ORIGINE DES AZOTATES

§ 1. — Diyision dn Chapitre.

L'origine des azotates et les conditions de la fixation naturelle de Tazote constituent un problème capital et dont je me suis préoccupé à divers points de vue. Je crois même avoir découvert la source principale, et demeurée jusque-là ignorée, de la fixation de Tazote atmosphérique sur les principes hydrocarbonés. C'est ce qui m'engage à en faire l'objet d^un Chapitre spécial, comprenant les questions suivantes :

!• Nitrification naturelle;

J'en examinerai d'abord les circonstances chimi({ucs, lelles qu'elles sont aujourd'hui connues; puis j'en discuterai :

2^ Les conditions thermiques, à l'aide de la chaleur de formation définie plus haut. On sait combien ces conditions sont intéressantes, non seulement au point de vue de la fabrication de la poudre, mais aussi pour l'agriculture et pour le problème générai de l'origine de l'azote qui entre dans la constitution des principes immédiats des végétaux et des animaux.

Je présenterai ensuite les faits connus relativement à :

3« La transformation de l'azote libre en composés azotés, problème tout différent de celui de la nitrification naturelle, quoique connexe. Je décrirai mes expériences récentes sur la fixation de l'azote libre sous l'influence de l'effluve et de l'électricité à faible tension : l'action de cette dernière surtout est comparable à l'action normale et incessante de l'électricité atmosphérique. Je terminerai par

4"* L'histoire de l'extraction du salpêtre en France avant le XIX*» siècle.

§ 2. — Sur la nitrification naturelle.

1. La formation du nitre dans la nature a été longtemps regardée comme un phénomène des plus obscurs, malgré les nombreuses recherches dont cette formation a été l'objet depuis des siècles.

3lO LIVRE II. — THBRXOCHIMIB DBS COMPOSÉS EXPLOSIFS.

On sait depuis longtemps que les alcalis^ et les carbonates alcalins, exposés pendant quelque temps à Tair, fournissent les réactions de Tacide azotique : Stahl en faisait déjà là remarque, il y a deux cents ans. En tout temps, en tout lieu, sous l'action des forces naturelles, il se produit de petites quantités d'azotates.

. Il existe aussi certaines plantes qui paraissent fabriquer du salpêtre, aux dépens des combinaisons azotées contenues dans le sol, ou dans les engrais. Telles sont la bourrache, la pariétaire, la betterave, le tabac, et surtout les plantes de la famille des amarantaoées (*). Cependant les conditions de la nitrification naturelle sont encore imparfaitement connues.

3. Je ne parlerai pas ici des mines d'azotate de soude du Chili, formées sous Tinfluence de conditions géologiques que nous ignorons; je me bornerai à la nitrification qui se produit tous les jours sous nos veux.

4. Rap()elons d'abord Tacide azotique, formé dans l'atmosphère en petite quantité sous l'influence des orages, en môme temps qu'un peu d'azotate d'ammoniaque, puis entraîné par les eaux de pluie dans le sol, où il s'unit aux bases. Cette formation est d'un grand intérêt. Mais une étude approfondie a montré qu'une telle origine ne suffit pas pour rendre compte de la production des azotates dans la nature et de leur concentration dans un sol imprégné de matières animales.

5. En eflet, la nitrification naturelle résulte principalement de l'oxydation lente des composés organiques azotés, ou même de l'ammoniaque, opérée par l'oxygène de l'air, avec le concours de l'eau et d'un carbonate alcalin ou terreux. Une lumière trop vive l'entrave. Les substances argileuses et les matières poreuses paraissent la favoriser; mais il ne semble pas que l'azote libre intervienne dans ce mode de formation du salpêtre.

6. Diverses questions se présentent ici. Ainsi, on s'est demandé si cette oxydation lente est simplement provoquée par la présence de l'argile et des corps poreux comme il arrive dans les expériences de Kuhlmann, où l'ammoniaque se change en vapeur nitreuse et acide azotique, au contact de la mousse de platine et de l'oxygène, vers 3oo<>.

Les principes humiques, les composés sulfurés, ferrugineux, et les

( ' ) Cf. Note sur l 'extraction du salpêtre^ par F'aucher ( Mémorial des poudres et salpêtres, p. 162; i883).

CHAPITKE VI. — ORIGINE BBS AZOTATES. 3ll

autres corps oxydables, qui se détruisent dans le sol, en même temps que le nitre se forme, sont* ils les intermèdes de quelque réaction spéciale?

Provoquent-ils Toxydation de l'ammoniaque, en s*oxydant cuxmômes comme le fait le cuivre en présence de Tair? Le phosphore exerce en effet une réaction analogue et l'on a attribué aussi cette influence à l'humus.

Un corps oxydant proprement dit intervient-il, à la façon du mélange de bichromate de potasse et d'acide sulfurique, ou du bioxyde de manganèse au rouge, lorsque ce dernier agent change l'ammoniaque en vapeur nitreuse?

L'ozone joue-t-il quelque rôle de cette espèce, comme le voulait Schônbein, d'après lequel certains végétaux émettraient de l'ozone, substance capable en effet de brûler l'ammoniaque à froid, avec formation d'azotite?

Enfin les mycodermes et les microbes déterminent-ils cette oxydation à la manière d'une fermentation?

Telles sont les principales hypothèses qui ont été mises en avant depuis le xvni* siècle jusqu'à notre temps pour expliquer la formalion, en apparence spontanée, du nitre dans la nature.

Aujourd'hui ces questions, depuis si longtemps controversées, paraissent avoir fait un pas décisif, par suite des expériences récentes de MM. Schlœsing et Miintz (* ).

7. Ces savants ont constaté que la nitrification de l'ammoniaque et des composés organiques azotés a lieu sous l'influence de corpuscules organisés, punctiformes, arrondis ou légèrement allongés, parfois accolés deux à deux, de très petites dimensions et fort analogues, comme apparence, aux corpuscules-germes des bactéries. Ces corpuscules se trouvent dans tous les sols arables et dans les eauxd'égout, qu'ils concourent à purifier.

Ils déterminent la fixation de l'oxygène sur l'ammoniaque et sur les matières azotées, en formant d'ordinaire des azotates; parfois des azotites, quand la température est inférieure à 2o«, ou l'aération insuffisante. Les azotites résultent encore de la réduction des azotates originels par l'intervention du ferment butyrique et de ferments secondaires analogues (*).

(') Comptes rendus, t. LXXXIV, p. 3oi, 1877; t. LXXXV, p. 1018; t. LXXXVI, p. 892; l. LXXXIX, p. 891 et 107); 1879.

(') Dehérain et Maouennb, Comptes rendus, XCV, 691; Gayen, même Recueil, XCV, i365. Ces ferments auxiliaires, ou plutôt perturbateurs, réduisent en sens

3lS) LIVRE II. — THERMOCHIMIB DES COMPOSÉS EXPLOSIFS.

Leur action s'exerce entre des limites de température déterminées. Âu-dessous de h- 5% elle est insensible; à la*», elle devient appréciable. Elle est de plus en plus active, à mesure que la température est plus haute» jusque vers 87% température à laquelle la nitrifîcation est dix fois plus rapide qu'à i4% tout en demeurant assez lente, toutes choses égales d'ailleurs. Au delà, elle se ralentit; vers 45«, elle est moins active qu'à i5<»; à 55^ elle cesse complètement.

En môme temps que la température s'élève, et surtout lorsqu'on la porte à ioo<^, la vitalité des corpuscules diminue. Us périssent à 100®; de telle façon qu'un terreau ou une eau en cours de nitrifîcation perd celte propriété, sans la retrouver après refroidissement. Ils périssent également sous l'influence des vapeurs du chloroforme et des antiseptiques.

L'humidité leur est indispensable. Il suffît même de dessécher à l'air un terreau fertile, pour qu'il devienne stérile au bout de quelque temps.

Les corpuscules ne résistent pas davantage à une privation prolongée d'oxygène; au moins lorsqu'on opère dans un liquide.

Ils agissent également dans l'obscurité, ou sous l'influence d'une lumière modérée; mais une vive lumière leur est nuisible

Leur action exige le concours d'une légère alcalinité, due soit à la présence du carbonate de chaux, soit à celle de 2 à 3 millièmes de carbonates alcalins. Au delà de ce degré, l'alcalinité leur nuit; ce qui explique l'influence défavorable exercée par le chaulage sur la nitrifîcation.

Le développement du ferment nitrique dans l'eau exige la présence simultanée d'une matière organique et d'un composé azoté. Mais le rapport entre l'acide carbonique et l'acide azotique produits n'a rien de constant. Il en est de même de l'absorption de l'oxygène, laquelle continue à s'exercer aux dépens d'un terreau stérilisé, par la température de 100% ou par l'action des vapeurs de chloroforme.

Le ferment nitrique se multiplie en ensemençant un liquide nourricier ou une terre, au moyen d'une parcelle de sol arable ou bien encore de quelques centimètres cubes d'eau d'égout. Il n'existe pas, en général, dans les poussières de Tair. Sa multiplication est lente et semble s'opérer par bourgeonnement. L'exis-

inverse les azotates, avec production d'azotites, de protoxydc d'azote, d*azote libre, et même d'ammoniaque, suivant leur nature propre et l'intensité plus ou moins grande de leur réaction. Les hypoazotites doivent aussi intervenir.