L'EAU

Avant d'aller plus loin, il est bon de rappeler les propriétés essentielles de l'eau.

C'est un corps liquide à la température ordinaire. Son point de solidification ou de congélation et son point de vaporisation ont été pris pour limites extrêmes de l'échelle thermométrique en usage en France et dans plusieurs autres pays. Le premier de ces points est marqué 0; le second est marqué 100. On dit donc que l'eau gèle à 0°, et qu'elle bout à 100°. L'eau n'a ni odeur ni saveur. En petites quantités, elle est tout à fait incolore; mais, en grandes masses, elle prend une teinte verdâtre ou bleue très-prononcée, dont les nuances varient sous l'influence de différentes causes. La principale est l'état du ciel, dont la couleur se combine par réflexion avec la couleur propre de l'eau ; mais il est des mers, des lacs et des rivières qui ont une teinte bleue particulière, indépendante de celle du ciel, et qu'on n'a pu encore expliquer d'une manière satisfaisante. D'autres masses d'eau empruntent aux substances qu'elles tiennent en suspension une couleur plus ou moins jaunâtre, grise ou noirâtre; mais il n'y a pas lieu de nous arrêter à ces phénomènes purement accidentels. J'aurai d ailleurs occasion de parler plus loin de la couleur des mers.

L'eau tend incessamment à passer de l'état liquide à celui de fluide élastique ou aériforme, c'est-à-dire à l'état de sapeur. Elle obéit à cette tendance toutes les fois qu'elle n'est pas hermétiquement enfermée ou comprimée avec une certaine force, ou placée dans un milieu déjà saturé d'humidité. La transformation lente de l'eau liquide en vapeur émanant de sa surface s'appelle évaporation. Lorsque, sous l'influence d'une température élevée, la vapeur se forme à la fois en quantités notables, on dit que l'eau se vaporise. Enfin il ^ a ébuliition lorsque la vapeur se forme en même temps dans toute la masse liquide : ce qui a lieu ordinairement à la température de 100 degrés. Je dis ordinairement , parce que le point d'ébullition de l'eau s'élève ou s'abaisse suivant que la pression de l'atmosphère augmente ou diminue. Il est à 100 degrés sous la pression moyenne, qui est, comme on sait, de 76 centimètres. Mais dans le vide l'eau bout à la température ordinaire, et même au-dessous. Sur les hautes montagnes, ou l'air est très-raréfié, son point d'ébullition peut se trouver abaissé de 10, lo et 20 degrés. C'est ainsi qu'au sommet du mont Blanc, dont l'élévation au-dessus du niveau de la mer est de 4,775 mètres, et où la pression atmosphérique est réduite à 417 millimètres, l'eau bout à 34°.

L'eau, d'ailleurs, comme tous les corps de la nature, se dilate par réchauffement et se contracte par le refroidissement. C'est à la température de 4° au-dessus de 0 qu'elle atteint son maximum de contraction ou de densité Si la température continue de s'abaisser au-dessous cle ce point, le volume de l'eau demeure sensiblement le même, jusqu'à ce que l'eau se solidifie/ Son volume augmente

alors, et sa force de dilatation est assez considérable pour briser les enveloppes les plus résistantes, si elle n'y trouve pas la place nécessaire. La différence de densité entre l'eau à 4° au-dessus de 0 et la glace est de 70 millièmes. En d'autres termes, la densité spécifique de la glace est de 0,930, celle de l'eau à + 4° étant prise pour unité. La glace est donc plus légère que l'eau, et c'est pourquoi elle surnage toujours à sa surface. Ce fait, déjà très-remarquable par lui-même, Test encore plus par ses conséquences. On conçoit, en effet, que si le passage de l'eau à l'état solide augmentait sa densité au lieu de la diminuer, les glaçons, à mesure qu'ils se forment, tomberaient au fond et s'y accumuleraient, de telle sorte que dans les climats rigoureux, et même dans les climats tempérés où l'hiver est quelquefois très-froid, tous les cours d'eau, tous les lacs et les étangs seraient entièrement gelés, et les mers polaires ne seraient que d'immenses glaciers dont les couches supérieures seules se liquéfieraient pendant l'été, si pâle et si court, de ces régions. Heureusement, grâce à la moindre pesanteur de la glace, celle-ci forme à la surface des eaux une croûte qui les met à l'abri du froid extérieur, et, lorsqu'elles ont une certaine profondeur, empêche la congélation d'envahir leur masse entière.

Le point de congélation de l'eau n'est pas susceptible de varier comme son point débullition. Le zéro marque exactement pour l'eau normale la limite qui, indépendamment de la pression extérieure, sépare l'état liquide de l'état solide. En d'autres termes, la glace entre en fusion à une fraction quelconque de degré au-dessus de 0, et elle peut toujours se solidifier à une fraction quelconque de degré au-dessous. Toutefois l'eau peut aussi, dans cer-

taines circonstances, rester liquide, bien que sa température s'abaisse notablement au-dessous de 0°. Ainsi, privée de l'air qu'elle contient presque toujours, elle peut être refroidie jusqu'à — 5° sans se solidifier. Son point de congélation est également abaissé, de même que son point d'ébullition est élevé, par la présence d'une certaine quantité de sels tenus en dissolution. De là vient, notamment, qu'un froid de — 2° à — 3° au moins est nécessaire pour déterminer la congélation de l'eau de mer, même la plus calme. Enfin, de l'eau distillée, privée d'air et parfaitement pure, maintenue dans un lieu tranquille, à l'abri de toute secousse, peut atteindre une température de — 12° en conservant l'état liquide; mais alors le moindre ébranlement dans ses molécules suffit pour que la congélation s'opère presque instantanément, en même temps que la température remonte à 0°. M. Pouillet rend compte de ce phénomène, en apparence étrange, en disant que le calorique des premières parties qui se congèlent se porte sur les parties voisines encore liquides, et qu'il les échauffe, mais pas assez pour les empêcher de se solidifier à leur tour : d'où le double effet de la prompte congélation et du réchauffement de l'eau.

L'action chimique de l'eau sur les corps est nulle, ou du moins assez insignifiante, pour qu'il soit superflu d'en parler ici. Mais ce liquide, dont la propriété caractéristique est, si l'on peut ainsi dire, de n'avoir presque pas de propriétés, doit précisément à cette inertie, à cette passivité, toute l'importance de son rôle dans la nature. Il est, par excellence, le dissolvant et le véhicule d'une multitude de corps qui , pour réagir les uns sur les autres , ont besoin que leurs molécules se mélangent, que leurs substances

respectives se pénètrent à la faveur d'une division que la dissolution seule peut donner. D'autres liquides, sans doute, partagent avec l'eau la propriété d'absorber, de s'assimiler les corps; mais, outre qu'aucun ne la possède à un aussi haut degré, ils ont l'inconvénient de faire intervenir leur action là où cette action est inutile ou nuisible; tandis que l'eau, n'ayant aucune action propre, n'altère point les propriétés chimiques des substances qu'elle tient en dissolution; elle ne fait qu'en favoriser la manifestation, tout en en diminuant dans beaucoup de cas l'intensité.

En général, la quantité de matières que l'eau peut tenir en dissolution est d'autant pins grande que sa température est plus élevée. C'est là un fait dont il faudra nous souvenir au chapitre suivant. Il ne faudra pas oublier non plus que tel corps, qui est soluble dans l'eau pure, devient insoluble et se précipite en se combinant avec un autre corps et en donnant naissance à un corps nouveau; que, réciproquement aussi, les réactions chimiques favorisées par l'eau même transforment souvent en matière soluble des corps primitivement insolubles. Enfin, on ne doit pas perdre de vue ce principe fondamental, que c'est à titre d'agent de dissolution et de dilution que l'eau entre indispensablement, et pour une si forte proportion, dans la constitution des corps organisés et doués de vie.

On peut juger, d'après ces considérations sommaires, de ce qu'il y avait de profondément vrai dans la vue des philosophes de l'antiquité, qui faisaient de l'eau le premier de leurs quatre éléments. Aujourd'hui les chimistes appliquent les noms d'éléments, de corps élémentaires un de corps simples, aux substances qui sont réputées ne contenir qu'une seule espèce de matière, et ne pouvoir par

conséquent être décomposées. Il est ordinaire d'entendre railler dans les écoles l'ignorance des anciens, qui appelaient éléments l'Eau, où la chimie a découvert récemment la présence de deux gaz : l'hydrogène et l'oxygène; — l'Air, qui est un mélange d'oxygène et d'azote; — la Terre, dont la composition complexe et variable ne comporte aucune définition précise; — enfin le Feu, qui n'est point à proprement parler une substance, mais un phénomène, un mode, un état particulier de certains corps fortement chauffés. J'ai insisté ailleurs {, et je reviens ici à dessein sur le peu de sens de ces railleries qui accusent non l'ignorance des grands esprits à qui elles s'adressent, mais le défaut de réflexion de ceux qui s'érigent si légèrement en contempteurs de la sagesse antique.

Les anciens attribuaient au mot élément un sens beaucoup plus large et plus élevé que celui que nous lui attribuons maintenant. Les éléments étaient, selon eux, les substances primitives, les agents primordiaux d'où procèdent toutes les choses et tous les êtres. Témoin ce beau vers d'Ovide :

Quatuor œternus genitalia corpora mundus Continet. (Métam., lib. XV.)

Or, entendu dans ce sens, le nom d'éléments s'applique avec une admirable justesse : d'abord à l'eau et au feu, agents primaires, instruments essentiels de la création; ensuite à la terre, qui représente toutes les substances solides, et à l'air, élément subtil, cause immédiate du phénomène fondamental de la vie organique : la respira-

1 Voyage scientifique autour de ma chambre, ch. in, p. 53.

tion; à l'air, sans lequel notre planète serait, comme son satellite, non un monde, mais un amas de matière brute, et sa surface un désert immense et glacé.