CHAPITRE m. - AIR, POUR OXYGÈNE. 8, jT] — AZOTE. i4, jT

Je vais être plus aflirmatif pour l'air.

L'analyse de l'air a été faite par Dumas et Boussingault.

Ils ont procédé de la manière suivante :

Ils ont fait passer un courant d'air sur du cuivre chauffé au I rouge. Le cuivre s'est oxydé, et l'azote a été recueilli.

La différence de poids du cuivre oxydé et du cuivre pur a donné K'ie poids de l'oxygène entré en combinaison pour former un corps 1 Solide, c'est-à-dire le poids réel de l'oxygène.

On a trouvé 23 grammes.

Le ballon contenant l'azote a été pesé d'abord vide, puis plein d'aiote.

Ladifférence a donné le poids de l'azote. On a trouvé 77 grammes.

On a déduit de cette expérience que l'air pèse :

Oxygène 23 .

Azote 77

Total Tôô

En Appliquant .'i l'analyse de l'air, disent Pelouïe et Fremy(Tr(ii((^rffCftimi>, I, ». ÎMi, les ditrërentes mélliodes que nous venous d'exposer, on trouve que l'air l^llenl :

En volume, 30.80 volumes d'oxygène,

— 7g. so — d'azote.

Et en poids. a3,io parties d'oxygène.

— 76.90 — d'ftiotc.

ibres lésulteut du expi^riences Toites par Gay-Lussac et par MM. Brun- B et Boussingault, qui prêicntenl uni- entière concordance.

OO lOI TES EQriTtLC'^Tf.

Dans les cirroiistanoes ortliaairps. l'air contieni 3 à fi > nillièmes d'acîde carbonîi|up el 6 à 9 mîUiî'mes de vap

L'air, dit Wurfi fDirtionn/iirt de Chiiaiej, esl r^mlîrUmmil un foiTgène et d'azote dans 1m proportions de 10.^ d'oi^^ae et de 79.07 (TaMl I «n voloma, ou. m oombres rottd*, ai d'oitgène «t 79 d'uole. En paU ■ce* proportiocn tool reprrésenlées aenâblMnent par s3 *, • ^axjfèat et 77 Itruolc.

M. Troosl. dans son Traité éiémenlaire de Chimie, p. 70. pour résuJtala de l'analyse :

„ . . i oïjgènc. a3 1 r- . ( oxygène, 30.8 |

^ P**^ ' aiote. 77 ) '«*■ ^° ™'°™" ! aiote. 79., * '~-

Pour déduire ces vohune« des poids (d)lenu5. dil<il, bunas et Dotiann^ ataieal eu la prêcautton de délerminn' de nouveau, et avec plus d'euditi qu'on ne l'avait pu faire jusqti'alors, la deniïté de l'aiote et cdie de r>

Il y a. on le reconoaJI. entre ces divers résultais d'analyst faites par tes plus éminenls Chimistes, de légères diSéreoces.

Je considère ici seulement la composition en poids.

Les résultats que je viens de citer donnent lieu aux rapport suivants :

o.3oo39 (I)

La découverte récente de l'argon, dont i % existe l'atmosphère (Académie des Sciences, séance du î février i8< et qui a été Jusqu'à ce jour pris pour de l'azote, modifierait I proportion (1) de la manière suivante:

Or. ri l'on considère les équivalents Q] de l'azote. jT| i l'oxygène, on trouve que :

LOI llhS LQLIVALEMS. lUI

Il eût fallu, pour •ivoir exactement ce rapporl. qu'au Heu lie . Uumaa et Boussin^ault eusnent trouvt- -^ .

Le rapport (i)dinîre du rapport (4) de o.oi^'î'*

— (3) en diffiTe do o.oiaoo

— (3) — o.oi8ti''i

En présence de ce résultai, je ii'hésilc pas à conclure que l'air iluil être une combinaison de 1 équivalent d'azote avec 1 équivalent d'oxygène.

En outre, les faits paraissent prouver que la combinaison d'aKOle et d'oxygène qui forme l'air est une combinaison très peu niable. Elle est juste assez stable pour maintenir constante la composition de l'air, quand des causes chimiques n'interviennent |)as pour l'altérer. Elle est juste assez instable pour pouvoir consliluer mi magasin facile d'azote et d'oxygène où la Nature entière (jcut puiser sans la moindre difficulté les éléments nécessaires au iléveloppement de chacun de ses trois règnes, minéral, végétal et animal.

Je vais essayer de l'établir :

Ce n'est pas par un pur hasard que ce rapporl expérimental 1^ que Je viens de citer ressemble tant au rapport -~ des équivalents nouveaux.

La différence qui sépare ces deux rapports est assez petite pour t'ire aisément imputable aux erreurs d'expériences.

Mais je ne puis soutenir ma thèse qu'en discutant les motifs I sur lesquels la thèse contraire repose.

Les raisons que l'on fait valoir en Chimie pour montrer que \ Tair est non une combinaison, mais un simple mélange des deux gaz, me semblent n'avoir pas une valeur sulTlsanle.

ïll l'air, dil Wurtz fDielionnaire de Chimie), litult un composi5 chimique, il

ilfirnit présenter la si m pli ci tù de rapports qiie l'on obsene cimsliiiDiiietit pour

ït%ea volumes gazeux qui ip. combinent, couformémenl à la loi île Ga^-Lussoc; or,

• rapporl en volume de l'oisg^iie ù l'aiiote dans l'air n'est pas un rapiwrl

|»iiNple. Ce rapport, en effet, est ^ = 0.3647.

Ce rapporl o.aO'iy est-il absolument certain ? Il résulte d'expé- Iriences dans lesquelles il faut tenir un compte rigoureuï de la I température et de la pression. Ces expériences sont très difficiles lit réaliser. Or le rapport non simple o.atiiy n'est pas Iri's élotirné

im loi DR* EQt lTtLE»T3,

du rapport simple ^ = n.^b, et l'argument invoqué ne me p trait devoir ^tre admis, à l'appui de la thèse que l'air est on sil pie mélange, cpi'aprèa de» vérifications nouvelles que je ne c pa^ devMtr ^tre victorieuses.

Mail j'ai hâte d'abandonner cet arguaient des volumes, que j'a déjà critiqué, ponr ne considérer que le rapport des poids. Quel rapport meilleur peut exister entre les poids d'oxvgène et d'azote que le rapport mathématique de leurs équivalents râl et [7]?

Du reste, avec l'adoption de ces équivalents, je puis mettre en évidence la simplicité du rapport des volumes.

D'après V Annuaire, i litre d'azote pèse ■"aâS: 1 litre d'oxygi pèse i^iag.

Par conséquenl, 3 grammes d'oxygène ont un volume dé' i'*39958, 7 grammes d'azote ont un volume de S'^SôiSg, et le rapport de ces deux volumes est o.a5t53, c'est-à-dire o.35. sauf erreoTB d'expériences, rapport simple.

C'est le rapport 0.55 mentionné plus haut.

M. Troost, résumant les objections de divers savants, énnm^ (p. 7^) les raisons qui font conclure à un simple mélange.

Après avoir indiqué la précédente, il continue ainsi :

Si l'air contenait l'oiygène 'et l'aiole à l'i-tat de combinaison, celui qui «r (rouve dÏMOus dans l'eau contiendrai! 1 1 d'oxvgéne pour 79 d'aiole. Or, quand l'air est mis en contact avec l'eau, cliocun des gat qoi entrent dans sa coniposilion M dissout proportion nellement à la solubilité propre et â «a force élastique dans le mélange; nous verrons, en efTet, que l'air dissous dans l'eau contient environ 33 d'oiygéne pour 67 d'azoto.

Et, plus loin, page loi :

Le» volumes de l'a/ote et de l'oiygène dissous dans l'eau sont, diifl eipériences précédentes, à peu près dans le rapport de 67 à 33 ou de : rapport très différent de celui où ils eiislent dans l'air.

L'auteur me paraît aller, dans sa conclusion, plus loin qud l'expérience ne l'autorise ,

Supposons un instant, en effet, que l'air soit une combinaïst» d'oxygène et d'azole dans les conditions de faible stabilité 1 j'ai indiquées.

Si nous voyons chaque gaz se dissoudre séparément dans l'ei dans la mesure de sa solubilité propre, cela prouve que, am

"B de

et le sauf

LOI DES EQlil'

contact de l'eau, le composé air se décompose en ses i composants ox\gène et azole. qui. d^s lors, se dissolvent dans l'eau chacun séparément selon sa propre loi. Je ne vois pas qu'on puisse tirer du phénomène de la dissolution des éléments de l'iitr dans l'eau une conclusion plus étendue, k On conçoit, d'ailleurs, que si l'air est une combinait^on, non un Huttélange. cette combinaison soit, comme je l'ai dit. pour le but H^t>e l'air remplit à la surface du tjlobc, une combinaison rendue ^Ksément décomposable par l'eau, une combinaison peu stable ^** égard au grand besoin qu'a la Nature des éléments qui le '■' • mposent.

AI. Troost dit encore, en rapportant les arguments donnés ptivir prouver que l'air est un simple mélange des deux gaz :

Quand on mélange de l'azote el de l'oxygène dans les propoiLioiis qui conslit^ent l'air, on a un gaz prësenltiiil les proprii-[^ de l'air atmosphérique, sans 1*»'il se produise ni dégagemenl de chaleur ni la coniraclinn qui accompasine ''^i^oan les combinaisons h volumes inégaux.

En ce qui concerne les propriétés du mélange, il serait nécessaire, pour en juger, d'avoir sous les jeux, le tableau général comparatif des expériences faites. Toutes les propriétés de l'air se retrouvent -elles sans exception dans le mélange opéré des di-ux gaz? et peut-on alïîrmer que la faible stabilité du composé air n'ait pas joué, à l'insu des opérateurs, qui ne pouvaient y penser, un certain rôle dans les résultats observés?

J'examine maintenant l'argument de l'absence de dégagement de chaleur et de l'absence de contraction Èi volumes inégaux.

Je remarque que le composé, qui, avec les équivalents actuels de la Chimie, s'écrit .\z'0, est le seul qui pourrait être expérimenté pour savoir s'il y a ou non dégagement de clialeur, s'il y a ou non contraction dans sa formation, car ce composé est pré- ^^ cisémenl celui où le rapport de l'azote à l'oxygène est comme ^Htf.eBtà 3. Or, ce composé, qui n'est autre précisément que l'air, ^^b'a pas encore été étudié chimiquement k titre de .\z*0. ^f L'expérience n'a donc pas été faite.

B Plus particulièrement, la faible stabilité de la combinaison ^P exigera une observation délicate pour que le faible dégagement de chaleur, qui ne manquera pas de se produire en opérant la combinaison, ne puisse échapper à l'attention des expérimentateurs.

lo'l LOI DES ÉQllVALESTS.

Il est on auli-e argumenl donné par Peloime et Freni> dans id Iraîté (I. p. 332) et que ne rapporte pas M. Troosl dans le sia

D'après los observations de Dulong, disetil-ilB, l'air alinospbcrituic pojsiil un jMUïoir réfringent qui est égal h la somme des pouvoirs ixTrinirenls '1' l'niiotu et de l'oxygène, et l'on sait que le pouvoir réTringeut des gar. coiii- [KisKS est toujours plus grand ou plus petit que In somme de ceuï de leM^ étutrieiils. H

Le pouvoir réfringent du composé élant tantôt plus granor tanlût plus petit que la somme de ceux de ses éléments, comprend qu'il puisst; aussi être L'gal; on comprend, en outre, que le cas oîi il est égal puisse n'arriver qu'une fois sur loo sur looo.

II me semble dilTicile qu'on ait pu ériger en loi que j'ami Tégalité n'a lieu. On ne pourrait le l'aire que si on pouvait li' démontrer mathématiquement, re qui, je crois, n'a pas été fuit D'ailleurs, rcxpéricnce, montrant que l'air possède un pouvoir réfringent égal & la somme des pouvoirs réfringents de l'aîoIiet de l'oxygène, est-elle absolument rigoureuse? Comment peut on la concilier avec la présence de ™ d'argon dann l'air ati spliériquei* L'argon aussi a son pouvoir réfringenl.

Les raisons données pour prouver qu'il y a mélange et combinaison ne me paraissent donc pas décisives.

Celle que j'ai donnée plus haut pour établir qu'il y a coi nai»on, non mélange, n'est pas la seule.

Comment comprend-on la possibililé de ce mélaIlge^

La densité de l'oxygène, ou poids de i litredunslevide.esti.^i

Celle do l'azote, ou poids de i lilrc dans le vide, est i,a58.

Comment ces deux gaK de densités différentes pcuvenl-iU indéfininienl unis cfMc à côte? N'est^il pus évident que 1") subira la poussée de l'oxygène et se séparera de lui en s'élev<

La pouNsée de l'oxygène sur i lilre do lui-même ou de tout qui Hc nuMe à lui est, en effet, de ^ '-^^9 = (i.7i'l'">. ee quj démontre par un calcul siTiq)le.

La poussée de l'azote sur i lilre de lui-même ou de lout gaz se mêle h lui est de . i.aôS = o.fiaf).

La différence do ces poussées doit forcer l'azole, au moins une certaine mesure, à monl«' nii-dcsBns de l'oxygène.

On m'objectera l'expérience de phjdlque qui prouve que

;re^^ i

LOI DES KQL'1VAI.ESTS. lO.)

gM, quoique de densilt^s différenles, se mêlcnl l'un avec l'autre. Est-il certain que ce qui se produit entre un ballon supérieur plein d'acide carbonique et un ballon inférieur plein d'hydrogène rais en communication, se retrouvera, dans les conditions si vastes de l'atmosphère terrestre, en réalisant une constance de fomposition absolue pour l'air?

Pour l'acide carbonique même, j'ai vu dans la Grotte du Chien, prtsde Naples, l'acide carbonique séparé de l'air atmosphérique supérieur par un plan horizontal mathématique, manifesté aux jeux par la Tumée delà torche qui éclairait la grotte, fumée reposant lur lu surface supérieure de l'acide carbonique, comme sur un plan id^al. Il n'y avait aucun mélange de l'acide carbonique avec l'air-

Je trouve une autre preuve de l'existence d'une combinaison, dans cette constance même du ra])port qui existe dans l'air entre '"quantité d'oxygène et d'azolc. quelles que soient les conditions oii l'air soumis à l'analyse ait été recueilli.

Celle constance a été démontrée, notamment, par une très inlfressante expérience de Bouasingault. Gomme Daiton avait «itinis que, dans l'atmosphère, la proportion d'oxygène diminue iivec la hauteur, lioussingault a analysé l'air qui se trouve dans I*< [H>res de la neige.

f^lte p^nëtralion inlime des pclits cristaux qui rormcnt la nmge, dil-il dans oii Mémoire {Annules de Chimie, 3" série, 1, iH\i, p. 359), ne permet guère dr ifouler que l'air que l'on en retire ne provienne pour 1b plus grande partie ta régions de l'atmosphère oii se forme le météore. D'après les analyses que J»i rapportiV-s, on n'est pas autorisai à penser que cet air possède une compolilbridisllnctode c^lle de l'air des rûgioiis inréricures... Jusqu'il ce jour, il faut l'ion ncoiiiialtrv que les résultais de l'expérience ne sont pas venus conQrmer 't^ prévisions de Dallon.

Ainsi, dans .sa mémorable ascension, M. Ga;r-f-ussac, ayant pu prendre de l'air • l'ènonne élëvalion de (i,636 mètres, ne. lui a pas trouvé une proportion d'o»jpiip diin^rentc de celle que renferme l'air de Taris.

U constance des éléments qui composent l'air ne pourrait. 'Inilleurs. me semble-t-il, se maintenir dans l'hypothèse d'un s'iiple mélange, étant données les causes diverses physiques et 'l'iiniques qui agissent sur l'air, et qui, rencontrant deux gaz 'ilires différents, simplement mélangés, devraient produire sur leurs natures différentes des effets différents susceptibles de modifier en tout point les proportinus de leur mélange. C'est ce