MÉLANGE DES GAZ

venir que sons la pression moyenne de l'atmosphère, la distance entre leur6 molécules doit être de beaucoup de l'ois plus considérable que leur volume ; et par conséquent la résistance à l'expansion par ce choc dune molécule contre une autre sera comparativement petite. Ces molécules se répandront donc dans l'espace occupé par d'autres gaz à-peu-près avec la même vélocité que daos le vide ; et la différence de pesanteur spécifique n'en produira pas, dans le temps du mélange , une aussi grande qu'on la trouve être. Il me semble que ces circonstances et quelques autres semblables, ne s'accordent point avec la notion de non-élasticité, ou , du-moins, on n'a pas fait voir qu'elles se conciliassent avec elle.

Si les gaz étaient réciproquement non-élastiques , et si la lenteur de leur mélange provenait de l'obstacle de la rencontre de leurs molécules entre elles , il est impossible de concevoir quelle pourrait être alors la cause qui s'opposerait à leur combinaison. En supposant, par exemple, les gaz oxigène et hydrogène mis en contact et se mêlant, pourquoi les atomes de l'oxigène ne s'uniraient-ils pas à ceux de l'hydrogène sur lesquels ils se portent, et avec lesquels ils forment de Veau ? On sait que ces gaz ont de l'affinité l'un pour l'autre. Ils sont, par 1 hypothèse, supposés être arrivés en contact , qu'est-ce donc qui pourrait alors les empêcher de s'unir s'ils n'exercent point de répulsion ? Le même raisonnement s'applique à l'azote et l'hydrogène, à l'azote et l'oxigène, qui formeraient de l'ammoniaque, du deutoxide d'azote, etc. Or , comme celte union ne s'opère jamais, si ce n'est lorsqu'une des parties constituantes est dépourvue d'élasticité, il y a tout lieu de croire que c'est cette élasticité oui l'empêche d'avoir lieu ; et s'il en est ainsi , il faut que les différens gaz soient réciproquement élastiques.

Mais en considérant cor obstacle mécanique que les molécules d'un gaz opposent à la dilatation d'un autre, il sera difficile de le distinguer de l'élasticité. Si nous supposons un volume donné d'un gaz amené en contact avec un volume donné d'un autre , ces gaz resteront ainsi pendant un temps considérable avant de commencer à se mêler , la surface de l'un présentant un obstacle à l'expansion de l'autre; mais cette surface est maintenue dans cette position par l'élasticité de tout le gaz dont elle fait partie. Les gaz ne peuvent donc se mêler jusqu'à ce que cet obstacle soit détruit. Or. cet effet

t\1 GAZ.

paraît bien devoir faire admettre , en termes non équivoques , que les çaz sont réciproquement élastiques.

Je suis donc disposé à rejeter également , et l'opinion de BerthoiIet,que le mélange intime des gaz entre eux est du à Xaffinité, et Ibypotbèse de Dalton , que des gaz différens ne sont pas réciproquement élastiques entre eux. Je conçois que Jeux gaz étant mêlés, les particules de l'uu sont au-delà de la sphère d'affinité des particules de l'autre. Si l'élasticité est due à l'action de la chaleur , il semble en résulter, comme une conséquence, que des gaz différens doivent être réciproquement élastiques entre eux. Mais je pense que l'élasticité elle-même suffît pour donner l'explication de ce mélange mutuel qui a lieu par degrés, sans avoir recours à l'hypothèse de Dalton.

tMwpmr» « La vapeur d'eau, et même toutes les vapeurs, car

te mêlent »v«c * * . / - « 1

le» gai, nous ne connaissons rien de contraire a ce tait, se mêlent

comme le» rai ■ » • » î i * • < i

cnir ciu. avec les gaz précisément de la même manière que les gaz se mêlent entre eux. Dalton, qui a l'ait la suite la plus complète d'expériences sur ce sujet, a cru pouvoir tirer, des nombreux résultats qu'il en a obtenus, la conclusion générale suivante : soit i l'espace occupé par un gazquelconque d'une température donnée , et dépouillé d'humidité ; p la pression connue qu'il éprouve, exprimée en centimètres de mercure, /la force de vapeur d'un liquide, tel quil soit , à cette même température dans le vide : la vapeur étant alors admise dans l'air , il y a

expansion , et l'espace occupé par l'air devient = i «+- ^

ou , ce qui est la même chose , = ■ ? . Soit ainsi la température =. %2.°,i% centig. , p = 76 centimètres, et soit Feau le liquide ; alors / = 38 centimètres 1 , et par conséquent

— — - — ^-r — = 2. De sorte que dans ce cas, le vo-

iume de l'air est doublé *.

Ainsi il paraît que lorsqu'une vapeur et un gaz sont mêlés ensemble, l elasticiié du mélange est la somme des élasticités qu'auraient les deux corps qui le constituent , en les suppo-

1 On a donne , dans le premier volume de cet ouvrage, p. tif. la table de Dation , sur la force de la vapeur à différentes températures. • Mancue&tcr's Mcmoirs. V, 5;a.

MÉLANGE DBS GAZ. 43

sant occuper chacun les voUimes du tout ; et que le volume du mélange est égal à la somme des volumes des deux constituaus, en les supposant l'un et l'autre soumis séparément à la même pression qui agit sur le composé après le mélange. Or c'est précisément ce qui arrive dans le mélange de deux gaz.

Il a été émis trois opinions concernant la nature du mélange opï»JonuarU des gaz et de la vapeur. Suivant les deux premières , les con- dll ^[Jie stituans sont combinés chimiquement; et selon la troisième, ils sont mécaniquement mêles.

Dans la première hypothèse, le gaz se combine avec le liquide , et le dissout , non pas à l'état de vapeur, mais à celui de liquide. Cette opinion ne se trouve pas d'accord avec les phénomènes; elfe ne peut se concilier avec les résultats des expériences de Daltou que nous venons de citer, et par conséquent, elle n'est pas admissible.

Conformément à la seconde opinion , le gaz dissout la vapeur, précisément de la même manière qu'un gaz en dissout un autre; on la vapeur existe à l'état gazeux, formant avec le gaz la même combinaison imparfaite qui résulte du mélange de gaz entre eux. Cette opinion est celle qui est le plus généralement reçue depuis que les expériences hygrométriques de Saussure et de Déluc ont été connues.

La troisième opinion est celle de Dahon. D'après elle, les particules des gaz et des vapeurs ne sont pas réciproquement élastiques entre elles. Lorsque ces particules sont mêlées ensemble, l'élasticité de la vapeur allège le gaz d'une portion de la pression qu'il supportait. Le gaz se dilate alors en raison de l'excès de son élasticité jusqu'à ce que cette élasticité, réunie à celle de la vapeur, balance exactement la pression. Les deux fluides sont mêlés, mais ils n'agissent point l'un sur l'autre. Chacun deux supporte une portion de la pression. Si l'un ou l'autre est détruit, et que celui qui reste ne soit soumis qu'à la portion de pression qui lui est propre , le volume ne sera pas altéré. 11 est aisé de voir que c'est précisément 1 hypothèse concernant le mélange des gaz, que nous avons précédemment exposée ; et il paraît en effet que ce sont les phénomènes du mélange des vapeurs avec les gaz qui portèrent d'abord Dalton à l'établir.

Cette hypothèse explique parfaitement bien les phénomènes. Elle nous fait voir pourquoi, toutes choses égales d'ailleurs, la quantité de vapeur est toujours proportion-

44 GÀZ*

nelic au volume du gaz , comment il se fait que tous les gaz en contiennent la même proportiou , et pourquoi le volume du mélange est égal au volume qu'avaient auparavant les deux corps qui le forment. Mais cette hypothèse présente les mêmes difficultés que celles dont nous avons déjà parlé lorsque nous avons considéré le mélange des gaz.

Je conçois que les phénomènes peuvent s'expliquer sans avoir recours à la suppositiou que les gaz et vapeurs ne sont pas mutuellement élastiques entre eux. Je considère les vapeurs comme existant dans les gaza l'état élastique. Leur petite proportion, comparée à celle des gaz, place nécessairement leurs molécules à une distance telle , que de petits changemens, dans la densité des gaz, ne peuvent rapprocher les molécules de vapeur d'assez près pour les convertir en liquides.

Foorqnoi iVir g. Dalton a fait l'application de son hypothèse à l'expliie»vai»«»iTx cation dune tres-intcressaiite suite d expériences faites par iKontiBMtle docteur Priestlev. Celuî-ci trouva que lorsqu'on chauffe raY«pewde«u.^es cornues de terre humides, la vapeur d'eau s échappe à travers leurs pores; tandis qu'en même-temps l'air extérieur se faisant passage à travers les mêmes pores, pénètre dans le vaisseau, et peut être recueilli en grandes quantités Etendant ensuite ses expériences à diverses espèces de gaz, il reconnut qu'en chauffant une cornue de terre environnée d'un gaz dune autre espèce que celui dont elle est remplie, une portion de ce dernier gaz en sort à travers les pores , tandis qu'une quautité égale de celui qui lui est extérieur y entre par la même voie*. La même chose a lieu dans des vessies sans l'application de la chaleur. Si après avoir rempli une vessie de gaz hydrogène on la suspend dans l'a r , ce gaz acquiert promptement la propriété de détoner à raison de ce que l'air extérieur vient s'y mêler. Oalton a fait voir que sou hypothèse fournit les moyens de rendre aisément compte des phénomènes que présentent ces expériences intéressantes. Suivant lui, la chaleur augmentant la dimension des pores, il s'établit une communication entre l'air dans lequel le vaisseau est plongé et la vapeur ou le gaz qu'il contient. Le mélange s'en opère à travers ces pores , comme cela aurait eu

1 Prif*tlcy, on Air. Il, ^07.

» A m cri c.,n Phil. Tran*. V, rf.

COMBINAISON DES GAZ. t\5

Keu s'ils avaient été présentés au contact ilans deux vaisseaux communiquant entre eux Mais il n'est pas nécessaire de considérer l'hypothèse de Dalton comme fondée pour rendre raison de ces effets; car ils seraient également produits, les deux gaz étant même réciproquement élastiques, pourvu qu'il existât des pores dans le vaisseau.

9. On peut conclure d'expériences faites sur la distillation dJJjJIllÎ0» par Fontana , et qu'il a publiées en 1779, que l'air n'est point de. passif dans les cas d'évaporation , aim>i que cela devrait être fern,d*'ajp|«llw dans l'hypothèse de Dalton. 11 réunit, par le moyeu d'un tube "* de verre scellé hermétiquement, deux matras dont l'un contenait de l'eau et dont l'autre était vide. Il lit bouillir l'eau pendant long-temps tout en maintenant froid le matras qui était vide, mais il n'y passa pdint d'eau par distillation. De l'éthcr , exposé de la même manière , à une chaleur supérieure à celle de 6o° centigr. dans un matras , l'autre étant entouré de glace, refusa également de distiller*.

11 résulte évidemment ae ces expériences, si elles sont exactes , que l'air n'y est pas sans action. Car on sait qu'en vidant d'air le matras, la distillation a lieu très-facilement, et rien ne prouve mieux l'élasticité mutuelle des gaz et des vapeurs ; il paraît en effet que c'est l'élasticité de l'air renfermé dans Je matras, qui étant considérablement augmentée par la chaleur, non-seulement retarde, mais même empêche la distillation.

SECTION III

De la Combinaison des Gaz.

Il y a des fluides élastiques qui ont la propriété de s'unir ensemble et de former ainsi un nouveau composé, gazeux ou non , dont les propriétés sont très-différentes de celles de ces mêmes fluides lorsqu'ils ne sont que simplement mêlés. On peut diviser ces corps gazeux en deux classes; quelquesuns se combinent dans toutes les circonstances par le simple mélange; d'autres ne s'unissent que dans des états particuliers.

« Phil. Mag. XXIV, 14.

• Bcrlhollet, Statiq. chim. I, 498.

caz qui »e Nous allons donner ici l'énumération des gaz qui s'unîs» c°îibmti"n£c!r seDt Par 'c simP^e mélange , et l'indication des produits qui en résultent.

Gaz. Produits.

Oxigin, „.c d.utoxid. d'à,.,. \ £j£ ~e

vapeur d'eau. . . . Ammoniaque liquide, acide bydrochlori-

1 que Hydrochlorate d'ammoniaque.

jacide fluoborique . Fluoborate d'ammoniaque.

Ammoniac arec Acide fluosilicique . Fluosilicate d'ammonia que.

jacide carbonique. . Carbonate d'ammoniaque, acide sulfureux. . . Sulûte d'ammoniaque, acide bydro-suif inique. . . . Tîydro-sulfate d'arnraooiaque.

Gay-Lussac a, le premier, observé et fait connaître par des observations et des expériences qui paraissent salis* faisantes , que les combinaisons de corps gazeux se font toujours, soit à volumes égaux , soit dans les rapports, de i volume de l'un des gaz à 2vi volumes de l'autre*. La ta Me qui suit présente les volumes des gaz précé»lens , pouvant se combiner ensemble , et les noms des produits qu'ils forment.

Volumes. Produitt.

Oxigène. . . 100 -4. 1 33 deutoxide d'azote. . . Acide nisrique. Oxigtne . . . 100 — f* aoo deutoxide d'azote. . . Ac.de uùrcux. Ammoniac. . 100 100 acide hydrorhloi ique. JJydrochlorate d'ammoniaque.

Ammoniac. . 100 — f* 100 acide fluoborique • Fluoborate d'ammoniaque.

Ammoniac. . 100 — r* 5o aride fluoborique . . Sous-fluoborate d'am-

moniaque.

Ammoniac. . 3oo — +- 100 acide fluoborique. . .

Ammoniac. . 100 — f* 5o acide fluosilitique. . . Fluosilicate d'ammoniaque.

Ammoniac. . 100 —4-100 acide carbonique. . . Carbonate d'ammoniaque.

Ammoniac. . 100 — f- 5o acide carbonique. . . Sous-carbonate d am-

1 monia 111e.

Ammoniac. . 100 —4* 100 acide sulfureux. . . . Sulfite d'ammoniaque. Ammoniac. . 100 — H 100 acide hydro-sulfuri-

que H) dro- sulfate d anv

"i^lbineiit" ^* %àZ S0* Peuvent ^tre nièlés sans aucun indice

dan» de» cir-

padiculièrt*.

* Mém. d'Arcueil. 11,307.