OXYGÈNE

Atome : 0=-IOO et 2 volumes. -

L'oxygène est Tun des corps les plus essentiels et les plus répandus dans la nature. Son affinité oxique est puissante, aussi le trouve-t-on uni dans Teau, dansTair, et dans la croûte brûlée qui forme la partie extérieure de notre globe avec la plus grande partie des corps simples du genre basique.

L'oxygène est un des quatre éléments qui constituent les substances végétales et animales; les autres sont Tazote, le carbone et l'hydrogène. L'azote étant un corps oxique, il s'ensuit que de ces quatre éléments deux appartiennent au genre oxique et deux ao basique.

Le gaz oxygène qu'on rencontre dans l'air en mélange avec Iç gaz azote est un produit de l'union chimique de l'éthérile \ l'oxygène , et c'est a cette combinaison qu'il doit sa neutralité et l'état gazeux sous lequel nous le connaissoDS. Jusqu'ici tous les chimistes ont confondu cet état de combinaison mixte de l'oxygèoe avec l'état simple, et c'est une grave erreur qu'il importe de détruire, attendu qu'elle est commune aux autres corps simples, et qiie sans cette distinction il n'y a pas de progrès possibles en chimie.

L'oxygène, corps simple, se combine aux corps basiques métalliques dans trois proportions principales. Dans la première un atome d'oxygène est couibiné a deu?C atomes basiques ' et forme aiusi \% premier oxyde de la plupart des métaux ; dans la seconde combinaison trois atomes d'oxygène sont combinés k quatre atomes basiques et donnent les sesqui -oxydes. Ces deux genres d'oxydes sont basiques en proportion de la, prédominance des atonies basiques.

' Nous avons démontré dans le troisième mémoire de l'introduction, que 1« atomes ou équivalents des métaux étaient pris une fois trop forts, et c'est de l'atome réel que nous parlons ici; pour nous i atome basique sature Jasle 1 atome oxique; c'est là le principe.

Dans la troisième combinaison deux atomes d'oxygène se combinent k deux atomes basiques, et le produit de celte union est neutre en raison de la saturation parfaite des affinités. Dans sa combinaison aux métalloïdes, ordinairement deux atomes d'oxygène se combinent il un seul atome basique, et par Taffinité oxique de l'oxygène qui prédomine il y a formation d'un acide.

L'oxygène ne pouvant être obtenu a l'état simple, attendu que ce corps s'empare aussitôt sa préparation deTéibérile du fluide neutre ambiant, ne peut être apprécié dans ses propriétés qu'en le comparant aux corps composés dans lesquels il prédomine. Ainsi tous les oxacides puissants détruisent les matières végétales et animales par leur avidité pour le gaz hydrogène et l'eau qu'elles contiennent; ik ont tous un goût analogue que nous appelons l'acidité, et rougissent les couleurs bleues végétales; nous en concluons que ce sont b^es caractères propres k Toxygène; qu'alors, a l'état de liberté, il doit décolorer et détruire les substances végétales par suite de son affinité oxique très-puissante.

L'oxygène prend dans ses combinaisons les états solides, liquides et gazeux; mais nous ignorons l'état qu'il prendrait en liberté a la température ordinaire s'il restait simple. Considéré au moment où il est ohassé d'une combinaison, on a remarqué qu'il formait des unions que le gaz oxygène ne peut former, et on lui a donné le nom de gaz oxygène naissant^ sans se rendre compte de la différence qui pouvait exister entre un gaz naissant et un gaz déjà obtenu. Il est évident pour nous que l'oxygène naiss^int est de l'oxygène simple dont les affinités sont par conséquent tout autres que celles du gaz avec lequel on le confond, puisque ce dernier corps est un composé mixte dans lequel l'affinité de l'oxygène est entièrement saturée par sa combinaison avec l'éthérile, corps basique dont l'affinité est également puissante.

Si, comme le prétendent les chimistes jusqu'ici, le gaz oxygène n'était qu'une dissolution d'oxygène dans le calorique, d'où lui viendrait cette neutralité parfaite, coûiparable sous plusieurs rapports à celle de l'eau, qui n'est aussi qu'une combinaison de Toxygèue et de l'hydrogène, corps simple basique, atome pour atome. Pourquoi d'ailleurs cet état gazeux permanent, malgré le froid le plus intense? Au surplus , nous démontrerons la formation du gaz

oxygène par la combinaison de Toxygène a réthérile, et la production de ce corps impondérable par la décomposition do gax i oxygène. '

On est convenu de prendre l'atome d'oxygène = -1 00. pour le terme de comparaison du poids des autres atomes ou équivalents. Il vaudrait cependant mieux le prendre = -10, attendu que ce dernier nombre est du même ordre que les nombres adoptés pour exprimer les densités; la densité de l'eau, terme de comparaison, étant prise pour i , ou l'unité. En comparant les poids des atomes a celui de l'oxygène = iO, on aurait des poids des volumes et des densités de même ordre.

Le signe ou symbole par lequel on représente l'atome d'oxygène dans les formules est O . Il en résulte que dans une formule O = iOO ou 40, en poids relatifs.

Nous avons également démontré dans le troisième mémoire de l'introduction, que l'oxygène, comme tous les corps pondérables, se combine en volumes définis fort simples, et qu'en prenant pour volumes relatifs des' corps ceux qu'ils possèdent dans les composés ■ neutres et solides, l'atome d'oxygène peut être représenté par denx volumes que nous appelons volumes primitifs, dans la pensée que tout corps pondérable est solide avant de devenir liquide ou gazeux par suite de ses combinaisons aux corps impondérables.

La densité de l'atome d'oxygène solide par combinaison étant 'lO divisé par 5 = 5,55. Sa chaleur spécifique atomique est 20.

L'oxygène simple en se combinant avec uti corps basique simple, comme cela se rencontre dans les doubles décompositions, ne produit ni chaleur ni lumière; on ne peut donc a la rigueur classer les corps oxiques et basiques simples en corps comburants et combustibles, et dire de l'oxygène que c'est le corps comburant par excellence, car c'est au gaz oxygène et aux autres, corps mixtes seulement que ces dénominations peuvent convenir.

GAZ oxVgène, o Et.

Le gaz oxygène, considéré jusqu'ici comme un corps simple, est formé par l'union chimique de l'oxygène simple a l'éthérile, atome pour atome. Cette union n'augmente pas le poids de l'oxygène, attendu l'impondérabilité de l'éthérile; mais il en résulte la neu-

tralisation de son affinité et sa transformation en un gaz permanent.

Dans la décomposition de Teau par les deux courants de la pile, la combinaison de l'oxygène simple à Téthérile en proportion définie est évidente, et le gaz qui se produit , ainsi que nous l'avons démontré, peut être ensuite décomposé en unissant son oxygène simple a. un corps basique et remettant son éthérile a l'état de liberté. (Voir le premier mémoire de l'introduction, pages H et suivantes.)

Le gaz oxygène est incolore, d'une neutralité parfaite, sans odeur ni saveur. Mélangé a environ quatre fois son volume de gaz azote il constitue l'enveloppe gazeuse de la terre dans laquelle nous vivons et qu'on nomme l'atmosphère terrestre.

Nous ne connaissons jusqu'ici aucun moyen de séparer le gaz oxygène, (X)ntenu dans l'air, de l'azote auquel il est mélangé, et pour l'obtenir on a recours a divers corps composés qui renferment de l'oxygène et jouissent de la propriété d'émettre son gaz quand on les soumet a certaines conditions.

On dégage ainsi du gaz oxygène V àe l'oxyde rouge de mercure; 2^ de l'oxyde noir de manganèse; 5^ du chlorate de potasse; mais surtout de ce dernier composé.

Lorsqu'on opère sur le peroxyde de manganèse , pour cette production, on se sert d'une cornue en fer portant un bouchon de même métal usé a l'émeri, percé et assez allongé pour recevoir un tube de verre recourbé qui doit conduire le gaz dans une cuve a eâu ou à mercure, ou on le recueille dans de grands flacons préalablement remplis d'eau ou de mercure et qui se vident k mesure que le gaz arrive. La cornue étant aux trois quarts remplie de peroxyde de manganèse en poudre est chauffée dans un petit fourneau, en ayant le soin de laisser dégager l'humidité et divers gaz avant de rien recueillir; en lute alors avec de l'argile humide et de l'étoupe et l'on dirige le produit dans les flacons. Pour savoir s'il est temps de luter on allume une allumette dont on éteint la flantme en lui conservant son charbon incandescent, et si eu l'approchant de l'ou- "verture de la cornue elle se rallume, on est certain que le gaz est bon à recueillir.

Pour obtenir le gaz oxygène de l'oxyde rouge de mercure on

introduit cette substance pulvérisée dans une petite oomne de verre surmontée d^un bouchon de liège percé, dans lequelVengage un tube en verre à double courbure qui va déboucher sous la j^chette d'une cuve h eau ou k mercure. La cornue est chauffée k il lampe a esprit de vin, ou au charbon, et Ton voit bientôt legii se dégager, d'abord mêlé d'air et pur ensuite. Dans cette opération l'oxyde passe d'abord à un degré moindre d'oxydation qpi lui Sut prendre une couleur noire, puis si la chaleur est suffisante le mercure se distille et vient tomber en gouttelettes dans la cuve a eau. Cent parties d'oxyde rouge de mercure donnent huit parties d'oxygène en poids, et 92 parties de mercure.

L'atome d'oxyde rouge de mercure est représenté par Hg' 0, oa 2 atomes de mercure et \ atome d'oxygène; le corps qui intervient pour la décomposition est du calorique, formé par l'union chimique de l'éthérile a l'électrile, ce corps impondérable se décompose liâmême et fournit de l'éthérile k l'oxygène pour le transformer en gaz et de l'électrile au mercure qui reprend son état mixte ou métallique.

Le chlorate de potasse donne du gaz oxygène k peu près dans Içç mêmes conditions que l'oxyde rouge de mercure et son piix beaucoup moindre le fait ordinairement préférer. On peut aussi le mélanger k poids égal, avec Toxyde de cuivre, Topération marche mieux qu'avec le chlorate pur.

Les chimistes n'ont pas eu a s'occuper jusqu'ici de la théorie de la production du gaz oxygène par les corps qui contienneot l'oxygène, puisque confondant ces deux corps si différents, ili n'ont vu dans cette opération qu'un simple dégagement; legit oxygène, selon eux, étant entré en combinaison reprend son étit de liberté par l'action de la chaleur. Ce ne sont la que des appsr rences, car le gaz oxygène étant un composé neutre formé pet la combinaison de l'oxygène a l'éthérile corps basique, il faut pour qu'il puisse se combiner qu'on le mette en présence d'un composé formé par l'union d'un corps basique simple ou fluide impondérable oxique, Télectrile, et la combinaison ne s'opère que par une double décomposition qui produit l'union des deux corps poo« dérables d'une part, et de l'autre celle des deux corps impondérables sQus forme de calorique et de lumière.

Maintenant lorsqu'on soumet un oxyde réductible par la chaleur iiine température suffisante et que le gaz oxygène se produit, que se passe- t-il? Il y a encore double décomposition : le calorique se déooiupoie en ses deux éléments en présence des deux éléments de Toxyde; l'électrile se combine au métal, et Téthérile en s'unissant k Toxygène reconstitue le gaz oxygène qu'on recueille dans les circonstances que nous avons indiquées.

Ce qui prouve que c'est bien a Tintervention des deux corps limpies impondérables qu'on doit la décomposition dejl'oxyde et la formation du gas oxygène, c'est que par Taction ^es deux courants de la pile^ agissant sur un oxyde, on en obtient aussi la réduction en métal mixte et gaz oxygène ; l'eau cfui est un oxyde d'hydrogène dsaae du gaz oxygène et du gaz hydrogène. Nous décrirons cette apérienoe en traitant du gaz hydrogène.

La densité du gaz oxygène est plus grande que celle de l'air. Ce flemier gaz étant pris pour Tunité du poids spédfique ou i ,00000, oeUe du gaz oxygène est de i ,10563. En général, pour comparer les gaz entre enx en les pesant dans des ballons d'égale capacité, on iei amène à ia température de zéro, c'e8t*k>dire de la glace fon* dinle, et sons la pression d'une atmosphère faisant monter le mercure dans le baromètre a la hauteur de 76 centimètres.

On doit considérer le gaz oxygène comme étant le corps comburant par excellence, aussi une allumette dont la flamme est soufSée ftvee le dbarbon inoandescent, et qui ne tarderait pas a s'éteindre ium Tair, rqprend sa flamme lorsqu'on la plobge dans un flacon plein de rgaz oxygène. C'est là, nous l'avons dit^ un caractère dûtinctif de ce gaz. Du phosphore placé dans une capsule de fer et iHuméy puis introduit dan^ le même flacon a l'aide d'un fil de Qiétal« brûle d'une flamme si vive qu'on la compare a celle du loicil. Le ebarbonet beaucoup d'autres corps y donnent des flammes paiement très-vives.

I>e fer, qui ne brûle dans l'air qu'k une température très^levée, H d'une manière imparfaite, peut aussi s'enflammer dans une Itmosphère de gaz oxygène : on prend pour cette expérience du fil ]fS fer, ou mieux, un ressort de moutre roulé eu spirale au bout foqtt^ on fixe un charbon en ignition avant de le plonger dans le BacOh pleili.de gaz oxygène; l'inflamuiation du fer ne tarde pas

a se produire avec une très-vive lumière et une pluie d'étinodies, dont quelques-unes sUncrustent dans le verre par l'effet de kor haute température.

On conclut de ce que la combustion est vive dans le gaz oxygène et nulle dans le gaz azote, ainsi que nous le verrons plus loin, que le gaz oxygène est le seul agent comburant contenu dans Tair.

Le gaz oxygène est encore la partie de l'air essentielle a la respiration des animaux, en même temps qu'un élément indispensable de la vie végétale ; ce rôle ne serait nullement rempli par l'ox^èœ simple, car c'est surtout par la chaleur qu'il produit en se combinant que le gaz oxygène devient efficace, et l'oxygène simple, dont l'action serait d'ailleurs destructive des corps organisés, ne donne point de calorique en se combinant si ce n'est par un effet de condensation. Il en est de même d'ailleurs de tous les corps pondérables simples qui s'unissent, et les unions chimiques caractérisées par une production de chaleur appartiennent exclusivement aux composés mixtes comburants et combustibles. Lorsque nous traiterons de la combns* tioUy c'est-k-dire après l'examen des corps simples et de leurs composés mixtes, nous reviendrons sur le rôle du gaz oxygène comme agent comburant et comme source de chaleur et de vie pour les animaux et les végétaux.

Ozone, oxygène électrisé.

Le gaz oxygène parait subir une modification lorsqu'il est renferme a l'état pur et sec dans un tube de verre et soumis a l'action d'une longue série d'étincelles électriques ou d'un courant électrique continu; il acquiert ainsi la propriété d'attaquer le mercure et l'argent en présence de l'eau, de déplacer l'iode contenu dans les îodures; aussi le réactif employé pour le reconnaître consisle-t-il en un papier amidonné imprégné d'une dissolution d'ioduie de potassium et que la moindre trace de gaz oxygène modifié bleuit d'une manière sensible. Il a d'ailleurs une forte odeur comparable à celle du phosphore. M. Schœnbein, qui a signalé le premier la . production de ce gaz oxygène odorant au pôle positif d'une pile en fonction pour décomposer l'eau, a proposé de donner a ce nouveau produit le nom d'ozone. D'autres chimistes l'appellent simplement oxygène électrisé, pensant ainsi le mieux cai^actériser. Mais il est

. évident que cette qualification de corps électrisé ne peut suffire aux âectro-chimistes et qu'il leur faudra préciser la modification qu'a sulne le gaz oxygène par son contact avec les deux corps élémentaires impondérables.

Quelques observations semblent d'ailleurs nous mettre sur la voie. C'est au pôle positif qu'apparait ce gaz oxygène odorant, il n'apparaît qu'autant que les électrodes sont d'or ou de platine, que l'eau qui les baigne est chargée d'acides ou de sels oxygénés, et dans les moments où l'opération, devenant irrégulière, donne une proportion de gaz oxygène supérieure a la moitié du gaz hydrogène d%agé. Dans ces conditions tout nous porte a croire qu'il y a production d'oxygène simple non-seulement par la décomposition de l'eau, mais aussi par la décomposition ou la réduction partielle des acides ou des sels oxygénés contenus dans l'eau. Alors cet excès d'oxygène simple arrivant au pôle positif et ne trouvant pas une quantité d'éthérile suffisante pour passer a l'état de gaz oxygène parfait O Et, doit former la combinaison O^ Et qui se dégage avec le gaz oxygène.

L'ozone serait alors un gaz oxygène sur-oxygéné. En effet ses propriétés sont celles du gaz oxygène naissant : il se combine directement au gaz azote pour former de l'acide azotique ainsi qu'au mercure; il fait passer le proioxyde de plomb a un degré supérieur (d'oxydation, et cela prouve qu'il n'a pas atteint la neutralité dans sa combinaison a l'éthérile.

L'ozone peut d'ailleurs être ramené a l'état de gaz oxygène parbit par tous les moyens qui mettent de l'éthérile à son contact : a la température d'environ 250®, la réduction s'opère instantanément ; sans doute le calorique décomposé fournit l'élément nécessaire pour cette réduction, c'est-a-dire l'éthérile, comme il le fournit dans la réduction des oxydes d'or, d'argent et de mercure.

En soumettant l'ozone,* dans un tube de verre, a l'action de l'électricité positive soit d'une machine, soit d'un courant, on le transforme en oxygène normal. Celte dernière expérience nous appartient, et elle est concluante.

La contre-partie et le corollaire de cette dernière expérience consiste évidemment a soumettre du gaz oxygène, O Et, h l'action de rélectrile, afin de formeY* du calorique aux dépens d'une partie de

son éthérile et par la le transformer en ô2one, O^Et; c'M aUifttt que nous avons fait, et notre attente n'a point été ttùmpéê^ l'cMSOM j s'est produit en ayant le soin d'éviter l'élévation de t^mpératdfé par un mélange réfrigérant dans lequel plonge le tube Servant il rexpérience.