le liquéfier et do le solidifier. — Moyens d'assainir les lieux qui en contiennent. — Recherche de cet acide dans l'air atmosphérique.

De l'Acide carbonique.

Si vous n'avez pas oublié, Messieurs, les règles de nomenclature que j'ai exposées dans la dernière leçon, vous devez comprendre que le composé désigné sous le nom d'Acide carbonique et dont je vais vous parler avec quelques détails, est formé d'oxygène et de carbone, c'est-à-dire de cliarbon pur, et qu'il a la propriété de rougir la couleur bleue du tournesol. Des expériences bien simples vont vous convaincre de la réalité de ces faits.

Voici un ballon qlcin de gaz oxygène pur. J'y plonge un petit cône de charbon allumé par le bout (fig, 31). Aussitôt une combustion des plus, vives s'opère ; le cône de charbon devient resplendissant de lumière et se trouve consumé en peu d'instants.

La chaleur qui se développe est tellement considérable, qu'un kilo-

gramme de charbon, d'après Despretz, porte à rébullition 79 kilogrammes d'eau prise à 0 degré, ou fond 104 kilogr. de glace.

Après la combustion, le gaz du flacon a changé totalement de caractère ; il éteint les corps enflammés et rougit la teinture de tournesol : en un mot, ce n'est plu* que du gaz acide carbonique.

Un fait curieux, c'est que le volume de l'acide carbonique produit est exactement le même que celui du gaz oxygène absorbé par le charbon, en sorte qu'un litre d'acide carbonique contient un litre d'oxygène. C'est, sans contredit, quelque chose de surprenant que de voir un corps solide et noir comme le charbon disparaître entièrement et se dissoudre dans un fluide invisible. Le charbon doit, par conséquent, être à l'état de vapeur ou de gaz dans l'acide carbonique. Vous verrez plus tard bien d'autres phénomènes non moins étranges.

Composition. — Ainsi, plus de doutes pour vous ; l'acide carbonique est bien réellement formé d'oxygène et de charbon pur, ou de ce qu'on nomme le Car6o?i€. C'est Lavoisier qui, le premier, en 1776, a mis cette vérité dans tout son jour. Les méthodes rigoureuses d'expérimentation, employées en 1 840 par MM. Dumas et Stas, nous ont appris dans quels rapports fixes l'oxygène et le carbone s'unissent pour constituer l'acide carbonique. Un gramme de carbone pur fournit toujours, par sa combustion complète, 3«',C66 d'acide carbonique, d'où il résulte que dans 100 parties en poids de ce dernier, il y a

Fig, 31. — Combustion vive du chai>bon dans l'oxygène.

Carbone 27,27

Oxygène 72,73

qu'un volume de ce gaz se compose de :

Carbone en vapeur 1 volume.

Oxygène ,. 1 —

DécouTerle de Pacide carbonlQue. — La découverte de Tacide carbonique a eu la plus heureuse influence sur les progrès de la chimie; car c'est de cette époque que datent les travaux sur les fluides élastiques et la distinction de plusieurs d'entre eux, confondus auparavant avec l'air atmosphérique ; c'est là l'origine de ce qu'on appelle la chimie pneumatique ou des gaz.

Paracelse et Van Helmont furent les premiers qui s'aperçurent qu'il s'échappe un gaz des pierres calcaires soumises à la calcination. Paracelse lui donna les noms d'esprit des bois, d'esprit sauvaje, et Van llclniont

-(6 TUOISIJÈSIE LEÇON.

ceux de {ja: sylvestre, el plus simplemcnl de gai. Ce dernier chimiste aiail aussi remarqué que, pendant la fermentation >ineu9e, il se dégage un air particulier, qu'il reconnut pour être ie mflme que celui qui »ort de terre, dans la Grotte du chien, auprès de >"aplea, et que la vapeur mortelle cxbaléc par le charbon en combustion.

Le chimiste allemand Keir, vere la fin du dix-huitième siècle, envisagea le gaz produit dans ces diverses circonstances comme un acide, et l'appela Acide crayetuc ou AciiU de la croit. Prieslley reconnu! son existence dans l'air atmosphérique, d'où le nom i'Aeide aérien qu'il lui donna. Bendly le qualifia d'At'r, de Gai ou d' Acide méphitique, par la raison qu'il ne peut servir à la respiration.

Tous ces noms sont bien moins significatifs que celui d'Acide aarbonique ; aussi les a-t-on oubliés.

Propriétéa earsel^rlBllqncB. — Ceci établi, voici quelles sont les propriétés les plus saillantes de ce gaz composé.

Je viens de dire qu'il éteint les corps en combustion, caractère commun avec l'azote ; comme ce dernier encore, il est impropre à la respiration des animaux ; son action est mâme plus prompte. Cet oiseau, que je vais renfermer sous celte cloche pleine d'acide carbonique (Jig. 32), ne résistera que quelques secondes et tombera asphyxié.

Pendant la fermenlslion du raisin , il sort des cuves une énorme quanlité de ce gaz qai remplit les celliers, el lorsque les ; iw^ vignerons descendent dans ces grandes cuves pour presser le marc avec leurs pieds, afin de ranimer la fermentation, très-souvent ils périssent suffoqués. A chaque instant on signale dans j-ig.31. — Aiphjiie a;un Oiseau psr ricidï les journaux la mortde vagabonds car onique. ^^^j^ pendant Ici nuits d'hiver,

vont s'étendre imprudemment au-dessus des fours à chaux en voie d'extiiiclion, d'oii s'échappent encore des torrents de gaz acide carbonique. Seguin a reconnu, par des e\péiiences faites sur lui-mt^me, que lorsque l'air renferme un cinquième ou un quart d'acide carbonique, il devient irrespirable et détermine l'asphyxie. Des recherches physiologiques, exécutées par Altumonelli, CoUard de Marligny et Bird, il résulte que l'acide carbonique n'agit pas seulement d'une manière négative, en suspendant la respiration par défaut d'oxygène, mais qu'il a une action directe ou délétère sur les nerfa ot lo cerieau, et qu'il produit tous les

symptômes de Tapoplexîe. Lorsque l'asphyxie a lieu dans un local peu resserré, où Tair est moins fortement vicié, il y a toujours du délire et des convulsions. Esquîrol a constaté depuis longtemps cette action des vapeurs du charbon sur le cerveau, chez certains ouvriers qu'elle prédispose à la folie (l).

De ce qui précède il faut conclure qu'on ne saurait prendre trop de précautions pour éviter de respirer les vapeurs du charbon en combustion, et qu'il faut se hâter, lorsqu'une personne est asphyxiée, de la retirer de l'endroit où l'accident a eu lieu, pour lui faire respirer le grand air.

Vous en savez assez déjà pour comprendre comment l'air d'une chambre où du charbon brûle peut être vicié au point de causer la mort. Le charbon ne peut entrer et se maintenir en combustion sans oxygène; or, il absorbe peu à peu celui de l'air de la chambre, elle remplace par de l'acide carbonique ; il arrive donc un moment, lorsque l'air ne se renouvelle pas, où l'atmosphère de la chambre ne consiste plus qu'en azote et acide carbonique, dans lesquels les animaux ou les hommes ne peuvent plus vivre. Les maux de tête, les malaises qu'on éprouve parfois inopinément pendant les soirées d'hiver, n'ont souvent d'autre cause que l'altération de l'air de nos appartements, trop hermétiquement fermés et trop fortement chauffés.

Le gaz acide carbonique pèse une demi-fois plus que l'air atmosphérique, puisqu'à 0 degré et à la pression de 70 centimètres, sa densité est exprimée par 1,529, et que le litre de ce gaz pèse alors 1 gramme 977. En raison de cette circonstance, il est possible de le transvaser d'une cloche dans une autre à la manière de l'eau (fig, 33). Si l'on renverse, en effet, une cloche A pleine d'acide carbonique au-dessus d'une autre B ne contenant que de l'air, cette dernière ne renfermera bientôt plus que de l'acide carbonique, comme il sera facile de s'en assurer au moyen d'une allumette enflammée qui s'y éteindra subitement.

(1) 11 paraît à peu près certain aujourd'hui que c'est au moyen du gaz carbonique que les prôtres de l'antiquité déterminaient les convulsions des pythies, chargées de faire connaître la volonté des dieux. Cet acide produit, au reste, les effets les plus variés et même le* plus contraires sur le système nerveux, car tantôt il cause des spasmes violents, et tantôt il paraît plonger les facultés cérébrales dans une atonie complète. Ce qu'il y a de singulier, c'est qu'en plaçant une blessure récente dans une atmosphère de ce gaz, on parvient à faire cesser la douleur qu'elle occasionne. Depuis plusieurs années, dans les principaux établissements thermaux d'Allemagne, notamment à Marienbad, Carlsbad, Mannheim, Eger, Killingen, etc., on a mis à profit cette curieuse propriété, et l'on administre le gaz qui s'échappe de ces sources sous forme de bains et de douches pour dissiper les douleurs rhumatismales. C'est le docteur Struve qui eut le premier l'idée do plonger une de ses jambes malades dans l'atmosphère d'acide carbonique qui se dégage d'une des sources de Marienbad ; il éprouva d'abord un fourmillement, puis une chaleur qui finit par déterminer une sueur abondante à la jambe; les douleurs disparurent, et il put, à son grand étonnement, s'en aller sans bé(iuilles et sans l'aide de personne ; il continua pendant quelque temps, et fut complètement guéri.

Voici une autre manière plus élégante de constater le même (ait. Ou'oo place une bougie allumée au fond d'un vase profond [fig. 34) et

/V' 33.— Trauftvasement de l'acide carboniqwB d'uue cloche danc une autre.

Fig. 34. — Extinction d'une bougie par l'écoulement de Tacide carbonique à travers l'air.

qu'on incline sur le bord supérieur de celui-ci une éprouvette pleine de cet acide; le gaz descendra jusqu'au fond du vase, en traversant les couches d'air, absolument comme du sirop coule à travers l'eau ; et ce qui Je prouve, c'est que la bougie s'éteindra bientôt.

Le gaz carbonique rougit faiblement la teinture de tournesol; il lui donne une teinte d'un rouge vineux. Si Ton chauffe cette teinture, le gaz se dégage et la couleur bleue reparaît.

Il aune saveur aigrelette qu'il communique à l'eau dans laquelle on le dissout. Ce liquide ne se charge, dans les circonstances ordinaires, que d'un volume de ce gaz égal au sien ; mais on peut lui en faire absorber une bien plus grande quantité, jusqu'à six et sept fois son propre volume, au moyen de la compression.

C'est ce dont on peut facilement s'assurer au moyen di; petit appareil de compression que voici {fuj, 35) et dont oii s'est servi pendant longtemps pour préparer Veau gazeuse destinée à la boisson.

C'est un cylindre A en laiton, d'une capacité de 11 à 42 litres, presque entièrement rempli d'eau, surmonté d'une pompe aspirante et foulante B, au moyen de laquelle on fait passer et Ton comprime dans l'intérieur du cylindre le gaz acide carbonique contenu dans une vessie V qui est en communication avec le corps de pompe. Le gaz, refoulé par le piston, parcourt le tube t s'épanouissant au fond du cylindre sous forme d'entonnoir percé de trous ; c'est par ces trous qu'il s'échappe en une multitude de petites bulles que l'eau dissout dans leur passage.

L'opération est d'autant plus prompte que le corps de pompe con^

DE L ACIDE CABBONIOUE, 49

tient un plïis grand volume de gaz et que le jeu du piston est plus rapide. C'est parle robinet R que sort l'eau salurée de gai. Quant au

petit robinet r, îl sert à I expulsion de 1 air au commcnciment de l'opérulion, lorsqu'on remplit d'eau le cylindre A.

Baa ^zeaac. — L'eau saturée par ce moyen d'acide carbonique, a une odeur piquante, une saveur aigrelette Tort agréable ; elle mousse rortcmenl par l'agilalion ou au contact de l'air, parce que l'excès de gai inli-oduil artificiellement dans ce liquide s'échappe avec promptitude dès quc'la pression qui le maintenait au sein de l'eau n'existe plus : voilà pourquoi les bouclions qui ferment les bouteilles d'eau gazeuse sautent avec bruil lorsqu'on coupe les ficelles qui les retiennent. C'est une cause tout à fait semblable qui fait pétiller et mousser le vin de Champagne, le cidre et la bière, liquides qui sont saturés d'acide carbonique par suite de la manière dont on aprucédéà Icurpréparation.

Pour en revenir à l'eau gazeuse, elle rougit fortement le tournesol^ dêleitnine dans l'eau de chaux un trouble blanc qu'un excès du liquide fait disparaître sur-le-champ ; cnltn, elle perd tout le gaz qu'elle

contient par sou exposition à l'air ou dans le vide, par Tébullition, par la congélation, et elle reprend alors toutes les propriétés de Feau ordinaire.

Lorsqu'on débouche une bouteille d'eau saturée d'acide carbonique, aussi bien qu'une bouteille de cidre mousseux, de vin de Champagne, le gaz se dégage avec une vive effervescence, mais le liquide en conserve toujours environ 2 volumes de plus qu'il n'en devrait retenir réellement sous la pression atmosphérique ordinaire. Aussi, lorsqu'on laisse tomber dans le liquide une croûte de pain, un morceau de papier chiffonne, ou un corps poreux quelconque, à l'instant l'effervescence recommence, et le liquide abandonne une nouvelle quantité d'acide carbonique. On peut répéter à plusieui*s reprises celte expérience, et obtenir à chaque fois un nouveau dégagement. Il y a donc là une espèce d'équilibre instable dont on ne sait pas encore se rendre exactement compte.

Fabrication industrielle des eaux gtkxemne; — L'eau chargée d'acide carbonique, qu'on livre journellement pour la table sous le nom impropre d'eau de Seliz, et qu'on doit appeler tout simplement eau (jazeuse, exerce une action légèrement stimulante qui favorise la digestion. C'est une boisson très-salubre dont l'usage se répand de plus en plus et pénètre mCme dans les classes laborieuses.

L'idée d'accumuler dans l'eau, par la compression, une bien plus grande quantité de gaz acide carbonique qu'elle n'en peut dissoudre dans les conditions normales, de manière à imiter les eaux gazeuses acidulés naturelles de Seltz, de Vichy, de Spa, etc., remonte au dernier siècle, mais ce n'est que depuis une trentaine d'années qu'elle a été exploitée industriellement. Aujourd'hui la fabrication des eaux et limonades gazeuses s'opère dans de vastes établissements au moyen d'appareils très-ingénieux et avec si peu de dépenses que la bouteille d'eau de Seltz ne revient pas à plus de 8 centimes au producteur.

Le gaz carbonique est généralement obtenu en faisant réagir l'acide sulfurique sur de la craie dans un vase approprié où l'on renouvelle les surfaces au moyen d'un agitateur. On le soumet à un lavage pour le débarrasser de l'acide qu'il a pu entraîner avec lui, et on le fait arriver dans l'eau qui doit le dissoudre.

Pour obtenir ce résultat, deux systèmes distincts sont mis en usage. Dans le premier, à marche intermittente, le gaz se produit dans l'appareil même où doit se faire la saturation, et il se dissout dans l'eau par la compression qu'il exerce sur lui-môme.

Dans le second, le gaz produit va se rendre dans un gazomètre d'où il est enlevé au moyen d'une pompe aspirante et foulante et refoulé fortement dans un tonneau métallique à parois très -résistantes et rempli d'eau, sous une pression de S à 6 atmosphères. Tantôt, le condenseur a une assez grande capacité, et quand tout le gaz y a été introduit, on soutire l'eau gazeuse pour recommencer une nouvelle opération. C'est

DE l'acide CARDONIQUE. SI

ce qu'on appelle le système de Genève. TantOI le condenseur, de pelita dimension, reçoit en mâme temps l'eau et le gaz puiaéa par la pompo dans des réservoirs séparés, et dds qu'une certaine quanlité d'eau gaïCuse y a été préparée, elle en sort pour être remplacée par une nour velle dose de gaz et d'eau, et ainsi de suite. C'est là ce qu'on nomme le système de Bramah ou le procédé continu, qui est surtout adopté par les grande établiasemenfa, parce que chaque appareil permet de remplir 3,000 bouleilles par jour.

Ne pouvant mettre sous vos yeux tous les appareils en usage, jo choisis le plus simple et le plus commode, ù marche intermittente, donl l'invention est duc i. MM. Vcrnant et liarruel, mais qui a été per-

fectionné par M. Savaresse. Vous allez Tacitement en comprendre lo jeu (A?. 36).

Le gsz carbonique se produit dans le vase AA'; en A, on met l'eau et l'acide lulfuriquc ; en A' la craie sous la ToroiB d'une longue cartouche soutenue par une tige transversale. Lorsqu'on fait tourner l'agitateur G, l'extrémité de ta cartouche est brisée, et une partie de la craie tombe dans l'acide. Le gsï mis en Uberté eolre par le tube T dans le laveur U, qui contient de la braise de boulanger bien lavée et une diaaolutian de bicarbonate de soude. De [i, le gai arrive par le tube 1 daut la coiidenseur KX rempli d'eau, et il s'accumule dans la partie supérieure j

TltOISIÈME LEÇON.

on outre lu robinet It iioiir Isiiser couler un ppii de liquide et opvrïr un vidé tufBMnI. Le gB,i, dont la quantité s'accroît saiis cessa, se comprime lui-même. ce qui facilite sa dissolution dans l'eau, qu'on favorise encore en impiimant de temps en temps un mouvement de bascule au condenseur K qui est mobile sur ion petit axe. Lorsqu'après plusieurs oscillations, le manomètre C ne baisse plus et marque 6 atmosphères, on met en bouteilles au moysn du tu}au en étain aa, qui «mi'nc l'eau saturée dans le robinet d embouteillage Û.

On peut remplir, avec cet appareil, 1,000 bouteilles par

Les bouteilles qu'on emploie aujourd'hui, dites siplioides imaginées par M. Savaressc, permettent de tirer l'eau par portions, sans laîsseï' perdre de gai (fig. 37). Dans les tubulures de ces vases en grès verni ou en verrq, il ; a un ajutage A en étain fin qui offre dana-le haut un rétrécissement sur lequel pose un peUt cylindre en alliage C, terminé par un disque de liège très-Hn, attaché avec de ta cire k cacheter; quand ce liège est appuyé exactement sur le rétrécissement, il intercepte toute CDinmunication entre l'Intérieur et l'extérieur des vases. Le cylindre ( et son liégc sont pressés par un ressort en hébce sur 1 ouverture du rétrécissement, ce qui la ferme complètement.

^ eut-on donner écoulement au liquide, on presse sur le levier I , qui soulève le cylindre et le disque en sur- ' montant la résistance du ressort. Ln tuba T soud>^ k l'iyutage et continuant le rétrécissement plonge presque jus- ' quau fond des vases. En fusant mouvoir le levier, on ouvre ou Ion ferme Jl volonté la communication entre I mterieur et l'ajutage; l'eau gazeuse, poassée par la pression du g»i! qui est da.is la partie supérieure, s'élance par le tube T et sort par le conduit latéral 0.

Les eaux gazeuses les plus chargées du commerce ne contiennent pas dans les bonteitles plus de i volumes d'acide carboniquei il n'en reste guère que 3 volumes dans le verre qui les reçoit.

M. Ozouf, fabricant de produits chimiques, se procure l'acide carbonique destiné il la préparation de l'eau ganeuse dans un état d'eitrfime pureté et ù un priv de revient tris-inférieur à celui que l'on obtient par l'emploi de la craie et de l'acide sulfurique. Son procédé très-ingénieux consiste k produire l'acide carbonique par la combustion du coke, à l'aspirer du fourneau par une pompe, et k le refouler dans un réfrigérant d'où il passe dans un vase Javeur. Pour le purifier complètement, on le dirige dans une solution do carbonate de soude qui l'absorbe en donnant naissance à du bicarbonate; lorsque la dissolution est satorép, on la transporte au moyen d'une pompe aspirante et foulante dans un vase distillatoire cbauffé par Id vapeur; la chaleur en expulse le gaz qu'elle avait absorbé, de sorte qu elle revient il son état primitif et qu'elle peut servir k une nouvelle opération Quant au gui remis m liberté, il va se rendre dans un réfngirant tubniain ou il dépow l'eau qu'il avidt entraînée, puis dans un gaïutnétre ou on le puise k volonté pour la fabrication de t'euii gazeuse.

I^s appareils do U Ozouf sont disposés de manière k fournir 20,0U0 litivs de gaz par beure et remplir environ 3,000 siplions d'eau saturée. Le mètre cube de gaz ne revient (ju'à 40 centimes, tandis ipie par le pi'océdé ordinaire il coAle de nu centimes k I franc.

LlqB^faellon «t ■olldlStallM de l'aelale carbonique. — Il i!C

Tuut pas croire, Messieurs, que l'acide carbonique consei:ve toujours sa.

DE L ACIDK CARBONIQUE. 5^

Torme de gaz. Le chimiste anglais Faraday Ta liquéfié en 1823, et Thilorier, de Paris, est parvenu à Tobtenir à l'état solide en i 835. C'est en lui faisant supporter, à la température de 0 degré, une pression de 36 atmosphères que Faraday l'a converti en un liquide incolore et très-fluide (i). Dans cet état, l'acide est tellement expansif, qu'il distille entre — 17 degrés et 0 degré dans les tubes qui le contiennent. A zéro, sa vapeur exerce une pression égale à 36 atmosphères, et à— 1 i degrés elle est encore égale à 23 atmosphères, en sorte qu'un changement de température de i i degrés occasionne une difl'érence de pression équivalant à 13 atmosphères.

Sir H. Davy a conclu, le premier, de ce fait important, que les gaz comprimés pourront un jour être employés comme agents mécaniques^ et substitués à la vapeur d'eau, puisqu'il suffira de légères difl'érences de température, comme celle entre le soleil et l'ombre, pour produire des changements de pression de plusieurs atmosphères, qu'on ne peut obtenir dans les machinesà vapeur ordinaires qu'en brûlant une grande quantité de combustible.

Brunel père, dont le nom est attaché à l'une des entreprises les plus gigantesques de notre siècle (la construction du pont sous la Tamise), a voulu réaliser les idées de Davy, en construisant une machine dans laquelle l'acide carbonique liquide, alternativement raréfié par la chaleur et condensé par le froid, pût développer une force motrice considérable. L'acide carbonique liquéfié est renfeimé dans deux cylindres qui communiquent, l'un avec la partie supérieure, l'autre avec la partie inférieure d'un corps de pompe garni d'un piston. Si l'on échauffe cet acide, à l'aide d'un courant d'eau bouillante, dans des tubes intérieurs de l'un des deux cylindres^ la pression qui résulte de son expansion est égale à celle de 90 atmosphères ; et comme elle agit sur un piston qui ne résiste qu'avec la force de 30 atmosphères, si l'on suppose la température de 0 degré, la puisr sauce motrice égale à la différence est de 60 atmosphères. On conçoit qu'en échauffant et refroidissant alternativement l'acide carbonique enfermé dans les deux cylindres, on obtient un mouvement alternatif dont la force constante, dans Thypothôse citée, est égale à 60 atmosphères.

Si donc l'on peut vaincre les difficultés qui résultent de la facilité avec laquelle l'acide carbonique liquide fait explosion par la moindre élévation de température, et trouver des appareils assez forts pour ré-

(I) La pression qu'exerce la couche d'air qui enveloppe la terre sur chaque centimètre carré de surface est égale, je l'ai dit antérieurement, à un poids de 1 kilogr. en nombres ronds, lorsque la hauteur de la colonne du mercure 'dans le baromètre est de 76 centimètres. C'est là ce qu'on appelle, en physique, une atmosphère. On dit qu'un corps est soumis aune pression de 2, 4, 6,10, 36 â^' mosphèreSf lorsque, sur chaque centimètre carré do sa surface, il supporte un poids de 2, 4, 6, 10, 36 kilogrammes

sisler à la haute tension de sa vapeur, on pourra produire des effets bien autrement prodigieux que ceux de la machine ii vapeur dont la force, cependant, a déjà multiplié au centuple la puissance humaine. 1/azolc, et surtout l'hydrogène, dans l'état liquide, exerceraient, sans aucun doute, une bien plus puissante action que l'acide carbonique. La raison recule effrayée à Vidée des efforts que l'homme pourra surmonter avec de telles armes.

Toutefois de pareilles armes présentent tant de dangers dans leur emploi et leur fabrication, qu'on se demande s'il ne vaudrait pas mieux ignorer leur existence. L'affreux malheur arrivé A l'École de pharmacie de Paris, le 30 décembre 1840, montre à quels accidents on est exposé en préparant l'acide carbonique liquide. On opérait la liquéfaction du gaz dans un appareil en fonte, de l'invention de Thilorier.

Cet appareil est composé de deux pièces principales : le producteur et le réctpieHt. O sont deux réservoirs cylindriques, do 2 centimètres environ d'épaisseur sur un diamètre intérieur de 8 à 10 centimètres. Chacun d'eux offre une capacité intérieure de 4 litres environ. L'acide carbonique est produit au moyen do la réaction de l'acide sulfurique sur le birarbonate de sottde, composé trèsriche en acide l'arbonique.

On introduit dans le /)ro</ut7fUi*, 1,800 grammes de ce sel avec 3 litres et demi d*eau à 3ô ou 40 degrés et au centre de ce mélange on place un cylindre en cuivre contenant 1,0(¥) grammes d'acide sulfurique concentré, et dont on ne bouche point Touverture supérieure. Après avoir fermé le producteur, on le fait basculer sur ses deux tourillons, de manière \ le rendre horiiontal. L'acide sulfurique s*éci>ulant alors du cylindre qui le renferme et se répandant sur le bicarbonate de soude, met immédiatement en liberté une énorme quantité de gai acide carbonique dont la force élastique croit incessamment parce qnil ne trouve pas Tespace sufti'^nt pour le volume qu'il devrait occuper. Lorsque cette force élastique e$t devenue égale à 30 atmosphères, Tacide carbonique se liquéfie, et il distille alors dans le nkipienty aussitôt qu'on ouvre les robinets du tube courbe qui établit la communication entre les deux capacités. Au bout d^une demi-heure, la distillation est opérée : il y a dans le récipient I litre 1/3 d'acide liquide et sans eau.

On opérait donc avec cet apimreil^ le 30 décembre IS40y i rÉi:cde de phAnnacie^ et totU semblait marcher convenablementy lorsque tout à coup une explosion violente se fait entendre ; c*est l'appareÛ qui vole en éclats, et dont un des fragments va briser les jambes et le corps du préparateur Hervy. L infortuné jeune homme ne put résister à Taoïputation^ et mourut trvùs jours aprè> !

Pour se mettre à Tabri de pareils accidents, on avait renoncé à l'emploi de la fonte, et on construisait le ytwiucteur et le i-^^.'ipiif.it eu plomb recouvert» exactement, dans toutes leurs parties, de cuivre rouge renforcé lui-même par des cenSes et des barre* de fer forgé, lorsque MM. Deleoil, habiles fabricant» d'instruments de précision, ont adopté de nouveau des cylindres en fonte de 5 centimètres d épaisseur, disposés ainsi que la figure 38 l'indique. Les cylindres A et ^ d'une capacité de 6 litres, sont mobiles dans un plan vertical autour de deux pi\ots soutenus sur de forts chd<sîs en fonte C. C, C»Clls sont embrassés dans le sens de leur Kwï^ueur p^r i^uatre bandes die fer doux fort

DE L ACIDE C,\RBONIQL'E.

appareil de Deteuil pom It liqoétMllon de l'isid» itirbonlqnc

>orte qu'en se refroidissant ils exercent, par leur contraction, une pression cwinidérable sur les bandes longitudinales et sur les cylindres.

Les deux cylindres sont surmontés de tubes ji robinets f, f, et ils communiquent entre eux par un tube en cuive g, i, d'un petit diamètre. L'un des cylindres sert de proitueleur, l'autre de récipient. La manœuvre est, d'ailleurs, semblable li celle de l'appareil Thilo-

L'acide carbonique liquide, dont le maniement <!!t si redoutable, perd subitement son énorme tension, lorsqu'il prend la forme solide. Lorsqu'on dirige un Jet d'acide liquide à travers l'air, U[|£ partie, en reprenant l'état gazeux, enlève lelleraent de clialeur à la portion qui n'a pas 'ncore changé d'état, que celle-ci se trouve immédiatement convertie en petits corpuscules blancs opaques et lo'^t It fait semblables ik la neige. On peut les réunir sous forme de masse, j en faisant arriver te jet d'acide carbonique liquide dans une boite métallique AA'à parois très-minces Ifig. 39), formée de deux pièces s'emboltant 1' trouve un petit plan de fer-blanc p, qui reflète le coi

billonnenienl qui en r^»ult« ^gj^miro onir^ <hi\ k>^ petite rorpuscule» d'acide solidifié, leur fait faire pelote de iteiet* et di»n:ie lieu bieutt'it à une inas<«e hlanche, spongieuse et opaque.

I^ froid produit pendaut U vaporisation de l'acide liquide va jusqu'à — 70 degrés. En le mOlant avec de Tëther. sa vaporisation devient plus rapide, et le froid produit est alor» plus intense. Si ce mélange esl placé sous le récipient de la machine pneumatique et que Ton accélère ré\aporalion en fai:scint le \ide, la température descend jusqu'à — iOO degrés.

Faraday, en faisant usage do ces differiuits moyens, et surtout du mélange de létber avec Tacide carbonique m'igeux. est parvenu à liquéfier et même à solidifier la plupart des gai qui a\ aient résisté Jusqu'alors aux divers degrés de froid prodaits par les moyens ordinaires. Le \ if-argent placé dans une ca\ité fiite au centre d'une masse d'acide carbonique solide se congt^le aussîtdt et prend l'apparence du plomb ; on peut en faire des piéi^es de monnaie, des médailles ; mais ces objets ne gardent leur^ (termes qu'autant qu on les entoure d'un mélange d'éther et diacide carbonique solide.

Si l'on plonge, dans ce même mélange on tube scellé à la lampe en partie rempli d'acide carbonique liquide, celuî-ci se solidifie lentement, non plus en flocons opaques mais ^n une masse incolore, transparente, semblable à la glace.

Sous le récipient de la machine pneumatique, le froid produit par ce mélange descend jusqu à — lit»*.

L'attouchement de l'acide carbonique solide est intolérable : il produit l>ffet d'une brûlure. Ce qu'il y a de plus singulier, c'est qu'il garde sa forme pendant quelques instants à l'air libre, bien différent en cela de l'acide liquide, qui ne peut conser\er la sienne que sous la pression qui a servi à le pr\Hluire.

Cet exemple d'im gaz devenu solide et ct^ncret est d'autant plus remarquable, qu'il s'agit d'un tluide élastique qui exige l'action mécanique la plus puissante pour arriver à la liquéfaction, et qtii reprend avec le plus de promptitu<le sa première forme, lorsque la compression nent à cesser.

die FeOerrcacmce dics pierres calcaires. — L'acide carbonique est un des acides les plus faibles, c'est-à-dire qu'il peut être facilement chassé par les autres acides des corps axec lesquels il gest uni ou combiné, comme je vais vous le démontrer. Les pierres eaicaires, la cmiV.lesfJwirftn^, Ynihàtre^ les fii/Sî, les (»nti4a',les eoquùlageSy etc., etc., ne sont autre chose que des composés de chaux et d'acide carbonique. Eh bien ! que l'on verse sur l'une dr ces substances quelques gouttes de vinaigre, de jus de citron ou de tout autre liquide acide, il se produira aussitôt ce qu'on appelle en chimie une efeneseetèef (fy. 40), c'est-à-dire un dégagement si instantané d'acide carbonique, qu'une

DE l'acide carbonique. 57

mousse débordera bientôt du vase où là réaction a lieu. Cet effet est dû au gaz qui entraîne avec lui une partie du liquide qu'on a versé sur la pierre.

C'est parce que l'acide carbonique a peu d'affinité pour la cbaux, que l'acide renfermé dans le vinaigre ou le jus de citron produit sa séparation, en s'emparant de la terre, avec laquelle il forme un nouveau composé. Toutes les fois donc qu'une pierre ou un minéral fait efTervcscence avec les acides, et que le gaz de cette effervescence est invisible et presque inodore, vous pouvez en conclure que la substance essayée renferme de l'acide carbonique en combinaison, enfin que c'est un carbonate, comme on dit en termes techniques.

Vous avez parfois laissé tomber par mégarde du vinaigre ou de la limonade sur le marbre d'une, cheminée, et vous avez été surpris, sans doute, de voir une tache se former là où le liquide acide avait séjourné. Vous avez maintenant l'explication de ce phénomène qui désole toujours les maîtresses de maison, car la tache ne peut disparaître ni par le frottement ni par le lavage, puisque c'est une véritable destruction ; il n'y a qu'un poli nouveau qui puisse enlever la trace de l'accident.

L'effervescence des pierres calcaires au contact d'un suc acide, et notamment au contact du vinaigre, est un fait connu de toute antiquité. C'est à l'aide du vinaigre que l'on attaquait les roches calcaires, pour achever de les briser ensuite avec des maillets de fer.

Fig. 40. — Action des acidea sur les pierres calcaires.

Préparation de Faciile carbonique. — C'est en tirant parti de cette action des acides sur les pierres calcaires, yu'on peut se procurer en peu d'instants une grande quantité d'acide carbonique, ainsi que vous l'avez déjà vu.

Dans les laboratoires, on opère ainsi qu'il suit :

On introduit dans un flacon A {fig. 4i), à deux ouvertures ou tubulures h,C, un certain nombre de petits fragments de marbre blanc, puis assez d'eau pour les recouvrir d'une épaisseur de quelques centimètres. On ferme l'une des ouvertures du vase avec un bouchon traversé dans son milieu par un tube droit D, qui plonge presque jusqu'au fond, et qui est terminé en haut par un petit entonnoir. Un autre tube Ë passe dans la seconde tubulure, mais sans pénétrer aussi profondément ; ce second tube est deux fois recourbé, et il est destiné à conduire le gaz sous une cloche V remplie d'eau et placée dans une terrine G pleine du mclme liquide.

58 inorsifeME leçon.

Si mainlenant, â l'nide du tube droit A entonnoir, on verse dans ]<s llacon un aride quelconque, de l'acide clilorbydrique ou esjprit de sel, par c\empk', l'acide produit aussitôt, au côntacl du marbre, une effervescence tnVvive, et met en liberté le gar acide carbonique contenu

FIg- 41. - Pr^p»

dans la pierre. Ce gaz, en s'accumulant dans le flacon, en chasse bienlOt tout l'air, puis se répand tui-miime au dehors et vient remplir les clopbes pleines d'eau, qu'on place auccesaivement au-deaaus du tube A dégagpmenf, et, tant qu'il y a du marbre et de l'aride dans le flacon, l'écoulement du gai carbonique ne a'arrCle pas.

Avec 32 grammes de mai-bre, il est Tacile de recueillir ainsi, en quelques minutes, plusieurs tilrea de gaz. Vous concevez qu'à la place du marbre on peut mettre dans le flacon toute autre pierre calcaire, notamment de la craie, qui est si commune. Mais c'est le marbi-e blanc qui donne le gaz le plus pur et le moins odorant.

On reconnatt.que ce gaî est pur, &'est-A-dire non mélangé d'air, lorsqu'il est absorbé complètement par une disaolulion de potasse, et qu'il trouble rorlement l'eau de chaux, qui devient blanche comme du lait. Ce dernier caractère sert à. distinguer le gaz acide carbonique'du gaz aïole , qui tous deux se ressemblent par la propriété d'éteindre les bougies enllammée?.

Étal ■«t«Fel. — I.'acide carbonique est, i coup sûr, un des corps les plus répandus dans la nature. Non-seulement, à l'état de gai, il se trouve meié à l'air atmosphérique dans les proportions de quelques dix- m il liâmes, mais il se rencontre pur ou preaque pur dans les diverses cavités ou grottes que préaentent les pays volcaniques et quelques-uns des terrains calcaires. Il existe aussi au fond des puits, dans

DK l'acidr carbonique. 59

rintérieur des mines et dcs.carri<>res. Gomme il est plus pesant que l'air, il n'occupe jamais que la partie inférieure de ces cavernes, à moins que la quantité qui se dégage continuellement du sol ne soit assez considérable pour les remplir entièrement, ce qui arrive dans quelques localités. Dans le premier cas, la couche du gaz ne s'élève guère à plus de 3 à 6 décimètres , mais elle sufOt toujours pour asphyxier les animaux qui cherchent un refuge dans ces lieux déserts; les hommes peuvent y pénétrer impunément. Il n'en serait pas de même dans les cavernes abandonnées depuis quelque temps, ou dans les puits des mines ; l'atmosphère en. serait mortelle pour les hommes qui auraient l'imprudence d'y descendre.

Dans les mines mal aérées et dans les houillères, le gaz carbonique manifeste souvent sa présence en éteignant les lumières des mineurs et en rendant leur respiration excessivement pénible ; ils le nomment mofette asphyociante. On a remarqué que sa quantité augmente sensiblement quand le temps est chaud et orageux, et quand le vent suit une certaine direction.

Il y a bien longtemps qu'on a observé les effets pernicieux du gaz carbonique dans les mines ; l'extinction des lampes, les accidents d'asphyxie qu'il occasionne étaient attribués, chez les Grecs et les Romains, et avec raison, à. des airs irrespirables; mais la superstition des siècles suivants transforma ces airs og, gaz en démons et en esprits malins. Au moyen âge surtout on croyait fermement à l'existence, dans les mines, d'esprits ou de génies qui gardaient les trésors de la terre et jouaient des. tours aux mineurs. G'étaient des nains malicieux qui soufflaient la lampe du mineur pour l'égarer.

L'empoisonnement des puits était une croyance très-répandue chez le peuple, à l'époque des guerres du protestantisme, et nous l'avons vue se reproduire de nos jours. Ge qui avait principalement donné lieu à cette croyance, qui a fait tant de victimes innocentes, ce sont les accidents d'asphyxie occasionnés par la présence du gaz acide carbonique accumulé au fond de certains puits. Ge genre de mort si prompt, et ne déterminant sur le cadavre aucune lésion apparente, ne manquait jamais de frapper de stupeur Fesprit crédule et superstitieux des hommes du moyen ûge. L'asphyxie ne pouvait être que l'œuvre du diable ou l'efiTet d'un poison subtil et violent, inventé par les juifs ou les alchimistes.

Les grottes qui renferment habituellement du gdz carbonique sont très-communes sur le territoire de Xaplcs et dans quelques parties de l'Italie. On cite, entre autres, la célèbre Grotte du chien, près de Pozzuolo, sur les bords du lac d'Agnano. Son nom lui vient de ce que, depuis des siècles, les habitants, pour faire voir l'influence mortelle du gaz qui y forme une couche de plusieurs centimètres d'épaisseur, y font entrer un chien, qui perd bientôt l'usage de ses sens et meurt infailliblement si on ne le remet promptement à l'air libre. Ge phénomène naturel

était connu des Romains, car l'histoire rapporte que deux esclaves, que Tibère fit descendre dans la Grotte du chien, périrent sur-le-champ. Deux criminels', que Pierre de Tolède, vice- roi de Naples, fit renfermer dans cette grotte, eurent le même sort (t).

Il se trouve beaucoup de grottes de ce genre dans plusieurs autres pays (Typhon, en Cilicie, dans l'Asie Mineure ; Pyrmont, en W'estphalie; Bolsena, dans les Etats romains; Neyrac et Aubenas, dans l'Ardèche; Pérault et Bédarieux, dans l'Hérault; Montjoli, près de ClermontFerrand, etc.).

(1) J'emprunte au docteur C James, <(ui a visité la Gi*ottc du chien en 1843, les renseignements suivants, ((ui font particulièrement connaître le singulier phénomène dont il est question :

« La Grotte du chien est située à Pozzuolo, sur le penchant d'une petite montagne extrêmement fertile, en ftice et h peu de distance du lac d'Agnano. L'entrée en est fermée par une porte dont un gardien a la clef. La. grotte a l'apparence et la forme d'un petit cabanon dont les parois et la voûte seraient f^ossièrcment taillées dans le rocher. Sa largeur est d'environ 1 mètre, sa profondeur de 3 mètres, sa hauteur de 1 mètre et demi. Il serait difficile de juger, par son aspect, si elle est l'œuvre de l'homme ou de la nature. L'aire de la grotte est terreuse, noire, humide, brûlante. De petites bulles sourdent dans quelques points de sa surface, crèvent et laissent échapper un fluide aériforme qui se réunit en un nuage blanchâtre au-dessus du sol. Ce nuage ast formé de gaz acide carbonique que colore un peu de vapeur d'eau..

« La couche de gaz a une hauteur de 20 à 60 centimètres. Elle représente donc un plan incliné dont la plus grande hauteur correspond à la partie la plus profonde de la grotte. C'est là une conséquence toute physique de la disposition du sol. L'aire de la grotte étant à peu près au môme niveau que l'ouverture extérieure, le gaz trouve une issue au dehors par le seuil de la porte, et coule comme un ruisseau le long du sentier de la montagne. On peut suivre le courant à une assez grande distance. Une bougie qu'on y plonge s'éteint à plus de 2 mètres de la grotte.

« Voici l'expérience que le gardien montre aux visiteurs. II a un chien do!\t il lie les pattes pour l'cmpôcher de fuir, et qu'il dépose au milieu de la grotte. L'animal manifeste une vivo anxiété, se débat, et parait bientôt expirant. Son maître, alors, l'emporte hors de la grotte et l'expose au grand air, en le débarrassant de ses liens. Peu à peu l'animal revient à la vie ; puis, tout à coup, il se lève et se sauve rapidement, comme s'il redoutait une seconde épreuve. Voilà plus de trois ans (jue le chien «luo j'ai vu fuit le service et qu'il est ainsi, chaqfie jour, asphyxié et désaspliyxiù plusicufs fois. Sa santé générale est excellente, et il paraît se trouver à merveille do co régime. Ce chien a un instinct bien remarquable ; du plus loin qu'il aperçoit un étranger, il devient triste, hargneux, aboie sourdement, et est disposé à mordre. Il faut que son maître le lionne en laisse pour le conduire à la grotte, et encore se fait-il traîner en baissant la (lueue et les oreilles. Quand, au contraire, l'expérience finie, l'étranger s'en retourne, il l'accompagne avec tous les témoignages de la joie la plus vive et la plus oxpansive.

« Un chien meurt au bout de trois minutes, un chat après ([uatre minutes, les lapins après soixante-quinze secondes. Un homme y périt en moins de dix minutes, quand il est plongé dans la couche du gaz. »

M. C. James conclut de ses observations qu'une source d'eau thermale ga • zeuse passe au-dessous d(^ la Grotte du chien, et qu'elle laisse échapper, à travers les porosités du sol, le gaz carbonique qui se renouvelle sans cesse, comme le courant qui l'alimente.

DE l'acide CAUBONIQUE, fti

Ea Auvergne, on rencontre partout Tacide carbonique, et il est surtout répandu dans la plaine ; il se dégage, depuis un temps immémorial, de toutes les fissures du calcaire de la Limagne. Dès que Ton fâitune excavation dans le sol , il s'y rassemble, et une lumière s'éteint dans la plupart des puits de ce pays.

Il y a même des endroits où le gaz s'est fra^é une issue et se dégage eu abondance ; c'est ce qui a lieu près d'Aigueperse, au bas de la butte de Montpensier. Il y a là un trou arrondi , au centre d'un petit enfoncement du terrain, d'où sortent, à travers une mince couche d'eau bourbeuse , de grosses bulles de gaz ; lorsqu'il survient de fortes averses,, il en résulte une mare à la surface de laquelle le gaz s'élance en bouillonnant et en produisant un bruit qu'on perçoit à la distance de ^ à 6 mètres. La végétation la plus riche entoure cette source dangereuse, connue dans le pays sous le nom de la Fontaine empoisonnée, parce que tous les animaux qui s'en approchaient, avant qu'on eût construit un petit bâtiment sur le trou même, étaient immédiatement asphyxiés.

Il y a une source d'acide carbonique non moins curieuse dans les bois qui entourent le lac Laacher, sur les bords du Rhin. I^e gaz se fait jour silencieusement à travei^s le sol, et vient aboutir dans une espèce de fosse de 6 à 9 décimètres de profondeur pratiquée dans la terre végétale, au milieu de broussailles. Lorsque l'air est calme, la cavité se remplit presque uniquement d'acide carbonique. Le fond du trou est couvert de débris ; les insectes et les fourmis y arrivent en grand nombre pour chercher leur nourriture; mais, privés d'air, ils y meurent pour la plupart, et les oiseaux, à leur tour, apercevant Tappût trompeur, volent vers le piège et y sont pris. Les bûcherons, connaissant fort bien cette manœuvre, visitent souvent l'endroit et tirent profit de cette chasse dont la nature fait tous les frais.

A Java, la solfatare ou soufrière éteinte nommée Gnevo-Upas ou Vallée du poisoiij est, par la même cause, un objet de terreur pour les habitants ; il s'en dégage des torrents d'acide carbonique. Le sol est partout couvert de carcasses de tigres, de chevreuils, de cerfs, d'oiseaux, et même d'ossements humains, car tout être vivant est asphyxié dans ce lieu der désolation.

Les caves des quartiers de Paris qui avoisinent la plaine calcaire de Monlrouge se remplissent d'acide carbonique dans certaines circonstances qui ne sont pas bien connues, à tel point que leur atmosphère devient mortelle en très-peu de temps. Dans toutes les maiimres (excavations que les cultivateurs creusent au milieu des champs pour en retirer de la marne, si utile à l'agriculture) un pareil dégagement u lieu ; aussi apprend-on souvent que des ouvriers ont été asphyxiés pour avoir descendu sans précaution dans desmarnières mal aérées ou abandonnées depuis quelque temps.

Précautions à prendre avant de descendre dans les cavités •onterraines» — Les dangers auxquels on est exposé en pénétrant im-

TIlOISlEUH: LEÇON.

priidemmciil dans les luiaes, grotlei. L'arriérée, ou dant lei puila pro- Toadi dont ou a lieu de suspecter l'air, me Tout un devoir d'iodiquer les précaulioDi à prendre lorsqu'on est appelé i deiceodre duu cet cftvîtés suuterrainos.

11 faut se Taire précéder par de« chandelles allumées et en obsertcr attentivement l'état. Si ceâ chuidelles brûlent Irauquillemenl comme à l'ordinaire, il n'y & aucun dan^r i respirer l'air qui les environne. Mais ù leur Uunme pâlit.» elleserélrét-it, età plus forte raison si elle s'éteint, il faut se garder d> eulret avant d'en aïoir renouvelé l'aîr.Ou 7 parvient focilemeiit eu allumant i l'eritrëe ua bon toumean demi le cendrier conmiunique a\ec un tUTau qui ta pui^r l'air nécessaire i la combusliou dan« la ca\ité mt'me. On peut encore faire usage avec succi^s des vtHtilalfun de Dé^aguiller ou de M. Combes.

Cdw de Désaguiller {fy. ii), facilement trau^iortalile, et que l'on

pose à Touverture de la cavité à «ssunir. $« compose d'un lamboor dans l'intérieur duquel il y a quatn- ailes, qui. par leur mouvemmi. attirent l'air de I« ca^îlë. et le ctu^senl ensuite au dehors, avec nue fonre ptviportionuèe 4 la rapidilê qui leur a été imprimée. A l'aide d'une o^odeutëe.on peut eu accélérer le okMnemenl: un seul homme de atoyeiuio force suffit pour DDOuti>îr ce tiealilaleur. maisil ne peut tourner d'une manière uniforme que pendant dî\ minutes ; fl loi fout donc des remptai;v)t£ pour qu'il puisse se reposer sans que la machine épivme la moindre interruption.

Hais lorsqu'on a besoin de pêuétrei très-ptvmptemenl dans la earilé, pour en retirer, par eiemple, des personues a$pfa<uées, ce qu'U y a de mieuiàrair«. c'est d'y terser de l'alcali vv>Uttl ou ammuoiaque, dissous daus l'eau, ou de l'urine pulrètiée ou de la potasse ou de U soude caustique, ou bien eocore de la chaux vive qu'on (ait d'abord fu^er et qu'on délaye ensuite daus l'enau. ilo lace ces matières dans la cavité â l'aide d'une pompe et mâne d'une seriugue au besnin. Au bout do

DE L ACIDE CARBONIQUIi;.

quelques inBluiiU, on «'ussure au moyen d'une chandelle allumâe si l'auide carbonique a été absorbé, el, dès qu'elle ne s'éteint pas, on peut enfcer dans le souterraiu. Dans tous les cas, il est prudent de n'y laisser descendre aucun individu sans l'avoir attaché à une forte corde, de manière qu'on puisse le remonter prompte ment, dans le cas où l'air no serait pas complètement purifia

Une bonne précaution i suivre encore, indiquée par le professeur Graham, de Londres, c'est de placer sur la bouche de l'homme qui descend un pelit sachet en toile contenant un mélange de chaux fusée sèche et de sel de Glauber en poudre, à parties égales. Ce mëlange.qui a une extrême avidité pour l'acide carbonique, en raison de l'extrême . division de la chaux, puriBe l'air de tout gaz malfaisant, à mesure qu'il passe ou se tamise, pour ainsi dire, au Iravei's du sachet, el ne laisse ainsi parvenir, pour le besoin de la respiration, qu'un air pur et salùhre. A l'aide de ces précautions, on sauverait ainsi un homme dont la vie tient souvent à quelques minutes, et celui qui viendrait à son secours ne BL>r<'JI plus victime d'un généreux dévouement.

64 TROISIÈME LEÇ<iN.

de9 lieux infcctéf^, >»oit pour porter secours aux ouvriers qui ont déjà subi l'influence délétère de Tair que ces lieux renfenneni^ soit pour exécuter quelque opération impérieusement nécessaire. L'appareil inventé en 1834 par Paulin, alors colonel des sapeurs-pompiers de Paris, est, sans contredit, le plus efficace de tous les moyens proposés jusqu'à ce jour. Je vais vous le faire connaître en peu de mots {fig, 43).

L'homme qui doit pénétrer et séjoumei^ dans la localité suspecte est revêtu d'une sorte de camail ou blouse A, en cuir souple et léger, qui lui couvre la tète et descend jusfju'à la ceinture où elle est serrée par une bande de cuir; les mancbes en sont fixées aux poignets par des bracelets i, i, et des bretelles, passant sous les cuisses, l'empêchent de se retrousser. Un masque en verre 6, solidement ^usté sur le devant du capuchon, permet à l'homme de se diriger. La blouse porte, en outre, sur la partie qui couvre la poitrine, une lanterne qui l'éclairé au besoin. L'n tuyau semblable à ceux des pompes à incendie, et communiquant par un bout à l'une de ces pompes 7, vient par l'autre bout d se fixer au camail et s'attacher fortement à la ceinture. En faisant fonctionner la pompe à vide, elle lance l'air sous le vêtement, le ballonne et maintient l'homme dans une atmosphère condensée et sans cesse renouvelée. L'air extérieur délétère ne peut s'introduire sous le vêtement, car il est continuellement repoussé par celui qui s'échappe des Joints. Une fois gonflée, la blouse contient assez d'air pour qu'un homme puisse y respirer sans gêne, pendant 6 ou 8 minutes. En avant du masque est un sifflet pour faire des signaux.

Cet appareil, dont l'efficacité a été constatée par de nombreuses expériencc>, et qui est réellement indispensable pour éteindre les feux de cave, arrêter le^^ incendies qui se déclai^nt dans la cale des vaisseaux, pénétrer dans les puits, les carrières, les mines, les fosses d'aisances, etc., partout enfin où l'air est devenu impropre à la respiration, est adopté à Paris, à Londres, à Anvers et dans d'autres ville». L'Académie des Sciences a décerné à son inventeur un prix de 8,000 fr. en 1837.

AssainiraeiiieMt des ca^es. ~ Il y a des moyens de remédier aux infiltrations de Tacide carbonique dans les caves qui sont sujettes à en être remplies. 11 faut réparer les fentes des murs avec soin, couvrir même toute leur surface d'une couche de mortier hydraulique, et placer à quelques centimètres au-dessous du sol un lit d'argile , liante, bien battue, que l'on recouvre ensuite de terre également bien battue. Il est bon aussi d'ouvrir deux soupiraux aux deux extrémités de la cave, l'un au midi, l'autre au nord, afin d'établir dans toute sa longueur un courant d'air continuel. Enfin, en place de ce dernier moyen, ou peut poser un tuyau qui aboutisse à la partie inférieure de la cave, et qui aille s'ouvrir de l'autre côté dans une cheminée, après avoir parcouru une partie de sa hauteur pour s'y réchauffer. De cette manière, l'air vicié s'élève incessamment dans le tuyau, et est remplacé par de l'air pur du dehors qui afflue par la porte d'entrée; mais cette circulation, qui s'exécute bien en hiver, devient presque nulle en été, à cause de la haute température de l'air extérieur. Aussi le premier mode indiqué est-il indispensable pour un parfait assainissement des souterrains.

Je reviens aux différents étals sous lesquels l'acide carbonique se présente dans la nature.

Acide iearbonlqiie dans les eanz terrestres. — Toutes les eaux qui coulent à la surface du globe tiennent en dissolution une quantité plus ou moins grande de ce ^az ; il en est beaucoup qui en sont tellement chargées qu'elles ont une saveur aigrelette et la propriété de mousser fortement. Elles sont connues sous le nom d'eaux minérales acidulés ou gazeuses.

Ces sources se trouvent avec profusion dans presque tous les terrains ; celles de Seltz, de Pyrmont, de Spa, de Fougues, de Châteldon, etc., sont assez connues. Ce qu'il y a de remarquable, c'est que plusieurs eaux chaudes ou thermales (i) en contiennent; telles sont celles de Vichy, du mont Dore, de Royat, près Clermont-Ferrand, etc. Dans ce cas, on ne peut expliquer sa présence qu'en admettant qu'il a été dissous à une pression considérable. Ce qui tend à confiimer cette opinion, c'est que ces eaux le laissent dégager aussitôt qu'elles reçoivent le contact de l'air. 11 est quelques-unes de ces sources qui en exhalent une si grande quantité, que l'atmosphère environnante est mortelle pour les animaux.

Carbonates naturels. ~ Uni à différents oxydes, l'acide carbonique est tout aussi commun dans les diverses parties de la couche solide de la terre qu'à l'état de liberté, à sa surface. Le composé qu'il forme avec la chaux est un des sels le plus universellement et le plus abondamment répandus. Je vous ai déjà dit que c'est lui qui constitue toutes les nombreuses variétés de* pierres calcaires, aussi bien que les marbres, les craies, les marnes, etc.

Sources de l'aeide carbonique atmosphérique. — Enfin l'acide carbonique se produit à chaque instant sous nos yeux et se répand continuellement dans l'atmosphère. Cinq sources principales en versent sans cesse dans l'air que nous respirons, à savoir :

1<> Les volcans en activité qui en produisent des masses énormes ;

2*^ Certaines sources minérales et nombre de fissures du sol, dans les terrains d'ancienne formation volcanique et dans les terrains calcaires (2) ;

3° La combustion des substances qui sont employées à fournir de la chaleur et de la lumière (3) ;

(1) Thermales vient du mot grec ilœnnos^ qui veut dire chaleur.

(2) Il existe, d'après M. H. Lecoq, sur le plateau central de la France, au moins 500 sources dont il évalue la totalité du débit à 14874 mètres cubes par 24 heures. Il n'estime pas à moins du tiers de ce volume l'acide carbonique dégagé, c'est-à-dire 5000 mètres cubes par jour, sans tenir compte de tout celui qui peut s'échapper du sol, tout à fait inaperçu, par des fentes qui ne contiennent pas d'eau. (Les eaux minérales considérées dans leurs rapports avec ta chimie et la géologie ^ par H. Leco(|, — 1 vol. in-8, 1864 — J. Rothschild, éditeur.)

(3) On a calculé qu'en Europe on extrait annuellement du sein de la terre 550 millions de bouille et autres combustibles dits minéraux qui, en brûlant» donnent naissance à 80 milliards de mètres cubes d'acide carbonique*

GmARDIN. — I. 6

TROISIÈME hEÇOa.

4» La décomposition spontanée des matières organiques à la surface

du sol(i); 50 La respiration des hommes et des animaux qui e&halent constamment des quantités considérables d*acide carbonique.

11 est bien facile de constater la présence de ce gaz dans Tair expiré des poumons; il suffit de faire sortir cet air par un tube de verre a qui plonge dans de l'eau de cbaui {fig, 44). En quelques secondes, le liquide est fortement troublé , et dépose une poudre blanche qu'on reconnaît facilement pour un earbcnate, au moyen d'un acide qui, versé dessus , produit une vive efrer\escence.

D'après les expériences de I^îsaigne, voici les quantités d'acide

Fig, 44. — Air chassé des poumons i traders carbonique qUO l'homme et ICS

prmeipaux aiumaux domestiques exhalent dans l'air, en une heure :

Taureau 271»»»

Che\-al 219

Bélier de 8 mois 55

Chèvre de 8 ans 21

Chien de chasse 18

Homme 17

Chevreau de 5 moi^ 11

M. Boussingault a déterminé approximativement la proportion d'acide carbonique qui se produit à la fois, à Paris, en 24 heures. 11 est arrhc aux résultats suivants :

Par la population 336,777 mètres cubes.

Par les chevaux 132,370 —

Par le bois à brûler 8ô5,38ô —

Par le charbon de bois 1,2S0,700 —

Par la houille 314,210 —

Par l'huile K brûler 58,401 —

Par le suif ou les chandelles ....... 35,722 —

Par la cire des bougies 1,041 —

(1) Un hectai*e de terre, moyemiement fumé et considéré sous l'épaisseur de 8 centimètres, dégage environ 160 mètres cubes d'acide carbonique par vingt- «luatre heures.

En admettant, avec MM. Andral et Gavarret, que chaque homme brûle en moyenne en vingt-quatre heures, dans l'intérieur de ses poumons, pour entretenir sa vie, 240 grammes de charbon qu'il convertit en 445 litres d'acide carbonique, il en résulte que la race humaine répandue à la surface du globe, doit engendrer annuellement environ 160 milliards de mètres cubes de ce gaz. Les animaux quadruplent au moins ces résultats. Disparition incessante de i'acide carbonique atmospiiéri- «ne. — Les cinq causes de production de l'acide carbonique dont je viens de parler, et qui sont toujours en action, fournissent donc à l'atmosphère une énorme quantité de ce gaz ; cependant l'expérience démontre que la proportion contenue dans l'air est infiniment petite, puisque le maximum n'arrive pas à six dix- millièmes de son volume. Cette circonstance remarquable, bien faite pour surprendre les esprits superficiels, vient de ce que les parties des végétaux qui sont colorées en vert ont la propriété, sous l'influence de la lumière solaire, d'absorber l'acide carbonique, de le décomposer, de s'emparer du charbon qu'il contient et de rejeter dans l'air la plu; grande partie de l'oxygène qui en provient. Les nombreuses expériences de Priestley, d'Ingenhousz, de Sennebier, de Théodore de Saussure, ne laissent aucun doute à cet égard.

Par conséquent, les végétaux purifient l'air en décomposant l'acide carbonique formé aux dépens de leur propre substance et celui qui leur arrive dissous dans l'air ou dans l'eau, et en exhalant ensuite dans L'atmosphère une quantité d'oxygène qui contre-balance celle qui est absorbée par les êtres vivants ou morts et les corps en combustion. Cela est si vrai, que Priestley et Ingenhousz ont reconnu qu'un air dans lequel les bougies cessent de brûler à cause de l'acide carbonique qu'il l'enferme, permet la combustion de ces bougies, après qu'il a été en contact pendant quelques jours, sous l'influence solaire, avec des plantes en pleine végétation.

D'un autre côté, une masse énorme d'animaux inférieurs qui vivent au sein des eaux douces et salées, tels que les mollusques à coquilles (huîtres, moules, peignes, etc.), les oursins, les crustacés (écre visses, homards, crabes, etc.), se recouvrent d'une enveloppe calcaire, dite test ou carapace, dont la moitié à peu près est formée d'acide carbonique. C'est l'eau qui, après avoir emprunté ce gaz à l'atmosphère, lui sert de véhicule pour l'introduire dans l'organisme sous forme de carbonate de chaux ; ce dernier est ensuite excrété, moulé sur le corps des animaux mous qui se trouvent ainsi, sous cet abri protecteur, soustraits aux causes de destruction qui les environnent. Cette minéralisation de l'acide carbonique a lieu sur une échelle que l'imagination ne saurait mesurer, et elle contribue pour une très-large part à la puridcation diî l'air atmosphérique. La portion d'acide ainsi solidifiée n'est plus restituée à la massé atmosphérique.

D'après cette double action des plantes et de certains animaux, vout

68 TKOISIÈME LEÇON.

nedevexplus être surpris que la proportion d'acide carbonique soit très-faible dans Tair qui nous enTÛonne. Cette proportion oscille entre 3 et 3 parties dans I0,00>) parties d'air en voluine, et on admet pour moyenne .-^f^^.

De nombreuses analyses ont démontré que l'air est un peu plus pur à la campagne qu'à la \ille, et partout plus pur pendant le jour que pendant la nuit ; mais, dans tous les cas, les différences sont fort légères.

Cette décomposition et cette régénération continuelles de Facide carbonique« par suite de la respiration des plantes et des animaux, s'opèrent dans une si parfaite barmonie, que la proportion de ce gai dans l'air ne change pas sensiblensent* et qu'il en résulte un Téritable équilibre mobile^ qui maintient rintégrité de composition de Tatmo^hère, et assure à tout jamais la permanence des conditions extérieures nécessaires au développement des êtres nvant à la surface dn globe.

B«ck«rch« 4c racine cBvk«Bl««« «uis Talr. — il est, au reste^ bien facile de constater la présence de Tacide carbonique dans l'air atmospbérique. Il suffit, en effet, d'exposer au contact de l'air libre de l'eau de chaux mise dans une large capsule de Terre {fg. 4ô), pendant plusieurs jours. On brise fréqueimnent la pellicule blanche et terreuse qui se forme à la surface du liquide. On recueille, par ce moyer, une quantité très-notable d'une terre qui fait une \i\e effervescence avec les addes, et qui, fîy. u. — Aksoi|itkMi 4e !«. calcinée dans un petit appareil prt^re i re- «le <»rbouq.e <u^ r«îr p*r caei\^ les gai, fournit un fluide élastique

qui jouit de tontes les propriétés de laade carbonique. Or, cet acide ne peut provenir que de Faîr, puisque Teau de chaux employée pour le condenser n'en contenait pas.

Cette expérience si concluante, que nous devons à Black, répétée à toutes les hauteurs de Tatmosplière, an sommet du mont Blanc (il n 4,797 mètres d'élévation), par Sausme père, sur de l'air pns par l'aéronaoïle Gamerin, à la hauteur de 1,390 mètres euTiroU) démontre que l'acide carbonique n'existe pas seulement dans les couches infôrieun^s de l'air, mais qu'il se trouve dans les régions les plus éle- \êos.

-^ ^ ,. .. ••■■fti 4e c«t acMe. — Lorsqu'on

«tM«spiiénq««:. ^ ^"* determmer avec exactimde la pro-

portion de ce gai, on foit le vide dans un grand ballon de verre Avft;, 4tî d'une capacité connue, contenant de l'eau de baryte, et ou ouvre ensuite le robinet r pour laisser entrer l'air

DE L ACIDE CAHBONIQUE.

du Keu où Ton veut opérer. Après plusieurs secousses pour favoriser l'absorption de Tacide carbonique par la baryte, ce qui donne lieu à la production d'une poudre blanche très-fine, qui est du carbonate de baryte, on fait de nouveau le vide dans le ballon pour y laisser rentrer une nouvelle quantité d'air. Ou répète ces manœuvres jusqu'à ce que l'on ait obtenu assez de carbonate de baryte pour pouvoir le recueillir sur un filtre {Jig, 47). On lave la poudre sur ce filtre, qu'on sèche ensuite et qu'on pèse. Le poids du carbonate de baryte, dont la composition est bien connue, donne celui de l'acide carbonique primitivement contenu dans les volumes d'air

mimniiiimmiiiiiiiiiimnTimninnii

entrés à diverses reprises dans ^'*Ô'« *7. — Filtre sur lequel on recueille et on lave

le ballon. les précipité..

C'est Thenard qui, dès 1812, a employé ce moyen que Théodore de Saussure a ensuite perfectionné.

B61e de Paeide carbonique.. — Vous pourriez croire, Messieurs, qu'en raison de la quantité infiniment petite de ce gaz dans notre atmosphère son influence doit être à peu près nulle dans la production des phénomènes qui s'accomplissent à la surface de la terre. Détrompezvous, cependant, car l'étude plus attentive de ceux-ci a démontré que l'acide carbonique atmosphérique est l'origine, la caiisè des effets les plus étendus et les plus variés. Plus tard, vous apprendrez que c'est ce gaz qui fournit aux plantes la majeure partie du carbone nécessaire à la conslitution et au développement de leurs tissus et de leurs organes.

Mais, dès à présent, je puis vous dire que, malgré son peu d'énergie comme acide, il joue, néanmoins, un rôle de tous les instants dans la décomposition des i-oches pierreuses superficielles. Dissous par Peau des pluics^ et présenté ainsi dans un état plus favorable aux réactions chimiques, il attaque peu à peu, ronge les pierres les plus dures, et finit par désagréger jusqu'Jiu granité lui-môme qu'il fait tomber en poussière, en en changeant la nature. L'absorption de l'oxygène parles métaux n'est pas seulement favorisée par l'humidité, elle est surtout déterminée par la présence de l'acide carbonique qui provoque, pour ainsi dire, l'oxydation.

Ces vues, qu-il ne m'est pas permis de développer en ce moment, vGusiniliçnt déjà à quelques-uns de ces effets grandioses dont la sur-

face de noire planète est le théâtre, et dont la connaissance excite chez les hommes de science une si profonde admiration pour le^ œuvres du Créateur. .

DE L'AIR (suite)

Sommaire. — Humidité constante de l'air atmosphérique. — Des miasmes. — De Tair confiné. — Causes diverses qui vicient l'air. — Moyens de doser l'humidité et Tacide carbonique de l'air. — De la respiration. — Principes de ventilation. — Théorie de la respiration et sources de la chaleur animale.

Indépendamment de l'acide carbonique, dont je vous ai suffisamment parlé dans la dernière leçon, il y a toujours dans Tair que nous respirons de Teau en vapeur et certaines matières organiques sur lesquelles je dois appeler votre attention.

De l'Anmidii^ de l'air

Vapeur aqueuse atmosphérique.— L'air atmosphérique renrermc constamment de Teau en vapeur, c'est-à-dire à l'état de fluide élastique invisible; elle s'y trouve môme au-dessous de zéro degré. Le fluide atmosphérique a la propriété d'en contenir d'autant plus qu'il occupe plus d'espace et que sa température est plus élevée. Par conséquent, il en laisse précipiter quand il en est saturé, si on le comprime ou si on le refroidit, et il en prend une nouvelle quantité si Ton augmente son volume ou si on l'échauffé. De là, l'explication de la plupart des météores aqueux, qui ne doivent leur origine qu'à l'eau suspendue dans l'atmosphère.

En effet, lorsque l'air vient à se refroidir, la vapeur invisible qu'il contient se condense en forme de petites sphères ou vésicules creuses, qui prennent le nom de brouillards , quand le phénomène a lieu à la surface de la terre, et celui de nuages quand il se passe à une certaine hauteur. Si le refroidissement accidentel de l'air est plus grand, sa vapeur se liquéfie et tombe alors ou en rosée ou en pluie; s'il est plus considérable encore, elle se solidifie et devient ce qu'on appelle gelée blanche, givre ou grésil, neige et grêle,

ÉTaporatiou. — Puisque l'air contient toujours une certaine quantité de vapeurs aqueuses, il faut nécessairement qu'il prenne l'eau à la surface de la terre ; c'est, en effet, ce qui a lieu, et, soit sur le sol, soit sur les mers il s'élève conlinuellement dans l'atmosphère une couclio