COMBINAISON DIS GAI

Or ces volumes doivent être convertis en «ne molécule intégrante d'ammoniaque, une molécule intégrante d'eau, et une molécule intégrante de protoxide d'azote.

Oligtvt. Aïolt. Hydrogèn», Tjlumc». vclumet. volumt*.

L'ammoniaque est composée de... o .... -4- i ... 3

L'eau de î ....«+- o ... -4- i

Protoxidc d'azote i . ... -4- a ... -4- o

11 est évident qu'il manque un volume d'azote. Si nous y suppléons en augmentant la quantité de deud'azote à six volumes , il se trouvera dans ce cas i volume de gaz oxigéne de superflu. Dans cette dernière supposition, qui est la plus probable, le gaz résidu sera un mélange de i volume protoxide d'azote, et de i volume de gaz oxigène.

Tels sont les phénomènes de l'action entre eux, de ceux des gaz dont la décomposition mutuelle a spontanément lieu.

Ces phénomènes consistent , en presque totalité , dans l'action d'un soutien de combustion sur un composé combustible. Les composés nouveaux sont ordinairement des produits de combustion; c'est par conséquent un procédé semblable à celui de combustion , et nous pouvons présumer qu'il y a dégagement de calorique. L'action est facilitée par la diminution d'élasticité et par l'état de combinaison moins intime de l'un des iugrédiens. Les produits dans quelquesuns de ses mélanges sont constans; mais dans d'autres ils varient avec la proportion des parties constituantes des gaz décomposans.

IV. Les gaz qui, .par leur mélange, ne sont point susceptibles de décomposition spontanée, mais qui peuvent être rendus capables de se décomposer les uus les autres dans des circonstances particulières , comme par l'approche d'un corps en ignition, par des commotions électriques, etc., sont en plus grand nombre que les précédens.

î. Ou a présenté, dans la table qui suit, l'indication des a"om|^oî plus remarquables de ces mélanges. $Z££ï£i

particulières.

acide h^dro-sulfurique.

hydrogène carboiié.

Oxigèneavec ^ hydrogène percarboné.

vapeur d'éttier. Tapeur d'alcool.

hydrogène.

hydrogène phosphore, aride hydro-sulfurique.

Oxide nitreux , pro- I oxide de carbone, toxide d'azote, a vec.\ hydrogène carboné.

hydrogène percarboné.

vapeur d'étner.

vapeur d'alcool, acide sulfureux.

{ hydrogène , et probablement arec Acidenitnqueavec. . .) 1^%™^* ^

* acide sulfureux.

Deutoxide d'azote avec \ "e*

f acide sullureux.

acide sulfureux, acide carbonique.

hydrogène carboné.

Hydrogène avec |

XT i, C hydrogène carboné.

Vapeur d eau avec \ hydro£ine percirhoué.

Ces décompositions sont de deux soncs : quelques - uues sont accompagnées de combustion ou produites par combustion, et sont par conséquent instantanées; d'autres, qui ont lieu sms combustion, ne s'effectuent, par cette raison, que très-lentement. Dans les décompositions de la première es-

{>èce, le mélange doit être celui d'un soutien gazeux de coru- )iistion avec un gaz combustible. Ou suppose que dans celles de la seconde, il n'entre pas dans le mélange de gaz soutien de combustion, ou que celui qui s'y trouve ne peut pas être décomposé par la base combustible, ou enfin qu'il n'y existe point de base combustible. Ka liste des gaz composés capa* Lies de se décomposer entre eux sans combustion , est probablement très-incomplète.

Gaz ftctdc a. Le gaz acide hydro-sulfurique peut être tenu en état wïèiT ^c mélange avec l'air atmosphérique en avec le gaz oxigène, sans éprouver aucune espèce de changement ; mais si l'on approche ce mélange d'un corps en ignitioii, la combustion a immédiatement lien , et les produits varieut suivant la pro-

COMBINAISON DES GAZ. 5j

portion des gaz mêlés. Si celle du gaz oxigène est peu considérable, ou, ce qui est la même chose, s'il y est admis lentement, comme lorsqu'on met le feu à un flacon rempli de gaz acide hydro-snlfuriquetenu à l'air libre, dans ce cas, il se dépose une grande partie du soufre qui n'a pas été altéré, et il y a de l'acide sulfureux formé. On voit qu'alors cVst le gaz hydrogène qui brûle. La combustion est analogue à celle de l'hydrogène pur. La chaleur produite, sufiit pour enflammer une portion du soufre ; mais il s'en sépare eu plus grande partie sans avoir été affecté. Si le soufre était combustible auneaussi basse température que le phosphore, l'acide hydrosulfurique brûlerait spontanément tout aussi bien que l'hydrogène phosphore. C'est cette circonstance qui les distingue. Les phénomènes de la combustion sont absolument les mêmes; c'est l'hydrogène qui s'unit à l'oxigène, et non le corps solide qu'il tient en dissolution; mais le calorique dégage étant suffisant pour opérer et entretenir la combustion de ce solide, il se combine aussi avec l'oxigène si la proportion de ce principe est assez considérable.

3- Les phénomènes de la combustion du gaz hydrogène carboné et do gaz hydrogène percarboné avec l'oxigène, ont été examinés par Crutkshanks, Berthollet, Henry, et par moi-même. Lorsque Je volume d'oxigene est suffisant pour saturer l'un et l'autre des cons'ituans de ces gaz, il ne se forme que de l'eau et de l'acide carbonique. L'hydrogène carboné exige deux fois son volume degaz oxigène ponropérersa décomposition complète, et il faut trois volumes de ce gaz pour produire le même effet sur le gaz hydrogène percarboné. Lorsque ce dernier gwz étant mêlé avec une quantité de gaz oxigène plus petite que celle qui est nécessaire pour le consumer en totalité, on fait passer l'étincelle électrique à travers le mélange, il se produit une détonation, il se précipite du charbon, et le résidu gazeux est plus volumineux que ne Tétait le gaz avant l'explosion. C'est ainsi que dans mes expériences, 4 volumes de gaz hydrogène percarboné et 3 volumes de gaz oxigène laissèrent un résidu s élevant à u volumes. Il y a lieu de croire que ce résidu était un mélange de gaz , oxide de carbone et hydrogène ; ainsi une portion de l'hydrogène est mise en liberté à raison du carbone qui se dépose, tandis qu'une portion du carbone est convertie en acide carbonique

58 oaz.

et une autre portion en oxide de carbone *. Humphry Davy a fait voir que l'hydrogène carboné est le moins combustible de tous les gaz qui ont la propriété de l'être. Eiber /j. Le docteur Ingenhouz découvrit le premier, dans la • oxigeHA. Vftpeur d'éther, Ja propriété qu'elle a de détoner avec l'air atmosphérique et le gaz oxigène. Cruikshanks reconnut que la détonation de ces fluides élastiques n'a lieu que lorsqu'ils sont mêlés ensemble dans de certaines proportions, et qu'alors la décomposition est complète. La même remarque s'applique aux vapeurs d'alcool. Ces deux vapeurs se rapportent donc exactement au gaz hydrogène carboné et hydrogène percarboné, dans la nature des décompositions qu'elles éprouvent lorsqu'on les allume avec le gaz oxigène, de même qu'elles correspondent avec ces gaz dans les élémens dont elles sont composées.

Cruiskshanks trouva qu'en mêlant ensemble une mesure de vapeur d'éther avec 7 (ou plus précisément avec 6,8) mesures de gaz oxigène , le mélange détone par l'électricité avec une violence prodigieuse; que la décomposition est complète, et que le gaz résidu s élevant à 5 (ou plutôt à 4>6) mesures, est du gaz acide carbonique. Dalton parvint , par une méthode très-ingénieuse et très-simple, à produire à volonté cette détonation et cette décomposition. Il met dans un tube détonant une quantité quelconque de gaz oxigène , et il introduit ensuite dans ce tube (placé sur l'eau) un peu d'éther. Le volume du gaz augmente aussitôt, par la conversion en vapeur d'une portion de l'étber ; de manière que quelquefois il est doublé. En agitaut un peu le tube, une portion de cette vapeur se dissout dans l'eau, et alors le volume du gaz diminue. Par cette agitation ainsi répétée, on peut laisser diminuer à volonté la proportion d'éther. Il suffit de la continuer jusqu'à ce que le volume du gaz soit augmenté de 0,1 t\i de ce qu'il était avant l'admission de l'éther ; car alors on sait que la vapeur de lether est exactement des 0,1 a 5 du tout. 11 résulte des expériences de Saussure jeune , que les va-

? eurs d'éther et d alcool peuvent être cousidérées, l'une et autre, comme des mélanges de gaz hydrogène percarboné et de vapeur d'eau dans les proportions que nous avons in-

* Mcmoirs of ihc Wcrnerian Socitty. I, 5a 1.

COMBINAISON DES GAZ. ôp,

diquées dans un chapitre précédent de cet ouvrage; d'où il suit que les observations sur la combustion du gaz hydrogène percarbooé s'appliqueront également à ces vapeurs.

5. Les phénomènes qui ont lieu lorsque les gaz combus- °*,d^rtn^ac,c tibles sont enflammés parle protoxide d'azote, sont sem- î«otï" blables à ceux qui se produisent par leur inflammation avec l'oxigène. Les produits varient suivant la proportion des gaz;

mais ils sont toujours constans, lorsque la proportion de protoxide d'azote est assez grande pour opérer la décomposition complète. Comme ce soutien de combustion est lui-même un composé, il est toujours décomposé par son action sur l'autre eaz, ce qui ajoute beaucoup à là complexité du résultat. C'est à Davy que nous sommes redevables de la suite la plus exacte d'expériences sur ces décompositions.

On peut inférer des expériences de Davy et des observations ne Gay-Lussac, que lorsqu'on enflamme par l'électricité des volumes égaux de protoxide d'azote et d'hydrogène, il y a de l'eau formée et un dégagement d'azote, s'élevant exactement au volume primitif du protoxide d'azote; d'où il snit que le phénomène est précisément le même que celui qui resuite Je l'explosion par l'électricité des gaz oxigène et hydrogène. Tout l'azote est mis en liberté, et tout l'oxigène du protoxide d'azote se combine avec l'hydrogène.

6. Lorsqu'on brùîo, par l'étincelle élect ricque, un mélange de 1 volume d'hydrogène phosphore et de 3 volumes protoxide d'azote, le résidu, après Pcxplosion, est exactement 3 volumes de gaz azote ; d'où il snit que la combustion est la même que si l'hydrogèue phosphoré avait été mêlé avec i i volume de gaz oxigène. L'azote est tout-à-fait passif.

11 n'est pas nécessaire d'entrer dans de plus grands détails relativement à l'action du protoxide d'azote sur les gaz combustibles. Cette action est exactement analogue à celle du gaz oxigène sur les mêmes fluides élastiques. 11 suffit d'employer le protoxide d'azote en volume double pour obtenir des produits absolument les mêmes qu'avec l'oxigène, il y aura toujours un résidu d'azole égal eu volume au protoxide employé.

7. On ne peut guères douter que le deutoxide d'azote n'agisse toujours sur les combustibles exactement de la même manière que le protoxide d'azote. Davy ne put , à la-vérité, parvenir à enflammer des mélanges de deutoxide d'azote et

d'hydrogène, ou d'hydrogène phosphore * ; mais il est vraisemblable que cela provint de ce qu'il n'avait pas trouvé les proportions convenables ; car dans mes expériences je n'éprouvai aucune difficulté à enflammer de semblables mélanges. Et en effet , le deutoxide d'azote et l'hydrogène phosphore font spontanément explosion, si lou fait arriver, dans leur * mélange, une bulle de gaz oxigene.

r)*otjifj« Il y a décomposition du deutoxide d'azote par l'hydrogène •tky!uSgèM naissant, et il est extrêmement difficile, de rendre raison de n4mailt- ce phénomène. Il fut observé pour la première fois par Priestley et par Austin ; et depuis, Davy l'examina avec plus d'attention \ Il a lieu lorsqu'on met du fer humecté d'eau en contact avec du deutoxide d'azote. Le fer est oxidé aux dépens de l'eau, il y a dégagement d'hydrogène, le deutoxide d'azote est converti eh protoxide d azote, et il se forme de l'ammoniaque. 100 mesures de deutoxide d'azote peuvent être réduites, de cette manière, à environ /{\fi6 mesures de protoxide d'azote , ce qui indique une perte de 58,33 pour cent. L'explication la plus simple est de supposer quil y a développement de a volumes d'hydrogène pour chaque 4 volumes de deutoxide d'azote. Ces deux volumes d hydrogène, lorsqu'il est naissant, se combineraient avec i volume d'oxigène et 2 volumes d'azote qui, eu se condensant dans la moitié du volume du deutoxide d'azote, formeraient du protoxide d'azote. D'après cette supposition, la diminution du gaz devrait être de la moitié de son premier volume, et il n'y aurait point d'ammoniaque formée. Je suis dispose à croire que c'est ce qui a réellement lieu, et que la production d'ammoniaque est due à quelqu'action inconnue du fer lui-même.

8. Dans les autres exemples de décomposition présentes dans la table, il n'y a pas de combustion. Le changement est lentement produit par l'action continuée de l'électricité \ et dans plusieurs cas, il n'est pas peu compliqué. Hydro^ne et Une des plus remarquables ue ces décompositions est celle carbonique, qui résulte d'un mélange d 'hydrogène et d acide carbonique soumis aux commotions électriques, ou qu'on fait passera

• Researrhe* . n. i36. a.

• Priestley. Il, 41 el ; Austin, Vhll TrtOS. 1788, p. 3Wi Davy 't Aestarcbcs , p. 206.

COMBINAISON DES OAZ AVEC LES LIQUIDES. 6l

travers un tube rouge de feu. Dans l'un et l'autre cas il y a formation d'eau, et dégagement de gaz oxide de carbone. • Il paraît en effet probable, d'après les observations de Saussure, que cette décomposition s'opère spontanément, et elle ne peut être attribuée qu'à la force supérieure d'affinité de l'hydrogène pourl'oxigèue. Mais il est singulier que l'élasticité de l'hydrogène ne s'oppose à sa combinaison avec loxigène, spécialement lorsque ce dernier principe se trouve être en état d'union intime avec un autre *. Il est extrêmement probable que beaucoup de décompositions semblables ont lieu dans l'atmosphère.

Lorsqu'on fait passer des étincelles électriques à travers vapeur d'«»u du gaz hydrogène carboné, qui contient de la vapeur d'eau, "'«ubS?"" le volume du gaz augmente et il se forme de l'acide carbonique. Henry a fait voir que , dans ce cas , l'eau est décomposée; son hydrogène est mis en liberté à l'état élastique, tandis que son oxigène , en se combinant avec une portion du carbone du gaz , produit de l'acide carbonique. Cette décomposition semble d'abord incompatible avec la connaissauce que nous avons de l'affinité plus grande de l oxigène pour l'hydrogène que pour le carbone. Elle paraît présenter un effet directement inverse de celui produit dans le dernier exemple, ou par le même moyen 1 hydrogène décompose l'acide carbonique. On ne peut, ce me semble, expliquer ce cas particulier de décomposition, sans avoir recours à la doctrine de Berthollet , sur le grand effet de la masse dans l'action chimique. Dans le premier cas, l'hydrogène est en proportion considérable, relativement au carboue ; mais dans le second , la proportion du carbone excède de beaucoup celle d'hydrogène.

SECTION IV

Delà Combinaison des Gaz avec les Liquides,

Comme les liquides et les gaz ne sont pas dans le même état, et que les molécules de ces derniers corps se trouvent mises à celui d'uue condensation plus grande par leur union

* Expérience de Sanssure, Jonrn. de Phys. LIV; et Clcmeni et »«ormes, Ann. deChim, XXXIX.

6a gaz.

avec les liquides, en quelque proportion notable que ce soit, • leur élasticité doit être ud obstacle à celte espèce de com-

binaisou ; et c'est aussi par cette élasticité que doit se régler la proportion du fluide élastique que tout liquide est capable d'absorber. Au-dessous de cette proportion , il est évident qu'un liquide peut s'unir indéfiniment à toute quantité quelconque d'un gaz pour lequel il a de l'affinité. Le seul point à déterminer dans ces combinaisons, est donc celui où l'élasticité du gaz se trouve être exactement balancée par l'affinité. On considère alors le liquide comme étant saturé du fluide élastique, parce qu'il ne peut plus en absorber davantage, iction de rua Quoique le nombre des corps liquides soit assez considéra1'^é"*- rable, 1 attention des chimistes ne s'est presque exclusivement portée , jusqu'à présent , que sur l'action d'un seul de ces corps , Peau , sur les gaz. C'est donc à la considération de cette action qu'il faut nous restreindre dans cette section, en nous bornant à ne présenter que quelques observations sur les autres liquides.

C'est depuis la découverte des appareils pneumatiques , qu'on a reconnu a l'eau la propriété d absorber une certaine portion d'air, qu'on peut en séparer ensuite eu la faisant bouillir. C'est par Priestley, qui s'est particulièrement occupé de l'examen de l'effet que produit 1 eau sur les différentes espèces d'air, que nous avons appris qu'eu dépouillant préalablement d'air ce liquide, il devient susceptible de prendre une portion de tout fluide gazeux quelconque. Cavendish s'assura de la proportion de gaz acide carbonique que l'air peut absorber dans différentes circonstances -, Priestley lit des ex périences semblables sur un grand nombre d'autres gaz. Cet objet de recherches fut suivi par Delamétherie, Senuebier et d'autres chimistes étrangers : mais c'est aux expériences récentes de William Henry, de Dalton et de Saussure , que nous sommes redevables de presque tout ce que nous avons aujourd'hui de notions précises sur cet important sujet.

En considérant les gaz sous le rapport de leur absorption par l'eau , on peut les diviser en oeux classes , selon qu'ils peuvent être absorbés par ce liquide en petite ou en grande proportion. Presque tous les gaz appartiennent à la première de ces deux classes. Le gaz ammoniac . le gaz acide hvdroclilonque et un petit nombre d'autres gaz acides sont les seuls, jusqu'à-présent connus, qu'on puisse ranger dans la seconde.

Nous commencerons par considérer l'union de la première classe de gaz, et nous nous occuperons ensuite de ceux de la seconde classe.

I. La table qui suit offre la liste de tous les gaz dont l'eau n'absorbe qu'une petite proportion. Ils y sont établis dans l'ordre de leur absorption, et en commençant par ceux à l'égard desquels elle est la moindre.

Gaz azote. Gaz oxigène. T*M« d« «a*

Gaz hydrogène. DeutoxiJe d'azote. XiJ£* Je*u~»

Hydrogène arseniqué. Gaz hydrogène percarboné. quantité».

Hydrogène carboné. Protoxide d'azote.

Oxide <le carbone. Acide carbonique.

Hydrogène phosphore. Acide bydro-sulfurique.

i . Lorsque l'eau, imprégnée de l'un quelconque de ces gaz, u gai «wb« est placée sous le récipient d'une machine pneumatique, da^T^rid». dans lequel on fait le vide, le gaz se sépare de l'eau et reprend sa forme élastique ; d'où il suit que la force en vertu de laquelle ces gaz sont retenus par l'eau, est inférieure à celle de leur élasticité. Ils ne coutiouent d'y rester qu'autant qu'ils sont soumis à une pression extérieure égale à celle qu'ils soutenaient lorsque l'eau en était imprégnée. Si cette pression est augmentée, l'eau devient capable de prendre une plus grande proportion de ces gaz, de même que la faculté qu elle a de les absorber diminue si la pression est moindre. Ainsi dans les expériences, on ne peut obtenir des résultats semblables que sous la même pression , ou à la même élévation du baromètre.

La température influe aussi sur la proportion de gaz dont umwmiié l'eau peut se charger, parce que la température accroît la p"od"f force d'élasticité. La quantité de gaz qui peut être absorbée régir*, p*/

.... »i , ° ' r .. «température.

diminue a mesure que la température augmente, et elle est d'autant plus considérable que la température est plus basse. On ne peut donc avoir de résultats semblables qu'en opérant au même deeré du thermomètre.

L'eau ordinaire contient toujours une certaine quantité eu* dépend d'air, qui varie dans sa nature et dans sa proportion, sui- dt f.0™ rt vant les circonstances. Cet air influe sur le pouvoir absorhaut de l'eau, et pour que les résultats d'expériences soient semblables , il faut qu'elle en soit dépouillée. On y parvient en la tenant peudant long-temps à l'état d'ébulb'tion, ou en la

plaçant sons le récipient d une machine pneumatique, ou Fou

fait le vide.

a. A pression, température et pureté égales, l'eau absorbe une quantité déterminée de chacun des gaz en particulier. C'est ce qui a été démontré d'une manière décisive par les expériences de différens chimistes, et spécialement par celles sipérieoec* de William Henry, Dalton et Saussure. Ce n'est pas une chose inuîtbaMiuri ~fac^c 4ue d'établir avec précision la proportion de cette quantité absolue, ou le volume de gaz que l'eau absorbera, parce que sa faculté à cet égard est affectée par une grande variété de circonstances qu'il n'est pas toujours possible d apprécier. Les expériences des trois chimistes que nous venons de citer, devaient être le plus dépendantes de ces circonstances* Celles de Henry furent faites avec beaucoup de précision et au moyen d'un appareil calculé pour en assurer 1 exactitude; tandis que celles de Dalton se distinguent par la simplicité qui caractérise toutes les siennes. Henry se servit d'un syphon de verre, dont lune des branches était longue et étroite, et dont l'autre portait un cylindre de verre beaucoup plus large et se terminant au-dessus et au-dessous par un robinet. Ce cylindre était gradué exactement aussi-bien que la branche étroite du syphoo. La portion horisontale de ce syphon consistait en partie en un tube, de caoutchouc qu'on avait rendu flexible pour faciliter les moyens d agiter le cylindre, de verre, ou la branche largo du syphon , sans risquer de le briser. On remplissait d'abord le vaisseau cylindrique de mercure. On y introduisait ensuite par le robinet supérieur la portion d'eau à mettre en expérience , tandis que le même volume de mercure s'écoulait par le robinet inférieur. On faisait entrer alors de la même manière au-dessus de l'eau 9 la portion nécessaire du gaz dont on voulait connaître l'absorption par ce liquide. La surface du mercure s étant ainsi établie horisontalement dans l'une et l'autre branche du syphon, on en agitait la branche large à cylindre. L'abaissement du mercure dans la branche étroite indiquait l'absorption du gaz, et la quantité de mercure à ajouter pour rétablir le niveau horisontal , donnait exactement le volume de ce qui en avait été pris par l'eau *. Dalton faisait usage d'un flacon

* Phil. Trans. i8o3; et NicboUon's Jour. VI, 12g. La seule partie de cet appareil qui me senble suaceptible à objection , est ta.

COMBINAISON DBS GkZ AVEC LES LIQUIDES. 65

garni d'un bouchon nsé à leraeri fermant très*exactement, pour les gaz susceptibles d être moius absorbés , et pour ceux qui peuvent l'être davautage, d'un tube de verre gradué avec beaucoup de précision. Après avoir rempli ce tube du gaz à essayer, il en faisait sortir une petite portion sous de leau, et donnait accès à un peu de ce liquide. 11 agitait alors le tube en eu tenaut l'orifice fermé avec le doigt. En le replaçant ensuite aiusi sous l'eau, et en retirant au besoin son doigt de dessus son ouverture, la quantité de ce liquide qui y entrait indiquait la proporliou du gaz absorbé*.

On a formé, d'après les expériences de ces sa vans, la table qui suit du volume de chaque gaz absorbé par 100 mesures cubes d'eau a la température de 1 6° centigrades.

ABSORPTION suivant

DaLton.

Acide hydrosuUuriijue. . . .

Gaz hydrogène percarboné.

C?az azote. ...............