HYDROGÈNE

Atome : H«= 42,80 et 4 volumes.

L'hydrogène est le corps le plus léger que nous connaissions, cependant il ne faut pas croire qu'il n'existe qu'a l'état gazeux, car cet état ne lui vient que par sa combinaison au fluide électrile ; h l'état simple, nous ne le connaissons pas bien, mais, dans ses composés on voit qu'il prend l'état liquide et même souvent l'état solide.

L'hydrogène étant un des éléments de l'eau et des substances végétales et animales, est très-répandu dans la nature. Amené a l'état solide et neutre par combinaison, comme dans Teau solide combinée, il prend 4 volumes par atome avec la densité 0,208. On vérifie aussi ce volume et cette densité dans les sels ammoniacaux.

On peut facilement apprécier l'affinité propre de l'hydrogène en observant celle des composés où il domine, comme dans sa combinaison'avec l'azote, Az H^, qui constitue une base puissante, l'ammoniaque. ^

L'atome d'hydrogène, étant pris=:42,50 en poids, en se combinant à UD atome d'oxygène^?"! 00, forme un atome d'eau =;;;:1 12,50, cpmppsé neutre, par la raison que dans l'union d'un atome basique à un atome oxique il y a toujours saturation réciproque des affinités. Oins l'ammoniaque, 5 atomes d'hydrogène sont unis a 4 atome d* azote, et l'hydrogçne prédominant donne au compo^ l'affinité basique. Enfin, dans la combinaison d'hydrogène et de chlore H, CP dans laquelle le chlore domine, il en résulte un composé acide, l'acide chlorhydrique. C'est à tort, on le voit, qu'on a voulu attribuer a l'hydrogène la propriété d'engendrer les propriétés oxiques des composés qu'il forme avec le fluor, le chlore, le brome et Tiode, ei auxquels on a donné le nom impropre d'hydracides ; son affinité propre et invariable est l'affinité basique, et c'eat comme base qu'il se combine toujours.

GAZ HYDROGÈNE. H El.

La seule combinaison de Thydrogène dont nous ayons a nous occuper maintenant est celle qu'il forme avec rélectrile et qui est connue sous le nom de gaz hydrogène en le confondant avec Thydrogène simple.

Le gaz hydrogène diffère essentiellement de Thydrogène simple par ses propriétés, il est sans odeur et sans saveur, neutre, gazeux et combustible; c'est-a-dire qu'il peut se combiner avec un corps oxique mixte avec production de chaleur et de lumière par TumoD chimique des deux principes impondérables, au même moment où les deux corps pondérables forment la combinaison qui représente le poids total des deux corps mixtes.

C'est en décomposant Teau qu'on obtient ordinairement le gu hydrogène. Le procédé le plus usité consiste a dissoudre du zinc dans de l'eau acidulée par l'acide sulfurique ou chlorhydrique. Le zinc, corps basique mixte, en s'oxydant pour se combiner à 1 addc, met en liberté de l'hydrogène et lui cède son électrile qui le transforme en gaz. L'équivalence de la transformation que subissent le zinc métal et l'eau en présence de Tacide est bien simple; on peut l'établir ainsi en laissant l'acide de côté :

Zn^ EF + H 0 = Zn2 0 El + H El.

Pour recueilUr le gaz, on adapte au vase dans lequel on opère une fermeture munie d'un tuyau de dégagement, lequel conduit le gaz dans un flacon placé sur la cuve a eau, ou dans un gazomètre convenablement disposé.

Le gaz hydrogène qu'on obtient ainsi a une odeur désagréable provenant des impuretés du zinc. On peut l'en débarrasser en le faisant passer dans des tubes courbés en U, remplis de fragments de pierre ponce dont les premiers sont imbibés d'une solution de potasse caustique, et les autres d'une dissolution de perchlorurede mercure.

On obtient aussi la décomposition de l'eau et la production du gaz hydrogène par la voie sèche, en faisant passer l'eau réduite en vapeur par un tube de porcelaine garni de tournure de fer et porté au rouge dans un fourneau à réverbère. Le fer, a cette <eni-

pérature , s'oxyde aux dépens de l'oxygène de l'eaii , et l'hydrogène en s'emparant de l'électrile du fer passe à l'état de gaz qui se d%age et qu'on peut recueillir en ]e conduisant sous une cloche pleine d'eau. La théorie est donc la même dans les deux opérations. Le gaz hydrogène est rrès-I%er; sa densité est 0,0692, celle de l'air étant 4 ,0000, il est donc 14 fois 1/2 plus léger que l'air; c'est ce qui lui donne la propriété d'enlever les ballons dans l'air,

La chaleur spécifique du gaz hydrogène a été trouvée égale a celle de l'air par la comparaison en volumes. Par conséquent, à poids égaux, elle est 14 fois 1/2 plus forte dans le gaz hydrogène. On voit par la que la chaleur se distribue dans les corps, non pas en raison de leurs masses ou de leurs poids, mais en raison des volumes. Nous avons vu dans le troisième mémoire de l'introduction que cette distribution de la chaleur, en raison des volumes, n'a lieu que parce que les atomes des corps ont les mêmes volumes ou des volumes multiples simples les uns des autres.

L'hydrogène, tout en s'unissant facilement à l'électrile jusqu'à neutralité parfaite, ne possède pas cependant une puissante affinité pour ce corps impondérable, car c'est l'un des corps basiques qui se séparent de l'électrile avec une grande facilité pour former d'autres combinaisons. A cet égard, le gaz hydrogène est au genre basique ce que le gaz oxygène est au genre oxique*; aussi par la réunion d^ces deux gaz obtient-on facilement une union avec combustion. L'union avec combustion , nous l'avons dqa dit , n'a lieu que par la double décomposition qui s'opère entre les corps oxiques unis a l'éthérile et les cofps basiques unis a l'électrile, mais tous les corps oxiques unis a l'éthérile ne sont pas comburants, exemple le gaz azote. De même, tous les corps basiques unis à l'électrile ne sont pas combustibles; nous verrons que le platine, l'or, etc., s'unissent a l'électrile avec une si grande affinité qu'aucun corps ne ne peut les désunir directement, et qu'ils se refusent à l'union avec combustion, même avec le gaz oxygène.

La combustion du gaz hydrogène par le gaz oxygène constitue l'un de ses caractères essentiels. Si le gaz hydrogène sort d'un ïéservoir par un petit orifice dans l'air et qu'on lui présente un corps enflammé il brûle avec une flamme blanche a peine visible pendSnt le jour. Si l'on mêle dans un flacon' deux volumes de gaz

hydrogène avec un volume de gaz oxygène et qu'on enflamme k mélange, la combustion ayant lieu entre toutes les molécules de gaz en même temps il en résulte une forte détonation. Pour cette expérience il faut employer un flacon épais , d'une faible capacité et l'entourer d'une serviette pour le tenir a la main au moment où l'on enflamme le mélange.

Le gaz hydrogène brûlé par le gaz oxygène, soit pur, soit Vû& langé au gaz azote, comme dans l'air, donne une très-grande quantité de chaleur et en outre un produit pondérable qui n'est autre que de l'eau, et qu'on peut recueillir au moyen d'une petite dock tubulée qu'on pose inclinée au-dessus de la flamme*. Cette eau, qui sous forme de vapeur vient se condenser sur les parois de la dode et coule dans une capsule placée au-dessous, représente le poidi total des deux gaz combinés, lorsque tout est recueilli.

Sans nous occuper ici de la théorie générale des corobinai^m par combustion, nous allons établir une équivalence pour démontrer la décomposition qui s'opère entre ces deux gaz, et par suite la vérité des formules que nous leur donnons.

Le gaz hydrogène étant représenté par i atome d'hydrogèue lUtt à 4 atome d'électrile ou H El.

Le gaz oxygène par i atome d'oxygène uni a i atome d'éthérile ou O Et.

Nous avons H El-j- O Et — H 0 -}- Et El = C* ; un atome d'eao et un atome de calorique.

Les corps pondérables de celte union étant représentés par H= 42,50 en poids et 4 volumes, et l'oxygène par O = iOO et 2 to- Jumes, l'atome d'eau pèsera 442,50, et il occupera 6 volumes dans son état solide par combinaison.

Nous apprécierons plus tard l'atome de calorique formé par l'union chimique de l'éthérile et de l'électrile.

On sait, d'après les belles expériences de H, Davy sur les courants électriques, que le calorique naît de la réunion de ces deux éléments impondérables, et cependant les physiciens nous conteste- ^j^ .ront sans doute les vérités que nous exposons, si nous ne lesap puyons de toutes les preuves possibles* Ils demanderont si \» éléments du calorique qui se produit lors de la combinaison io L gaz hydrogène et oxygène exist^ent bien dans ces gaz «ilmtla

combustion, et si Teau obtenue, qui représente le poids des gaz, n*est pas le produit de la réunion des deux gaz entiers? Une expérience bien connue va servir a noire réponse : c'est la décomposition deTeau par la pile vol laïque dont il a déjà été question plusieurs fois. Ce moyen est d'ailleurs Tun de ceux employés pour obtenir le gaz hydrogène de Teau, et le seul qui donne en même temps le gaz oxygène. Il démontre paiement la combinaison de réthérile à l'oxygène, et de Félectrile k l'hydrogène dans la transfonnaiion de ces corps en gaz.

Pour opérer cette décompositon de l'eau par l'action des deux courants de la pile, on place dans le fond d'un vase en verre deux fils de platine, peu distants, passant par des trous remplis ensuite par un mastic; le verre est à demi rempli d'eau acidulée, et deux petites doches graduées remplies du même liquide sont disposées au-dessus des fils pour recevoir les gaz. Ces dispositions étant faites on établit la communication des fils de platine avec les deux pôles d'une pile en activité, et bientôt apparaissent des bulles de gaz autour des fils, puis ces bulles se détachent et montent dans le haut des cloches, avec cette différence que le fil du pôle négatif en donne deux fois autant que celui du pôle positif.

Par l'examen on voit que c'est du gaz hydrogène pur qu'on a d)tenu au pôle n^atif, et du gaz oxygène au pôle positif* Que s'est-il donc passé?

Les physiciens admettent que les deux électricités ont opéré une séparation pure et simple des éléments de l'eau par une force décomposante.

Selon nous, l'électrile qui vient du pôle négatif et l'éthérile du pile positif ont agi par leurs affinités sur les éléments des molécules d'eau qui leur étaient intermédiaires, et l'eau se décomposant, l'hydrogène s'est rendu au pôle négatif pour se combiner à l'électrile et former du gaz hydrogène, tandis que l'oxygène se rendait au pile positif et se combinait à l'éthérile pour former du gaz oxygène.

Dans la théorie électro-chimique de Davy et Berzélius, on attribue le transport des éléments de l'eau aux deux pôles de la pile a leurs propriétés électro-positives et électro- négatives, et l'on suppose que l'oxygène est naturellement chargé d'électricité négative et l'hydrojgèue d'électricité positive. Cependant , M. Becquerel et d'autres

physiciens ont constaté que dans l'union des gaz hydrogène et oxygène, c'est de réleclricité négative que le gaz hydrogène abandonne, tandis que le gaz oxygène laisse dégager de l'électricité positive. Les faits sont donc contre l'ancienne théorie, et la nouvelle explique parfaitement les phénomènes, en disant : Les deux éléments de l'eaa en se séparant, ne sont attirés aux deux pôles de la pile que par leon propres affinités oxiques et basiques, et aussitôt qu'ils sont amenéi a l'état de gaz neutres par leur union avec Téthérile et l'éleclrile ils se dégagent librement, car en cessant d'avoir une affinité libre ils ont cessé d'être attirés. Si maintenant ces deux gaz sont mis en présence et traversés par une étincelle électricque , rhydrogCDC abandonnera son éiectrile, l'oxygène son éthérile, pour s'unir entre.: eux. Avec le mélange complet des deux gaz et une combustiott instantanée, les deux électricités qui sont remises en liberté ne sont pas sensibles parce qu'elles produisent, par leur union, ducalori^ et de la lumière.

Pour quiconque apportera dans cette question de théorie chimique un esprit libre de toute idée préconçue, il nous semble qu'il y aura évidence dans les explications de la théorie nouvelle*. La voilé seule peut pénétrer au cœur des questions, les éclairer et les résoudie de tous points ; c'est un privilège que n'ont pas les théories sans fondements réels, elles sont bâties sur des apparences et se contredisent a chaque application nouvelle qu'on en veut faire.

L'hydrogène mixte peut aussi s'unir à divers corps basiques, tde que le carbone, le soufre, le phosphore, etc.; mais les combinaisooi de corps de même genre doivent être considérées comme analogues aux alliages, attendu que les corps ainsi combinés n'ont rien perdu de leur combustibilité. Ainsi, l'hydrogène carboné brûlé par le gai oxygène donne de l'eau et de l'acide carbonique, et toute la chaleur qui aurait été produite par les deux corps brûlés séparément; Thydrogène sulfuré donne les produits de l'hydrogène mixte et du soufre, et ainsi des autres. C'est donc a tort qu'on voudrait associer les produits formés par les corps du même genre, et qui restent néanmoins h l'état mixte, aux composés ordinaires qui ne peuvent plus se combiner avec combustion.

} Voir les développements dans l'introduction.