CONSTITUTION DES GAZ

Petaateur spécifique Poids oxigere ttant i. d'un atome.

Acide hydriodique 3, 986 1 5,9^4

Acide hydrochlorique. . . i,i557 4i6a5

Deutoxide d'azote 0,9375 3, 750

Acide hydro-cyanique. . o,8433 3,373a

Ammoniac o,53i25 2,ia5

Ou peut déduire de ces rapports entre la pesanteur spécifique et le poids des atomes, la conséquence, que le nombre d'atomes dans un volume donné des trois séries de gaz ci-dessus établies sont entre eux comme les nombres suivans, savoir:

i.m série 4

D où il suit qu'un décimètre cube de gaz oxigène contient deux fois autant d'atomes qu'un décimètre cube de gaz azote, et quatre fois autant d'atomes qu'un décimètre cube de gaz ammoniac. D'après cela il est évident, que si l'air ordinaire est un mélange de 4 volumes d'azote et de i volume d'oxigène, un volume donné de cet air , est un mélange composé de a atomes d'azote et de i atome oxigêne.

6. Il a été fait bien des conjectures en physique sur la Elasticité cause de l'élasticité des corps gazeux. L'opinion qui sem- uéSîi£\Trî+ ble le plus généralement prévaloir aujourd'hui, est celle que la force de répulsion réside dans la substance qu'on appelle calorique ; que les gaz sont des combinaisons de cette substance avec une base; et qu'ils doivent la permanence de leur état élastique à l'union intime entre les atômes de la base et ce calorique, dont on conçoit que les molécules, quoique se repoussant entre elles, ont une affinité très-forte pour les atômes d'autres corps. Cette opinion n'étant pas susceptible de preuve directe, on ne peut la considérer autrement que comme une hypothèse plaucible. Si elle était fondée , on en pourrait conclure que l'élasticité des gaz ne doit pas augmenter précisément en raison de leur diminution de volume ; car lorsque l'air est comprimé par une force quelconque, il s'en dégage une grande quantité de calorique. On voit, par les expériences de Dalton, que la cbaleur produite par la condensation soudaine de l'air à la moitié de son volume, est au-moms égale k ao° centigr. Mais il a été plus, récem-

3o c kt.

ment démontré par Biot , que dans des cas de compression soudaine des corps gazeux, la chaleur dégagée est souvent beaucoup plus considérable. La chaleur produite lorsqu'on comprime rapidement un mélaugede gazoxigène et hydrogène, suffit pour l'enflammer et le convertir eu eau. L'expérience fut faite en comprimant fortement ces gaz au moyen d'un piston dans le canon d'un fusil à vent. Le canon, quoique de fer, et très-fort, fut déchiré par la violence de l'explosion * : un dégagement aussi considérable de calorique doit diminuer sensiblement l'élasticité, si la compression est continuée jusqu'à ce que le gaz condensé ait eu le temps de se refroidir. D'un autre côté, lorsque les corps gazeux sont raréfiés, leur élasticité ne doit pas oiminuer dans le rapport de leur augmentation de volume; car il est probable que dans sa dilatation, l'air absorbe le calorique dans la même proportion qu'il l'abandonne lorsqu'il est condensé.

Quantité 7. La considération de la proportion d'eau qui entre dans la

<T«au Own tenue * . . » 1 r* » #1 * • • m

d.ni U» gu. constitution des corps gazeux, a ete également un grand sujet de discussion parmi les savans. Selon quelques physiciens, la présence d'une portion de ce liquide est essentielle à l'état élastique des gaz. Il y en a même qui ont été, à cet égard, assez loin pour affirmer que toute la matière pondérable contenue dans les gaz est de l'eau 9 et que les gaz ne consistent que dans ce liquide combiné avec quelque corps, tels que les fluides magnétique, électrique, etc., qui n'ont pas sensiblement de poids. 11 serait inutile d'entrer ici dans l'examen particulier de ces opinions, qui ne pouvant être appuyées de preuves , n'ont été proposées que comme des suppositions ingénieuses , ou comme moyens d'obvier à quelque difficulté.

On voit, par les expériences de Saussure, qu'en laissant pendant un temps suffisant de l'air atmosphérique en contact avec l'eau, à la température de i4° centig., on peut enlever ensuite à un décimètre cube de cet air , au moyen d'alcalis desséchés, environ 0^014 deau. Les expériences de Dalton donnent presqu'exactement le même résultat ; mais Clément et Desormes n'en ont obtenu que 0^009 environ , en faisant passer la même quantité d'air atmosphérique sur

♦ PW.Mag. XXI, 3Ci.

CONSTITUTION DES GAZ. 3l

An chlorure de calcium à la température de îa à i3© centigrades.

Saussure reconnut aussi qu en laissant , pendant un temps suffisant, en contact avec l'eau , aux mêmes température et pression, des volumes égaux d'air atmosphérique, de gaz hydrogène et acide carbonique , on obtenait ensuite de chacun de ces gaz une même quantité d'eau eu les traitant avec de l'alcali desséché. Clément et Désormes ayant fait des expériences semblables sur l'air atmosphérique et les gaz oxigène, hydrogène, azote et acide carbonique, elles leur donnèrent exactement le même résultat *. On peut conclure de ces expériences que la quantité d'humidité que les gaz contiennent dépend de leur volume et non de leur densité ; qu'un décimètre cube de tous les gaz, à la même température et sous la même pression , si on le laisse en contact avec l'eau , peut se mêler ou se combiner avec un même poids de ce liquide, ou est au-raoins disposé à en abandonner le même poids. Ces résultats se trouvent parfaitement d'accord avec ceux de Dalton sur le sujet.

Tous les gaz, dans les circonstances ordinaires, contiennent de i humidité; car tous en abandonnent un peu lorsqu'on les met en contact avec des alcalis desséchés, du chlorure de calcium, de l'acide sulfurique, de ia chaux et autres substances semblables qui ont une forte affinité pour l'eau ; mais lorsque ces substances cessent d'agir ainsi sur les gaz, devons-nous les considérer comme entièrement dépouillés d'eau, ou en retiennent-ils encore une portion sur laquelle ces corps ne peuvent plus produire aucun effet? Nous ne sommes pas en état de pouvoir décider sur ce point d'une manière parfaitement satisfaisante. Mais lorsque les gaz sont exposés à l'action de substances qui, comme l'acide sulfurique, ont une grande affinité pour l'eau, et qu'en mêmetemps on les refroidit autant que cela est possible, la quan- ' tité d'humidité qui reste, doit être très-petite. \- La présence de l'humidité produit un très-grand effet sur la pesanteur spécifique des gaz, et spécialement de ceux qui sont légers. Lorsque, par exemple, le gaz hydrogène est mis en contact avec leau, ou peut en toute sûreté attri-

■ Ann. de Chim. XL II, ia5.

3* CAE.

buer la moitié au-moins de son poids à l'humidité. Ainsi , lorsqu'on cherche à déterminer la pesanteur spécifique des gaz en les pesant, il faut, autant que cela est possible, qu'ils soient dans le même état relatif d'humidité et de sécheresse. Cet état d'humidité ou de dessiccation doit influer considérablement sur nos évaluations des proportions dans lesquelles les corps gazeux se combinent, quoiqu'il résulte des observations de Dalton que l'effet n'est pas , à beaucoup près, aussi grand qu'on l'avait annoncé.

Lorsque les gaz reposent sur l'eau, il est évident qu'ils seront aussi humides qu'il est possible. Dans ce cas , la proportion d'eau qu'ils contiennent dépendra de la température. Moins la température sera élevée, et plus la proportion de l'humidité présente sera petite ; et si la température est trèsbasse , le gaz sera presque parfaitement dépouillé d'humidité. Natnr» 8. Tel est l'état présent de nos connaissances relativement à la constitution des gaz. Les vapeurs se rapprochent beaucoup de ces corps ; et quoiqu'ils en diffèrent dans quelques particularités essentielles, ils n'en ont pas moins efficacement servi à répandre un grand jour sur leurs propriétés. Les va» peurs sont des fluides élastiques, auxquels on peut à volonté faire prendre la forme de liquides. C'est en cela qu'elles diffèrent des gaz.

Lorsqu'une vapeur est comprimée, une portion de cette vapeur perd la forme élastique et se condense en un liquide. Le résultat de cette condensation est que la portion restante de la vapeur continue d'être dans le même état d'élasticité qu avant la compression; d'où il suit que l'élasticité des vapeurs n augmente pas en raison de la pression, comme celle des gaz.

Lorsqu'on chauffe les vapeurs, non- seulement leur élasticité augmente , mais encore une nouvelle portion du liquide , si elles en contiennent , est convertie en vapeur. Ainsi, l'élasticité augmente en apparence dans un rapport beaucoup plus grand que celle des gaz.

Ce n'est que par ces deux circonstances que les vapeurs diffèrent des gaz. Si elles n'avaient pas lieu, leur augmentation d'élasticité par la compression et par la chaleur serait absolument la même. Les vapeurs peuvent supporter, avant de prendre la forme liquide, une pression d'autant plus grande que leur température est plus élevée.

CONSTITUritm DES GAZ. 33

Quelques vapeurs, telles que celles de mercure et d'acide sulfurique, ne sont susceptibles de devenir sensiblement élastiques qu'à une température de beaucoup supérieure à celle moyenne de l'atmosphère , ou que lorsqu'elles cessent d'être sous la pression atmosphérique ordinaire. D'autres, comme celles de l'eau , de l'alcool et de l'éther, ont une élasticité très-sensible, même dans les basses températures, et elles peuvent être soumises à un certain degré de pression sans être converties en liquides. Parmi ceux des corps qu'on considère ordinairement comme gaz, il en est quelques-uus qui , à de très-basses températures, et sous de fortes pressions, prennent la forme liquide. C'est ce qui a lieu à l'égard du gaz ammoniac *, et il est probable qu'il en est ainsi , relativement aux gaz acide hydrochlorique , acide fluorique , et tons ceux des gaz qui sont absorbés en grandes quantités par l'eau* Les autres gaz ne peuvent devenir liquides, quelque degré de compression et de froid qu'on ait pu jusqu'à présent leur appliquer. Ces faits donnent une graude force à l'opinion la plus généralement admise aujourd'hui , que les fluides élastiques doivent cette propriété d'élasticité au calorique; qu'ils sont des combinaisons du calorique et d'une base, et que leur permanence d'état résulte de la force d'aftinité de cette union. Lorsoue l'affinité ne suffit pas pour résister à des forces ordinaires qu'on leur applique , on les appelle vapeurs ; et dans le cas contraire, ce sont des* gaz. Mais dans chacune de ces classes de fluides élastiques, l'affinité varie. Dans quelques vapeurs l'élasticité ne devient sensible qu'à des températures plus élevées que celles ordinaires; dans d'autres, cette élasticité se manifeste à la température moyenne de l'atmosphère. Parmi les gaz, il en est dont l'élasticité est détruite par des degrés de compression ou de froid extraordinaire, qu'il est en uotre pouvoir de produire , tandis que d'autres la conservent constamment , quels que soient la force de compression et le degré de froid auxquels nous puissions les soumettre.

34 OAZ.

SECTION II

Du Mélange des Gaz.

On peut mêler ensemble les corps gazeux comme d'autres fluides. Or , lorsque de tels mélanges ont lieu, il en résulte, à l'égard de quelques gaz, par leur union, un nouveau composé qui diffère beaucoup dans ses propriétés des gaz qui l«» gu * le constituent. Ainsi les gaz acide hydrochlorique et am- "coïbmMU moniac forment r hydrochlorate d'ammoniaque, et les gaz deutoxide d'azote et oxigène , l'acide nitrique. H y a d'autres gaz qui se mêlent ensemble sans aucun changement apparent, comme les gaz oxigène et hydrogène, hydrogène et azote, etc. Dans le premier cas, il y a manifestement combinaison. Dans le second c'est plutôt un mélange mécanique; c'est de ce second cas que nous allons nous occuper en remettant à traiter du premier dans la section suivante.

T«bie l' 0° a présenté, dans la table qui suit , la liste des ^Vt^roéiiln't" 6az <llM Peuvent être mêlés ensemble sans qu'il eu résulte aucun changement apparent dans leur état.