SUR LES MOYENS EUDIOMÉTRIQUES

ET SDR LA

PROPORTION OIS PRINaPIS CONSTITIIANTS Dl UATIOSPltRI,

PAR MM. A. DE HOMBOLDT ET i.-F. 6AT-LUSSAG.

Si les physiciens et les chimistes sont aujourd'hui d'accord sur la nature des principes constituants de Tatmosphère^ilsne le sont point encore sur leur quantité absolue. Depuis Sfaeele et Lavoisier, qui avaient trouvé 0,27 d'oxigène dans Tair, des expériences nombreuses , dues à Cavendish , Marti , BerthoUet , Fourcroy et Davy, ont beaucoup modiQé cette proportion , en la fixant entre 0,20 et 0,23. On ne peut disconvenir néanmoins que ces limites ne soient encore très-éloignées Tune de Tautre et ne répondent nullement au degré d'exactitude que comportent nos connaissances actuelles ; ou , si ces limites sont bien établies, il fauten conclurequeTatmosphèreéprouve, dans sa composition, des oscillations considérables. Quoique pour la plupart des phénomènes chimiques

il ne soit pas Décessaire de connaître rigoureusement la quantité absolue des parties qui composent Tatmosphère, cette connaissance n*est pas moins intéressante par elle-même qu'importante pour Thistoire du globe terrestre. Si tous les faits géologiques tendent à prouver que la terre n'est plus ce qu'elle a été autrefois , que les eaux ont couvert des montagnes très-élevées , et que le Nord nourrissait des animaux qui n'appartiennent plus qu'aux tropiques, ces mêmes changements prouvent à quel point il serait utile pour les siècles futurs de bien constater aujourd'hui l'état physique du globe* Lors même que les grandes catastrophes qu'il a éprouvées ne se renouvelleraient plus, il peut subir encore des modifications lentes que l'homme ne saurait apprécier par lui-même» s'il n'en trouvait des preuves incontestables dans les annales des sciences. Il serait donc de la plus haute importance de fixer authentiquement les grands phénomènes de la nature qu'on peut supposer variables, tels que l'intensité des forces magnétiques , la hau« teur du baromètre au niveau de la mer , celle de la mer même , la température moyenne de chaque climat et la proportion des principes constituants de l'atmosphère. Nous avons porté notre attention sur la dernière question , et quoique nous ne l'ayons pas encore résolue d'une manière qui puisse nous satisfaire entièrement nous-mêmes , nous hasardons de faire connaître le commencement du travail que nous avons entrepris sur cet objet et les recherches auxquelles il nous a conduits.

Les moyens eudiométriques qui doivent servir à déterminer la proportion des principes constituants de l'aîr ne sont pas tous susceptibles d*une égale précision , et quelques chimistes distingués donnent la préférence à uh moyen qui est exclu par d^autres. Nous ne pouvions par conséquent nous dispenser de soumettre & l'épreuve les méthodes eudiométriques connues, afin de les bien apprécier ; car nous sommes convaincus que Texactitude dans les expériences tient moins & l'observation fidèle des divisions d'un instrument qu'à l'exactitude même de la méthode. Quoique, en eflet, le gaz nitreux paraisse au premier abord le moyen eudiométrique le plus incertain que l'on puisse choisir , nous nous sommes assurés que si l'on combine l'action de ce gaz avec celle du sulfate de fer ou de l'acide muriatique oxygéné et de la potasse , il peut indiquer avec beaucoup de précision la quantité d^ oxygène contenue dans l'air. En général, tous les moyens eudiométriques donneraient les mêmes résultats si on les connaissait tous également; c'est parce qu'il est très-diOTicile de faire toutes les corrections qu'ils exigent , qu'on donne naturellementla préférence aux moyens qui enexigentmoins, quoique ce ne soient pas toujours ceux dont l'emploi est le plus simple. Nous bommencerons donc par faire connaître les recherches eudiométriques dont nous nous sommes occupés , et nous les appliquerons ensuite à l'analyse de l'air atmosphérique et à celle de différents gaz retirés de Teau dans diverses* circonstances, ou mis en conts^ct avec elle. Nous croyons

devoir rappeler encore que nous ne traiterons pas la question que nous nous sommes proposée avec retendue qu'elle mérite. Forcés d'interrompre nos recherches avant d'avoir pu les terminer , nous n'avons pour but que d'en faire connaître les principaux résultats. l)epuis près de deux mois que nous les avons commencées dans un des laboratoires de l'École polytechnique, nous nous y sommes livrés avec d'autant plus d'assiduité, malgré le froid qui rend pénible ce genre d'expériences, que M. de Humboldt y attachait un intérêt particulier. En l'an VI, il avait présenté à l^tnstitut deux Mémoires sur l'analyse de Tair, renfermant un grand nombre d'expériences qu'il regarde aujourd'hui (c'est lui-même qui le déclare) comme très-inexactes, et comme justement combattues par Davy et par un chimiste qui nous honore tous deux d'une bonté particulière, par M. Berthollet. Zélé pour le progrès de la science, M. de Humboldt a voulu remplacer ce travail de sa première jeunesse par un autre fondé sur des bases plus solides. En commençant ses Recherches, il a désiré m'y associer, et j'ai dû me sentir d^autant plus honoré de cette propositiotl, que, depuis le retour de son voyage aux tropiques, hous sommes liés de l'amitié la plus étroite.

Observations sur quelques moffens eudiométriques.

Nous ne nous proposons paà d'e^^poset* dans ce Mémoire toutes les recheï*ches que nous avons entreprises «ur divers moyens eudiométriques ; la plupart

sont encore trop incomplètes; mais nous étant occupés plus particulièrement des sulfures alcalins et surtout du gaz hydrogène, nous exposerons en ce moment le résultat de nos observations sur ces deux moyens eudiométriques.

Quoique les sulfures alcalins aient en général, pour l'analyse de Tair, une action assez constante, et qui leur avait fait accorder avec raison la préférence sur les autres moyens eudiométriques, ils présentent cependant quelques causes d'incertitude, qu'il est indispensable de bien connaître, si Ton veut pouvoir ajouter une entière confiance aux résultats qu'on en obtient. On a cru longtemps qu'ils n'avaient aucune action sur Tazote, et quoique Marti eût annoncé dès 1790 qu'ils absorbaient ce gaz, on n'avait plus fait depuis attention à cette propriété. Il est vrai que Marti avait en même temps annoncé que , en les saturant d'azote, on pouvait les employer avantageusement à l'analyse de l'air, et obtenir constamment pour Toxygène une proportion comprise entre 0,21 et 0,23. D'un autre côté, ce chimiste n'ayant pas indiqué avec assez de précision les détails de son expérience , BerthoUet , qui l'avait répétée au milieu de circonstances différentes , avait annoncé dans sa Statique chimique que les sulfures alcalins ne lui avaient point paru avoir la propriété d'absorber l'azote , et il avait par là rassuré les chimistes sur l'emploi de ces substances dans l'analyse de l'air. Nous employâmes donc d'abord ce moyen avec beaucoup de confiance ; nous n'avions à objecter que le temps qu'il exige et qui

avait fait désirer de longue date, malgré toute Texactitude quMl semblait offrir, qu'on pût lui en substituer un autre à Tabri du même inconvénient ; mais nous avons bientôt reconnu, un peu grâce au hasard, que ce moyen n'agissait pas toujours d'une manière uniforme.

Ayant mis 100 parties d'air atmosphérique en contact avec une dissolution de sulfure de potasse faite à chaud, dans trois vases d'inégale capacité, nous avons observé au bout de huit jours que l'air avait perdu 23 parties de son volume dans un des vases, 23,6 et 26,0 dans les deux autres. Cette grande inégalité nous a d'abord beaucoup surpris ; mais ayant remarqué que l'absorption la plus forte avait eu lieu dans le plus grand flacon, nous avons soupçonné qu'il s'était absorbé de l'azote, et pour mieux nous confirmer dans notre soupçon, nous avons répété la même expérience en employant deux vases de capacité plus inégale, les circonstances restant d'ailleurs les mêmes : au bout de dix jours, nous avons trouvé que dans le petit flacon l'absorption n'avait été que de 22,5 parties , tandis que dans le grand elle était de 30,6. Mais l'expérience la plus concluante que nous ayons faite à cet égard , a été de mettre une dissolution de sulfure de potasse, chauffée jusqu'à l'ébuUition, en contact avec de l'azote dans des vases inégaux, ce qui nous a conduits à reconnaître que l'absorption était proportionnelle à la capacité de ces vases. Il serait donc possible de faire absorber une quantité déterminée d'air atmosphérique par une dissolution de sul-

fure alcalin , et de regarder cet air comme de Toxygène pur, en supposant que toute la diminution de volume est due au gaz oxygène. Mais si au lieu d'em» ployer une dissolution de sulfure faite à chaud on en emploie une faite à froid, comme Ta toujours pratiqué Berthollet , la dissolution de Tazote n*a plus lieu, au moins d'une manière sensible , et les résultats de l'analyse de l'air opérée t)ar ce moyen deviennent beaucoup plusconiparables. Cette action variable des sulfures alcalins dissous à diverses températures a besoin d'être mieux mise en lumière, et nous allons réclaircir en citant des phénomènes analogues, mais plus aisés à concevoir.

L'eau contenant toujours en dissolution une certaine quantité d'air, dans laquelle la proportion d'oxygène est plus forte que celle de l'air atmosphérique , il arrive que lorsqu'on la chauffe ou que l'on y dissout unsel, elle laisse dégager une partie de cet air cten conserve une autre, qu'il est possible encore de lui enlever par une plus forte chaleur. Si donc on metTeau, quia perdu par l'effet de la chaleur l'air qu'elle contebait, en contact avec de l'air atmosphérique , elle en ab-^ sorberà, en revenant à sa première température, une quantité égale à celle qu'elle a perdue, et si on n'est pas prévenu de cette absorption et qu'on s'en tienne aux apparences ) on supposera que l'eau ou seule oïl chargée de sel a fait l'analyse de l'air. C'est ainsi que Heller a annoncé tout récemment qu'une dissolution de muriate de soude absorbait tout l'oxygène de Tair , quoique , en répétant l'expérience aVec une

dissolution du même sel très-chargée , mais faite à froid, nous n'ayons pas trouvé la plus légère différence entre l'air atmosphérique ordinaire et celui qui avait été en contact avec la dissolution de muriate de soude pendant un mois et demi.

11 arrive précisément la môme chose avec un sulfure qu'avec un sel. Au moment où il se dissout dans l'eau, il y a une partie d'air expulsée, et il s'établît un équilibre de saturation entre l'eau, le sulfure et l'air qu'elle tient en dissolution , en sorte que si les circonstances ne changent pas, il n'y a pas de raison pour qu'elle absorbe de ilouvel air ; mais si l'on fait chauffer la dissolution , une partie du gaz qu'elle contenait se dégage, et il faut bien qu'en revenant à sa première température elle absorbe ce qu'elle avait perdu, afin que l'équilibre se rétablisse (9ù). Nous croyons donc pouvoir expliquer la différence entre les résultats de Marti et de BerthoUet par la différence même des circonstance^ dans lesquelles ils ont opéré ; mais Marti paraît avoir cru que le sulfure absorbait, par sa nature, de l'azote, tandis qu'il n'en absorbe nullement , et qu'il empêche plutôt Teau avec laquelle on l'a fait bouillir d'en absorber autant qu'elle le ferait sans cela.

Ainsi, en ayant l'attention de dissoudre à froid les sulfures et de les laisser quelque temps en contact avec de l'azote ou avec de Taîr , on peut les employer Utilement à l'analyse de l'atmosphère. Nous ferons observer pourtant qu'ils ont le désavantage d'exiger un long temps pour que leur action soit complète ,

d'où il résulte qu*on est obligé d'avoir recours aux corrections souvent très-incertaines du thermomèlre et du baromètre. La meilleure manière de remédier à cet inconvénient est sans doute de suivre la méthode de Berthollet et de Marti , qui consiste à mettre en comparaison sur Teau une quantité déterminée d'air, pour en conclure, d'après ses variations de volume, celle de l'air qu'on analyse; mais cette méthode ne nous a pas paru avoir dans la pratique tout l'avantage qu'elle semble promettre. Nous ferons remarquer encore , à l'égard de tous les moyens eudiométriques où la substance absorbante est solide ou liquide, que si l'on commet une erreur , soit en observant les divisions de l'instrument, soit en appréciant les incertitudes de la méthode, cette erreur porte nécessairement en entier sur la quantité d'oxygène ; et comme, avec toute l'exactitude possible, on ne peut pas répondre d'une frac* tion beaucoup moindre qu'un centième, il en résulte qu'il serait impossible de déterminer la proportion d'oxygène contenue dans l'air au delà de cette limite. On remarque, en effet, que les chimistes, en se servant de moyens semblables, ont trouvé des variations assez considérables dans la quantité d'oxygène que renferme l'air; et Marti lui-même, qui parait avoir fait un très-grand nombre d'expériences avec les sulfures alcalins, et qui savait toutes les précautions qu'ils exigent, fixe cette quantité entre 0,21 et 0,23. Nous verrons plus bas que les moyens eudiométriques dans lesquels une substance gazeuse se com-

bine avec roxygène, peuvent doDoer une plus grande précision.

Comme notre projet, dès le commencement de notre travail , était de nous assurer si Teudiomètre de Vol ta pouvait être employé à l'analyse de l'air, nous avons fixé principalement notre attention sur cet instrument. On l'avait accusé d'être infidèle, d'indiquer dans l'air moins d'oxygène qu'il n'en existe réellement; mais il nous avait paru qu'en tenant compte des corrections nécessaires , et en observant la loi de leurs variations, on pouvait le rendre trèsexact et très-commode ; en conséquence, nous nous sommes proposé les questions suivantes :

1* Lorsqu'on enflamme un mélange de gaz hydrogène et de gaz oxygène dans l'eudiomètre de Yolta, l'absorption de l'un des gaz peut-elle être complète?

2* Le produit de leur combinaison est-il de nature constante?

3"* Quelle est la proportion exacte des deux gaz pour former de l'eau ?

A"" Quelles sont les limites des erreurs que comporte l'eudiomètre de Yolta ?

Nous devons examiner successivement ces quatre questions : mais auparavant nous croyons essentiel de dire comment nous avons préparé les gaz qui ont servi à nos expériences.

Nous avons retiré le gaz oxygène du muriate suroxygéné de potasse.Pour l'obtenir, nous nous sommes servis d'une cornue de verre, à laquelle avait été soudé , à la lampe , le tube recourbé par où devait

s'échapper le gaz, et, afin qu'il fût aussi eiepapt d'azote qu'il est possible , nous avons rempli Ift cornue d'eau, environ jusqu'au quart de sa capacité. Cette eau se réduisant toute en vapeurs avant que le sel se décompose , a bientôt expulsé tout l'air de la cornue ; mais pour prévenir l'absorption qui aurait lieu avant le dégagement du gaz oxygène, nous faisons plonger l'extrémité du lube dans une soucoupe remplie de mercure que nous enlevons aussitôt que le gaz commence à se dégager. Pour éviter que l'oxygène , en traversant l'eau , en chasse de l'azote , nous le portons directement dans la partie supérieure du récipient qui doit le recevoir , au moyen d'un tube recourbé à angle droit, qui atteint d'une part le haut du récipient, et de l'autre s'adapte au premier tube par le moyen d'un bouchon de liège commun aux deux. Ce procédé, assurément très-simple est surtout très-avantageux pour les gaz solubles daps l'eau, tels que le gaz acide carbonique, le ga? oxyde d'azote, etc. Nous avons obtenu notre gaz hydrogène en décomposant l'eau par le moyen du zinc et de l'acide muriatique ou de l'acide sulfurique étendu d'environ six parties d'eau. Nous avons eu soin aussi de remplir exactement d'acide le vase d'où devait se dégager le gaz, et de ne point lui faire traverser l'eau ; malgré toutes ces précautions, notre oxygène a laissé avec le sulfure 0,004 d'azote, et l'hydrogène, analysé par d'autres moyens, en a manifesté 0,006. Après ces éclaircissements nous allons passer aux que8tionsquenousnou88ommesproposée8,etd*abord;

Lorsqu'on enflamme un mélange de gas oiygène et de gaz hydrogèqe dans Teudiomètre de Yolta, rabsorpt^ou de Tun des gaz peut-elle être complète?

Pour nous assurer si tout Toxygène ou tout l'hydrogène pouvaient être entièrement détruits, nous avons pensé que si les deui gaz étaient parfaitement purs, ou si Ton connaissait leur degré de pureté, on devait, dans le cas de Tabsorption complète, trouver la mémo proportion entre les principes de l'eau, soit que l'hydrogène dominât, soit que ce fût Toxygène. Effectivement, en faisant détonner des mélanges de 800 d'hydrogène avec 100 d'oxygène, et de 200 du premier avec 200 du second, dans lesquels l'hydrogène et l'oxygène dominent alternativement, eu égard au rapport de 2 i 1 qui est celui des principes de l'eau, et en faisant la correction due à l'impureté des gaz, nous avons obtenu à trèspeu près le même résidu. Même après l'entière absorption de l'un des deux gaz, il serait encore possible que les résidus obtenus en faisant dominer alternativement l'oxygène ou l'hydrogène ne fussent pas identiques, et cela aurait lieu si, suivant la prédominance de l'un des gaz, il se formait une eau oxygénée ou hydrogénée ; mais puisque les volumes restants sont devenus identiques, il faut nécessairement en conclure que l'hydrogène et l'oxygène ont été entièrement absorbés l'un après l'autre. Toutefois, bien que l'absorption des deux gaz puisse être complète dans quelques circonstances, il ne faut pas croire qu'elle le loit a?ec des quantités quelconques ;

— ssa —

DOD-seulemeDt il y a des proporlioDS telles d'hydrogène et d'oxygène, et deces deux gaz mêlés avec Tazote ou même avec un autre gaz quelconque, qu'il est impossible de les allumer par le moyen de rélincelle électrique ; mais il en est d'autres encore avec lesquelles l'inflammation commencée s'arrête avant que la combustion soit finie. Nous allons citer à cet égard des expériences qui nous paraissent très-concluantes. Nous avons mêlé 100 parties d'hydrogène avec 200 , 300,, • • 900 d'oxygène et nous les avons enflammées par l'étincelle électrique : dans ces diverses proportions, l'absorption a été constamment de iA6 parties; mais avec 1000 d'oxygène, elle a été réduite tout à coup à 55; avec 1200 et l&OO elle a été réduite à 2/i et à 1/i ; avec 1600, à zéro, c'est-à-dire qu'il n'y a pas eu d'inflammation. Voici le tableau de ces divers résultats :

Hydrotène.

oiTrta*.

AbMIpUM.

IM

lb6

IbOO

Ce qu'il y a de frappant dans cette série d'expériences, c'est de voir : 1" une absorption constante avec des proportions très-différentes se changer subitement en une absorption décroissante ; 2* la com-

bustion commencée du gaz hydrogène ft^arrêter avant d*être achevée; 3"* des proportions d'oxygène et d'hydrogène telles qu'il n*est pas possible des les enflammer. Ces divers phénomènes seront un peu éclaircis par la suite ; en attendant, remarquons qu'il y a des proportions, même assez étendues, avec lesquelles la combustion du gaz hydrogène peut être complète.

Les phénomènes précédents ne sont pas particuliers aux gaz hydrogène et oxygène, mêlés ^ans les proportions que nous venons d'indiquer; ils ont en* core lieu, lorsqu'on enflamme 100 parties d'oxygène avec 200, 300, .... 4000, etc., d'hydrogène. 11 ar« rive seulement alors que le terme où l'absorption cesse d'être constante est plus éloigné, et, pour en sentir la raison , il suffit d^observer que dans ce cas il disparaît environ âOO parties par l'inflammation, tandis qu'il n'en a disparu que la moitié dans les expériences précédentes.

Le gaz azote el le gaz acide carbonique présentent aussi des résultats analogues. En enflammant, par exemple, un mélange de 900 parties d'azote, 100 d'hydrogène et 100 d'oxygène , l'absorption qui devrait être de l&G parties si la combustion était complète, n'a été, dans l'expérience que nous prenons pour exemple , que de 50 parties , quoique dans d'autres nous l'ayons vue un peu au-dessus ou au-dessous de cette quantité. Avec des proportions inférieures d'azote nous avons eu constamment l'absorption de 1&6. Quoique l'azote paraisse se comporter ici comme

MéL. I. 25

Toxygène, puisque avec iOO d'hydrogène et iOOO d^oxygène nous avons eu à peu près le même résultat qu'avec 100 d'hydrogène, 100 d'oxygène et 900 d'azote , nous n'en tirerons aucune conséquence , parce que nous n'avons pas encore assez multiplié et varié nos expériences. Néanmoins , celles que nous avons foites tendent à prouver que lorsque des portions déterminées de gaz oxygène et de gaz hydrogène sont mêlées avec différents gaz, l'absorption peut être constante jusqu'à un certain point, passé lequel elle décroit très-vite.

L'absorption de Toxygène et de Thydrogéne étant complète dans des proportions déterminées, et ne Tétant pas dansd*autres, il sera donc toujours possible de ramener un mélange gazeux , qui seul ne pourrait pas s^enflammer, à un autre avec lequel Tabsorption d^un des gaz serait totale , en ajoutant de Toxygène ou de l'hydrogène , ou même de Tun et de l'autre.

La combustion des 100 parties d'hydrogène, dans l'expérience précédente, n'ayant pas été complète , nous avons analysé le résidu. 100 parties mises avec du phosphore ont diminué de 7 en quatre heures , preuve manifeste que le résidu contenait de l'oxygène. Pour nous assurer s'il avait retenu de Thy* drogène, nous avons enflammé dans Teudiomètre de Vol ta un mélange de :

200 du résida précédent.

200 de gaz oxygène.

200 de gai hydrogène.

A la suite derinfIa(iim{itioD,il avait disparu 31^ paptiçs ; et pomme d'après des ç ^péfiepces que uqqs rap^ porteroDS plus bas, lOQ d^oxygèoe pur exigent pour ^ saturer 300 de gaz hydrogène, Tabsorptiou qui, ^yec le gaz hydrogène que nous avons employé ici , n'eût dû être que de 293 parties , ayant été de Sl^, il faut, nécessairement que le résidu en ait fourni asse^ pour porter Tabsorptiqu de 2^2 à 312 , c'est-à-dire qu'il en contint 13,3 partie^. Or le calcul indique qu'il devait en contenir 12 ; il est donc prquvé clairement que, bien que l'inflammation ait eu l|f )i , la combustion n*4 pa^ ét^ po^ip|ète, ç|; qpe tout r}iy<i drogène Q'ét9lt pofnt entri^ «q cQinbimâ9oq » pui«in^ nQU9 avons rpjrpqvé ççl^i qqi n'avjiît pM ^té »b^rM dans le résidu. Nous ferons observer qne, ^anf tPV9 te^ cas 01) l'absorption Q*9 pas ét^ complète. Tinfl^Riiiia. tion a été peu vive.

En comparant, d^ns l'inflammation des gaz hydrogène et oxygène, les effets de l'électricité à ceux d'un^ haute température, nous avons été conduits à penser que l'inflammation par le choc électrique pourrais bien être due à la chaleur produite par la compression instantanée qu'exerce rétiqcelle électrique dans son passage. Nous savions en effet, d'après notre prq^ pre expérience , que l'inflacpma^iqn d'un mélange de gaz hydrogène et de gaz oxygène dépend uniquement dp la température, lorsque cette inflammation 9pt produite par la cb^leur. Car si l'on fait passer trèsr lentement ce mélange par uq tulje chauffé trè^gra- 4uellçment depuis rp:|^trémité jusqu'au centre, sans

s^opposer à la dilatatioD libre des gaz, TinflammatioD aura lieu aussitôt que la température sera assez élevée. Étant donc posé comme un fait, que rinflam-^ mation des gaz oxygène et hydrogène n'a lieu qu'à une certaine température, voyons ce qui se passe dans leur inflammation par Tétincelle électrique. Lorsque l'étincelle traverse un mélange d'oxygène et d'hydrogène , elle le déplace par son passage rapide , qui ne permet pas aux molécules gazeuses de se communiquer le mouvement aussi vite qu'elles l'ont reçu ; il en résulte une compression instantanée trèsforte , qui produit une élévation de température su^ périeure à celle qu'exige la combinaison des gaz, et dès lors l'inflammation commencée doit se propager très-rapidement.

D'après cette manière de concevoir les effets de l'électricité , nous avions pensé que lorsqu'une faible étincelle ne produit qu'une combustion incomplète dans un mélange de gaz hydrogène et de gaz oxygène, une étincelle plus forte produirait une combustion plus complète. Cependant , soit que nous n'ayons pas employé une électricité assez vive, soit que nous n'ayons pas assez multiplié nos expériences, nous n'avons pas obtenu de différences sensibles en employant l'étincelle d'un électrophore de 3 décimètres de diamètre ou le choc d'une bouteille de Leyde trèschargée ; mais la construction de notre eudiomètre ne nous a pas permis d'y tirer de très-vives étincelles et nous attendrons, pour prononcer sur l'influence de la force de l'électricité dans l'inflammation de

FhydrogèDe et de Foxygène , que nous ayons fait de nouvelles recherches.

Dans TexpérieDce que nous avons rapportée, où fut enflammé un mélange de 900 parties d'azote, 100 d*oxygène et 100 d'hydrogène , Tabsorption n'a pas été aussi forte qu'elle aurait dû l'être , et nous avons prouvé que le résidu devait contenir ce qui avait échappé à la combustion . c'est-à-dire qu'il devait être composé, sur 100 parties, de 6 d'hydrogène, de 8 d'oxygène et de 86 d'azote. Donc, puisque la combustion a été interrompue lorsque ces proportions ont eu lieu , on peut conclure qu'une nouvelle étincelle électrique ne pourrait plus enflammer ce mélange. Par conséquent, dans l'atmosphère, où il y a beaucoup moins de 6 centièmes d'hydrogène, l'étincelle électrique ne pourra pas enflammer ce gaz, ou si elle l'enflamme sur son passage , en raison de sa grande force , l'inflanunation ne pourra pas se propager, et restera pour ainsi dire particulière aux parties que traverse l'étincelle. Donc, enfin, on ne peut pas attribuera l'inflammation du gaz hydrogène par la foudre , et moins encore , par des charges plus faibles d'électricité, les phénomènes météoriques ignés ; ou si ces phénomènes sont efiectivement le résultat de l'inflammation du gaz hydrogène , il faudrait conclure qu'il devrait s'en trouver plus de 6 centièmes dans 1 air au moment où ils sont produits; ce qui est contre toute vraisemblance, surtout quand on se rappelle que de l'air pris à une très- grande hauteur et comparé avec de l'air pris à

la surface de la terre D*a pas présenté d*hydi*ogëne appréciable.

Mais si à chaque fois que Ton tire une étincelle électrique dans un mélange d'hydrogène et d*oïygèiie, ou bien d'azote, d'hydrogène et d'oxygène, ijui ne peut pas s'enflammer, il y a eflectivement une chaleur locale et instantanée produite par la compression qu'exerce l'étincelle à son passage, il serait possible qu'en tirant une suite d'étincelles dans un des mélanges dont nous venons de parler , il y eût à chaque choc une petite inflammation locale sur le passage de l'étinjelle , et qu'ainsi Ton parvînt k détruire une quantité déterminée d'hydrogène noyée dans beaucoup d'a2ote et d'oxygène, ou dans de Toxygène seulement. Un fait pourrait conflrttier ce soupçon, c^est qu'il est notoire qiie Téthet* et l'ammoniaque, qui 6bnt décomposés par la chaleur lorsqu^on les foit passer ëtl vapeurfe à travers un tube rouge, le *ont égalétnent pai^ des chocs électriques réitérés. Il serait aussi très-intéressant de savoir si on pourrait enflammer par l'étincelle électrique un mélange convenable d'oxygène et d'hydrogène, après l'avoir dilaté par le moyen de la machine pneumatique. Si en effet l'inflammation par l'étincelle électrique dépend de la chaleur produite par la compression. Il serait naturel de penser que, lorsque les gaz sont dilatés, la compression par l'étincelle étaht moins forte, la chaleur qui en résulte doit èlte aussi beaucoup plus faible , et qu'il peut y avoir un degré de dilatation des gaz tel, que t inflammation né puisse

pas avoir lieu. Nous n^avons pas encore eu le temps de faire ces diverses expériences , mais nous n'abandoDDODS point le projet de nous y livrer, et nous espérons même pouvoir le faire bientôt.

En résumé , il y a des proportions d*hydrogène et d'oxygène, ou de ces deux gaz avec Tazote , telles que la combustion peut être complète. Il y en a d'autres avec lesquelles la combustion s'arrête d'elle-même avant d'être achevée ; d'autres enfin avec lesquelles elle ne peut du tout avoir lieu. Le gaz hydrogène qui échappe à la combustion se retrouve en entier dans le résidu. Quand on ne peut produire par l'étincelle électrique une inflammation complète du gaz hydrogène, ou même la commencer, il suffit d'augmenter les proportions d'oxygène ou d'hydrogène. Les phénomènes météoriques ignés ne sauraient être le résultat de l'inflammation du gaz hydrogène , parce que, dans les régions où Ton suppose que se passent les principaux d'entre ces phénomènes , tels que les averses abondantes et subites qui ont lieu quelquefois après un coup de tonnerre , il faudrait qu'il s'y trouvât plus de 6 centièmes d'hydrogène, sans quoi l'inflammation ne pourrait pas avoir lieu ; encore n'y auraitil que l'excédant de cette proportion qui pût s'enflammer.

Rien n'empêcherait d'expliquer les cas où la combustion n'a pas été complète, en disant, d'après les lois des affinités, que lorsqu'un des gaz devient très-prédominant, il peut défendre l'autre par son affinité et le soustraire en partie à la combustion. Alors même

que cette affinité serait très*faible , on conçoit que la quantité du gaz y puisse suppléer, ainsi que le pensait Bertholiet, et s'il y a une propriété particulière dans les divers gaz pour arrêter plus tôt ou plus tard la combustion , on Texpliquerait par la différence de leur nature. Mais en raisonnant dans le cas où l'hydrogène se trouve mêlé avec Toxygène seulement » et en faisant dépendre de Taffinité les phénomènes qui se produisent lors de sa combustion avec diverses proportions de ce gaz, comment expliquer le passage subit d'une absorption constante à une absorption décroissante, quand on convient que si Fhydrogène peut être soustrait à la combinaison par l'oxygène, Teffet de l'oxygène doit suivre une loi régulière? Gomment concevoir que ces deux gaz, après s'être trouvés dans des circonstances favorables à leur combinaison, se maintiennent, par leur affinité, à l'état élastique, quand ils pourraient former une combinaison beaucoup plus dense, l'eau? Comment concevoir enfin qu'une affinité qui produit une condensation et une saturation très-grandes puisse être inférieure à une affinité qui ne produit aucun changement dans les dimensions des deux gaz , aucune saturation? L'hydrogène et Toxygène, en quelque état qu'ils soient, ont le même degré d'affinité, puisque cette affinité se mesure par leur capacité de saturation ; seulement l'état où ils se trouvent peut être plus ou moins favorable à leur combinaison. Or dire que l'hydrogène et l'oxygène ont une plus grande affinité à l'étal de gaz qu'à l'état de liquide.

c*est dire que leurs molécules s'attirent plus lorsqu'elles sont très - éloignées que lorsqu'elles sont très-proches. Ces objections contre une explication fondée uniquement sur les affinités nous ayant paru de quelque poids, nous avons essayé de présenter une autre solution qui, suivant nous, ne fût pas sujette aux mêmes difficultés.

Tous les corps combustibles exigent en général une certaine élévation de température pour se combiner avec l'oxygène. Le charbon , par exemple , ne se convertit en acide carbonique que lorsqu'il est rouge, et ce même corps qui, à une haute tempéra* ture, peut continuer de brûler, quand il est frappé par un courant de vapeur aqueuse , s'éteint aussitôt qu'on le plonge dans l'eau. Ce principe, que les corps exigent en général une certaine élévation de température pour brûler , étant une fois admis , supposons que l'on ait un corps qui brûle dans un volume donné d'air atmosphérique , et que la température nécessaire à la combustion soit maintenue uniquement par la chaleur due à l'absorption de l'oxygène; admettons encore qu'au commencement de la combustion la chaleur produite par la fixation de l'oxygène contenu dans un centimètre cube d'air soit égale à 1, et que la chaleur perdue, pendant cette fixation, en calorique rayonnant, ou par l'absorption qu'en font le gaz azote et d'autres corps , soit égale à ^ , en négligeant ici la loi suivant laquelle elle décroît; on conçoit que, dans les premiers moments de la combustion , la température du corps devra s'éle-

— ft9A —

ver ; mais à mesure que la quantité d^oxygène diminuera et que celle de Tazote augmentera proportionoellement , la chaleur communiquée diminuera aussi* 11 arrivera donc un point où la chaleur perdue égalera la chaleur communiquée , et au-dessous duquel la température étant trop basse ^ la combustion devra cesser : ce qui prouve bien que c'est uniquement parce que la température est trop basse que la combustion s'arrête, c'est que si l'on maintient artificiellement la température assez élevée, le corps continuera de brûler.

Maintenant cette explication subsistera toujours quand, au lieu d'azote, ce sera le gaz sulfureux, le gaz hydrogène, le gaz acide carbonique, ou tout autre gaz qui se trouvera mêlé avec l'oxygène ; seulement la combustion pourra cesser plus tôt ou plus tard qu'avec l'azote. On conçoit en effet que si le gai sulfureux ou le gaz acide carbonique avaient une capacité de calorique beaucoup plus grande que celle de l'azote, en les supposant mêlés avec l'oxygène dans les mêmes proportions que l'azote, la perte de la chaleur serait beaucoup plus grande et , par conséquent , la cessation de la combustion devrait avoir lieu plus tôt. Mais si les gaz avaient des capacités égales pour le calorique , ils devraient tous arrêter la combustion au même moment, comme nous avons vu que l'ont fait à peu près l'oxygène et l'azote avec l'hydrogène, et par là se résoudrait peutêtre l'importante question de savoir si les gaz ont des capacités égales ou différentes.

D*après cela, un corps combustible, du soufre par éxetnple, cesserait de brûler dans un Tolume déterminé d'air, tioti parce que Tafllnité pour Toxygèbe dé Tâiote du des gaz produits serait plus forte que telle dd corps combustible , mais parce que la thû-leur absorI)ée par ces gaz , qUi tendent à se mettre en équilibre de tettipératbre aVec le corps enflammé, serait plus grande que la chaleur due à la fixation de l'oxygène , d'où il résulterait que la température serait bientôt ramenée au-dessous de celle qui est nécessaire à la combustion. On sait en effet que le soufre peut recommencer i brûler dans un air où il s'était éteint, si l'on élère suffisamment la température.

Ce qui a lieu lors de la combustion instantanée de l^hydrogène dans l^eudiomëtré de Toi ta est absolument analogue à ce qui se passe lors de la combustion successite de Thydrogène ou de tout autre corps dans un volume donné d'air. Si Tob place une lampe h gaz hydrogène sous une c}oche remplie de gaz oxygène , la flamme sera petite , vive et légèrement colorée. Qu'on remplace Toxygène par l'air atmosphérique , la flamme sera plus étetldue , moins vive et plus colorée. A mesure surtout que la proportion d'oxygène ira en dinilnuaut, là flamtfle prendra un accroissement nouveau , parce que l'hydrogène sera obligé d'aller chercher plus loin Toxygène , et la flamme , après s'être colorée en un vert bleuâtre très -léger, s'éteindra bientôt, quoiqu'il reste dans l'air plusieurs centièmes d'dXygèûe. Les

phénomènes ne sont pas différents dans reudiomèUre de Volta. Quand les proportions d'oxygène et d'hydrogène ne s* écartent pas beaucoup de celles qui constituent Teau, la flamme est encore très-vive malgré sa dilatation ; mais si Ton mêle par exemple 1000 parties d'oxygène avec 100 d'hydrogène, alors la flamme est faible, colorée en vert bleuâtre, et la combustion de l'hydrogène n'est pas à beaucoup près complète , puisqu'on en trouve près des deux tiers dans le résidu. Ce qui prouve encore que c'est faute d'une température assez élevée que la combustion n'a pas été complète, c'est que si l'on fait passer le résidu , comme nous l'avons fait , à travers un tube de porcelaine rouge, on verra que tout l'hydrogène sera absorbé.

Nous ferons observer que dans la combinaison des gaz hydrogène et oxygène, il se présente un phénomène bien singulier qui a fixé depuis longtemps l'attention de Monge.

Comment se fait-il, dit ce célèbre physicien, qu*en élevant la température des deux gaz, c'est-à-dire en augmentant la dose du dissolvant, on diminue l'adhérence qu'il avait pour ses bases ? Bien éloigné de croire que dans l'état actuel de nos connaissances on puisse donner de ce phénomène une explication satisfaisante , nous le rappelons au contraire à l'at-* tention des physiciens. En effet , d'après l'idée qu'on peut se former de la force qui produit les combinaisons et des forces opposées , l'état élastique annonce que la force de cohésion est détruite, et que deux

corps en cet état sont dans la condition la plus favo^ rable à la combinaison ; de sorte que la force attractive de leurs molécules étant changée en une force répulsive, toute cause qui favorisera la dernière sera opposée à la première. Il arrive, cependant qu'en élevant la température des deux gaz, c'est-à-dire en augmentant leur force répulsive, on favorise leur force attractive. On ne peut pas croire, d'après cela, que la chaleur ne fasse qu'écarter leurs molécules; car , dans ce cas , pourquoi un mélange de gaz hydrogène et de gaz oxygène ne s'enflammerait- il pas sous le récipient d'une machine pneumatique où Ton peut le dilater indéfiniment? On ne peut pas croire non plus que la chaleur , en agissant instan^ tanément , produise une compression qui rapproche les molécules des deux gaz et en favorise la combinaison ; car il est facile de s'assurer qu'un mélange de gaz oxygène et de gaz hydrogène , qu'on chauffera très-graduellement, sans s'opposer à sa dilatation , s'enflammera néanmoins lorsque la température sera assez élevée.

Après avoir prouvé que dans des circonstances déterminées la combustion de l'hydrogène et de l'oxygène peut être complète , nous allons examiner si les produits en sont constants.

D'après toutes les expériences qu'on a faites sur la composition de l'eau , on a regardé généralement le résultat comme uniforme. On a cependant obtenu quelquefois une très-petite quantité d'acide nitrique ; mais il a été reconnu que cet acide n^est point oii

produit coqsmnt 4e U coml^Hstion 4e rbydrogèPQ t

et qu'il est au contraire très-accidepteU Caveq4i^h qui le premier a aperçu cette formation 4e raqdQ nitrique , Fourcroy , Séguin et Yauquelin , qous ont appris comment on pouvait Téviter et obtenir uqç eau qui ne fut pas acide. Il n'est point démontré , il est vrai, que Ton n'ait point formé des eaux o](ygénées 01) hydrogénée^, parce que, dans tontes left expériences exactes qu'on a faites y Q^ a toujours

opéré la combustion du ga^i hydrogène 4e la mêm^

pianiére , et il serait tqut an pln^ prouvé que çellefi qu'on a obtenues dans les mémies conditions §ont constantes, Si Ton comparait la combustion 4i| gaz hydrogène h celle 4u ga? nUreu^ i 4oqt }P9 pro^ duits sont si vanal^les , pn lierait encore plua fondé k penser que , puisque Toxy^ène a toujours dqniiné dans les expériences faites jusqu'ici , il peut s'être formé une eau oxygénée^ tandis que si l'hydrogène eût dominé, il se serait forpaé une eau hydrof^éqée. Admettons donc qu'il puisse se former une eau pxygênée; si on l'obtient dans toutes les circonstance^ et qu'elle soit constante, cela sera iqdiQérept pour la proportion des principes qui }a cqmposent, proportion qui doit servir à l'analyse de l'air ; mais si elle n'est ainsi que parce que l'oxygène a dominé , il est bieq manifeste que l'on n'obtiendra plus les mêmes proportions , en faisant dominer alternativement les deux gaz, Or nous avons fait un grand nombre d'expériences qui prouvent qu'en mettant tantôt l'un, tantôt l'autre fXH %Kès f op obtient constamment les mèpies pro-

portions ; le résultat de la combustion du gqz hydrogè])e est donc de nature uniforme. Les phénomènes galvaniques de la décomposition de Teau paraissent prouver cependant que Teau est susceptible de ^'oxygéner ou de s'hydrogéner ; et c'est d'après cette supposition que Laplace et Berthollet ont expliqué Texpérience singulière de la décomposition de Teau par deux fils métalliques , plongeant d'un côté dans ce liquide , et communiquant de l'autre aux deux pôles d'une pile galvanique. Mais sans vouloir rien opposer à cette explication , la plus satisfaisante, à ce qu'il nous paraît , qu'on ait proposée jusqu'à présent , nous ferons observer que l'absorption complète de l'hydrogène à l'un des fils, et de l'oxygène & l'autre, prouve que l'eau ne devient point oxygénée ou hydrogénée, parce (}ue, pour le devenir, il faudrait c[u'elle absorbât l'un des gaz dans une proportion plus grande que celle qui conviept à la composition de Feau, Si donc ft\\e absorbe exactement de l'oxygène et de rbydrogène dans la proportion nécessaire pour fornoer 4e Veau, oq doit concevoir que les propriétés de l'un des gaz serqpt neutralisées par celles de l'autre, iinsi, dans les circonstances dont il s'agit^ l'eau pourrait s'oxygéner instantanépient à l'un des fils , et s'hydrogéner à l'ïmtre ; mais les deux gaz , se trouvant privés d'élasticité et dans des proportions exactes , doivent bientôt rentrer en combinaison.

S'il est bien prouvé que, dans des circonstances données, l'hydrogène ou l'oxygène peuvent être absorbés complètement, et s'il l'est également que

le produit de leur combinaison est constant ^ il ne s'agit plus, pour résoudre la troisième question que nous nous sommes proposée , que de déterminer les proportions de l'oxygène et de Thydrogène nécessaires pour la formation de Teau. C'est vers ce but que sont dirigées les expériences suivantes.

A 100 parties de gaz oxygène nous avons ajouté 300 parties de gaz hydrogène, et après les avoir enflammées par Tétincelle électrique, nous avons obtenu, dans douze expériences, les résultats sui-* vants :

i terme moyen est de. . .

Ainsi 100 d'oxygène supposé très-pur auraient exigé 98,7 d'hydrogène : mais en mettant notre gaz oxygène avec du sulfure, nous avons trouvé qu'il avait été complètement absorbé à 0,004 près ; il suit donc de là que 99,6 d'oxygène ont absorbé 199,1 d'hydrogène, ou que 100 en ont absorbé 199,89, ou enfin, en nombres ronds, que 100 d'oxygène demandent pour se saturer 200 d'hydrogène.

Dans les expériences précédentes, c'est l'oxygène qui a disparu. Faisons maintenant l'inverse en enflammant un mélange de 200 parties de chaque gaz; les résidus de diverses inflammations seront les suivants :

Terme moyen. .

Absorption moyenue. 298,3

200 parties d'hydrogène supposé pur en exigeraient donc 98,3 d'oxygène , tandis que , d'après la proportion que nous venons d'établir, il leur en faudrait 100. Mais si nous admettons que cette même proportion soit exacte , dans les 298,5 d'absorption» il ne se trouverait que 198,8 d'hydrogène, ce qui indiquerait 0,006 d'azote dans ce gaz.

Supposons même que l'hydrogène fût parfaitement pur, les deux proportions obtenues en faisant dominer l'oxygène et l'hydrof^èoe s'accordent assez entre elles pour confirmer tout ce que noua avons dit dans le courant de ce Mémoire. Il suffit, si Ton veut les rendre identiques, d'admettre 0,006 d'azote dans l'hydrogène, et en effet nous pouvons y démontrer la présence de ce gaz.

On vient de voir, par les expériences précédentes, que, sans aucune correction, 200 d'hydrogène ont absorbé 98,3 d'oxygène. Prenons donc les résidus 101,0 et 101,5 provenant de la combustion de 100 d'oxygène et de 500 d'hydrogène , et faisons-les dé^ tonœ avec 200 de gaz oxygène. Dans ces deux résidus il doit se trouver 0,008 d'azote, dus aux 200 parties de gaz oxygène , et si le reste 201,7 était de l'hydrogène pur, il devrait absorber 99,1 d'oxygène ; par consé-

Mél. I. 26

quent 300,8 parties auraient dû disparaître par l'inflammation; mais 295,0 seulement ont disparu : il faut donc que le résidu 201,7 ne soit pas de l'hydrogène pur, et que d'après la proportion de 100 d'oxygène à 200 d'hydrogène , il contienne 5,0 d'azote provenant de 600 d'hydrogène , c'est-à-dire que ce dernier gaz contiendrait 0,008 d'azote.

Ainsi il nous parait prouvé que 100 parties en volume de gaz oxygène exigent h très-peu près 200 parties de gaz hydrogène pour se saturer. D'après l'expérience de Fourcroy, Vauquelin et Séguin, 100 parties d^oxygèneen demanderaient 205 d'hydrogène; mais nous remarquons que , en adoptant l'une ou l'autre proportion, on peut se tromper tout au plus de 0,0085 sur la quantité absolue de l'oxygène de l'air, et que lorsqu'il s'agit de quantités relatives , l'erreur est beaucoup plus petite encore.

Nous nous sommes assurés que la proportion ne varie pas par Teflet des changements de température. Il est évident qu'il devait en être ainsi, puisque la chaleur dilatant également les deux gaz , et leur faisant dissoudre d'égales quantités d'eau, les poids réels d*oxygène et d'hydrogène contenus dans des volumes égaux conservent toujours entre eux le même rapport Il serait donc plus exact de dire , en supposant que notre proportion par les volumes soit bien établie, que 100 parties d'oxygène en demandent 200 d'hydrogène , que d'énoncer les proportions de l'eau par les poids. Si l'oxygène et l'hydrogène qu'on a fait servir à la formation de Teau eussent été parfaitement

secs , ou si on eût fait la correction due h l*humidité qu'ils pouvaient contenir, il serait indiJOTérentd'énoncer le rapport des principes qui la composent d'après les volumes ou d'après les poids; mais puisque Thy* drogène se combine avec un volume double d'oxygène, et qu'ils dissolvent l'un et l'autre la même proportion d'eau , il est évident qu'ils ne portent pas dans la combinaison des quantités d'eau qui soient entre elles comme les poids des deux gaz, et que par conséquent la proportion des principes de l'eau doit en être nécessairement altérée. Ainsi, le rapport d'après les volumes a la propriété de rester constant malgré les changementsde températureet d'humidité, tandis que le rapport des poids est variable dans les mêmes circonstances. Et qu'on ne croie pas que cette considération soit d'un si faible intérêt ; il est bien facile de faire voir qu'elle influe considérablement sur le rapport des principes de l'eau. D'après l'expérience de Fourcroy, Yauquelin et Séguin , la plus exacte qu'on ait faite jusqu'à ce jour sur cet objet, l'eau contient en poids 85,662 d'oxygène , et i/i,8dS d'hydrogène. Mais l'expérience ayant été faite à la température de i&* environ, et la correction due à Teau tenue en dissolution par les gaz ayant été négligée, il en résulte qu'en adoptant la pesanteur spé* cifique de l'oxygène et de l'hydrogène, telle que l'ont déterminée ces chimistes, ainsi que le rapport des volumes dans la combinaison de ces gaz , et en admet* tant de plus, avec Saussure, qu'un pied cube d'air, à la température de lk\ contient à très-peu près

10 grains d'eau en dissolution » le rapport pondéral de Toxygène à Thydrogène, au lieu d'être de 85,662 à 14,338, serait de 87,31 à 12,59 ; différence bien remarquable, et qui doit avoir surtout une grande influence dans les analyses où il s'agit de déterminer le poids réel de Thydrogène. La même considération s'applique aussi à la pesanteur spécifique des gaz , et principalement à celle de l'hydrogène dont environ la sixième partie est due à l'eau qu'il tient en dissolution, lorsque la température est, comme nous le supposons ici, de 14"* Réaumur. Nous ne doutons donc pas que, si l'on avait du gaz hydrogène parfaitement sec et privé du gaz azote qui parall l'accompagner très-souvent, on ne trouvât qu'il a une légèreté spécifique 15 fois au moins plus grande que celle de l'air atmosphérique.

Il nous reste encore , pour répondre à la dernière question que nous nous sommes proposée, à faire voir quelles sont les limites d'erreur de l'eudiomètre de Yolta, et ensuite quelles sont les plus petites quantités d'oxygène ou d'hydrogène qu'on peut éva* luer au moyen de cet instrument

Les effets qu'on obtient avec l'eudiomètre de Yolta étant instantanés sont indépendants du thermomètre et du baromètre. Sous ce rapport, il a sur le phosphore et les sulfures alcalins cette supériorité trèsappréciable de donner des résultats comparables; maisce n'est pas tout, il aencore l'avantage, commun aux autres moyens eudiométriques du même genre, de donner des multiples de la quantité à évaluer.

Gomme dans cet instrument chaque centième d*oxygène est représenté par une absorption trois fois plus forte , Terreur qu'on peut commettre ne porte que pour un tiers sur ce gaz , et maintenant surtout que nous avons des instruments très-exacts qui divisent la mesure en trois cents parties, on voit qu'en nous trompant même d'une division, la quantité d'oxygène peut être déterminée à près d'un millième de la quantité d'air analysé.

Si donc les résultats de la combustion du gaz hydrogène sont si comparables et compris dans des limites d'erreur si rapprochées, il est évident que l'on peut non-seulement trouver les légères différences qui existent entre deux airs atmosphériques, mais encore déterminer moins de trois millièmes d'oxygène qui se trouveraient perdus dans de l'azote ou du gaz hydrogène : mais dans ce cas, pour que l'inflammation pût avoir lieu , il faudrait ajouter une quantité donnée d'oxygène , dont on aurait déterminé l'absorption avec le gaz hydrogène par des expériences préliminaires, et alors l'excédant de la première absorption sur la deuxième serait attribué pour un tiers au gaz oxygène contenu dans l'air qu'on analyse.

Réciproquement, pour déterminer si un hydrogène est plus pur que tel autre , ou s'il s'en trouve de très-petites quantités dans un gaz ou dans l'air atmosphérique, il faudrait, pour le premier cas, mêler 100 parties de gaz hydrogène avec 100 d'oxygène ; les quantités d'hydrogène réel seraient en raison directe des absorptions. Mais si la proportion d'hydrogène

était très-petite , d'un demi*centième , par exemple, il faudrait 9 pour déterminer sa combustion, ajouter 100 parties de ce gaz à 200 de Pair qu'on veut ana« lyser, et faire détoner le mélange avec une proportion suffisante d'oxygène. Par ce moyen, et avec l'habitude que nous possédons maintenant , nous avons pu retrouver trois millièmes de gaz hydrogène que nous avions mêlés avec de l'air atmosphérique*

On pourrait objecter contre Teudiomètre de Yolta qne, l'hydrogène n'étant pas toujours identique, on peut être induit dans des erreurs difficiles à éva-* luer. Nous ferons observer d'abord qu'il est indiflérent qu'il contienne de l'azote ; mais s'il contenait de l'oxygène, cet oxygène se confondant avec la quantité qu'on veut évaluer altérerait les résultats* Pour éviter cet inconvénient , on peut commencer par faire détoner séparément 500 parties d'hydrogène avec iOO d'oxygène; par ce moyen, l'oxy* gène contenu dans Thydrogène sera détruit , et on pourra dès lors employer l'hydrogène à l'analyse de l'air. Avec cette précaution , rien n'empêche de se servir d'un gaz fait aussi inexactement que possible* Il suffit qu'il soit retiré de l'eau par le tnoyen du zinc et de Tacide sulfurique ou de l'acide muriatique ; car on sait que, si l'on se sert d'un autre métal tel que le fer, le gaz n'a plus la même pureté*

D'après toutes les expériences que nous avons rapportées, nous pouvions bien conclure que l'eudiométre de Yolta devait accuser tout l'oxygène contenu dans Tair atmosphérique; mais nous avons

voulu nous en assurer direciemenu Nous avons ana^ lysé un air composé de 30 parties d'oxygène très*pur et de 80 d'azote retiré de la décomposition de Fammoniaque par Tacide muriatique oxygéné , en prenant toutes les précautions possibles pour qu'il ne fût pat mêlé d'air atmosphérique. 200 parties de cet air, en* flammées avec 200 de gaz hydrogène, ont donné cinq absorptions , ne différant de la plus petite à la plus grande que de 5 millièmes, et dont la moyenne a été de 12&,9. Ces 12&,9 parties indiquent &i,6 d*oxygène, dont la moitié, 20,8, correspond à 100 de notre air factice. Nous trouvons donc 0,008 d'oxygène de plus que nous n'en avions mis ; ce qui semblerait indiquer que le rapport de 100 d'oxygène à 200 d'hydrogène est un peu trop grand ; mais nous ferons observer que notre azote , bien que fait soigneusement , luisait en-^ core avec le phosphore , et que pour expliquer notre résultat, il suffit de supposer que Tazote contient un centième d'oxygène, ce qui est assez probable, si on fait attention que l'acide muriatique oxygéné se décompose très-prompiement à la lumière.

On voit par ce que nous venons de dire que les résultats fournis par Teudiomôtre de Yolta sont trèscomparables, et que la limite de leurs difiérences peut être réduite, pour l'oxygène, à près d'un mil*lième de l'air analysé. On voit encore qu'on peut évaluer de très-petites différences entre deux airs, ou de très-petites quantités d'hydrogène mêlées dans l'air atmosphérique. Indépendamment de la pro* priété qu'a cet instrument d'accuser toute la quan-

tlté d'oxygène contenue dans un air, il est le seul avec lequel on puisse apprécier la proportion d'hydrogène contenue dans un mélange gazeux et, sous ce rapport , il aurait encore dû fixer l'attention des savants et eût mérité qu'on étudi&t son mode d'action. Ainsi l'illustre physicien Yolta , qui a enrichi la physique des plus belles découvertes j aurait encore la gloire d'avoir fourni l'instrument le plus exact et le plus précieux pour les analyses chimiques.

Analyse de Fair atmosphérique par feudiamèlre

de Volta.

Après avoir prouvé que l'eudiomètre de Yolta donne des résultats très-comparables, qu'il peut accuser toute la quantité d'oxygène contenue dans l'air, et qu'il a sur les autres moyens eudiométriques, où la substance absorbante est solide ou liquide, l'avantage de donner des multiples de la quantité d'oxygène à évaluer, nous allons en faire l'application à l'analyse de Tair. Si la proportion de 100 parties d'oxygène à 200 d'hydrogène que nous avons établie est rigoureuse , nous obtiendrons exactement le rapport de l'oxygène à l'azote; mais en supposant même que la quantité d'hydrogène fût trop grande ou trop petite de cinq unités, l'erreur n'irait pas à plus de â millièmes de l'air analysé , et nous aurions encore l'avantage d'avoir une plus grande précision qu'avec les autres moyens eudiométriques connus.

L*alr atmosphérique que nous avons analysé a été pris sur le milieu de la Seine par des temps froids , tempérés et pluvieux , et par des vents différents. Pour mettre une plus grande parité dans les circonstances , et mieux apprécier les différences dans la nature de Pair, sMl devait s'en trouver , nous avons analysé le même jour les diverses portions d*air que nous avions recueillies à des heures différentes et que nous avions conservées dans des vases de verre bien fermés et renversés sur Teau. Pour abréger , nous avons rassemblé dans le tableau qui est à la fin de ce Mémoire, les absorptions provenant de l'inflammation de 200 parties d'air et 200 de gaz hydrogène, et nous avons en même temps indiqué les quantités d'oxygène correspondantes.

On y voit d'abord que , d'après toutes nos expériences, il n'y a pas de variations de plus d'un millième dans la quantité d'oxygène que contient l'air, bien que celui que nous avons analysé, ayant été recueilli par des vents différents , provint de pays très-éloignés ; et, en second lieu, que le rapport en volume de l'oxygène aux autres gaz qui se trouvent dans l'air , est de 21 à 79. Le premier résultat, que l'air ne varie pas dans sa composition , est rigoureusement exact , parce qu'il est indépendant de la proportion du gaz hydrogène et du gaz oxygène qui constituent l'eau ; et quant au deuxième résultat , que l'air atmosphérique contient 21 centièmes d'oxygène , il doit aussi s'écarter très-peu de la réalité, parce qu'en supposant que la quantité d'hydrogène nécessaire pour saturer

100 parties d*oxygéne fût de 5 parties plus grande ou plus petite que celle que nous avons assignée (et nous avons lieu de croire notre chiffre exact à beau* coup moins), Terreur sur la proportion d'oxygène que nous avons trouvée dans Tair, n'irait pas, comme nous l'avons déjà fait observer, à plus de 3 millièmes de l'air analysé.

Mais beaucoup de phénomènes météoriques pou«vant être rapportés à des inflssmmations de gaz by^ drogène , on a tenté de les expliquer en admettant l'existence de ce gaz dans l'atmosphère. Nous avons donc cru très-intéressant de rechercher si l'air con* tenait en réalité du ga2 hydrogène ; et pour le dé^ couvrir plus aisément , nous avons fait un mélange gazeux , dans lequel nous étions sûrs qu'il n'y en avait point, et nous avons analysé les deux airs comparativement Notre mélange était formé de 30 par-» ties d'oxygène et de 80 parties d^azote» retiré de Tammoniaque par le moyen de l'acide muriatique oxygéné. Nous avons fait détoner 500 parties de chacun des deux airs avec 100 d'hydrogène, et le résultat de six expériences faites avec l'air atmosphérique a été exactement le même que celui de six autres faites avec l'air factice. Or, comme on a vu plus haut que nous pouvions apprécier moins de S millièmes d'hydrogène , il faut conclure que l'atmosphère ne contient aucune partie de ce gaz, ou qu'elle en contient moins de 8 millièmes. On ne peut cependant douter qu'il n'y ait un peu d'hydrogène dans Tair ; il s'en dégage tous les jours des marais i

mais ce gaz peut être en assez petite quantité pour échapper à tous nos moyens, d'un millième, par exemple. On serait tenté de croire la proportion d*a« cide carbonique qui s'y trouve beaucoup plus forte, en considérant Fabondance des sources qui le four-* nissent ; cependant si cet acide ne formait descombi^ naisons insolubles avec la chaux ou la baryte, et si Ton était réduit, pour en connaître l'existence, à en déterminer le volume , on serait peut-être encore à savoir que Tair en contient I^' acide carbonique, il est vrai, ne peut pas s'accumuler dans l'atmosphère, parce que la végétation le décompose : mais est-il prouvé qu'il n*y ait pas de causes qui rendent l'hydrogène à la terre et l'empêchent aussi par là de s'accumuler dans Tair.

Pour tirer une conclusion des expériences précé*dentés^ nous dirons, 1* que l'atmosphère ne varie pas généralement dans sa composition; S* que la quantité d'oxygène qu'elle contient est de 21 cen* tièmes ; 8"* qu'elle ne contient pas une quantité appréciable d'hydrogène.

Cette identité de composition dans laquelle se maintiennent constamment les principes de l'atmo*sphère et cette absence d'hydrogène , constatée par nos expériences , doivent rassurer le géomètre sur la théorie des réfractions. La force réfractive des différents gaz étant différente , et celle de l'hydro* gène étant plus forte que celle de l'oxygène et de l'azote , la théorie des réfractions , qui ne se fonde que sur les variations du baromètre et du thermomètre , serait trè$-imparfaite si Tatmosphère chan-

geait dans ses principes constituants ; heureusement il est facile de prouver que ces changements n*ont pas lieu d'une manière sensible , et que le gaz hydrogène, dont la force réfractive est très-puissante, ne s*y trouve pas en quantité supérieure à 0,003, du moins jusqu'aux plus grandes hauteurs auxquelles on soit parvenu. Le géomètre n*aura donc à considérer dans la théorie des réfractions que le baromètre, le thermomètre et l'hygromètre.

Un peu de réflexion suffit en effet pour nous convaincre que l'atmosphère ne doit pas varier sensiblement dans l'espace de quelques années et , à plus forte raison, de quelques jours, à moins qu'on ne veuille parler de variations locales très-particulières. Car par quel prodige l'atmosphère pourrait -elle changer en si peu de temps et revenir subitement à son premier état? Gomment concevoir une cause assez puissante pour modifier d'un jour à l'autre la proportion d'oxygène d'un millième seulement , à moins de supposer qu'il y ait un pouvoir électrique ou magnétique, ou tout autre aussi imaginaire, qui puisse transformer, par des influences inconnues, l'oxygène en azote, et réciproquement? Il est possible cependant que l'atmosphère varie très-lentement» soit dans la proportion de ses principes, soit dans son poids; et ces variations, si insensibles qu'elles soient, n'en doivent pas moins fixer l'attention des physiciens.

S'il est bien prouvé maintenantqu'en général la composition de l'atmosphère ne varie pas, il faut chercher la raison des différences qu'on a cru y apercevoir dans

— 4ia —

les circoDstances locales où on Ta analysée. Il est possible que la présence des volcans sur les hautes mont gnes , des fermentations particulières , les eaux crou pissantes d*un marais ou d'un lac, altèrent un peu la pureté de l'atmosphère qui les touche , soit en lui enlevant de l'oxygène, soit en laissant se dégager au milieu d'elle des fluides élastiques non respirables ; mais on comprend combien peu doit être diminuée la proportion d'oxygène dans une si grande masse d'air continuellement agité , quand on considère que, dans des lieux où est rassemblé un grand nombre d'individus , et dans ceux où il semble qu'il y ait un foyer d'infection , Tair n'éprouve encore que des variations très-peu sensibles. Nous avons analysé deux portions d'air, dont Tune avait été prise au milieu du parterre du Théâtre français , un instant avant qu'on levât la toile pour jouer la deuxième pièce , trois heures et demie après la réunion d'un grand nombre de spectateurs , et dont l'autre avait été prise trois minutes après la fin du spectacle, dans la partie la plus élevée de la salle. Ces deux portions ont à peine troublé l'eau de chaux; l'air atmosphérique extérieur indiquant 0,210 d'oxygène, l'air du parterre en a indiqué 0,202, et celui du haut de la salle 0,20/i.

ADàlyM AoalTM AmIjm

de ralr atmoflphériqtie. de l'air do parterre. de l'air du bant d« It Mlle.

200 air atmosptiértque* 1190 air. 300 air.

200 hydrogène. 200 hydrogène. 200 hydrogène.

126 volume absorbé. 121,5 volume absorbé. 122,5 volume absorbé. 21 gat oxyg. pi 100 d'air. 20,2 oxyg. p. 100 d*alr« 20*4 axyg. p. 100 âtêïté

M. Séguin a aussi analysé l'air des salles d'hôpitaux , qu'il avait fait tenir exactement fermées pendant 12 heures, et i\ Ta trouvé à peu près aussi pur que Tair atmosphérique , quoiqu'il eût une odeur infecte.

Si donct même dans les circonstances les plus favorables pour Tabsorption de Toxygëne , Fair n'en perd pas un centième « on ne peut expliquer par là les anxiétés qu'on éprouve dans des lieux fermés et remplis d'individus, non plus que les maladies par* ticulières aux lacs et aux marais, ou à certains pays* Dans quelques circonstances elles seront produites par des émanations qui échappent & tous nos moyens eudiométriques et qui agissent d'une manière particulière sur notre corps. C'est ainsi qu'une bulle de gaz hydrogène sulfuré ou de gaz muriatique oxygéné, une émanation putride, une fleur même, peuvent par leur odeur remplir un espace immense , et étonner notre imagination par leur extrême subtilité , alors même que nous sommes près de succomber à leur action. Les miasmes pestilentiels, tout mortels qu'ils sont, peuvent être également subtils et échapper aussi à tous nos moyens d'analyse. Heureusement, s'il ne nous est pas donné de saisir ces êtres atomiques et d'en déterminer la nature, nous pouvons du moins, gr&ce aux travaux si bienfaisants de Guyton , détruire leur action funeste. Mais, dans d'autres circonstances, les maladies peuvent être produites par l'humidité de l'air, par sa température, par ton état électrique , ou en général par l'état de

ratmosphère relativement aux dispositions où Ton se trouve ; et dans ces cas , très*fréquents peut-être, la maladie est capable de faire de grands ravages» lans qu'on réussisse à en arrêter les progrès. Il serait donc illusoire d'attribuer tout à une cause » quand la santé de Thomme dépend du concours de toutes les influences qui agissent sur lui.

Mais résumons maintenant les principaux faits contenus dans cette première partie de notre Mé* moire et rappelons quelques-unes des explications que nous avons présentées , si toutefois il nous est permis de les regarder comme Texpression de la vérité.

La dissolution d'un sulfure alcalin^ lorsqu'elle est feite à froid , n'absorbe point l'azote, et elle peut être employée avantageusement & l'analyse de l'air; lorsqu'elle est faite à chaud, elle l'absorbe et indique dans l'air une plus grande diminution de volume que celle qui est due à l'absorption de l'oxygène. C'est à Teau seule et non au sulfure qu'il faut attri* bner cette propriété.

Il y a des proportions d'oxygène et d'hydrogène telles que la combustion produite par l'étincelle électrique peut être complète ; il y en a d'autres avec lesquelles la combustion s'arrête avant d'être ache* vée; d'autres, enfin, avec lesquelles elle ne peut du tout avoir lieu. Ce dernier phénomène parait tenir à ce que la température nécessaire pour la combustion n'est pas assez élevée , et non à l'aflBnité mutuelle des gaz ; car dana tons les cas où la ûom«

bustion n'est pas complète , il suffit d'élever artificiellement la température pour l'achever. Lorsque l'hydrogène et l'oxygène ne sont pas entièrement absorbés , on les retrouve dans les résidus , ce qui prouve qu'ils n'ont pas formé de nouvelles combinaisons.

Quand on ne peut enflammer un mélange gazeux où se trouvent de Toxygène et de l'hydrogène, il suffit d'augmenter la proportion de ces deux gaz. Les phénomènes météoriques ne peuvent être le résultat de l'inflammation du gaz hydrogène, puisque , même dans un air qui ne serait que de l'oxygène pur, il en faudrait plus de 6 centièmes pour que la combustion eût lieu, et encore ne serait-elle que partielle. L'électricité parait agir dans l'inflammation du gaz oxygène et du gaz hydrogène par la chaleur due à la compression qu'elle exerce en traversant leur mé« lange, (les deux gaz , en se combinant , forment de l'eau qui est de nature constante. Si les phénomènes galvaniques paraissent prouver que Teau est susceptible de s'oxygéner et de s'hydrogéner , ils peuvent s'expliquer également sans œtte hypothèse.

100 parties en volume d'oxygène demandent pour se saturer 200 parties d'hydrogène. Celte proportion est indépendante des changements de température et d'humidité, tandis que celle que l'on détermine d'après les poids varie dans ces difierentes circonstances, parce que les deux gaz ne portent pas dans la combinaison des quantités d'eau qui soient entre elles comme leurs poids ; d'où il ré-

suite la néœssité de modifier la proportion des parties constitutives de Teau. L'eudiomètre de Yolta peut accuser toute la quantité d'oxygène contenue dans un volume déterminé d'air, à un millième près de ce volume , et donne des résultats très-comparables. Dans rétat actuel de nos connaissances, il est le moyen eudiométrique le plus exact : non-seulement, en effet, il peut accuser de très-petites quantités d'oxygène ou d'hydrogène, et faire connaître la pureté de ce dernier gaz; mais il a encore l'avantage de donner des multiples de la quantité à évaluer. Il a donc , sous tous ces rapports, une supériorité très-marquée sur les autres moyens eudiométriques. L'atmosphère ne contient que 0,21 en volume d^oxygène, et elle ne varie pas dans sa composition. Elle ne contient pas d'hydrogène ou, si elle en contient, c'est une quantité moindre de 0,003.

De la nature de Pair retiré de F eau et de tarfion de reau sur tes gaz purs et mélangés.

Nous avons examiné jusqu'ici les moyens eudiométriques qui conduisent à l'analyse exacte de l'air. Nous nous serions bornés sans doute à énoncer les faits principaux auxquels le commencement de notre travail nous a amenés , si nous ne nous étions pas aperçus dans le courant de ces expériences , et surtout dans celles qui ont eu pour objet les sulfures , que l'eau et d'autres liquides exercent sur l'air une action susceptible de devenir une cause d'erreur d'au- Mieu L 27

tant plus importante qu'elle a été peu appréciée Jusqu'à ce jour. Nous devrions donc craindre de laisser notre travail plus imparfait encore qu'il ne Test déjà, si nous n'avions dirigé nos recherches vers cette action de l'eau sur les gaz purs et mélangés qu'on lui présente. C'est par les expériences faites de ce point de vue que nous allons terminer ce Mémoire.

Il est généralement connu que l'eau peut tenir de l'air en dissolution. Boyle , Huygens et Mairan ont discuté ce fait ; mais ils n'avaient aucun moyen de reconnaître que cet air dissous diffère chimiquement de l'air atmosphérique. Le célèbre Priestley a 9 le premier, observé que l'air retiré des eaux contient plus d'oxygène que l'air commun. Hassenfratz a annoncé depuis que l'eau de pluie dégage un air dans lequel il se trouve près de l\0 centièmes d'oxygène ; Ingenhouss et Breda , dans leurs expériences sur le gaz nitreux, avaient été conduits à des résultats analogues.

Mais outre ce fait, constaté aujourd'hui, que l'air contenu dans l'eau est plus pur que l'air atmosphérique, on a annoncé que l'eau absorbe plus abondamment et plus facilement le gaz oxygène que l'azote. Fourcroy cite même un phénomène curieux, mais que lui-même ne croit pas suffisamment vérifié, à savoir, que l'eau chargée de gaz oxygène absorbe le gaz hydrogène , sur lequel l'eau ordinaire n'a presque aucune action. Nous verrons plus bas comment l'action que produit l'eau sur tel ou tel gaz , est modifiée par la nature de l'air qu'elle tient déjà en dissolution.

Henry, dans un Mémoire récemmeDt publié en Angleterre , a examiné l'absorption de différents gaz par Teau privée d'air. Il a opéré ces absorptions sotts la pression de deux ou trois atmosphères ; mais il n'a pas traité du mélange de différents gaz et de Taffinité qu'a l'eau pour ces mélanges; il se borne à exa* miner la quantité absorbée selon la différence de température et de t)resslon barométrique, sans avoir dirigé ses recherches sur l'action de l'eau déjà saturée d'autres gaz.

Nous avons cru ne pas devoir négliger un bbjet aussi intimement lié aux travaux eudiométriques , et dont les chimistes paraissent s'être peu occupés jusqu'à ce jour» Nous avons examiné le degré d'affinité par lequel l'oxygène dissous dans l'eau y est retenu en raison de la température et des sels qu'elle peut contenir. Nous avons mis en contact avec l'eau d'égales quantités de gaz seuls et mélangés , et nous avons observé les changements qu'éprouvent ces mélanges dans leur composition chimique. Enfin nous avons commencé à examiner un problème trèsimportant pour la météorologie, à savoir, si les eaux de pluie tiennent de l'hydrogène en dissolution^

Toutes ces recherches auxquelles nous continuerons de nous livrer durant le cours de cette année, et surtout dans les montagnes que nous allons parcourir, ne sont point encore très-avancées , et nous nous bornerons à présenter quelques faits principaux , qui , nous nous en flattons , ne sont pas dépourvus de tout intérêt pour les physiciens.

En mêlant toute la masse d'air que donne Teau par rébullition, sans séparer les portions qui se dégagent les premières de celles qu'elle abandonne à la fin de Topera tion, nous avons trouvé, à Taide de Teudiomètre de Volta, que Teau distillée, qui a repris de l'air atmosphérique » donne un air contenant :

32,8 d'oxygène sur 100 parUes.

L'eau de la Seine. . 31,9 L'ean de pluie. . . 31 »0

Il résulte de ces expériences que de ces trois eaux on peut retirer un air à peu près également riche en oxygène , et de 10 centièmes plus pur que Tair atmosphérique. Cette quantité d'oxygène est plus va-riable dans les eaux de puits , qui , à Tintérieur de la terre, se trouvent en contact avec des substances ayant de Tafilnité avec l'oxygène. L'eau de la Seine, recueillie k une autre époque, ne nous a fourni qu'un air à 29,1 d'oxygène , air un peu moins pur que celui de l'eau de pluie.

Si l'eau distillée qui a repris de l'air, l'eau de pluie et celle des rivières dégagent un air dont la totalité est de beaucoup plus pure que l'air atmosphérique, il est fort intéressant aussi d'examiner la nature des mélanges gazeux que donne l'eau chauffée graduellement. Ce sont 1& des expériences dans lesquelles la grande affinité de l'oxygène pour ce liquide se montre dans tout son jour. Nous avons échauffé graduellement l'eau de la Seine jusqu'au terme de l'ébuUition, et nous avons recueilli l'air qui se dégage par por-

Uons successives, mais inégales. Nous avons pris 200 parties de chacune de ces portions , et les ayant fait détonner avec 200 parties de gaz hydrogène, nous en avons obtenu les résultats suivants :

poniooiaair Absorption. contoon dans IM parties

seloi Vmén de levr déf«f«MaBi

Première.

Deuxième. .

Troisième. .

Quatrième. .

d* ralr désaffé.

Ces expériences, répétées plusieurs fois, prouvent que Teau abandonne d'abord un air dont la pureté est de peu supérieure à celle de l'air atmosphérique ; que la pureté de cet air ou le dégagement de Foxygène va ensuite en croissant , et que les dernières portions gazeuses que sépare la chaleur sont les plus riches en oxygène. En répétant cette expérience sur de Teau de neige , les premières portions d'air ont été à 2&,0 ; les dernières à 3&,8 d'oxygène. Peut-être en chauffant la masse d'eau plus lentement encore, et en séparant avec beaucoup de soin la petite portion d'air qui passe la première , aurait-on , au commencement de l'opération , un air moins pur encore que celui que nous avons obtenu.

L'eau n'exerce donc pas une action uniforme sur l'oxygène et sur l'azote , et l'élévation de la température affaiblit moins la première de ces actions que la dernière. Il est même probable que la portion d'air qui se dégage vers la fin de l'opération contiendrait plus de 52 ou 3& pour cent d'oxygène , si l'eau >*^n-

fermée dans le vase qui reçoit le mélange gazeui ne commençait pas à s'échauffer, et à dégager un air qui n'est qu'à 23 pour cent d'oxygène. Ce dégagement a surtout lieu lorsque la vapeur aqueuse commence à passer, et la diminution dans la pureté de l'air expulsé le dernier, ainsi que l'inégalité de volume des (quatre portions séparées, est ce qqi explique comment toute la masse d'air retiré à \^ fols contient jusqu'à 31 centièmes d'oxygène.

Cette action inégale de l'eau sur l'oxygène et sur l'azote se manifeste encore dans la dissolution des sels. Nous avions observé que l'eau de la Seine pure donnait, par l'ébuUition , près de la moitié de Taîr de plus que la même eau chargée de muriate de sonde. La cause de cette différence consiste dans la quantité d'air considérable qui se dégage déjà à froid, pendant que s'opère la dissolution du sel. Cet air, exactement analysé , ne manifestait que 22,5 d'oxygène , tandis que l'air retiré par l'ébuUition de l'eau chargée de muriate de soude, en contenait 30,5. Il en résulte que l'eau , en dissolvant le sel, abandonne une pariie de l'air qu'elle tient en dissolution, mais que cette partie contient de l'oxygène en moindre proportion que celle qu'elle retient.

La condensation qu'éprouve l'eau , en passant de l'état liquide à l'état solide , nous présente une troisième classe de phénomènes analogues à ceux que nous venons d'énoncer. La glace fondue donne une quantité d'air qui ne dépasse pas la moitié environ de celui que l'on retire de l'eau ordinaire , et il est à

remarquer qu'elle ne commence à le laisser se dégager que quand sa température est déjà montée au delà du soixantième degré du thermomètre centigrade. Uair obtenu , divisé en deux portions inégales , a manifesté dans Teudiomètre de Yolta 27,5 et S3,5 d'oxygène. L'air le plus pur a donc encore été dégagé le dernier.

La petite quantité et la grande pureté de l'air dégagé de la glace fondue, prouvent que Teau, en passant à rétat solide, abandonne une grande partie de son air, et que cette partie , dégagée pendant la congélation , est un air beaucoup moins pur que celui qu*elle retient. Cest ainsi que trois phénomènes, qui paraissent différents au premier coup d'œil : Teau élevée à une température de 35 à 40* centigrades , Teau dissolvant des sels à froid , et Teau pure se condensant en glace , présentent des résultats entièrement semblables dans leur action sur Toxygène et sur l'azote. Une température médiocre agit comme la dissolution d'un sel , et celle-ci comme le passage de l'état liquide à l'état solide. L'eau , dans ces trois états , dégage un air moins pur que celui qu'elle tient en dissolution.

C'est un phénomène bien frappant, que la condensation de l'eau à l'état de neige en chasse moins d'air que la formation de la glace. Nous avons fait fondre de la neige fraîchement tombée , et en l'échauffant graduellement , nous avons obtenu un volume d'air presque double de celui que fournit la glace fondue. L'eau de neige a même donné presque autant d'air que l'eau de Seine ; car l'ébuUition avait dégagé de

Teau de Seine 1940 mesures d*air, et le rnéine volume d'eau de neige en a fourni 1892. Ces 1892 parties, recueillies en 5 portions , selon Tépoque k laquelle la chaleur les a expulsées , ont manifesté successivement , dans Teudiomètre de Yolta :

Première porUon.

Deuxième. . .

Troisième. . .

Quatrième. . .

Cinquième. . .

2tx,0 d'oxygène.

Cette dernière portion est Tair le plus pur que nous ayons jamais retiré d'aucune eau.

Les volumes de chaque portion étant connus , le calcul donne, pour la pureté de Tair considéré en sa totalité , 28,7 d*oxygène. L'eau de la Seine fournissait le même jour un air qui était de 4/1000 plus impur. D'ailleurs les deux eaux, celle de la neige fondue et celle de la rivière, donnent un volume d'air qui égale à peu près 1/25 du leur.

Ces expériences sur Teaude ncigeetsurla glace fondue, que nous comptons varier beaucoup dans la suite, fournissent matière a des considérations assez frappantes pour l'étude de la météorologie. La neige n'est qu'un agrégat de petits cristaux de glace qui seforment dans les hautes régions de l'atmosphère, et cependant ces petits cristaux fondus donnent un volume d'air presque double de celui que donne la glace qui s'est formée sur nos rivières. Il faudrait en conclure que, lorsque r<.au dissoute dans l'air se condense en neige,

elle n'expulse pas cette grande portion d'air qu'elle dégage en se congelant à la surface de la terre , s'il n'était permis de soupçonner que la neige retient entre ses petits cristaux une certaine quantité d'air qu'elle absorbe en se fondant ; car il parait que c'est principalement au moment de sa congélation que l'eau abandonne la plus grande partie de son air.

La belle végétation qui entoure les glaciers , le développement rapide des plantes lorsque la neige se fond au printemps, et plusieurs phénomènes que l'on a cru observer dans l'agriculture et le blanchiment , ont fait soupçonner que les eaux de glace, de neige et de pluie , produisaient des effets particuliers par la grande quantité d'oxygène dissous qu'elles dégageaient. Les expériences que nous avons faites jusqu'ici ne paraissent pas favorables à ces conjectures. Il existe sans doute des puits dont Teau contient un air inférieur en pureté à celle de l'air atmosphérique, et nous ne doutons pas que ces eaux de puits, chargées en outre de sels et d'acide carbonique, ne doivent avoir sur la végétation et le blanchiment une action très - différente de celle de l'eau de neige. Mais il est difficile d'expliquer les différences que produit l'eau distillée exposée à l'air , l'eau de pluie, l'eau de neige et l'eau de la Seine, par l'oxygène dissous, quand on se rappelle que toutes ces eaux contiennent un air à peu près également pur , et qu'elles le contiennent presque en égale abon* dance. Les phénomènes de la végétation, comme ceux de la météorologie , sont si compliqués ; ils dé-

pendent de la réunion d'un si grand nombre de causes à la fois, qu'il faut bien se garder d'attribuer à une seule ce qui est Teffet de plusieurs.

Les expériences que nous avons rapportées sur la force av0c laquelle les dernières parties d'oxygène disqous sont retenues dans Teau, éclairent d'un nouveau jour Tétat de l'air dans les liquides. La pesanteur spécifique de Peau distillée et de celle qui est chargée d'air étant sensiblement la même , Mairan en avait conclu avec raison que cet air ne pouvait pas être logé à l'état élastique dans les fluides. Les phénomènes chimiques viennent à l'appui de cette conclusion. Si l'eau dépourvue de son air par la distillation ou la pompe pneumatique pouvait être considérée comme une éponge dont les pores sont vides, comment ces pores ne se rempliraient-ils pas, au premier contact avec Pair? Mais cette dissolution de l'air dans l'eau ne peut être envisagée que comme reflet d'une affinité chimique. Pourquoi en effet, sans cette affinité , l'absorption des gaz par l'eau dépourvue d'air serait*elle si lente, et pourquoi surtout l'eau dissoudrait-elle plutôt un gaz qu'un autre? Pourquoi , comme nous le verrons plus bas , l'eau chargée d'un air en abandonnerait-elle une partie pour en recevoir un autre d'une nature différente?

Après avoir examiné l'air qu'on peut retirer de l'eau dans diverses circonstances, nous finirons notre mémoire par l'énoncé des expériences que nous avons faites en mettant des gaz seuls ou mélangés en contact avec l'eau. 11 est connu depuis longtemps

que le gaz oxygène laissé sur Teau devient impur; mais il s'agissait d'examiner Tensemble des phénomènes que présentent les difiérents gaa dans leur action sur Teau. Les gaz que nous avons employés étaient exactement du même volume, et la quantité d^eau de Seine filtrée était à peu près égale. Après un espace de 6 à 8 jours, nous n'avons pas seulement mesuré la quantité des volumes absorbés, mais nous avons aussi analysé les résidus. Cette analyse était d'autant plus nécessaire que souvent on pourrait être tenté de conclure d'un très-petit changement dans le volume du gaz mis en contact avec l'eau que l'eau n'a pas eu d'action sensible sur ce gaz , quand la nature du résidu annonce que cette action a été trèsforte , mais masquée par la quantité d'air sortie de l'eau en échange de celui qui a été absorbé.

De tous les gaz l'oxygène est celui dont l'absorption par l'eau de la Seine est le plus considérable. En mettant en contact avec cette eau déjà chargée d'air 100 parties de gaz oxygène, 100 d'azote et 100 d'hydrogène, le gaz oxygène a diminué de &0 parties, quand les deux autres n'ont perdu que 5 et ft parties. Mais l'absorption réelle du gaz oxygène est bien plus considérable encore que ne l'indique sa diminution apparente. Les 60 parties de résidu, au lieu d'être de l'oxygène pur, contenaient 87 parties d'azote, et seulement 24 d'oxygène; de sorte que les 100 parties de gaz oxygène employé avaient perdu sur l'eau de la Seine 77 parties qui avaient expulsé 87 parties d'azote. C'est ainsi qu-une eau de rivière exposée loag*

temps à l'almosphère, el que Ton devrait |)Ouvoir regarder comme saturée d'air, absorbe une grande quantité d'oxygène pur lorsqu'on lui en présente. Elle le prend sans abandonner une portion d'azote égale en volume à l'oxygène absorbé.

L'action de l'eau sur le volume du gaz hydrogène parait presque nulle. L'inégalité des résultats que nous avons obtenus nous empêche de prononcer sur les petits changements qu'il peut subir pendant ce contact.

Le volume du gaz azote pur diminue sur l'eau de 2 à 3 centièmes; mais le résidu n'est plus de l'azote pur : nous y avons découvert 41 parlies d'oxygène qui ont été déplacées de l'eau par ik parties d'azote. Donc l'azote déloge l'oxygène de l'eau, comme l'oxygène déloge l'azote. L'action est analogue , mais les quantités absorbées et délogées sont différentes.

Le contact de l'eau de rivière avec un mélange de gaz hydrogène et oxygène a été examiné dans des circonstances diverses. Tantôt nous avons mêlé les deux gaz k parties égales , tantôt nous avons fait prédominer l'un des deux. Le volume des gaz subit une diminution plus grande quand Toxygène domine, c'est-à-dire quand on expose à l'eau un mélange de 200 parties d'oxygène et de 100 parties d'hydrogène. Dans toutes ces expériences , l'azote est encore délogé de l'eau. En analysant le résidu d'un mélange à parties égales d'oxygène et d'hydrogène, nous y avons reconnu, sur 100 parties, 20 parties d'azote, 50 d'hydrogène et 30 d'oxygène. Plus l'absorption de l'oxy-

gèDe a été grande , et plus nous avons trouvé d'azote délogé. En mêlant &00 parties d'oxygène à 200 d'hydrogène, ce volume a été réduit sur Teau de Seine , en dii jours de temps , de 600 parties à 562. Si ce résidu n'avait éprouvé aucun changement chimique dans ses proportions » si aucun autre gaz n'avait été délogé , il devrait contenir 375 parties d'oxygène et 187 d'hydrogène : mais l'analyse nous y a fait reconnaître 2A6 parties d'azote , 1&2 d'hydrogène et 17& d'oxygène.

Ces expériences prouvent que l'hydrogène qui, seul en contact avec l'eau, n'en est pas sensiblement absorbé, y est dissous , et même dans une proportion assez considérable , lorsqu'on le mêle avec de l'oxygène. Il se présente à ce sujet une question très-importante pour la physique , savoir, si cet hydrogène absorbé par l'eau y existe comme hydrogène , ou s'il s'y combine avec l'oxygène dissous pour former de l'eau. Nous avons tenté de résoudre cette question , en laissant un mélange d'hydrogène et d'oxygène en contact avec de l'eau , que l'ébuUition avait récemment dépourvue de tout air. Après douze jours de temps nous avons distillé cette eau , et en analysant l'air qu'elle dégageait, nous y avons reconnu de l'hydrogène en telle abondance , que nous avons pu l'enflammer dans l'eudiomètre de Vol ta , sans y ajouter aucun autre gaz. Cette expérience prouve sans doute que Thydrogène absorbé se retrouve dans l'eau ; mais cette eau en rendrait-elle la même quantité qu'elle a absorbée? Cet hydrogène dissous dans

— AâO —

Teaa ne s'unirait il point à Toi^ygènef si en Ty laissait logé pendant plusieurs mois? Nous nous sommes proposé de faire une longue suite d'expériences sur cet objet. Si Thydrogëne et Toxygène contenus dans Teaii pouvaient s'y combiner» on concevrait plus aisément comment le gaz hydrogène qui s'élève de la surface de la terre ne se découvre i ni dans l'air qui nous entoure i ni dans les hautes régions de l'atmosphère auxquelles nous nous sommes élevés. Nous devons rappeler à ce sujet qu'ayant examiné soigneusement l'eau de pluie pour y découvrir de l'hydrogène» nous nous sommes assurés que l'air dégagé de cette eau n'en contenait pas , ou en contenait moins de 3/1000. Nous répéterons ces expériences sur les pluies des différentes saisons» particulièrement sur les pluies d'orages«

L'eau de rivière en contact avec des mélanges de gaz a généralement moins agi sur les mélanges d'oxygène et d'asote que sur ceux d'oxygène et d'hydrogène. Ce résultat est moins surprenant, si Ton jette un coup d'œil sur l'ensemble de ces phénomènes.

On y découvre que Teau a une tendance continuelle à se mettre en état d'équilibre avec les gaz qu'on lui présente. Si on lui offre de l'oxygène , elle abandonne de l'azote; la met-on en contact avec de l'azote, elle dégage de l'oxygène; lui présente-t-on un mélange d'oxygène et d'hydrogène, elle absorbe une partie de ces deux gaz» et les remplace par de l'azote. Partout elle tend à modifier les proportions de l'air qu'elle tient en dissolution, d'après la nature

du gaz qu'on lui présente. Or Feau de la Seine étant déjà chargée d'un mélange d'azote et d'oxygène, il parait naturel qu'elle ait plus d'action sur un mé« lange d'hydrogène et d'oxygène que sur le ttiélangd de l'azote et de l'oxygène , qui est analogue à l'aii^ qu'elle tient en dissolution. Pour bien Jbger de ces phénomènes, nous ferons des expériences avec dé l'eau récemment privée d'air, en la chargeant de différents gaz seuls et mélangés, et en examinant l'àc* tion de cette eau après un long espace de temps : cai^ souvent ce n'est que dans un long repos que la nature peut vaincre les obstacles qui s'opposent au jeu des affinités.

Nous nous arrêtons ici dans l'exposé des recher-» ches dont nous nous sommes occupés durant ces dëi** niers mois; Plus le champ que nous nous propdsôné de parcourir est étendu, plus nous sentons combien est imparfait le travail que nous présentons aujourd'hui : mais ce sentiment , loin de nous décourager, ne fera que redoubler notre zèle pour interro^ ger la nature, et approfondir les recherches que nouA venons de présenter.

TABLEAU présentant les résultats de l'analyse de Pair,

JNn

auxquels

l'iir

a été

recueilli.

Tovèntire

exprimée

en

degrés

du thermomètre

centigrade.

l7nov.

1 déc