AZOTE
L'azote a été découvert, en 1772, par le docteur Rutherford.
En 1773, Lavoisier reconnut qu'il existe à l'état libre dans Tair atmosphérique dont il forme environ les quatre cinquièmes.
S8 métalloïdes.
L*azole esl un gaz permanent, incolore, inodore ; il csl impropre a la respiration ; cest cette propriété qui lui a fut donner le nom d*azote ( â privatif, et C^tt vie ) ; mais il n*est pas délétère , et les animaux n*y meurent que faute d'oxygène. Ce gaz est impropre à la combustion. Une bougie allumée que Ton plonge dans une éprouvette remplie d*azole s'éteint aussitôt.
La densité du gaz azote est 0,97137.
L*azole ne se combine directement qu'avec un petit nombre de corps ; cependant, lorsqu'on fait passer un grand nombre d'étincelles électriques à travers un mélange d'oxygène et d'azote humides, on obtient une combinaison connue sous le nom d*act(/e azotique.
C'est a cette réaction que l'on doit attribuer la présence de Tacide azotique dans les pluies d'orage.
L'azote est moins soluble dans l'eau que l'oxygène.
L'azote existe dans un grand nombre de matières org^iques.
Les expériences de M. Boussingault ont prouvé que l'azote contenu dans les végétaux provient souvent de Tair. Ce chimiste a observé que certaines plantes légumineuses, croissant dans une terre exempte de corps azotés, renferment, après leur développement, une quantité considérable d^azote qui a été empruntée à l'air atmosphérique.
L'azote qui entre dans la composition des matières animales provient de celui que contiennent les aliments ; il résulte, en eflTet, d'expériences faites sur les animaux à sang chaud, que, dans Tacte de la respiration, Tazote atmosphérique ne parait pas sensiblement absorbé.
Préparation de l'asete. — On retire en général l'azote de l'air atmosphérique.
On place sur une cuve à eau un l}Ouchon de liégc qui sup-
AIR ATHOSPHÉItlQUE. 39
porte une petite ooapelle de plftlre contenant un fragmont de (rfmsphore enflammé, que l'on rerouvre d'une riorbe de verre (pl. Il, fîg. 4). Le phosphore absorbe, en brûlant, l'oxygène qui se trouve dans la cloche, et l'on obtient ainsi de l'azote.
AIR ATMOSPHERIQUE.
Les anciens considéraient l'air atmosphérique comme un dénient ; sa conpositioa n'est connue que depuis les travaux de Lavoisier et de Scbéde.
Brun et Jean Rey avaient constaté, un siècle et demi avant Lavobier, que l'étaîn chauffé au contact de l'air augmente de poids.
Bayen, l'un des contemporains de Lavoisier, remplaçait l'élain par le mercure, et arrivait aux mêmes conclusions que Brun et Jean Rey.
L'augmentation de poids observée pendant la calcinalion des métaux n'indiquait pas si l'air était absorbé intégralement ou en partie.
Lavoisier reconnut le premier que l'air atmosphérique se compose de deux gaz, t'oxygène et l'azote, dont un seulement, l'oxygèoe, est absorbé par les métaux.
Nous allons décrire l'expérience mémorable qui conduisit Lavoisier à la découverte de la composition de l'air atmosphé* rique.
Lavoisier introduisit du mercure dans un matras dont le col très long et recourbé , s'engageait sous une cloche graduée, placée sur une cuve à mercure (pl. I, fig. 1).
La disposition de cet appareil lui permitde déterminer avec précision :
!<■ Le volume d'air sur lequel il opérait ;
2» Le volume de gaz absorLé pendant l'opéiotion ;
S° Celui du gaz restant.
cmq jours rîoq jours
ht «fMÉiHM- «f jâr <«BifUB êmis^ b dKte ■'êpiiwtjâl plus de diHÎEiaciMt. £ c^asÏMa <sir«cif respérâcMr pCKdanl plusieurs ÎMn. ^irt*^ tf nfiiiL £ Uiiiia iiinnyh Tapparal, ci coostaU i|ar IM v«àBBes> 4 «r n ■luI cit vréHl^â 73 Tolonies.
Tm* fdktttHK^ rooBf ni Ufcw sVuil faiêc à la snrbce db itirwit. ; cctie snklaBn^cUil ém pcrasyde de mercure.
larokîer s'aessova for le esE fH restait diBS la dodie «rat 4»fmtfntHis entîmaMst opposées à rdies de Fair almospbér»)ue ; ipill était impropre à la comlnstioa et à la respire- Htm. Ce ça était Tazole.
Il intfxidobît ensuite dans une petite cornue le peroxvde de
Dierrtire qui s'était formé à la sorfKe du mereure, le cliauflEi jus'iu'au rotige naissaiit , et vit qu*il se décomposait en lne^ cure métallique et en un gaz qui étut, comme il Ta dît, heau€Oup plus propre que Vmir miWÊOfpkérique à tmiretemir h eomhuMtion el la respiraiiam des aaiMairx. Ce gaz était
l>aioisîer avait flonr retiré de Fair atmosphérique deux gaz dilfénfntH : Tun, entretenant avec vivacité la combustion et la n^\tirH\iou, roxygHie; Tautrc, impropre à la combustion elà lu n'^pirafiofi, Vn/Mi^.
A\tri*s avoir d<Tomposé l'air atmosphérique, il voulut le nîcofiHlilucr (îii mélangeant les deux gaz qu*il en avait i'xlrait'*.
Il reconnul que Tazote qui restait dans la cloche graduée, MM'IunK*' A Toxygéne provenant de la calcination de l'oxyde de îunruri* Tonné pendant ropéralion, produisait un gaz absoluninil pareil à Tair atmosphérique.
'randin qnc Lavoisier exécutait ses expériences sur la compoHÎlion de l'air, Scliéele arrivait, de son côté, aux mômes réHullaU.
Ain AVtosrtiintQCR. M
Le chimiste suédois constatait que les sulfures alcalins absorbent un des éléments de l'air (l'oxygène), et laissent un résidu gazeux impropre à la respiration el à la combustion IVazote).
Les travaux de Schésie ont moins attiré l'attention que ceux de Lavoisier, parce qu'ils ne présentent pas la même Andence ; ce qui tient k ce que les sulfures ne peuvent pas, comme l'oxyde de mercure , restituer l'oxygène qu'ils ont
Nous ferons observer que les procédés de Lavoisier et de Schéde, si remarquables d'ailleurs, laissent & désirer sous le rapport de la précision.
Ainsi, dans leurs analyses de l'air, ces deux chimistes trouvaient plus de 27 pour 100 d'oxygène, tandis .que l'air n'en contient réellement que 21. Leurs procédés ont été perfectionnés dans ce siècle et amenés à une exactitude presque rigoureuse.
C»ip«rtll«» ^^m l'nir. — En appliquant à l'nnalysc de l'air leii méUiodes lesplus exactes, on trouve que l'air contient en volume :
El en poids :
Ces nombres résultent des expériences faites par MM. fiay- Lussac, Brunoer, Dumas et Boussingault, qui |ircscnt(>nt une entière concordance.
Dans les circonstances ordinaires, l'air contient de 3 ù C dix-millièmes d'acide carbonique, et de 6 à 9 mitJièmos de vapeur d'eau.
Les analyses d'air pris à de grandes hauteurs par finy-Lns-
sac, celles qui onl été exécutées récemment à Paris par MM. Dumas et Boussingault, et répétées a Berne, à Genève, à Bruxelles, à Copenhague, paraissent établir Tuniformité de constitution chimique de Tatmosphère, quanta la proportion d*oxygène et d'azote qu'elle contient.
Cependant M. Lewy a constaté récemment que Tair recueilli sur la mer du Nord contient en poids 22,6 pour 100 d*o\ygène, tandis que Tair delà terre en contient 23 pour 100.
M. Lewy attribue cette différence à ce que l'oxygène est plus soluble dans l'eau que l'azote, et que les animaux qui peuplent les mers ont besoin d'oxygène pour leur respiration. A mesure que ces animaux s'emparent de l'oxygène dissous, la surface de la mer qui est en contact avec l'atmosphère lui enlève une nouvelle quantité d'oxygène.
Dans l'air atmosphérique l'oxygène et l'azote se trouvent à l'état de simple mélange et non de combinaison.
La proportion de vapeur d'eau que contient l'air est sujette à de grandes variations. Elle dépend en général de la température de Tair et des masses d'eau qui s'évaporent dans certaines localités.
La proportion d'acide carbonique est aussi très variable.
D'après M. Th. de Saussure, une pluie diminue la quantité d'acide carbonique contenue dans l'air. En traversant Tatmosplière, Teau se charge d'acide carbonique et l'entrahie avec elle dans le sol ; ce gaz se dégage ensuite à mesure que la terre se dessèche.
Un liiver froid, accompagné de gelées qui dessèchent la terre, augmente la quantité d'acide carbonique de l'air ; le dégel la diminue.
Au-dessus des grands lacs, la proportion d'acide carbonique est moindre qu'à la surface de la terre. La différence est de 0,5 sur 10,000 parties d'air. La quantité d'acide carbonique augmente dans les lieux habités.
tIR ATHUâl-HÉRIULK. AS
Sur les iiuiriLiignes liés ck'vét's, la iirojiuiliun d'acide carimnique est plus considérable cjuc dans les plulnes, et ne patbU pas varier pendant le jour et la nuit.
Dans les plaines, elle éprouve des variatioiis notables; la proportion d'acide carbonique est plus forte lii nuit que le jour de 0.84 sur 10,000 parties d'air. Ces changements, qui ont lieu ordinairement dans les premières heures après le lever du soleil, proviennent de la décomposition qu'éprouve l'acide carbonique sous l'influe-nco des rayons solaires par les parties Vurtes des plantes.
NM. Boussingault el Lewy ontconfirmé ces résultats et se «ont assurés que l'air d'une ville contient un peu plus d'acide irarboniquc que l'air de la campagne. Sur 10,000 volumes, l'air pris à Paris contenait 3,190 d'acide carbonique, et l'air Il i>ris à Audiliy, près Montmorency, seulement 2,089. I Parmi les différentes causes qui font varier la composition 1. de l'air conliné, on doit citer surtout la respiration des lioni- || mes et des animaux.
D'après M. Dumas, un bomme hrùlc, par l'elîet de sa respiration, tant en carbone qu'en hydrogène, une quantité équivalente à 10 grammes de carbone par heure, li'air sortant I des poumons contient en moyenne à pour 100 d'acide carbonique.
La combustion est aussi une des causes de l'aUéralion de l'air; 1 kilogramme d'aride sléarique verse, en briMant dans une rapacité de 50 mètres cubes, prés de k pour lUO d'acide carbonique.
De nombreux appareils d'éclairage peuvent donc faire varier aussi la composition de l'air confiné.
Les substances organiques abandonnées à l'air se décomposent et transforment l'oxygène de l'air en acide carbonique. On voit donc que plusieurs causes tendent constamment à faire varier la composition de l'air et à diminuer la propor-
tioa Jie Vo\\ii^n%t «{ii'il <.*onUeac ^.n ie LransçfiMinant en acide carboaûfiie : ce joot b combusd^a. la respéradon lies anîmaus, la decijiiipositii>Q ip«)ntaaee il» matier» orzaniqaes^ etc.
Sais comme la wae»i Je ralmosphere e^ trêscoosidêrable, les phenomefu» <{ui i'accumpiîiïsenL a la ^urfiKe du siobe oe ■MxlitieiU «{ue Ëûbiement ia composicioa Je Tair. Cepemlant, les causes d'alteralioa «Kant pennanenCes^ «>o peut prêroîr une éfoqui^ où ratmosphére^ trouverait âensiblemeni deoalurêe, si la ¥«géCatioa ne décompose pas chaipie année Tacidecar» booiqoe qui >'est pn>luit aux dépens de roiygêoe de Tair. Les belles expériences de Priestley. dAime, de Th. de Saussure, ont prouve» en eflet. que les parties vertes des végêlaux ont la propriété de deci>mpo:^er l'acide carbonique sous Tiu- Ouence de ia lumière soUire. en s appropriant le carbone et en restituant à Tair Toxyzéne engaee en combinaison arec le carbone. Ainsi se trouve maintenu le rapport qui existe dans Tair atmosphérique entre roiy;iéue et Tazote.
En comparant les analyses de Tair atm«jspbêrique faites par Gay-Liissac il y a quelques années, avei: celles qui ont été entreprises dans ces dernier* temps, on recourait que les proportions d'o\y>îéne et Jazole contenues dans Tair n'ont pas varié. Cependant les m*:tlM>les analytiques, très perfectionnées d'ailleurs, n'étant pas d'une exactiludr» absdue, il pourait se faire que la composition de l'atmosphère éprouvât des variations très faibles, qui ne de\iendraient appréciables que dans un grand nombre d années.
FMprlét^ de l'air. — Pkéi
«•nu l'air. — On conçoit que les propriétés de l'air atmosphérique? se composent de celles des deux gaz qui le constituent: l'action que Tair exerce sur un corps simple ou composé n'est autre que Tensemble des actions de Toxygène et de I' sur ce corps.
êlrt^ considéré comme un lluide élastique peimuiiuiil, iiiodort', insipide, incolore, dont la densité, représentée par l'ulùté, sert de terme de coniparaison pour la densilé des autres
gWE.
Un litre d'air sec, sons la pression de 0 "./tiû, et à la tem- (MJratore de 0", iiése 1*',2937.
La ronibuslion dans l'Rir lésulte de la combinaison d'un , corps combustible ou de ses éléments avec l'oxygène atniospbérîque. Dans toute combustion, l'oxygène est absorbe et l'azulc ne subit ancmie altération.
Les produits de lu combustion soiit par euv-niOines impropres à la rombuRtion et l'arrêteraient bienltH s'ils ne se trouvaient remplacés par une nouvelle quantité d'air, dont l'oxy- ^viiti vient entretenir cimstomniEnt la combustion qui a eomnieiieé. Ile là la nécessité d'établir dans les foyers ce que l'on appelle un tirage, pour entretenir la combustion.
On sait que le bois brftle imparfaitement lorsque les produira do Jâ cuiuLusliou s'élèietit avoc diriicultc. Au contraire, ta coaibustion est énergique dans un courant d'air rapide. En soufflant sur un corps qui brâle, on peut augmenter la vivacité de sa combustion jusqu'à le faire brûler comme dans l'oxygène pur : ainsi un barreau de fer cbaufTé au rouge et présenté à la tuyère d'un soufflet de forge brûle en lançant des étincelles éclatantes.
C'est sur ce principe qu'est fondée la construction des soufflets ordinaires, ainsi que celle des machines soufflantes employées dans les usines.
La combustion dans l'air étant le résultat de la combinaison des diflérents corps avec l'oxygène, on conçoit qu'elle doive s'arrêter si l'accès de l'air est supprimé. Ainsi on éteint du charbon en le recouvrant d'une cloche ou en l'enfermant dans un étouffoir.
4(5 MI^TALLOlDKS.
L*éUt (le division des corps exerce une grande influence sur leur combuslibilité ; le fer, le charbon, les sulfures, etc., qui ne brûlent en général qu'à une lempérature assez élevée, s'enflamment à la température ordinaire quand ils se trouvent exposés À Tair dans un grand état de division. Les corps qui présentent ce phénomène sont appelés corps pyrophoriquet; leur inflammation est produite par le dégagement de chaleur qui résulte de la condensation de Tair absorbé par leurs pores.
La combustion d'un corps allumé ne persiste que parce que la chaleur développée par la combustion d'une partie de sa masse porte les parties voisines de celles qui brûlent à la température nécessaire pour les faire brûler elles-mêmes. Au contraire, la combustion s'arrête lorsque le corps allume éprouve un refroidissement tel qu'il ne puisse plus se combiner avec l'oxygène. Ainsi, un morceau de fer porté au rouge brûle dans l'oxygène pur et s'éteint dans l'air atmosphérique, parce que l'azote de l'air, en le refroidissant, arrête sa combustion. De même aussi, un jet d'air trop rapide, dirigé sur une bougie, éteint la flamme en abaissant sa température. Un charbon allumé s'éteint rapidement lorsqu'on le place sur une lame de fer qui le refroidit.
Les gaz, de même que les corps solides, cessent de brûler lorsqu'ils sont en contact avec des corps qui les refroidissent. Ainsi, une toile métallique à mailles très serrées introduite dans une flamme la refroidit assez pour qu'elle ne puisse la traverser. Ce principe a fourni à Davy l'idée ingénieuse de la lampe de sûreté. Cet instrument se compose d'une lampe à huile entourée d'une toile métallique très fine. Lorsqu'on porte cette lampe dans un mélange explosible, il se produit une détonation dans l'intérieur; mais l'inflammation ne se communique pas à l'extérieur, la flamme étant refroidie par la toile métallique.
L'ouvrier mineur, qui travaille dans les houillères el se trouve souvent dans des mélanges détonunls, est «i Tabri de tout danger en se servant de la lampe de Davy ; et de plus un fil de platine très fin, plaeé dans l'intérieur de la lampe, devient lumineux dans le mélange détonant qui s'introduit dans b lampe après la détonation, et permet à l'ouvrier de se diriger dans l'obseurité.
Une flamme est toujours produite par la combustion d'un gaz ou d'un corps qui se volatilise par la chaleur. Le pouvoir éclairant d'une flamme varie avec les produits qui se forment pendant la combustion. Lorsque ces produits restent sous forme gazeuse dans la flamme, celle-ci est peu éclairante : telles sont les flammes de l'hydrogène, de l'oxyde de carbone, de l'alcool. Mais s'il se sépare pendant la combustion un corps solide qui puisse devenir incandescent, la flamme est éclairante. Ainsi les flammes produites par la combustion du phosphore et du zinc, sont très brillantes, parce qu*elles contiennent des corps solides, qui sont Vacide pliosphorique et l'oxyde du zinc.
Les flammes du gaz de l'éclairage , celles des bougies, des lampes, sont éclairantes, parce qu'elles sont principalement formées d'hydrogène carboné , qui éprouve une combustion incomplète et abandonne du charbon très divisé qui devient incandescent. On peut constater la présence du charbon dans une flamme de lampe ou de bougie en y plaçant une lame métallique, qui, en la refroidissant, se recouvre immédiatement de noir de fumée.
La présence de l'hydrogène rend la flamme plus éclairante. Ge gaz, en brûlant, produit en effet beaucoup de chaleur et amène au rouge blanc les molécules de charbon qui donnent de l'éclat à la flamme.
On peut augmenter considérablement la lumière produite par une flamme, en y plaçant des corps solides, tels que des
A8 métalloïdes.
fils (Je platine ou d'amiante. Des fragments de chaux vive donnent à la flamme d'un mélange détonant un éclat que les yeux ont de la peine à supporter.
La quantité d'air qui arrive à la flamme influe sur son pouvoir éclairant. Si l'air vient en excès, il nuit à la flainiBe en la refroidissant ; s'il arrive en petite quantité, la eombos- 'tion est incomplète et la flamme devient fuligineuse. On peut dire (|ue la flamme atteint son maximum de clarté au momeot où elle est près de donner de la fumée. Le courant d'air qui alimente une lampe est ordinairement jH^uit par une cheminée dont on fait varier la longueur et la position d'après l'aspect que présente la flamme.
La température d'une flamme est indépendante de son pouvoir éclairant : ainsi la flamme de l'hydrogène, qui esta peine visible, donne beaucoup de chaleur.
