PREMIÈRE PARTIE

RECHERCHE ET DOSAGE DE L'AMMONIAQUE DE L'AIR

Depuis que Saussure a appelé l'attention des savants sur la présence de l'ammoniaque de l'air, on a essayé à plusieurs reprises de déterminer combien l'air contient de cet alcali. La première de ces tentatives est due à M. Grager, pharmacien à Mulhouse; la seconde à M. Kemp, chimiste irlandais, et la troisième à M. Frésénius, de Wiesbaden .

Kil.

D'après M. Gruger, 1 million de kilogrammes d'air contient. 0,353 Aiil 3 .

D'après M. Kemp 5,880

[ l'air diurne 0,089

l'air nocturne - 0,109

D'après M. Frésénius,

Le désaccord que présentent ces trois résultats nous fait un devoir d'examiner les méthodes qui ont servi à les obtenir, afin de remonter à l'origine de ce désaccord, et de savoir s'il est dû en totalité ou en partie à une erreur d'expérience, ou s'il exprime au contraire la limite des variations que le

poids de l'ammoniaque éprouve, sous l'influence de causes encore inaperçues.

M. Grâger a o)>éi'é sur 1112 litres d'air. L'air passait dans de l'acide chlorhydrique étendu. La liqueur était évaporée au bain-marie, et l'ammoniaque dosée à l'étal de bichlorure de platine et d'ammoniaque. Le précipité était recueilli et pesé sur un filtre de papier desséché à 100*. Il s'est élevé, dans l'expérience de M. Grâger, à O'tOOÔ.

Il y a, dans l'expérience de M. Grâger, trois causes d'erreur contre lesquelles ce savant ne s'est pas mis en garde :

1° L'air tient en suspension des quantités notables de poussières qui réagissent sur le bichlorure de platine. Si elles sont de nature minérale, elles forment des combinaisons insolubles dont le poids s'ajoute à celui du bichlorure de platine ammoniacal, et exagère le résultat du dosage. Si elles sont de nature organique, elles réduisent une petite quantité de bichlorure de platine et faussent encore le résultat dans le même sens.

2° Lorsqu'on évapore une dissolution acide de bichlorure de platine, il se forme toujours un précipité. Si la liqueur est composée de :

Grain.

Acide chtorhydrique ' 20,00

Eau distillée 100,00

Bichlorure de platine 0,50

ce précipité s'élève à gr ,003. 11 est dû à l'ammoniaque que les réactifs peuvent contenir, à la réduction partielle d'une petite quantité de bichlorure de platine, et à l'action corrosive de l'acide chlorhydrique qui attaque le verre des appareils et dissout une notable quantité d'alcalis.

3° Enfin, lorsqu'on pèse un précipité de bichlorure de platine et d'ammoniaque sur un filtre de papier, on ne peut pas répondre d'une augmentation de poids de 1 à 2 milligrammes, à moins de prendre des précautions toutes particulières pour le lavage et la dessiccation du filtre, et dont l'auteur ne parle pas. Lorsqu'on a filtré une dissolution de bichlorure de platine dans un mélange d'alcool et d'élher, si l'on ne lave pas chaque pli du filtre séparément, il arrive presque toujours qu'une petite quantité de ce sel est retenue par la capillarité du papier. Lorsqu'on dessèche le filtre, il se forme des lignes jaunes disposées comme les rayons d'un cercle, et qui correspondent à un certain nombre de plis du filtre. La quantité de bichlorure de platine ainsi retenue est très-faible, mais enfin elle est réelle. Pour l'éviter, il faut prolonger les lavages bien au delà de ce qu'on fait d'habitude.

M. Kemp a suivi un autre procédé, il a dosé l'ammoniaque à l'étal d'oxychloramidure de mercure.

'■iV 8 RECHERCHES EXPERIMENTALES

jil river l'azote que les plantes empruntent à l'air. Ainsi, à

S? partir des travaux de Saussure, on admit que les plantes

tirent de l'air une partie de leur azote, mais à l'état d'ammoniaque. Quant à l'azote lui-même, il reprit, aux yeux des savants, le rôle négatif d'un élément qui tempère les affinités trop actives de l'oxygène.

A une époque plus récente, M. Boussingaull s'est occupé à son tour de la môme question. Par des expériences (li-

ment à l'eau celui qu'elle a perdu. (Th. de Saussure, Rechercha chimique» sur la végétation, page 114.)

Lorsque Saussure réfuta l'opinion de Pricstley et affirma, contrairement a ce savant, que les plantes qu'on met sous une éprouvet te pleine d'air n'absorbent pas sensiblement d'azote, il avait pour lui la vérité ; aussi son opinion a-t-elle prévalu. Mais lorsque, de la même expérience, il veut tirer la conclusion que l'azote ne peut, dans aucun cas, servir à la nutrition des plantes, il va trop loin et l'expérience sur laquelle il se fonde n'autorise pas une semblable déduction. En effet, si les plantes qu'on place dans une atmosphère confinée ne prospèrent pas, si leur poids reste stationnaire, comment une absorption d'azote aurait-elle b'eu, lorsque nous savons que de tous les éléments qui entrent dans la composition des plantes, l'azote est celui dont elles contiennent le moins?

■ ■' Afin d'éviter une partie de ces inconvénients, Pricstley avait eu l'idée de

submerger un pot rempli de bonne terre après y avoir repiqué la plante sur 'S laquelle il voulait opérer. Mais cette disposition avait l'inconvénient que noua

'. avons signalé dans le § 5. Une partie de l'oxygène de l'air dissous dans l'eau

de la cuve était aspirée par les racines et exhalée par les feuilles dans l'inj, térieur de l'éprouvetle, et venait encore compliquer l'expérience.

>" Enfin, sous le rapport de la disposition des appareils et des procédés d'ans-

.j lysc, nous aurions bien encore quelques remarques à présenter; mais il est

recles, très-simples, que chacun peut répéter à son gré, il s'est assuré de nouveau que les plantes tirent de Pair une partie de leur azote ; mais il n'est pas remonté à l'origine de cette absorption. Dans la pensée de ce savant, elle peut avoir lieu de trois façons différentes : elle peut provenir des poussières qui voltigent dans l'air, des vapeurs ammoniacales dont Saussure a démontré le premier la présence, ou enfin de l'azote lui-même. Entre ces trois explications, M. Boussingault ne voit pas de motif suffisant de se prononcer; elles lui paraissent toutes trois également probables. \oici, en effet, en quels termes lui-même résume à la fois ses travaux et son opinion :

« Les recherches que j'ai entreprises semblent donc

superflu d'entamer cette discussion. Les détails qui précèdent suffisent pour juger avec équité l'importance des travaux de Priestley et de Saussure.

Pour qu'une p'ante qui a été semée dans le sable calciné prospère et se développe dans l'intérieur d'une cloche, j'ai dit qu'il fallait renouveler l'air. À l'appui de cette assertion je puis citer l'expérience suivante, qui ne laisse aucun doute à cet égard.

Le 15 mars 1851, on a semé dans cinq pots séparés, remplis de sable cal ciné, du blé, de l'orge, de l'avoine, du seigle et du mats. On a enfermé les cinq pots dans la même cloche ; celle-ci avait 2 mètres de haut sur m ,80 de large. Après l'avoir fermée, on y a dégagé 20 litres d'acide carbonique, et on l'a munie de deux flacons qui faisaient l'office de soupapes, pour que la pression se mit en équilibre avec l'air extérieur. Tous les pots plongeaient dans une nappe d'eau distillée.

Les grains ont germé. Les plantes ont d'abord prospéré ; lorsque le chaume a atteint de 6 à 8 centimètres de hauteur, il a jauni et s'est desséché ; mais du collet de la racine il est parti un nouveau chaume qui s'est élevé à 10 ou 12 centimètres, et qui a été remplacé par un troisième. Chez quelques plantes, il s'est formé un quatrième chaume; à propos de cette végétation j'ai inscrit dans mon journal d'observations les lignes suivantes, que j'en extrais textuellement :

« Il est manifeste qu'une atmosphère confinée est défavorable à la végéta-

« établir que, dans plusieurs conditions, certaines plantes

« sont aptes à puiser de l'azote dans l'air; mais dans

« quelles circonstances, à quel étal l'azote se fixe-t-il

« dans les végétaux? C'est ce que nous ignorons encore.

ce En effet, l'azote peut entrer directement dans leur ce organisme, si leurs parties vertes sont aptes à le fixer. ce Cet élément peut encore être porté dans les végétaux par ce l'eau toujours aérée qui est aspirée par leurs racines, ce Enfin, il 'est possible qu'il existe dans l'air une infinice ment petite quantité de vapeurs ammoniacales (*). *>

Tous les savants n'ont pas éprouvé la même indécision que M. BoussingaulL M. Liebig, dont les publica-

« tion lorsqu'on cultive les plantes clans le sable. Chaque nouveau bourgeon « ayant prospéré plus que celui qui l'avait précédé, il est probable qu'une u partie de la substance de celui-ci a servi à sa formation, et qu'il y a eu « résorption de l'ancien bourgeon au profit du nouveau. Le premier chaume « a donc fonctionné par rapport au second, et celui-ci par rapport au troi- « sième, comme l'amande d'une graine par rapport au germe de la plante « que cette graine contient. »

Dans ces conditions, aucune des céréales n'a fructifié. En 1852, le blé semé et placé dans la même cloche, l'air de la cloche étant renouvelé, a fleuri et porté graine. (Voyez pages 55 et 56.)

(*) Les expériences de M. Boussingault ont fait le sujet de deux Mémoires nsérés dans les tomes LXVIl et LX1X de la deuxième série des Annales de chimie et de physique.

Dans son premier Mémoire, M. Iloussingault décrit de la manière suivante les dispositions qu'il a adoptées dans le cours de son travail, p. 27, t. LXVIl :

« J'ai employé pour sol du sable siliceux ; le sable a été d'abord passé au c tamis, puischauflé et entretenu à la chaleur rouge, afin de lui enlever toute « trace de matière organique. On l'humectait avec de l'eau distillée, pour le « disposer 5 recevoir les semences ; au bout de quelques jours, j'enlevais les

SUR LA VÉGÉTATION. ii

lions ont donné une si vive impulsion à toutes les études qui nous occupent, et dont l'opinion a toujours une si grande autorité, semble, pour sa part, n'avoir aucun doute. Voici, en effet, comment la solution se présente à son esprit :

« Puisque Ton trouve de l'azote dans tous les lichens qui « poussent sur les rocs de basalte ; que les champs pro- « duisent plus d'azote qu'on ne leur en amène comme ali- « ment ; que l'on rencontre de l'azote dans tous les ter- « rains, dans les minéraux même qui ne se trouvent jamais « en contact avec les matières organiques ; que, dans l'at- « mosphère, dans les eaux de pluie et de fontaine, dans « tous les terrains, on retrouve cet azote sous la forme <( d'ammoniaque comme produit de* générations anlé- « rieures; que la production des principes azotés enfin « augmente dans les plantes, avec la quantité d'ammo-

<t grains qui n'avaient pas germé. Les vases de porcelaine qui contenaient le « sable ensemencé ont été déposés dans un pavillon situé à l'extrémité d'un « grand jardin. Durant tout le temps de la culture, les fenêtres sont restées « constamment fermées ; mais leur hauteur et leur position permettaient au a soleil de pénétrer dans la pièce pendant tout le jour. ...»

En opérant comme H. Boussingault vient de le décrire, ce savant a trouvé que * certaines plantes étaient aptes a puiser l'azote dans l'air. » Pour se convaincre que cet azote ne provenait pas des poussières que l'air tient en suspension, H. Boussingault a fait une nouvelle expérience, dans laquelle la végétation avait lieu dans l'intérieur d'une cloche. Au moyen d'un tonneau, on faisait passer chaque jour d», oOO à 600 litres d'air dans l'intérieur de celle-ci (t. LXVir, p. 35).

Dans Ces conditions, rr ,880 de graine sèche, contenant 0^,061 Az. ont produit 0^,879 de récolte sèche, contenant 0^,0(39

Gain en atote pendant la culture : -f- 0^,008 Az.

C'est à la suite de tous ces résultats que H. Boussingault a formulé dans son second Mémoire (t. LXIX de la deuxième série, p. 366), les conclusions que nous avons rapportées.

(( niaque qu'on leur offre dans le fumier animal, on peut « en conclure en toute sûreté que c'est V ammoniaque de « V atmosphère qui fournit l'azote aux plantes (*). »

Enfin, il paraît que les corps organiques privés d'azote produisent de l'ammoniaque lorsqu'ils se décomposent. Dans l'opinion de M. Mulder, celte production est le résultat delà combinaison de l'azote de l'air avec l'hydrogène que ces corps dégagent. Si cette opinion est fondée, il en résulte qu'une terre pourrait fournir aux plantes plus d'azote qu'elle-même n'en contient. L'azote excédant viendrait de l'atmosphère ; il serait absorbé par les plantes à l'état d'ariîmoniaque. Mais l'ammoniaque se formerait dans le sol même ; l'azote de l'air et l'hydrogène des corps organiques seraient l'origine de celle formation. M. Mulder explique ainsi l'absorption de l'azote de l'air par les plantes.

Si nous dégageons la question de toute idée préconçue et de toule explication antérieure, nous avons un moyen bien simple de décider entre toutes ces opinions, et de savoir si l'azote que les plantes tirent de l'air est absorbé h l'élat d'ammoniaque, ou à l'élit d'azote. Nous admettrons,

(') J. Liebip, Chimie appliquée A Tagriadtnre, p. Si

SIR LA VÉGÉTAÏIO.V 13

pour un moment, que c'est à l'étal d'ammoniaque, nous réservant d'en appeler aux expériences suivantes. Premièrement, nous déterminerons la quantité d'ammoniaque qu'un volume d'air contient. Secondement, nous ferons passer un volume d'air égal dans l'intérieur d'une cloche, après y avoir enfermé des plantes semées dans du sable calciné. Si l'ammoniaque de l'air est l'origine de l'azote absorbé par les végétaux, dans aucun cas les plantes expérimentées ne pourront contenir plus d'azote que l'air n'en contenait lui-même à l'état d'ammoniaque. Si le contraire arrive, si les plantes accusent à n'en pouvoir douter un excédant d'azote, il faudra de toute nécessité en chercher ailleurs l'origine. Cette source réside-l-elle dans les poussières dont nous parlions ou dans l'azote lui-même? L'expérience seule devra en décider. Avant de laisser pénétrer l'air dans l'intérieur de la cloche, on le fera passer dams des tubes remplis de fragments de pierre ponce imbibée d'acide sulfurique, afin d'exclure à la fois les poussières et l'ammoniaque; et si, dans ces nouvelles conditions, les plantes accusent encore un excédant d'azote, on sera bien forcé de le rapporter à l'azote lui-même, puisque toutes les autres sources auront été exclues. Or, c'est précisément ce quia lieu, et c'est ce qui démontre que l'azote de l'air sert directement à la nutrition des plantes.

Voilà par quelle suite de raisonnements et d'expériences j'ai été conduit à constater cette nouvelle propriété de l'azote, et pourquoi j'ai dû m'occuper en premier lieu du dosage de l'ammoniaque de l'air.

Après m'êlre assuré, par un grand nombre d'expériences, que ni l'ammoniaque ni les poussières de l'air ne rendent compte de l'azote absorbé par les plantes, il m'a paru curieux de chercher ce qu'il adviendrait si l'on ajou-

lait à l'air un excès d'ammoniaque ; el voilà comment, par une extension que l'enchaînement des idées a presque amenée, j'ai été conduit à m' occuper des effets de ce gaz sur la végétation.

Le dosage de Fammoniaquc de l'air, la démonstration que l'azote peut servir à la nutrition des plantes, et l'élude de l'action exercée par l'ammoniaque sur la végétation, forment le cadre des recherches dont ce volume contient les résultats.