SUA

LA FERMENTATION. SPIRITUEUSE

J'ai annoncé (lès 178a1 que la fermentation spiritueusc était un phénomène de la décomposition de l’eau. Une suite d'expériences que j’ai entreprises sur cet objet, que j'ai suivies constamment depuis plus de deux ans et qui sont à peu près à leur terme, 11e me permettent plus de douter aujourd’hui de la vérité de cette opinion, et j’ai pour objet dans ce mémoire d’en développer les preuves à l'Académie.. La crainte de fatiguer trop longtemps l’attention du public par des détails minutieux m’a engagé à supprimer ici les circonstances particulières des expériences et à n’en présenter que les résultats; mais je restituerai tous ces détails dans la nouvelle lecture qui sera faite de ce mémoire dans nos séances particulières, et, pour mieux faire connaître les appareils que j’ai employés, je joindrai des ligures aux explications que j’en donnerai.

Ce mémoire, tel que je le présente aujourd’hui, contiendra donc mpins la marche des expériences que celle des raisonnements qui les ont dirigées, et je m'attacherai plutôt à discuter la méthode d’opérer que les opérations elles-mêmes.

J’ai déjà fait observer, dans de précédents mémoires, que la manière de raisonner était la même pour toutes les sciences; que les chimistes, comme les géomètres, ne pouvaient procéder que du connu à l'in—

1 Voir le tome I . p. 100, et le lunic 11 . p. 356. (JVo le de l'édileur.i

MÉMOIRES DE LAVOISIER, connu, par une véritable analyse mathématique, et que tous les raisonnements en matière de sciences contenaient implicitement de véritables équations.

Citons-cn un exemple. Je suppose que j’aie à analyser un sel dont je ne connais ni l'acide, ni la base. J’introduis un poids connu de ce sel dans une cornue; je verse dessus de l’acide vitriolique et je distille; j’obtiens de l’acide nitreux dans le récipient, et je trouve dans la cornue du tartre vitriolé; je conclus que le sel qu’on m’avait donné A examiner était du nitre.

Mais quel est le mécanisme du raisonnement (pii m'a conduit à cette conséquence? Un instant de réflexion le fera bientôt connaître. Il est clair d’abord que, si j’ai voulu faire le calcul exact des quantités, j'ai été obligé de supposer que le poids des matières employées était le môme avant et après l’opération, et qu’il ne s’était opéré qu’un changement de modification. J’ai donc fait mentalement une équation dans laquelle les matières existantes avant l’opération formaient le premier membre, et celles obtenues après l’opération formaient le second, et c’est réellement par la résolution de cette équation que je suis parvenu au résultat. Ainsi dans la circonstance que je viens de citer, l'acide du sel que je me proposais d’examiner était une inconnue, et je pouvais l'appeler x. Sa base m'était également inconnue, et je pouvais l’appeler y; et, puisque la quantité de matière a dû être la même avant et après l’opération, j’ai pu dire x -f -y acide vitriolique = acide

nitreux -f- tartre vitriolé = acide nitreux -+- acide vitriolique -f- alcali fixe, d’où je conclus que a: = acide nitreux, »/= alcali fixe, et que le sel en question est du nitre.

Ce raisonnement dont le fil est si facile A saisir dans une opération simple, telle que celle que je viens de citer, est le même dans les opérations les plus compliquées de la chimie, et je vais en faire l’application à la fermentation spiritucuse, une des opérations de la nature et de l’art qui ail été jusqu’ici la moins connue.

Tout le monde sait que dans la fermentation spiritueuse un corps doux et sucré, étendu d’une certaine quantité d’eau, se change en

SUR LA FERMENTATION SPIRITUEUSE

une liqueur vineuse et spiritueuse , en un esprit inflammable qu’ou a nommé esprit-de-vin ou alcool , et que cet esprit-de-vin peut être changé en une liqueur encore plus inflammable et plus volatile, l'éther.

On s’attend bien que, pour étudier les phénomènes de la fermentation spiritueuse, je n'ai pas été chercher ces sucres de fruit trèscomposés, dans lesquels le corps sucré est combiné avec beaucoup d'autres principes qu’il est difficile d’en distinguer. J’ai employé le sucre lui-même et le plus pur, je l'ai dissous dans l’eau et j'ai donné le premier mouvement de fermentation par l'addition d’un peu de le vitre.

La proportion d'eau et de sucre nécessaire dans celte opération est jusqu'à un certain point arbitraire. H y a cependant des limites au delà desquelles la fermentation ne peut plus avoir lieu. La proportion qui m’a le mieux réussi a été de quatre parties d’eau contre une de sucre; quant à la levltre il suffit d’en employer un cent vingtième du poids du sucre, et peut-être même une quantité moindre encore serait-elle suffisante.

Lorsque le mélange d'eau, de sucre et de levûre a été fait à peu près dans ces proportions, et que la liqueur est exposée à une chaleur d'environ i5 degrés du thermomètre de Réoumur, la fermentation s’excite bientôt et elle devient sensible par les bulles qui se dégagent et qui viennent crever à la surface; en même temps la liqueur se trouble, elle se couvre d'une mousse qui n’est autre chose que de la levûre très-diviséc, et la fermentation, ainsi que le dégagement de l’air ou du gaz, devient de plus eu plus rapide. Si l'on reçoit dans des appareils convenables le gaz qui se dégage, on reconnaît que c’est de l’air fixe ou acide carbonique parfaitement pur. La fermentation complètement achevée, la quantité totale de cet acide se trouve être environ de moitié du poids du sucre qu'on a employé : ainsi i livre de sucre produit 8 onces de gaz acide carbonique, c'est-à-dire près de 5,ooo pouces cubes ou plus de îoo pintes, mesure de Paris. La liqueur vineuse qui s'est formée, analysée avec soin, n’est plus composée que d'eau . d'esprit-de-vin et d’un peu d’acide végétal dans un état fort

MEMOIRES DE LAVOISIER

approchant du vinaigre. Pour plus de simplicité je négligerai ici cette petite portion d’acide, qui peut être regardée comme une quantité infiniment petite relativement au surplus des matériaux qu'on obtient, et je ne considérerai la liqueur fermentée que comme un mélange d’eau et d’esprit-de-vin. Je reviendrai d'ailleurs, dans la suite, à l’examen de cette petite portion de vinaigre ou acide végétal; je ferai voir que sa formation est une suite nécessaire de l’opération , et qu’elle provient d’un reste d’oxygène qui n’a pas pu entrer dans les autres combinaisons qui se sont formées. Quand la fermentation est à son terme, on retrouve A peine quelques vestiges de sucre dans la liqueur fermentée, et la quantité d’esprit-de-vin pur et parfaitement rectifié qu’on en peut tirer est, relativement au poids du sucre, dons le rapport de ai A h t .

Dans une des expériences de ce genre qui m’a le mieux réussi j’avais employé :

Eau distillée

Un**,

OtUM.

Graa. Cirai im.

Sucre très-pur

Lovûro do bière flèche

Total s .

J'ai obtenu après la fermentation complète et après en avoir recueilli

séparément les matériaux :

Eau contenant une petite portion

d'acide Lut»*.

On cm.

Graa. Grain*.

végétal ou vinaigre

Esprit-de-vin pur et dépouillé d’eau autant qu’il le peut être i

Acide carbonique ou air fixe

Lcvilro sèche

Total

Il est clair que, la levûre étant ressortie comme elle est entrée, je

SUR LA FERMENTATION SPIRITUEUSE

puis n’en tenir aucun compte; je puis également retrancher dans cette espèce d'équation les quantités d’eau qui sont égales de part et d’autre, c’est-à-dire qui se sont trouvées les mômes avant et après l’opération, et je puis par conséquent conclure que 3 onces 7 gros d'eau , plus 2 livres 8 onces de sucre, égalent 1 livre 7 onces 5 gros «8 grains d’esprit-de-vin, plus t livre d’acide carbonique1.

Maintenant, dans cette équation, il n’y a que le sucre dont les parties constituantes me soient inconnues. Je connais celles de l’eau, et j’ai fait voir dans de précédents mémoires que cette substance, regardée comme élémentaire, était formée de la réunion de 80 parties de base d’air vital ou oxygène, et de i5 parties de base d’air inflammable ou hydrogène. Je connais également l'esprit-de-vin, et je sais, d'après des

' Si l'on admet avec Lavoisier que le gène de cette même eau, constitue l'alcool . sucre se partage en deux groupes rnnlt-cu- on trouve que les bo onces de sucre qu'il laires . dont l'un reçoit un supplément d’oxy- avait soumises b la fermentation auraient gène pris à l'eau pour former de l’acide dé donner : carbonique et dont l'autre, uni à l'bydro-

Aeide carbonique. .......... . so l , . , . , .

1 '■ Accroissement de poids i .5

Alcool 91,5 | 1

laivoisier avait obtenu par expérience :

Acide carbonique ’.o j Kemisleaml ^ i(b 3,5

Alcool »3,3 I

L'expérience réduite i ces trois termes, il est facile de voir que Lavoisier n'avait pas pu «e tromper sur le poids du sucre employé, qu'il avait apprécié assez exactement le volume et le poids de l'acide carbonique obtenu, mais qu'il avait commis une inévitable erreur sur le poids de ) alcool, et qu'il Pavait exagéré , prenant pour alcool pur un alcool encore aqueux.

Quoi qu’il en soit, la théorie de la fermentation du sucre, telle que Lavoisier entend l'établir dans ce mémoire, repose sur ces deux points : 1* que le sucre se partage en poids égaux, à peu près, d'acide carbo-

nique et d’alcool; o* qu’il y a fixation d’eau dans ce phénomène, l’hydrogène de celle-ci se retrouvant dans l’alcool et son oxygène dans l’acide carbonique.

Le» raisonnements qui suivent , où l.avotsicr fait intervenir la composition du sucre et celle de l'alcool, pèchent par la base, les analyses de ces deux corps étant incorrectes; mais les erreurs se compensent, le carbone étant évalué trop bas, ù la foi», dans le sucre et dans l’alcool. Il en résulte que le» conséquences tirées de l'expérience et du calcul restent les mêmes. (.Vote dt /'éditeur.)

782 MÉMOIRES DE LAVOISIER

expériences que j'ai publiées, qu’il est composé d’eau , de base d’air inflammable ou d’hydrogène et de carbone. Enfin je connais les parties constituantes de l'acide carbonique, et j’ai fait voir que 100 parties de cet acide sont composées de 7 a de base d’air vital ou d’oxygène et de 28 de carbone. Rien netait donc plus facile que de substituer toutes ces valeurs dans l’équation précédente et d’en déduire par le calcul celles des parties constituantes du sucre, les seules qui me fussent inconnues. Je supprime le détail de ce calcul, qui est extrêmement simple et que chacun peut répéter. Il me suffira de dire qu’en dernier résultat j’ai eu, pour les parties constituantes de a livres 8 onces de

sucre :

Llim. Onrt». Cm, Grains

Hydrogène >< 3 h h g

Oxygène 1 8 « 54

Carbone « 1 2 s ht

Total -j 8 « »

On conçoit que j'ai dû m’empresser de vérifier ce calcul par voie •l'expérience, et j’ai à cet effet entrepris une analyse du sucre beaucoup plus exacte qu’aucune de celles qui ont été faites jusqu’ici. Je me suis surtout attaché à disposer mes appareils dislillatoircs de manière à recueillir tous les produits concrets, liquides et aériformes qui pourraient s'en dégager sans éprouver aucune perte de poids, et, en combinant successivement les procédés par la voie sèche et ceux par la voie humide, l’analyse par le feu et celle par l’intermède des acides, je suis arrivé à des résultats très-satisfaisants et qui ne différaient pas de plus d’un huitième de ceux obtenus par le calcul. Ce n’est pas tout, les parties constituantes du sucre une fois bien déterminées par l’analyse chimique, il m’en est résulté de nouvelles données dont je me suis servi pour m’assurer de l’exactitude de toutes les bases dont j’étais parti dans de précédents mémoires pour déterminer la composition de l’eau, celle de l’air fixe ou acide carbonique et celle de l’esprit-de-vin. En effet, j’ai supposé successivement que dans l’équation précédente

SUR LA FERMENTATION SPIRITUELLE

toutes ces substances m'étaient connues, à l'exception d'une, dont j'ai cherché la valeur par le calcul , et j’ai ainsi vérifié tous mes résultats les uns par les autres.

Par cette manière d’opérer, j’ai eu la composition de l’eau, du sucre, de l’acide carbonique et de l’esprit-de-vin de deux manières différentes, savoir : premièrement par des expériences directes, secondement en appliquant le calcul aux résultats donnés par la fermentation. Je vais présenter ici, dans un tableau à deux colonnes, les déterminations que j’ai obtenues par ces deux moyens. On sera en état de juger par là du degré de précision auquel la chimie est déjà parvenue et de ce qui lui reste à faire pour atteindre son dernier étal de perfection.

Composition d'un quintal d'eau, de sucre, d’ acide carbonique et d'csprit-ele-vin , tant d'après l'analyse directe de ces substances que d'après les résultats du calcul, d'après les données fournies par la fermentation spiri tueuse.

RESULTAT

RÉSULTAT

cuerL

» ir«is u

rn«uiiw

nriiiiKu otxini.

«riant ittt.

Ut.

Une.

tira*.

Ut.

Ooe.

Gros.

Or,

Hydrogène. . .

100 livres de sucre

Oxygène ....

Carbone

fia

i uo livres d'aride carbonique.

Oxygène ....

Carbone

t uo livres d emi

Hydrogène. . .

tè

aa 1

Oxygène ....

Oxygène uni à l'hydrogène.

ioo livres d'esprit-de-vin . .

Hydrogène uni h l’oxygène.

| Hydrogène uni

eu carbone .

Carbone

MÉMOIRES DE LAVOISIER

Il est clair que, si tous les résultats donnés par l'expérience étaient ri j;ou reuse meut exacts, les deux colonnes de ce tableau comparées entre elles ne devraient pas donner de différences sensibles; mais on remarquera en même temps que ces différences ne vont pas beaucoup au delà de troi»1ivres par quintal, c’cst-à-dirc environ à un trentième, et c'est être déjà parvenu à un très-grand degré d'approximation. Au reste, je ne doute pas qu’en employant des appareils mieux faits on ne parvienne à des données plus précises encore, et je ne désespère pas d'y arriver moi-même avant la publication de ce mémoire ■.

Une des principales causes des erreurs qui restent à corriger pourrait tenir à ce que nous ne connaissons pas encore avec assez de précision la quantité d'eau que l’acide carbonique, dans l'état aériforme, peut tenir en dissolution. J’ai été obligé de partir à cet égard de suppositions qui ne sont point appuyées sur des expériences rigoureuses, et c’est un des points que je me serais attaché à éclaircir s’il ne présentait pas des difficultés presque insurmontables.

On sera surpris sans doute de voir que le sucre, en dernière analyse, n'est presque entièrement composé que d’oxygène ou air vital, d’hydrogène ou air inflammable, et de carbone, autrement dit d’eau et de carbone avec un léger excès d’oxygène (voir l’Addition, p. 786). J'avoue que j’ai eu moi-même de la peine à me familiariser avec cette idée, mais les expériences à cet égard sont décisives; je les rapporterai dans tout leur délai) dans un mémoire particulier, qui ne traitera que de l’analyse du sucre. On se rappelle que j’ai promis de ne présenter ici que des résultats.

Après avoir fait connaître la méthode que j’ai suivie dans mon travail et les résultats auxquels elle m’a conduit sur la nature des substances qui concourent à la fermentation spiritueusc ou qui en proviennent, il ne me reste plus qu’à établir, par une courte récapitulation, que toute la théorie de celte opération et tous les phénomènes qui l’accompagnent n’en sont qu’une conséquence et un corollaire.

1 C’esl par cette phrase que s’expliquent eutées en 1 788 , et le relard porté h la pules expériences sur l'analyse du sucre eié- blication de ce mémoire. (jVo iede l’éditeur.)

SUR LA FERMENTATION SPIRITLEUSE

D'après tout ce qu'on connaît aujourd'hui sur la nature des parties constituantes du sucre, sur celles de l’eau, sur celles de l'acide carbonique ou air fixe, enfin sur celles de l’esprit-de-vin. on peut regarder comme certain que l'eau et le sucre se décomposent mutuellement dans la fermentation spiritueuse en vertu d’une double a limité. D'une part, environ moitié du carbone qui entre dans la composition du sucre s'unit à l'oxygène de l’eau pour former de l'acide carbonique, lequel s échappe en bulles nombreuses et sous la forme élastique qui lui est propre; en même temps, l’autre moitié du carbone qui entre dans la composition du sucre s’unit à l'hydrogène de l'eau et à une portion d'eau non décomposée pour former l’esprit-de-vin. Une foule de circonstances ne permettent pas de douter que les choses ne se passent ainsi.

Premièrement, si l’on compare le poids des substances produites par la fermentation, dépouillées d’eau autant quelles le peuvent être et dans l’état de siccilé, elles se trouvent beaucoup plus pesantes que n'était le sucre mis à fermenter, en le supposant de même dépouillé d'eau. Cette augmentation de poids n’est pas équivoque; elle est de i livre et plus sur 10 livres de sucre.

Secondement, cet excédant de poids qui s'observe dans les produits de la fermentation se trouve manquer dans la quantité d’eau originairement employée. Ainsi, par exemple, si l'on a mis en expérience 4o livres d’eau et 10 livres de sucre, il y a environ 1 livre d’eau qui disparait entièrement et qu’il est impossible de retrouver en nature d'eau. Mais les parties élémentaires et constituantes de cette eau se trouvent, savoir : l’oxygène dans l’acide carbonique, l'hydrogène dans l’esprit-de-vin, qui se sont produits pendant la fermentation, et nonseulement la somme du poids de ces deux substances est égale à celle de l'eau manquante, mais encore leur proportion est dans le rapport de 5 j- à i , comme j'ai fait voir dans de précédents mémoires qu’elle l’est en effet dans l’eau.

Cet ensemble de preuves, qui toutes se soutiennent et se prêtent un mutuel appui, donne à la théorie moderne de la chimie, à celle que j’ose appeler la mienne, un degré de certitude auquel il est impossible

78fi MÉMOIRES DE LAVOISIER,

fie sc refuser. J’ai la satisfaction de voir, par la correspondance tjue j’entretiens avec un grand nombre de physiciens et de chimistes les plus célèbres de l’Europe, que cette doctrine fait tous les jours de nouveaux prosélytes, et que la plupart de ceux qui ne sont point encore convaincus sont au moins très-ébranlés. Comme je m'honore de ces témoignages respectables, je me propose de les mettre sous les yeux de l’Académie.