CHAPITRE IX

OE Et CÜMBl STION DE PHOSPHORI ET DI Lt VOBIUTIOX UE Sut ACIDE. l'REMlÉRE EXPERIENCE.

Combustion du phosphore tou» une cloche renversée dura de l'emu.

HÉPIUTKU.

J'ai mis dans une petite capsule d'agate 8 grains de phosphore de Kunckcl ; j'ai placé cytte petite capsule sous une cloche de verre renversée dans de l’eau, et j’ai introduit, avec un entonnoir recourbé, une petite couche d'huile sur la surface de l’eau ; cet appareil est le même que celui représenté lig. 8. J ai ensuite fait tomber sur le phosphore le foyer d'une lentille de verre de 8 pouces de diamètre.

REVET.

Bientôt le phosphore a fondu, puis il s'est allumé en donnant une belle flamme; en même temps il s’en élevait une grande quantité de vapeurs blanches qui s'attachaient à la surface intérieure de la cloche, et qui la ternissaient; ces vapeurs, ensuite, en quelques minutes, sont tombées en deliquium , et ont formé des gouttes d’une liqueur claire et limpide. Dans le premier instant, l'eau de la cloche a un peu baissé, en raison de la dilatation occasionnée par la chaleur; mais bientôt clic a commencé à remonter sensiblement, même pendant la combustion , et, lorsque les vaisseaux ont été refroidis, elle s’est arrêtée à i pouce 5 lignes au-dessus de son premier niveau.

uirLtiiosg.

Le diamètre intérieur de cette cloche était de h pouces d’oô il suit que l’absorption de l’air avait été de i y pouces ). Ayant retiré la capsule

DU PHOSPHORE

de dessous la cloche, il s'est trouvé au fond une matière jaune qui n'était autre chose que du phosphore à demi décomposé; je l’ai lavé et séché, après quoi il pesait entre t et a grains, d’où il suit qu’il n’y avait eu réellement que G à 7 grains de phosphore de brûlé, et que l’absorption d’air avait été environ de 3 pouces par chaque grain de phosphore.

I.a portion de la cloche au-dessus de l’eau était de i 09 pouces cubiques de. capacité. L’absorption d’air avait donc été de £ , ou , ce qui est la même chose, entre un cinquième et un sixième de la quantité totale d'air contenue sous la cloche.

DEUXIEME EXpélUENCE.

Combustion «lu phosphore sous une cloche renversée dans du mercure. raèrsatTios.

J’ai répété cette expérience avec la même cloche que ci-dessus, j’y ai employé également 8 groins de phosphore, enfin j’ai fait en sorte que toutes les circonstances fussent absolument les mêmes, à la seule différence qu’au lieu de renverser la cloche de verre dans un vase rempli d'eau et recouvert d'une couche d'huile, je l'ai renversée dans un vase rempli de mercure.

r.rrr.i.

La combustion s’est faite à peu près comme dans l’expérience précédente, avec celte différence que les vapeurs qui s’attachaient à la cloche étaient en flocons beaucoup plus légers, beaucoup plus blancs, et qu’ils ne sont point tombés de même en deliquium. Indépendamment de ceux attachés à la cloche, la petite capsule en était couverte. L’absorption d’air a été de 16 pouces cubiques £, c'est-à-dire d’un peu moins de 3 pouces par grain de phosphore. Il restait de même dans la capsule un peu de résidu phosphorique jaune à demi décomposé.

DE LA COMBUSTION

TROISIEME EXPÉRIENCE

( niiiliiigiinii du phosphore sur le mercure, à moindre dose que (hms le* expériences précédentes.

J'ai essayé de brûler sous la même cloche, el également sur du mercure, du phosphore à moindre dose, c’est-à-dire en quantité moindre <|ue 8 grains : la quantité d'air absorbée a diminué en proportion que je diminuais la quantité de phosphore, et elle a constamment été entre a pouces £ et a pouces i par chaque grain, déduction faite de la petite portion de résidu jaune qui restait à chaque combustion.

glMTRtÈMK KXFÉlItSCK.

OétsmijiHT la plus grande quantité de pliuspliorr qu'on puisse brûler dans une quantité donnée (Pair, el quelles sont les limites de l’nltsorplion.

fRtPlIItTKU. •

J ai mis dans le même appareil, c’est-à-dire sous une cloche plongée dans du mercure, ai grains de phosphore dans une capsule d'agate.

em.T.

La combustion s’est faite, dans le premier moment, de la même manière que si la quantité de phosphore n’eût été que de G à 8 grains, à l'exception cependant qu’elle a été plus rapide, plus instantanée, et que la dilatation a été plus forte; mais bientôt, quoiqu’il y eût encore une quantité considérable de phosphore non brûlé, la combustion a cessé, et il ne m’a plus été possible de la rétablir à l’aide du verre ardent; je parvenais bien à fondre le phosphore, à le faire bouillonner, à le sublimer même, mais il ne s'enflammait plus. La portion d’air absorbée, dans cette expérience, s'est trouvée de 17 à 18 pouces environ, et, en comparant la quantité restante de phosphore avec celle que j'avais employée, il s’est trouvé que la quantité brûlée n'avait encore été que de G à 7 grains.

DU PHOSPHORE

néruxtoss.

J’ai répété un grand nombre de fois ces expériences, et les résultats ont toujours été les mêmes, à quelque différence près, dans les quantités d’air absorbées; jamais il ne m’a été possible de porter cette absorption au delà de uo ou si pouces dans une cloche de 109 pouces de capacité, c’est-à-dire qu’elle a approché beaucoup du cinquième du volume total sans pouvoir y arriver. Souvent, après avoir laissé refroidir les vaisseaux pendant plusieurs heures, j'essayais de rendre l’air sous la cloche en la soulevant; sitôt que le phosphore recevait le contact du nouvel air, il se rallumait sur-le-champ, et, lorsque je leçonvrais de nouveau avec une autre cloche à peu près de même capacité, il s’en brûlait encore 6 à 8 grains; après quoi le phosphore s’éloignait , sans qu il fût possible de le rallumer autrement qu'en lui rendant de nouvel air.

(les expériences semblaient déjà conduire à penser que l’air de l'atmosphère, ou un autre fluide élastique quelconque contenu dans l’air, se combinait, pendant la combustion, avec les vapeursdu phosphore: mais il y avait bien loin d'une conjecture à une preuve, et le point essentiel était d’abord de bien établir qu'il se faisait, en effet, une combinaison d’une substance quelconque avec la vapeur du phosphore pendant sa combustion. Les expériences suivantes m’ont paru propres à fournir cette preuve.

CIXqllÉMC EXPRaiIXCS.

I tétrrmincr. avec autant de précision que ce genre d'expérience le comporte, l'augmentation de pools de* vapeurs acide, du phosphore qui brille.

ndpumoi.

J’ai introduit (fig. au) dans une bouteille /’, de cristal, à large goulot, une petite capsule de verre B, dans laquelle j’ai mis 8 grains de phosphore; j’ai bouché très-exactement cette bouteille avec un bouchon de liège, et j’ai pesé le tout jusqu’à la précision d’un demi-grain; j'ai ensuite débouché la bouteille, je l'ai placée sur-le-champ sous la cloche

DK LA COMBUSTION

de cristal 1 CG, tgui m'avait servi précédemment; cnlin j’ai élevé le mercure jusqu'en CG, et j’ai allumé le phosphore avec un verre ardent.

EVFKT.

L'acide phosphorique s’est sublimé en flocons blancs qui se sont attachés la plupart aux parois intérieures de la bouteille P et sur la capsule B; un quart au moins est sorti au dehors de la bouteille, et s’est déposé partie sur la surface du mercure, partie sur les parois intérieures de la cloche, partie enfin sur la surface extérieure de la bouteille.

Lorsque les vaisseaux ont été refroidis, l’absorption s’est trouvée de i fi à i 7 pouces cubiques, et il restait une petite portion de matière jaune non brûlée. J’ai alors enlevé la cloche A avec les précautions convenables, et en moins de quatre secondes j'ai rebouché la bouteille P avec son bouchon de liège. II est aisé de sentir qu’en un si court intervalle de temps, l’air contenu dans la bouteille P ne pouvait avoir été renouvelé et remplacé par de l'air chargéd'humidité, ou, au moins, que, si cet effet avait pu avoir lieu, ce ne pouvait être que pour une quantité presque insensible.

La bouteille P ayant été très-exactement essuyée et nettoyée en dehors, je l’ai portée à la balance et j’ai trouvé son poids augmenté de 6 grains, c’est-à-dire qu’au lieu de 8 grains de phosphore que j'avais mis dans la bouteille, il s’y trouvait là grains, soit d'acide phosphorique concret, soit de phosphore à demi décomposé; mais on se rappelle qu'il était sorti, pendant la combustion, au moins un quart de vapeurs hors de la bouteille, c’est-à-dire 3 à h grains; d’où il suit que (i à 7 grains de phosphore donnent i 7 à i 8 grains d’acide phosphorique concret , autrement dit que 637 grains de phosphore absorbent 1 o à tu grains d’une substance quelconque contenue dans l’air enfermé sous la cloche. Cette expérience laisse trop de marge pour qu’on puisse raisonnablement établir quelque doute sur son résultat, et tous les arguments qu’on pourrait faire ne tendraient tout au plus qu’à réduire ( augmentation de poids à 8 ou 10 grains, au lieu de 1 o ou 1 a.

DU PHOSPHORE

urunoiu.

La quantité d'air absorbé était de 1 7 pouces au plus, combinés avec le phosphore pour former l'acide phosphoriquç; ils lui ont communiqué une augmentation de poids de 1 o à 10 grains; d’oû il suit que le fluide élastique absorbé pèse environ j de grain le pouce cube, c’està-dire à peu près un quart de plus que l'air que nous respirons.

Mais , si la matière attirée par le phosphore , pendant sa combustion . est la partie la plus pesante de l'air, pourquoi nu serait-ce pas l'eau elle-même que ce fluide tient en dissolution, et qui est répandue dans l’atmosphère en si grande abondance et dans une espèce d’état d’expansion? Sans doute, me suis-je dit à moi-mènic, l'eau est nécessaire à l'aliment de la llamme; tant que l’air en contient, il est propre à entretenir la combustion; en est-il dépouillé, lu combustion ne peut plus avoir lieu.

Ce sentiment était probable et se présentait avec un air de vérité propre à séduire; aussi me suis-je empressé de le soumettre à l’épreuve de l’expérience , et voici le raisonnement que j’ai fait. Si cette théorie de l'absorption de l’eau est vraie, il doit en résulter trois choses :

i° Qu’en rendant à l’air renfermé sous une cloche dans laquelle on brûle du phosphore, de l'eau réduite en vapeur, à mesure qu’il y en a d absorbée, la combustion, loin de cesser, doit se prolonger très-longtemps;

■r Que, dans ce cas, il ne doit plus y avoir de diminution dans le volume de l’air à mesure que le phosphore brûle ;

•1° Qu'en rendant à un volume d’air dans lequel on a brûlé du phosphore, qui a été épuisé par conséquent d’eau, et qui a été diminué de près d’un cinquième de l'eau réduite en vapeur, on doit produire dans son volume une augmentation égale à la diminution qu'il avait essuyée pendant la combustion.

Ces réflexions m’ont conduit aux expériences qui suivent.

Di: LA COMBUSTION

G A fi

SIMÈUi: BXPKMKXCK.

Brûler du phosphore sous unn cloche plongé dans du mercure, en entretenant sous la même cloche une atmosphère d Vau réduite en >appur,

MllMIiTIOil.

J’ai rnis sullisantc (|iiaiiti(<* de mercure dans une petite terrine, j'y ai fait na|;cr deux petites capsules d’a|;ale, l'une contenant 8 grains de phosphore, l'autre environ 1 gros d'eau, je les ai recouvertes toutes •leux avec une cloche de cristal, et j’ai élevé le mercure dans la cloche à nue hauteur convenable.

J'ai fait tomber d’abord le foyer du verre ardent sur la capsule tpii contenait l’eau : en quelques minutes elle s’est échauffée, puis elle a bouilli, et il s’en est élevé des vapeurs qui se condensaient en gouttes et qui coulaient le long ries parois intérieures de la cloche. Lorsque j'ai été parfaitement assuré qu'il existait sous la cloche une atmosphère abondante de vapeurs aqueuses , j’ai cessé de faire bouillir l’eau et j’ai fait tomber le foyer du même verre ardent sur le phosphore.

nm.

La combustion s'est faite comme à l'ordinaire, il y a eu même quantité d'air absorbé, et l'expérience n’a différé de toutes celles faites sur le mercure qu'en ce que l'acide, au lieu d’être en llcurs blanches et sous forme concrète, s'est déposé en gouttes sur les parois de la cloche en raison de la quantité d'eau qui lui avait été fournie.

SEPTIÈME EXPEMESCE.

Rendre de l'humidité <i l’air dans lequel a brillé le phosphore.

J'ai répété la même expérience, en observant de brAler d’abord le phosphore et de faire bouillir l'eau ensuite par le moyen du verre ardent.

eppet.

Les vapeurs acides se sont déposées sur les parois de la cloche en Hocons d'un blanc moins beau que dans l'expérience précédente, et en

DU PHOSPHORE

quelques minutes elles sont tombées en deliquiitm, à raison de l'humidité que l'eau, quoique froide, avait fournie sous In cloche. Les vaisseaux refroidis, l'absorption de l'air s’est trouvée à peu près égale à celle éprouvée dans les expériences précédentes; j’ai fait alors tomber le foyer du verre ardent sur l’eau contenue dans la capsule, et je l'ai fait bouillir; la vapeur s’est bientôt répandue dans la cajwcité de la cloche, elle s’est même rassemblée en gouttes le long de ses parois; mais la hauteur du mercure n’a ni augmenté ni diminué, c’est-à-dire que le volume de l’air est resté très-exactement le même.

Hl'ITIKHE EXPERIENCE.

Essayer si, 4 l'aide d'une almosjihère d'eau réduite en sapeur», oit peut briller une plu» grande quantité de phosphore dan* line quantité donnée d'air.

PtéPAMTIOX.

J’ai employé dans cette expérience les deux capsules d’agate employées dans les précédentes; j’ai mis dans l’une un peu d’eau distillée, dans l’autre, t 8 grains de phosphore ; j’ai fait bouillir l'eau à l’aide du verre ardent; enfin, j'ai allumé le phosphore.

ErrET.

Il ne s’en est hrôlé que ■j à 8 grains, après quoi la combustion a cessé; il ne m’a pas été possible de la ranimer à l'aide du verre ardent: la plus grande partie du pliosphorc non brôié était restée dans la capsule; quelques portions s’étaient sublimées aux parois intérieures de la cloche; l'absorption d’air était de 18 pouces 7, c’est-à-dire toujours à peu près la même que daim les autres expériences.

H^rLEMO**.

Il paraît constant, d’après ces expériences, que la diminution du volume de l'air qui s’observe pendant la combustion du phosphore ne lient point à l’absorption de l’eau qui y était contenue; que In plus ou moins grande quantité d'eau introduite sous la cloche et combinée

DK LA COMBUSTION

avec l'air qui y est enfermé ne change rien aux phénomènes, et que la seule différence qui en résulte est d’avoir l'acide ou concret ou fluor. Ce n'est pas que je veuille nier que l’acide phosphorique, en se formant, ne puisse enlever à l’air une portion de l'humidité dont il est chargé; il est même très-probaldc que cet effet a lieu, et c'est sans doute en raison de cette humidité que l'augmentation de pesanteur observée dans la cinquième expérience s'est trouvée un peu plus grande quelle n'aurait dé l'être, proportionnellement à la quantité d’air absorbée; niais il ne m'en parait pas moins prouvé par tout ce qui a précédé :

i° Que la plus grande partie de la substance absorbée par le phosphore, pendant sa combustion , est autre chose que de l’eau;

a“ Que c’est à l’addition de cette substance que l’acide phosphorique doit la plus grande, partie de son augmentation de poids;

3" Enfin, que c’est à sa soustraction que l’air dans lequel on a brûlé du phosphore doit sa diminution de volume. Une dernière expérience que je vais faire précéder par quelques réflexions préliminaires portera, à ce que j'espère, ces vérités jusqu'à l’évidence.

Je suppose qu'une bouteille, ou un autre vase quelconque à goulot étroit, soit exactement remplie d’eau distillée, de manière qu'il ne soit plus possible d’en ajouter une seule goutte sans en répandre par-dessus les bords. Si ensuite on introduisait dans cette bouteille de l'acide phosphorique, ou un autre acide quelconque dans un état déconcentration absolue, c'est-à-dire absolument privé d’eau, il est clair qu’il arriverait de deux choses l’une : ou cet acide se logerait entre les particules d’eau et se combinerait avec elle sans en augmenter le volume; ou bien , ce qui est plus probable , en se mêlant avec l'eau il en écarterait les parties, et il résulterait du mélange un volume plus grand que n’était celui de l’eau; alors il y aurait une quantité de fluide excédante à ce que la bouteille pourrait contenir, et cet excédant s’écoulerait par-dessus ses bords.

Je suppose que la quantité d'acide introduite fût inconnue, il ne serait pas difficile de la déterminer dans le premier cas; il ne s’agirait

DU PHOSPHORE

que de peser la bouteille, et l'augmentation de poids qu'elle aurait acquise serait égale au poids de l’acide ajouté.

Il n'en serait pas de même dans le second cas: alors, pour avoir la quantité d'acide introduite dans la bouteille , il faudrait ajouter à l'augmentation de poids qu’elle aurait acquise le poids du fluide qui se serait écoulé par-dessus ses bords; mais il demeurerait toujours pour constant, et l’on pourrait regarder comme démontré que, dans les deux cas, la quantité d'acide ajouté, si clic n’est plus grande, est au moins égale à l’augmentation de poids que la bouteille a acquise. Ces réflexions vont s'appliquer tout naturellement à l'expérience qui suit.

SECVlèuE EXPERIENCE.

Examen du rapport de pesanteur de l'acide plswphorwpic avec l'eau distillée, el dos cwistVjutînces qu’on en peut lîrer.

J’ai pris un grand plat de faïence émaillée au milieu duquel j’ai placé une petite soucoupe d’agate , et j’ai recouvert le tout avec une grande cloche de verre, de manière cependant que les bords du plat débordassent ceux de la cloche. J'avais préalablement humecté l'un et l'autre vase avec un peu d’eau distillée. L’appareil ayant été ainsi disposé, j'ai mis dans la soucoupe d'agate a ou 3 grains de phosphore, et je les ai enflammés par le moyen d une lame de couteau légèrement échaudée que je passais sous la cloche el avec laquelle je touchais le phosphore. Sitôt que l'inflammation avait lieu , il s'élevait du phosphore une colonne de vapeur blanche très-épaisse qui se répandait dans la cloche; mais ce qui est remarquable, c’est que, quoique la cloche fôt simplement posée sur le plat, et quelle ne le touchât pas même exactement dans tous les points, 1a vapeur qui circulait dans son intérieur, au lieu d'ètrc chassée en dehors par la dilatation occasionnée par la chaleur, semblait, au contraire, être repoussée en dedans par des bouffées d’air extérieur qui s’introduisaient sous la cloche. Cette circonstance n’empéchait cependant pas que, dans quelques autres instants, il ne s'échappât quelque peu de vapeurs.

11 fallait environ une heure pour coudenser la totalité des vapeurs l. Si

OR LA COMBUSTION

contenues sons lu cloche, après quoi je recommençais In môme opération avec In précaution seulement de réimbiber In cloche, soit nvcc de l’eau distillée, soit avec l’eau même qui avait déjà servi et qui devenait de plus en plus acide.

Il est bon d’observer qu’à la lin de chaque combustion il restait constamment, au fond de la soucoupe d'anale, quelques portions de la matière jaune dont j’ai parlé plus haut, et qui n'est autre chose que du phosphore à demi décomposé; j’avais soin de les mettre à part. J’ai continué à briller ainsi du phosphore jusqu'à la concurrence de a gros fi->. grains; après quoi, ayant lavé et séché la matière jaune qui me restait , je l'ai trouvée du poids de 3a grains ; la quantité de phosphore que j’avais brûlé n’était donc réellement que de a gros 10 grains.

La liqueur résultant de cette opération était claire et limpide, sans couleur, sans odeur, et avait une saveur acide comme aurait eu de l'buile de vitriol étendue dans beaucoup d’eau. Il était clair que celte liqueur n’était autre chose qu'une eau distillée dans laquelle on avait introduit une certaine quantité d'acide phosphorique, et je pouvais lui appliquer les réflexions qui ont précédé cette expérience.

J'ai choisi, en conséquence, une fiole à peu près capable de contenir tout l’acide phosphorique que j'avais obtenu, et, comme, après y avoir mis cet acide, il restait encore une petite portion vide pour arriver jusqu’au goulot, je l’ai remplie avec un peu d’eau distillée, et j'ai lié un fil exactement à l’endroit jusques auquel venait la surface de la liqueur; la bouteille ayant été portée à la balance, le poids de l’acide, déduction faite de la tare, s’est trouvé de 6 onces 7 gros Gg grains y.

J’ai ensuite vidé la bouteille, je l’ai très-exactement rincée, et j’y ai introduit de l’eau distillée jusqu’à la même marque. Le poids de cette eau , déduction faite de la tare, s'est trouvé de 6 onces 6 gros 4 a grains, ce qui donnait, pour l'excédant de poids de l’acide sur l’eau distillée, 3 gros «7 grains ÿ.

Il est clair, d’après ce qui a été dit plus haut, qu’un excès de poids de 3 gros 97 grains ■ annonçait au moins qu’il existait dans la liqueur 3 gros 97 grains ÿ d’acide dans les suppositions même les plus défavo-

DU PHOSPHORE

râbles: cependant la quantité de phosphore employée n’était que de 2 gros i o grains; d'où il suit évidemment que le phosphore avait attiré , pendant la combustion , au moins t gros 1 7 grains d’une substance quelconque. Cette substance ne pouvait être de l’eau, parce que de l'eau n'aurait pas augmenté la pesanteur spécifique de l’eau; c’était donc ou I air lui— même, ou un autre fluide élastique contenu, dans une certaine proportion, dans l’air que nous respirons. Celle dernière expérience me parait si démonstrative, que je ne prévois pas par quelle objection 011 pourrait l'attaquer.

fi52

DE LA COMBUSTION