I. AIR ATMOSPHÉRIQUE

§ 1. Des principes de l’air.

1. Quels sont les principes de l’air? — 2. Quelles sont les pro-

f iriétés principales des cléments qu’il contient : l’oxygène et ’asote? — 3. Comment se fait la décomposition et la recomposition de l'air?

I. — L’atr atmosphérique est un gaz qui enveloppe la surface du globe à une hauteur de 70à 90 kilomètres. L’air est invisible, transparent, insapide, inodore, pesant, compressible, élastique; sur 100 parties, il contient 21 parties d’oxygène et 79 d’azote , une quantité variable de vapeuF d’eau et des traces d’acide carbonique.

2. — L 'oxygène est un gaz incolore, inodore, insapide, nécessaire à la combustion et à la respiration ; sa densité, comparée à celle de l’eau prise pour unité, est de 1,102. On le reconnaît à ce qu’un corps, une allumette, par exemple, qui ne présente plus qu’un seul point A la température rouge, se rallume dès qu’on la plonge dans du gaz pur, et brûle rapidement avec une vive flamme.

L’oxygène est très-répandu dans la nature; il forme à peu près le £ du volume de l’air et les J du poids de l’eau.

L’oxygène s’extrait par la chaleur du peroxyde de manganèse, ou du chlorate de potasse.

L'azote est un gaz incolore, inodore, insapide; sa pesanteur spécifique est de 0,9757. Il éteint les corps en combustion; il est impropre à la respiration , et de là son nom (qui prive de la vie). Il se combine avec l’oxygène en diverses proportions qui donnent protoxyde d’azote, le deutoxyde d’azote , l’acide azoteux , l’acide hypoazolique et l’acide azotique. Uni à l’hydrogène, il forme l’ammoniaque.

L’azote entre dans la composition de plusieurs des végétaux , notamment du chou. Les matières animales en contiennent presque toutes.

On obtient l’azote en absorbant l’oxygène d’une masse ^

1. Nous avons suivi, pour cette partie, le programme adopté pour les écoles -normales primaires; nous en avons déduit les raisons dans la préface.

d'air atmosphérique, dont il forme près des , au moyen du phosphore, qui brûle tant qu’il y a un seul atome de gaz propre à la combustion.

3 . — La décomposition de l’air ou son analyse se fait de la manière suivante :

On mesure exactement, avec un tube gradué, 100 parties de l'air que l’on veut analyser et 100 parties d’hydrogène que l’on introduit successivement dans l’eudiomèlre à eau, et l’on fait passer une étincelle électrique à travers ce mélange gazeux. Après la combustion causée par l’étincelle électrique, on aperçoit dans l'eudiomètre une diminution de gaz, que l’on peut apprécier exactement en faisant passer le mélange dans le tube gradué ; le résidu est de 137 parties, au lieu de 200 qui existaient avant le passage de l’étincelle électrique : 63 parties sont donc entrées en combinaison, ce qui n’a pu arriver que par l’action de l’hydrogène sur l’oxygène des 1 00 parties d’air. Or, comme l'hydrogène se combine avec l’oxygène dans le rapport de 2 à 1,' pour connaître la quantité d’oxygène contenue dans 63 parties de gaz absorbées, il n’y a qu’à prendre le tiers de 63, c’csl-à-dire21 ; donc il y a 21 parties d’oxygène et 100—21 ou 79 parties d’azote.

L’oxygène se mêlant à toute température avec l’azote sans se combiner avec lui, on fait la recomposition ou la synthèse de l’air atmosphérique en mettant dans un même vase 79 volumes d’azote et 21 d’oxygène.

§ 2. Ve l’action de l’oxygène et de l’air sur les corps combustibles.

i. Quelle est l’action de l’oxygène et de l’air sur les corps combustibles , et en particulier sur l’bydrogène , le charbon , le phosphore, le soufre et les principaux métaux? — 2. Que savez-vous sur la formation de la rouille dont se couvre le fer à l’aide de l’humidité, et sur le moyen de la prévenir? — 3. Sur les dangers que présentent les vases de cuivre, zinc, plomb ? — 4. Sur le vert-de-gris et les causes de sa production ? — 5. Sur l’étamage et son utilité ? — 6. Faites voir que l’or et l’argent doivent en partie leur prix à ce qu'ils ne s’oxydent pas.

I. — L’air sec et l’oxygène activent généralement la combustion; mais ces deux gaz n’ont d’action à la température ordinaire que sur les métaux qui ont beaucoup d’affinité pour l’oxygène. La chaleur aide singulièrement l’oxy-

dation des métaux: aussi tous les corps métalliques absorbent-ils l’oxygène sous cette influence, excepté pourtant l’or, l’argent, le platine et le palladium. Lorsque l’air et l’oxyèné sont humides, le calorique n’est plus aussi nécessaire à ce phénomène; un grand nombre de métaux prennent alors l’état d’oxyde, non-seulement par l’absorption directe de l’oxygène, mais encore par la décomposition de la couche d’eau qui est en contact avec le métal.

L'hydrogène , appelé jadis air in/lammabic , est un gaz invisible, inodore, insapide, compressible, élastique. Sa densité est 0,06. Il est environ quatorze fois moins dense que l’ajr atmosphérique , et de là vient qu’on l’emploie pour enlever les aérostats. Il est impropre à la respiration; un corps en ignition s’y éteint; mais si le gaz est en contact avec l’air, il brûle avec une flamme bleuâtre.

L’hydrogène s’extrait de l'eau mise en contact avec de l’acide sulfurique et de la grenaille de zinc ou de la limaille de fer.

L’oxygène combiné avec l’hydrogène dans la proportion de un à deux , et porté à la chaleur rouge, produit de l’eau avec détonation.

Le charbon est un corps solide et noir, principalement composé d’une matière simple appelée carbone, qui a beaucoup d’affinité pour l’oxygène. Le charbon , à une haute température, se combine avec l’oxygène et forme de l'acide carbonique, si l’oxygène est en excès, et de l 'oxyde de carbone, dans le cas contraire. Si l’on plonge le charbon en ignition dans de l’oxygène pur, il brûle avec une flamme éclatante et passe à l’état d'acide carbonique.

Le carbone est le principe parfaitement pur du charbon. Le diamant, carbone pur et cristallisé , brûle dans l’oxygène à une température très-élevée , sans laisser aucun résidu. Il a la propriété de couper le verre. C’est le plus dur de tous les corps , c’est-à-dire qu'il raye tous les corps et ne se laisse rayer par aucun d’eux. Aussi est-on obligé de travailler le diamant avec sa propre poussière.

L'acide carbonique est un gaz incolore, inodore, acidulé, soluble dans l’eau, et de moitié plus dense que l'air.

Le phosphore (porte-lumière) est solide, mou, à demi transparent, jaunâtre, d’une odeur alliacée. La lumière le colore lentement en rouge." Sa pesanteur spécifique est de 1,77.

La nature ne présente point de phosphore libre;, mais il existe combiné dans plusieurs sortes de terrains, dans les

laitances, dans la cervelle et dans les os. C'est surtout des os, convenablement traités, qu’on le retire.

L’action lente de l’air sur le phosphore fait passer ce corps à l’état d'acide hypophosphorique, et la combustion rapide soit dans l’air, soit dans l’oxygène, ô celui d 'acide phosphorique. A la température ordinaire, le phosphore devient lumineux dans l'air, parce qu’il y brûle; des traits faits sur un mur avec cette substance brillent dans l’obscurité comme les vers luisants. On doit éviter de toucher le phosphore avec les doigts; car il s’y attache et cause des brûlures.

Le phosphore sert à faire les briquets phosphoriques. Le briquet phosphorique consiste en un tube de plomb au fond duquel se trouve du phosphore solidifié. Une allumette soufrée, plongée dans ce llacon , en rapporte quelques parcelles de phosphore; on en frotte le bout sur du liège ou un autre corps, et elle s’enflamme aussitôt. Ces briquets s’altèrent promptement, parce qu’ils attirent l’humidité de l'air. Le briquet à mastic inflammable se fait en mêlant un peu de chaux au phosphore; l'allumette s’enflamme sans frottement , dès qu’elle arrive à l’air. Ces briquets ont cédé depuis quelque temps la place aux allumettes dites allemandes ou chimiques, qui sont, à l’une de leurs extrémités recouvertes d’une composition solide que le moindre frottement enflamme.

Le soufre est un corps simple, insapidc, solide, cassant, d’un jaune citron ; sa pesanteur spécifique est de 1,99. Le soufre, à une haute température, se combine avec l’oxygène, brûle avec une flamme bleue, et se convertit en acide sulfureux.

L 'acide sulfurique ordinaire est liquide, blanc, inodore, très-corrosif, d’une consistance oléagineuse. Deux gouttes de cet acide mises dans un litre d’eau forment une limonade minérale agréable. On obtenait autrefois l’acide sulfurique par la distillation du protosulfate de fer, appelé vitriol vert (couperose verte), et on lui donnait alors le nom mhuile de vitriol, qu’il reçoit encore assez souvent. Maintenant on l’obtient en chauffant sur une plaque de fonte et dans des chambres de plomb 8 parties de soufre mêlées à une partie d’azotate de potasse. L’acide sulfurique est employé dans la fabrication de l’acide azotique, de l’alun , du phosphore, etc., dans la métallurgie, le blanchiment, la teinture, le tannage, etc.

L'acide sulfhydrique est un gaz incolore, d’une odeur d’œufs gâtés, et très-délétère. (V. plus loin le gaz hydrogène sulfuré.)

Tous les métaux forment avec l’oxygène pur ou avec l’oxygène de l’air, sous l’influence d’une chaleur plus ou . moins élevée, des combinaisons analogues à celles qui viennent d’être indiquées.

2. — Le fer est d’un gris clair, grenu : moins malléable que l’or, l’argent et le cuivre, il est aussi ductile qu'eux , on le tire en fils aussi fins que les cheveux. Sa densité est 7,78. Sa ténacité est telle, qu’un fil de fer de 0 m ,002 de diamètre peut supporter sans se rompre 2i9*s-. Le fer ne peut être coulé; mais il jouit seul, avec le platine, de la propriété de se souder.

Le fer, au contact de l’air humide, se recouvre de rouille ou peroxyde de fer. On prévient les effets de la rouille en isolant le fer de l’air atmosphérique, soit en le revêtant d'un enduit quelconque, soit par l’étamage.

3. — Le cuivre est un métal d'un beau rouge, brillant, dur, très-sonore, malléable, très-ductile et d’une odeur nauséabonde quand on le frotte. Sa densité est 8,78. A une température élevée, il absorbe l’oxygène de l’air et passe à l’état de deuloxyde.

Les vases de cuivre présentent des dangers par la formation du vert-de-gris (carbonate de cuivre) , croûte verdâtre dont se couvre le cuivre exposé à l’air humide et qui est un poison violent. Tous les composés de cuivre sont vénéneux : aussi ne faut-il jamais laisser rien refroidir dans les casseroles ou autres vases de cuivre. Le sucre est un antidote puissant contre ce poison. •

Le zinc est un métal blanc bleuâtre, lamcllcux , brillant, ductile à 100°, fusible à 370”, volatil au-dessus de la chaleur rouge. Sa densité est 7. Réduit en feuilles à l’aide du laminoir, il sert pour la couverture des toits, pour les gouttières, les baignoires, etc.

Les vases de zinc peuvent devenir dangereux par la formation de sels qui causent de violentes diarrhées.

Le plomb est un métal blanc bleuâtre, mou , flexible, malléable, peu tenace, facile à fondre. Sa densité est ii.

11 raye en gris bleu le papier. On en fait des tuyaux de conduites, des couvertures de toit; il fait partie de la soudure des plombiers, des caractères d'imprimerie, etc.

Les vases de plomb sont attaqués par plusieurs acides et deviennent vénéneux; ils ne peuvent, par conséquent , être employés pour le service alimentaire.

— Le vert-de-gris est un carbonate ou un acétate de cuivre, ordinairement produit par les corps gras qui entrent *

dans les aliments, et quelquefois par les assaisonnements eux-mêmes ; il peut être aussi formé par l'action de l’air atmosphérique. Dans les arts, on prépare souvent le vertde-gris, en laissant macérer pendant uu mois des plaques de cuivre dans du marc de raisin.

8. — LVfatn est un métal blanc, brillant, peu sonore, très-malléable, peu ductile; exposé à l'air, il perd rapidement son éclat métallique , mais il n'est pas susceptible de se rouiller ni de s’oxyder. Sa densité est de 7,30. L’étain sert à faire des vases et des ustensiles de ménage; on l’emploie pour fabriquer le fer-blanc, élamer les vases de cuivre, etc.

6- — L’or est un métal jaune, inaltérable à l’air et à l’eau, mais attaquable par l’eau régale : il est si malléable, qu’un gramme d’or suffit pour couvrir une grande surface. Sa densité est 19,23. On le trouve à l’état natif en lamelles, dans des liions pierreux; eu paillettes, dans des terrains d’alluvion ou des sables aurifères, etc. Allié avec un dixième de cuivre qui le rend plus dur, l’or est employé pour la monnaie.

L'argent est un métal dur, d’un beau blanc, malléable, ductile; il acquiert du brillant par la fusion. Sa densité est 10,47. On le trouve à l’état natif ou combiné au plomb, au soufre, au chlore, etc-, d’où ou l’extrait par divers procédés. L’argent sert à faire la monnaie, les bijoux , les médailles, différents ustensiles domestiques, etc. La monnaie se compose de d’argent et de A d e cuivre.

L’or et l’argent ne sont pas oxydés par l’air à la température ordinaire : employés comme vases, ils n’offrent aucun des inconvénients que présentent ceux de cuivre, de zinc ou de plomb. C’est là une qualité essentielle de ces deux métaux et l’une des causes de leur grande valeur.

§ 3. De la combustion.

I. Qu’est-ce que la combustion? — 2. Quels sont les moyens propres à la favoriser? — 3. Que savez-vous sur la construction des cheminées, des fours? — 4. Sur la quantité de chaleur que donnent les cheminées et les poêles ?

i. — La combustion est en général la combinaison de l’oxygène avec un corps combustible, simple ou com-

posé. 11 se produit par là un dégagement de chaleur et de lumière capable d’enflammer les matières gazeuses qui s’échappent des corps brûlés.

2 — Il y a plusieurs moyens propres à favoriser la combustion, en établissant un courant d’air dont l’intensité varie suivant les différents cas. On emploie à cet effet les machines soufflantes, le chalumeau, et quelquefois les gaz, tels que la vapeur d’eau. On active aussi la combustion en circonscrivant le combustible dans une enceinte de briques, de métal, etc., qui concentre la chaleur sous le nom de foyer, de cheminée, de poêle, etc.

o. — On donne le nom de cheminée au conduit par lequel s’échappe le courant d’air brûlé dans le foyer ; ce nom s’applique aussi à tout l’appareil. Les cheminées se construisent d’un grand nombre de manières, soit dans le mur, comme les cheminées simples, soit hors du mur, comme les cheminées à la prussienne , à la üésarnaud, etc.

Les poêles sont des foyers revêtus d’une enveloppe et accompagnés d’un tube qui sert de cheminée. L’ouverture par laquelle on introduit le combustible dans le pocle est maintenue fermée par une porte de métal , à l’exception d’un petit orifice par lequel l’air froid se précipite sur le combustible.

Les fours communs consistent dans une chambre basse et voûtée, qui n'a guère que G5 centimètres de hauteur au milieu. On y développe une grande chaleur, en y brûlant du bois qui donne beaucoup de flamme et qu’on relire à l’état de braise, pour le remplacer par le pain, la pâtisserie et les viandes que l’on veut cuire. Le sol du four ou l 'dire est élevé à quelques décimètres du sol, se prolonge en dehors et forme une tablette sur laquelle on relire les charbons, etc.; une hotte reçoit la fumée et la conduit dans un tuyau de cheminée. L’entrée ou bouche du four se ferme au moyen d’une plaque de tôle ou de fonte, quand a lieu la cuisson. La voûte se nomme chapelle.

4. — La chaleur que donnent les cheminées et les poêles varie suivant la grandeur du foyer et de l’appartement , suivant la quantité de combustible et celle d’air froid que peut contenir la chambre, suivant les procédés employés dans la construction des appareils, etc.

Les cheminées simples ne communiquent aux habitations qu’une faible fraction de la chaleur développée par la combustion , un dixième tout au plus. Pour en perdre moins,

840 CRIMIÉ. '* •

en donne, dans les cheminées perfectionnées, beaucoup moins d’épaisseur aux côtés et au fond du foyer; mais le plus sûr est de disposer dans le foyer des tubes cylindriques ou des chambres carrées de métal , qui ont leurs ouvertures en dehors du foyer et dans la partie inférieure des appartements. L’air froid s’y précipite, s’y échauffe, s'y dilate et retourne dans l’appartement par d'autres ouverture appelées bouches de chaleur.

Dans les poêles, c’est surtout la chaleur du gaz brûlé dans le foyer qui se communique à l'appartement , en traversant l'enveloppe de ce foyer et le tube qui sert de cheminée. Les poêles agissent donc en sens inverse des cheminées simples, et, par conséquent, ils développent beaucoup plus de chaleur : cette chaleur s’élève à 18° et au delà.

§ 4. De l’action de l’air sur le sang.

I. Quelle est l’action de l’air sur le sang? — 2. Quels sont les principaux phénomènes de la respiration et de la circulation ? — 3. Démontrez que l’air est le seul gaz respirable, qu’il agit par l’oxygène qu’il contient , et que tous les autres gaz sont méphitiques ou délétères. — 4. Quelle est la chaleur animale ?

1. — L’action de l’air sur le sang est très-importante. Son oxygène est mis par l’acte respiratoire en contact avec le sang veineux des animaux; ce sang veineux est ensuite transformé en sang artériel , propre alors à l’entretien de la vie. Ce contact a lieu à l’intérieur du corps dans les poumons. La vie s’éteint dès que 1 influence de l’air sur le sang n’a plus lieu.

2. — Dans l’acte de la respiration, l’air produit une combustion réelle. En vertu de son oxygène, il transforme en acide carbonique, qui s’expire, l’excès de carbone du sang veineux , qu’il convertit en sang rouge ou artériel.

Les principaux phénomènes de la respiration sont la sanguification ou changement du sang veineux en sang artériel , seul propre à l’entretien des corps, et la calorification, ou formation de la chaleur animale (voy. n° 4).

Les principaux phénomènes de la circulation sont le transport du sang du cœur dans tous les organes, et le retour de ce sang dans le cœur au moyen des artères , des veines et des vaisseaux lymphatiques.

3. — En plaçant des animaux dans des appareils ou des chambres qui contenaient différents gaz, on a reconnu que, parmi les gaz mélangés dans l’air, l’oxygène est l’aliment essentiel de la respiration. On a reconnu en outre : 1° qu’une atmosphère factice , composée d’oxygène et d’azote en quantités égales, permet encore aux animaux d’y vivre sans souffrance ; 2° qu’en augmentant la proportion d’oxygène, il y a irritation trop vive dans les poumons ; 3° que les animaux auxquels on fait respirer un mélange d’oxygène et d’hydrogène vivent sans éprouver de malaise apparent.

Mais en l’absence de l’oxygène, ces gaz et tous les autres sont ou impropres à la respiration , et amènent alors la suspension momentanée ou délinitive de l’existence, c’est-àdire que ces gaz sont méphitiques ; ou bien ils attaquent les tissus et les liquides que contiennent les organes, de manière à désorganiser plus ou moins promptement l’individu, c’est-à-dire que ces gaz sont délétères.

4. — La chaleur animale, sous le nom de calorification, est celle qui provient de l’absorption de l’oxygène dans la respiration. Chez l’homme, elle est d’environ 27° Réaumur ou 32° du therm. ceuligrade.

§ {>. Du charbon, du gaz hydrogène carboné et de l’acide carbonique.

1. Qu’est-ce que le charbon ? — 2. Quel en est l’emploi pour dés-

infecter les viandes qui commencent à se putréfier': 1 * * 4 5 — 3. En

quoi consistent les filtres à charbon pour purifier les eaux P