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SoMXAiRB. — 35. Historique de la découverte de l'oxygène. — 36. Préparation de l'oiygène par le peroxyde de mercure. — 37. Préparation de l'oxy^ne par le bioxyde de manganèse. — 38. Préparation de l'oxygène par le chlorate de potasse. — 38 bis. Préparation très-prompte d'oxygène pur. — 38 ter. Oxygène extrait de l'acide sulfîiriquc. — 39. Propriétés de l'oxygèpe. — 40. Oxygène électrisé ou ozone. — 41. Propriétés chimiques de l'ozone. — 42. Réactifs de l'oxygène électrisé. — 43. Différents cas où il se forme de l'ozone. — 43 bis. Procédé ozonométrique. — 43 /«". Prétendues variétés de l'ozone. ^44. Applications de Toxygène. — RÉsuifé.
35. Historique. — Le premier jour du mois d'août 1774, Priestley découvrit un gaz dont l'étude ultérieure devait faire disparaître comme par enchantement les ténèbres qui enveloppaient la chimie. Les propriétés de ce corps étonnèrent. Comment pouvait-il en être autrement? Sans ce gaz appelé oxygène, les animaux ne pourraient pas respirer^ l'eau en contient 77, l'air j : si l'oxygène disparaissait de la terre, il n'y aurait plus de feu, car il en est le principe. Ce [simple énoncé suffît pour justifier l'intérêt universel qu'il excita parmi les savants.
Voici comment opéra Priestley pour arriver à cette grande découverte.
11 concentra la lumière du soleil, à l'aide d'une forte lentille, sur une substance connue à cette époque-là sous le nom de mercure précipité per se. Cette substance devait être nécessairement contenue dans un appareil en verre disposé de telle sorte que rien ne pût se perdre de ce qui s'en serait dégagé. Bientôt il en tira un gaz, un air, comme il le dit lui-môme, auquel iJ reconnut la propriété de ne pas être absorbé par l'eau et de donner à la flamme d'une bougie une vigueur extraordinaire. Dès ce moment la grande découverte était accomplie.
Répétons l'expérience de Priestley, en la rendant plus facile par des moyens dont nous sommes redevables aux progrès de la science.
m* LEÇON. — PRÉPARATION.
PRÉPARATION DE l/oXYGÈNE.
36. 1<^ Par le peroxyde de mercure. — Dans la cornue B {fig, 2), il y a du bioxyde de mercure, autrefois appelé mercure précipité per se. On le chauffe à Taide d'un fourneau F ou d'une forte lampe : il se décompose en mercure, qui, sous forme de
Fig. 2. — Préparation de l'oxygène par le peroxyde de mercure.
petits globules métalliques, va se condenser dans le col b de la cornue, et en un gaz qui sort par le tube abducteur C. L'extrémité inférieure de ce tube communique avec une petite cloche en verre E, appelée éprouvette. Cette cloche, remplie d'eau et renversée sur une cuvette T, contenant également de l'eau, repose sur une capsule retournée, en terre cuite D, ayant deux ouvertures, une circulaire dans le centre et l'autre oblongue sur l'un de ses bords; elle porte le nom de tét à gaz {fig, 3). C'est dans celle-ci que l'extrémité du tube abducteur s'engage pour faire arriver le gaz dans Téprouvette à travers l'autre ouverture. Les premières portions doivent être perdues, car elles contiennent beaucoup d'air, l'appareil en étant rempli avant l'expérience. C'est une règle générale qu'il ne faut jamais oublier toutes les fois qu'il s'agit de recueillir un gaz.
En opérant ainsi, nous sommes arrivés au môme résultat quç Priestley ; la preuve, c'est que, si nous plongeons dans une éprouvette pleine du gaz que nous venons de préparer une bougie allumée, nous verrons sa flamme devenir éclatante (fig^ 4).
Priestley avait donc opéré sur une combinaison de mercure et d'oxygène ; par une température élevée, les deux éléments s'étaient séparés, pour reprendre, l'un son état métallique, l'autre la forme gazeuse. [Mais qui l'amena à expérimenter
IIï" LEÇON — OXYGÈNE.
précisément sur cette substance ? Une discussion dans le sein de FAcadémie entre Cadet et Baume, sur les propriétés du mercure calciné, ou mercure précipité per se. Eut-il quelque pressentiment de sa découverte, ou fut-il favorisé par le hasard? Lui-môme va
Fig. 3.
répondre : « Si, dit-il, je n'avais eu devant moi une chandelle « allumée, je ne l'aurais pas plongée dans cet air, et toute la (( suite de mes expériences serait restée dans le néant. » Ainsi, d'après lui, c'est le hasard qui l'a servi ; mais hâtons-nous d'ajouter que c'est cette espèce de hasard qui n'accorde ses faveurs qu'à ceux qui les méritent. L'homme qui avait découvert neuf corps aériformes, qui avait inventé tous les appareils propres à les manier et à les étudier, qui le premier avait aperçu cette espèce d'équilibre providentiel entre les causes qui vicient l'air et les causes qui l'épurent, pouvait bien quitter sa modestie habituelle et se faire plus tard un mérite légitime de son inmiortelle découverte.
Singulière tournure d'esprit ! A l'entendre, la chimie n'est pour lui qu'un loisir, et lorsqu'il reconnaît que sans l'oxygène il n'y aurait ni respiration, ni combustion, et que sa découverte est un véritable événement pour la science, il en attribue le ♦mérite à une souris et à une chandelle : à la première, parce qu'elle s'y pâme d'aise ; à la seconde, parce qu'elle y brûle avec éclat.]
Bien que le bioxyde de mercure semble très-convenable pour servir à la préparation de l'oxygène, il faut néanmoins, à cause de son prix élevé, en abandonner l'usage.
37. 2® Par le bioxyde de manganèse. — On trouve dans la nature un autre oxyde, le bioxyde de manganèse, qui, à une température élevée, dégage le tiers de son oxygène et, par con-
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m*' LEÇON. — PREPARATION.
sëquent, environ 12 pour 100 de son poids : comme il ne coûte pas cher, il doit être préféré, surtout quand on a besoin de ce gaz en grande quantité.
Voici Tappareil en activité {fig, 5) : c'est une cornue en terre A placée dans le laboratoire B d'un fourneau C. Le laboratoire
Fig. 5. — Préparation de l'oxygène par le bioxyde de manganèse.
est recouvert d'une voûte percée que Ton appelle le dôme, dont l'ouverture E peut être engagée dans un tuyau en fer servant de cheminée. Au bec de la cornue s'adapte un bouchon percé dans le sens de son axe par un tube de sûreté G. Ce tube communique avec une cloche H pleine d'eau et renversée sur la planchette K, de la cuve I. Un entonnoir en fer-blanc, ajusté à une ouverture pratiquée dans la planchette K, reçoit l'extrémité recourbée du tube G et livre ainsi passage au gaz qui monte dans la partie supérieure de la cloche H. En commençant Texpé-
4t III*" LEÇON. — OXYGÈNE.
rience on met quelques charbons allumés sous la cornue, puis on remplit le fourneau avec du charbon noir. De cette manière la cornue s'échauffe graduellement sans courir le risque de casser. Dès que la température est arrivée à un certain degré, l'oxyde de manganèse abandonne une partie de son oxygène : les premières portions sont perdues, suivant la règle ; ensuite le gaz est recueilli dans des cloches.
Ce procédé est très-suffisant quand il s'agit d'obtenir de grandes quantités d'oxygène dont la pureté absolue ne serait pas indispensable ; car le bioxyde de manganèse contient souvent un peu de calcaire et de salpêtre, corps qui, en se décomposant par la chaleur, contribuent à rendre l'oxygène impur.
Un kilogramme de bioxyde'de manganèse doit fournir plus de 85 litres d'oxygène; mais comme un minéral est rarement pur, et que d'ailleurs on est obligé de perdre une bonne quantité de gaz à cause de l'air qui l'accompagne, on en obtient en dernier résultat beaucoup moins que la théorie ne l'indique. Quoi qu'il en soit, il reste dans la cornue un oxyde inférieur dont le poids doit s'élever à moins de ^ de la masse primitive. Ainsi on peut admettre qae le bioxyde de manganèse perd, par la chaleur, environ les — de son poids, et subit une transformation dont nous allons connaître la nature.
La composition centésimale du bioxyde de manganèse pur est la suivante ;
Manganèse 63,2 1
Oxygène 3H,79
L'équivalent de ce métal étant 27,50 et celui de l'oxygène 8, nous pourrons, par une simple opération arithmétique, arriver à cette conclusion, savoir : que le bioxyde de manganèse, abstraction faite de sa dénomination, se compose d'un équivalent de manganèse et de deux équivalents d'oxygène. Sa formule sera donc MnO*.
En effet, si 63,21 (manganèse) correspond à 27,50 (son équivalent), 36,79 (oxygène) correspondra à 16 (deux fois son équivalent). Ou en d'autres termes ;
Mn 0X2
Voici la composition centésimale du résidu
m* LEÇON. — PRÉPARATION.
Manganèse 72,05
Oxygène 27,95
Si nous raisonnons ainsi que nous venons de le faire pour Toxyde précédent, nous trouverons que ce résidu est formé d'un équivalent de manganèse et d'un équivalent et un tiers d'oxygène : d'où la formule MnO* »•
Par la seule comparaison de ces deux formules, on voit déjà que le bioxyde de manganèse perd, sous l'influence d'une température élevée; un tiers de son oxygène et se transforme en un oxyde inférieur. Pour nous représenter ce phénomène au moyen
d'une égalité, faisons disparaître la fraction. Ainsi MnO^î va devenir MnW; on a alors
3MnO* = Mn»0* + 0^
Cette égalité nous dit que 3 équivalents de bioxyde de manganèse se sont dédoublés en 2 d'oxygène gazeux et 1 d'oxyde inférieur.
