Eau. 4* Corps inconnus

Nous traiterons séparément de chacune de ces parties dans les quatre sections suivantes. Mais avant de procéder à l'examen de leurs propriétés, et à la détermination de leur proportion dans l'air, il sera bon d'essayer de connaître par le calcul la masse totale de l'atmosphère qui environne la terre. Cette évaluation nous donnera les moyens d'établir celle de ses différentes parties constituantes, et par conséquent , de nous assurer jusqu'à quel point les quantités de chacune d'elles s accordent avec les diverses théories chimiques concernant l'influence de ces corps sur les différens règnes de la nature.

Saqdantité II a été démontré, en mécanique, que le poids d'une colonne de l'atmosphère , dont la base est de 645 millimètres carrés, est égal à celui d'une colonne de mercure de même base, et faisant équilibre à l'atmosphère dans le tube barométrique. Or, supposons que la hauteur moyenne du baromètre soit d'environ 760 millimètres. Soit  le rayon de la terre; r la hauteur du mercure dans le baromètre; %■ le rapport entre la circonférence d'un cercle et de son diamètre ;

la solidité de la terre est ^ V** > solidité de la sphère

composée de la terre et d'une quantité de mercure envirou-

oant égale au poids de l'atmosphère, est ^S^^ULL j par

conséquent la solidité de la sphère creuse de mercure égale

au poids de 1 atmosphère, est : — =

4*- Ç -R*r-»-r* JR-t-^, ou 4*" en négligeant les

termes contenant r* et r1. Cette formule, en substituant à R* et r, leurs valeurs connues, donne la solidité de la sphère creose de mercure en mesures cubes. Mais comme 1 décimètre cube de mercure pèse environ i3,5 kilogrammes,

ai*, aor

on aura, pour le poids total moyen de l'atmosphère, environ 86,59 4456,004,795,6 36 myriagramraes.

SECTION PREMIÈRE

De ïstir.

Il paraît qu'on se servit d'abord du mot AIR pour dési- Air. a,iid« gner f atmosphère en général ; mais depuis , la sien ilicat ion éU*"4"ede ce terme fut restreinte par les physiciens , et elle ne s'appliqua plus qu'au fluide élastique qui constitue la plus grande et la plus importante partie de l'atmosphère , abstraction faite de l'eau et des antres corps étrangers qui s'y trouvent accidentellement mêlés. On considéra pendant très-longtemps comme air, qu'on supposait avoir exactement les mêmes propriétés que celui de l'atmosphère, tous les fluides élastiques permanens , quelles que fussent les combinaisons dont ils étaient dégagés Van Helmont soupçonna, il est vrai, que des fluides élastiques jouissaient de propriétés différentes ; et Boyle aussi s'était assuré que tous n'étaient pas capables d'entretenir la combustion comme l'air. Mais ce ne fut qu'à l'époque des découvertes de Cavendish et de Priestley, d'où résulta la connaissance des propriétés particulières d'un grand nombre de fluides élastiques, que les physiciens commencèrent à se persuader qu'il en existait en effet de différentes espèces. En conséquence de cette découverte , le mot air devint générique : il fut donné par Priestley, et en général par les physiciens anglais et suédois , à tous les fluides élastitiques permanens , et l'air de l'atmosphère fut distingue en le qualifiant particulièrement d'air ordinaire ou atmosphérique. Cependant Macquer pensa qu'il était plus convenable de se servir du terme^az, que Van Helmont avait d'abord employé, pour désigner tous les fluides élastiques permanens autres que Fair atmosphérique, et de réserver exclusivement la dénomination dW à ce dernier fluide. Cette innovation ne présentait rien de bien nécessaire ; mais comme elle est aujourd'hui généralement adoptée, il convient de s'y conformer. Ainsi donc par le mot air, je n'entendrai parler dans cette section que de Voir ordinaire, ou du fluide qui constitue en plus grande partie l'atmosphère.

303 COMPOSITION DB l'àT VOS PHÈRB.

Les substances étrangères en état de mélange avec l'air 9 ou qui lui sont unies dans la composition de l'atmosphère , sont, en quantités, comparativement si petites, qu'elles ne peuvent pas inûuer d'une manière sensible sur ses propriétés. On peut donc considérer l'air atmosphérique, dans son état habituel de sécheresse , comme étant suffisamment pur pour être examiné.

faneur i. L'air est un fluide élastique, invisible à-la-vérité, mais

tpccifiqje. facjlement reconnaissable par ses propriétés. On exprime ordinairement par 1,000 sa pesanteur spécifique, sous la pression barométrique de 76 centim., à une élévation du thermomètre entre 1 5 et 160 centig. Il est 8a8 fois plus léger que l'eau. Un décimètre cube d'air atmosphérique pèse environ îJ'soS, suivant les expériences de George Shuckburgh.

D«*itê. Mais l'air étant un fluide élastique , et comprimé à la surface de la terre par tout le poids des couches supérieures de l'atmosphère , sa densité diminue selon qu'il est plus élevé au-dessus de cette surface. Par les expériences de Pascal , de Deluc , du général Roy, etc., il a été reconnu que cette diminution de la densité a lieu en proportion de la diminution de la compression. 11 s'ensuit que la densité décroît en progression géométrique, tandis que les hauteurs augmentent en progression arithmétique.

Bouguer avait soupçonné , d'après ses opérations faites sur les Andes, qu'à des hauteurs considérables la densité de l'air cesse d'être proportionnelle à la force qui le comprime * ; mais les expériences de Saussure le jeune sur le Mont-Rose ont démontré le contraire

Cctiifjr. 2. Quoique nous ayons bien la certitude que le ciel est de couleur bleue, on ne peut cependant pas douter que l'air lui-même ne soit entièrement incolore et invisible. Cette couleur bleue du firmament est due aux vapeurs qui sont toujours mêlées avec l'air et qui ont la propriété de réfléchir le rayon bleu beaucoup plus abondamment qu'aucun autre. C'est ce qui a été prouvé par les expériences que fit Saussure avec son cyanomètrc , à différentes hauteurs au-dessus de la surface de la terre. Cet instrument consistait dans une bande circulaire de papier, divisée en 5f parties, dont chacune

« M*;m Par. 1753 , p 5i5.

« Journ.dc Phys XXXVI , S8.

AIR* 2o3

était colorée en un bien d'une nuance différente, depuis le plus foncé mêlé avec le noir, jusqu'au plus clair mêlé avec le blanc. 11 trouva que la couleur du ciel correspond toujours à une nuance de bleu plus foncée à mesure que l'observateur se trouve placé à une plus grande hauteur au-dessus de la surface de la terre ; et par conséquent, à une certaine élévation , la couleur bleue finira par disparaître entièrement et le ciel semblera noir, c'est-à-dire qu'il ne réfléchira plus du tout de lumière. La couleur bleue devient toujours plus claire en

Îiroportion de ce que les vapeurs en état de mélange avec 'air sont plus abondantes. 11 s'ensuit donc évidemment que cette couleur provient de ces vapeurs *.

3. L'air fut considéré pendant bien des siècles comme un Coœpo»Uioa; élément ou substance simple. C'est aux travaux de ceux des savans qui ont fait faire des progrès si rapides à la chimie dans les quarante dernières années du dix-huitième siècle, qu'on doit la connaissance de ses parties composantes. Ce qui mit d'abord sur la voie qui y a conduit , ce fut la découverte du gaz oxigène par Priestlev, en 1774» Suivant la théorie qui prévalait alors, il considéra ce gaz oxigène comme l'air entièrement dépouillé de phlogistique , tandis que d'un autre côté l'air en était saturé dans le gaz azote. Ainsi, l'air commun était le gaz oxigène combiné avec le phlogistique en proportion indéfinie, et variant dans son degré de pureté suivant cette proportion ; mais le plus pur étant toujours celui qui contenait le moins de phlogistique.

Pendant que le docteur Priesiley s'occupait d'expériences sur le gaz oxigène, Schéele procédait d'une manière différente à l'analyse de l'air. Il observa que les sulfures liquides , le phosphore et différens autres corps , lorsqu'ils sont renfermés avec l'air, ont la propriété d'en diminuer le volume; et que cette diminution selève toujours à une certaine proportion, qu'il trouva être entre les o,33 et les 0,2$ du tout. Le résidu, incapable d'entretenir la flamme, n'était plus susceptible de diminution par aucun des procédés qui opèrent celle de l'air ordinaire. Il donna à ce résidu le nom d'air vicié ou air corrompu. 11 conclut, de ces expériences, que l'air est composé de deux fluides élastiques différens; savoir : Pair vicié, qui constitue au-delà des 0,66 du tout ,

* Saussure, Voyages clans les Alpes. IV, a88.

ao4 COMPOSITION DE l'àTM 0 S P H È R E.

et un autre air, qui peut seul entretenir la combustion et ta vie des animaux. Cette dernière espèce d air, qu'il dégagea par la chaleur, dunitre (nitrate de potasse) de I'oxide noir (peroxide) (de manganèse et d'autres substances, il l'appela air empirée. Il fit voir que dans un mélange de deux parties d'air vicié et d'une partie d'air empirée, on retrouve les propriétés de l'air commun*.

L'air vicié de Schéele était le même que l'air pblogistiqué de Priestley, ou que celui que nous connaissons actuellement sous le nom de gaz azote* Son air empirée était l'air dé* phlogistiqué de Priestley, ou celui qui s'appelle à présent gaz oxigène. L'air est donc, suivant Schéele, un conx-

r>sé de deux parties ue gaz azote el d'une partie gaz oxigène. rendait raison de la diminution de l'air par les sulfures liquides et autres corps semblables au moyen de sa théorie de la composition du calorique, qu'il considérait comme consistant en pblogistiqué et en gaz oxigène. Suivant lui , le phlogistiqué du sulfure, en se combinant avec l'oxigène de l'air, passe à travers les vaisseaux à l'état de calorique , et le gaz azote, qui n'a aucune affinité pour le calorique , reste.

Tandis que Schéele suivait le cours de ses expériences sur l'air, Lavoisier travaillait avec assiduité sur le même sujet , et par une route différente, il se trouva amené précisément aux mêmes conclusions que Schéele. En oxidant le mercure dans un vaisseau rempli d'air ordioaire et chauffé au terme de lébullition du mercure, il enlevait à cet air la plus grande parue de son gaz oxigène; puis en chauffant I'oxide rouge de mercure ainsi formé , il le reconvertissait en mercure , tandis qu'en même-temps il y avait dégagement de gaz oxigène. Le résidu , dans la première expérience, avait les propriétés du gaz azote; mais en y ajoutant le gaz oxigène retiré du mercure, le mélange reprenait les propriétés de Pair commun. Il en conclut que cet air est composé de gaz azote et de gaz oxigène; et, par un grand nombre d'expériences diverses il en détermina les proportions à y$ parties de gaz azote et 27 parues de gaz oxigène. Il démontra aussi que lors de la diminution que font éprouver à l'air les sulfures liquides, les métaux, etc. , le gaz oxigène qui en est soustrait se combine avec les sulfures, etc., et les convertit en acides ou eu

* Sehfrle-, on Air and Fxre, p. 7, etc. Eagl. Trans.

ai*. ao5

oxides, suivant leur nature respective ; mais comme toutes ces expériences ont déjà été exposées en détail dans la première partie de cet ouvrage, il est inutile d'en parler plus particulièrement ici. v*u compow

L'air étant ainsi reconnu un composé des gaz oxigéne et JjRJa° "îîtV azote, il devenait d'une grande importance de déterminer la proportion de ces deux principes dans sa composition, et de s'assurer si dans tous les cas elle est la même. Puisque le gaz azote, qui est une des parties constituantes de l'air atmosphérique, ne peut être mis à l'état de séparation par aucune autre substance connue des chimistes, on ne peut entreprendre l'analyse de l'air qu'en le soumettant à l'action de ceux des corps qui ont la propriété d'absorber son oxigéne. Par ces corps, le gaz oxigéne étant séparé, et le gaz azote laissé seul , la proportion du gaz oxigéne peut être évaluée par la diminution du volume de l'air; et cette proportion une fois connue, il est facile d'en déduire celle du gaz azote et de parvenir ainsi à la détermination exacte des quantités relatives des parties composantes de l'air. dï^Ko»

Lorsque la composition de l'atmosphère eut été connue d«» proportion» des physiciens, ils s'accordèrent à la considérer comme eowûiSîntlïde susceptible de variation dans sa proportion d'oxi^ène, à l*it' différens temps et en différens lieux ; et à faire dépendre de cette variation la pureté ou les qualités nuisibles de l'air. Ce fut donc alors un objet du plus grand intérêt que la recherche d'une méthode facile de détermination de la quantité réelle d'oxigéne contenue dans une portion donnée d'air. II en fut, en conséquence, proposé plusieurs , fondées toutes sur la propriété que beaucoup de corps ont d'absorber l'oxigène de l'air, sans avoir d'action sur son azote. On mêlait ces corps avec une certaine quantité connue d'air atmosphérique dans des vaisseaux de verre gradués renversés sur l'eau, et l'on déduisait la proportion d'oxigéne de la diminution de volume. Ces instrumens reçurent le nom à'eudiomètres, parce qu'on les considéra comme servant à mesurer la pureté de l'air. On peut réduire à ctncj le nombre de ceux de ces instrumens proposés et employés par différens chimistes. dtE£j;e°^tre;t

i. Le premier eudiomètre fut établi en conséquence de 5« fouL." la découverte que fit le docteur Priestley, qu'en mêlant ensemble du gaz nitreux (deutoxide d'azote) et de l'air, et en tenant sur 1 eau ce mélange, son volume diminue rapide-

206 C0MP05ITI0K DÈ L*A TM05PHERE.

ment, à raison de la combinaison du gaz avec loxigène de l'air, et du l'absorption par l'eau de l'acide nitreux qui se forme ainsi. Lorsqu'on mêle du gaz nitreux avec du gaz azote, le mélange n éprouve aucun changement dans son volume ; lorsque c'est avec le gaz oxigène qu'on mêle le gaz nitreux dans les proportions convenables , l'absorption est complète. Il en résulte donc évidemment que dans tous les cas de mélange de gaz nitreux et d'air, la diminution sera proportionnelle à la quantité d'oxigène. Celte diminution indiquera donc la proportion d'oxigène dans l'air -, et eu mêlant du gaz nitreux avec des portions différentes d'air, on connaîtra les quantités diverses d oxigène qui y sont contenues, pourvu que les parties composantes de l'air soient susceptibles de variation. La méthode du docteur Priestley consistait à mêler ensemble, dans une cloche ayant peu de hauteur, des volumes égaux d'air et de gaz nitreux , et à introduire ensuite le mélange dans un tube de verre gradué et étroit d'environ un mètre de Ion;, afin de pouvoir mesurer la diminution du volume. 11 exprimait cette diminution par le nombre des centaines de parties restantes. Ainsi, en supposant que Priestley eût mêlé ensemble parties égales de gaz nitreux et d'air, et que la quantité totale de ce mélange fût 200 (ou 2,00), supposant encore que le résidu mesuré dans le tube gradué, ne lut plus ({<ie de io4 C°u et que par conséquent 96

Parties du mélange eussent disparu, il dénotait la pureté de air ainsi essayé par 104. Le docteur Falconer de Batb in* venta un instrument beaucoup plus convenable encore ; et cette méthode de mesurer la pureté de l'air fut grandement perfectionnée par Fontana.lngeuhousz donna une description de son eudiometredans le premier volume de ses expériences; p-rf<ctîono< mais ce fut Cavendish qui, le premier, rendit cet instrument pu uv-iuiuth d une précision telle qu'on put parvenir à reconnaître exactement par son moyen les parties constituantes de l'air. La manière de s'en servir était d'introduire j sa5 mesures de gaz nitreux dans un vaisseau de verre, et d'y faire passer ensuite très-lentement 100 mesures de l'air à examiner, en agitant

Eendant tout le temps le vaisseau contenant le gaz nitreux. a diminution de volume, lorsqu'on opérait ainsi, était presque toujours uniforme. La plus considérable s'élevait à 110, la moindre à 106,8, et celle moyenne à 108,2. Il trouva que la variation dans cette diminution de volume dépendait, uon