VI. — Composition chimique

Cavendish a montré le premier que la proportion d'oxygène et d'azote dans l'air ordinaire est constante. Berthollet trouva que l'air en Égypte était composé de 21 oxygène et 79 azote, en poids = 23,22 oxygène; 76,78 azote. Davy a confirmé ce résultat pour l'air de Bristol et de la côte de Guinée. Des expériences faites simultanément, le même jour et à la même heure, à Paris, à Berne et sur le Faulhorn, ont donné pour moyenne de poids d'oxygène : Paris, 23,04; Berne, 22,95; le Faulhorn, 22,97; ce qui donne pour moyenne générale du poids d'oxygène, 23,01 = 20,81 en volume, l'azote donnant en volume 79,19. Voici d'autres résultats d'analyses : l'air de Genève, analysé par Marignac, a donné en poids d'oxygène, 22,98; l'air de Copenhague, analysé par B. Lewy, 22,998; l'air pris en mer, par le même, 22,575; l'air de la côte, par le même, 23,016; l'air de Bruxelles, analysé par Stass, 23,04 et 23,08.

Au demeurant, les expériences de Gay-Lussac, Brunner, Dumas et Boussingault conduisent aux déterminations suivantes, quant à la composition de l'air :

En volume : 20^80 volumes d'oxygène.

70,20 volumes d'azote.

En poids : 23^10 parties d'oxygène.

76,90 parties d'azote.

Il renferme en outre de 6 à 9 millièmes de vapeur d'eau et de 3 à 6 dixmillièmes d'acide carbonique en ( volume, soit qu'on le prenne à Paris, soit qu'on le prenne à la campagne ; ordinairement il en renferme U dix-millièmes. De plus, il contient une quantité presque inappréciable de ce gaz hydrogène carboné qu'on nomme gaz des marais, et que les eaux stagnantes laissent dégager à chaque instant. La foudre, en sillonnant l'air, y produit de l'acide nitrique par la combustion de l'azote; de là des nitrates dus à la saturation des bases qui se trouvent dans l'air, et de là sans doute aussi les nitrières naturelles, car Boussingault a remarqué aux environs de Rio-Bamba que le nitre se forme de préférence dans les lieux où les orages sont fréquents. Les déterminations faites par Gruge, et par Kemp (air pris à 300 pieds au-dessus m. lévy. Hygiène, 5e édit. i. — 19

290 DES MODIFICATEURS. — CI11CUMFUSA. [hygiénë

de la mer d'Irlande), sur la quantité d'ammoniaque contenue dans l'air, ont donné des résultats trop élevés. R. Fresenius(l) en opérant sur 12 000 à 15 000 litres d'air au moins, les a rectifiés, et il a trouvé comme moyennes, pour 100 000 parties d'air : ammoniaque, 0,133; oxyde d'ammonium, 0,205 ; carbonate d'ammoniaque, 0,379; l'air nocturne est un peu plus riche d'ammoniaque que l'air diurne, différence due peut-être aux phénomènes de la nutrition des végétaux et à la précipitation de l'ammoniaque accumulée dans l'air par la rosée au lever du soleil.

Par l'effet des décharges électriques et peut-être d'autres causes encore peu connues, l'oxygène de l'air subit des changements qui lui communiquent des propriétés nouvelles : il devient odorant, ii irrite la membrane muqueuse des voies aériennes, il oxyde les corps, il sépare l'iode de l'iodure de potassium. Van Marum a le premier établi par ses expériences (1785), que l'oxygène renfermé dans un tube de verre et soumis à l'action d'une série d'étincelles électriques contracte, avec une odeur qui lui a paru celle de la matière électrique, la propriété de se combiner avec le mercure à la température ordinaire, propriété qu'il n'avait pas avant cette modification (2). Ces expériences restèrent sans suite et dans l'oubli jusqu'en 1840, où Schœnbein (de Bâle), frappé de l'odeur de l'oxygène provenant de la décomposition de l'eau par la pile, la compara avec celle qui émane du plateau d'une machine électrique en mouvement; de là le nom d'ozone (6Ç«, je sens) qu'il donna à l'oxygène amené à un état particulier, soit sous l'influence des décharges électriques, soit en le faisant passer humide (air humide) sur du phosphore à la température de 20 ou 25 degrés ; il constata que l'on ne recueille d'oxygène odorant qu'en prenant pour électrodes du platine ou de l'or, tandis qu'avec les métaux oxydables on n'obtient que de l'oxygène ordinaire. L'ozone, comme l'oxygène ordinaire, est gazeux, d'un pouvoir oxydant extraordinaire : car il oxyde à la température ordinaire la plupart des matières oxydables simples et composées, organiques et inorganiques, et c'est la raison pour laquelle l'ozone détruit avec une si grande énergie l'hydrogène sulfuré, toutes les substances miasmatiques d'origine organique, les couleurs végétales, etc. Il décompose les iodures métalliques en éliminant de l'iode, et Schœnbein a mis à profit cette circonstance pour vérifier la présence de minimes quantités d'ozone dans l'air: une bande de papier qu'on a plongée dans un .mélange de colle d'amidon et d'une petite quantité de solution d'iodure de potassium devient un réactif de l'ozone qui surpasse de beaucoup en délicatesse le meilleur galvanomètre ou l'odorat le plus fin. Une quantité d'ozone trop faible, dit de la Rive (3), pour polariser un métal d'une manière sensible, ou pour affecter l'odorat, suffit encore pour bleuir à un degré prononcé le papier réactif.

(1) Fresenius, Annales de chimie et de physique, juin 1849, p. 208.

(2) Pelouze et Fremy, Traité de chimie, 3e édition, 1860, t. I, p. 180.

(3) De la Rive (de Genève), Traité théorique et pratique d'électricité, etc. Paris, 1856^

u h, p. ïii.

privée] ATMOSPHERE. — COMPOSITION CHIMIQUE. 291

L'air contient presque toujours de l'ozone, mais en quantité très-variable, selon les saisons, l'état météorologique, la hauteur du lieu d'observation et les circonstances particulières des localités. Pendant l'hiver, il y en a plus dans l'air qu'en été ; le maximum, en hiver, s'observe pendant la chute de la neige. En été, les indications de l'ozonomètre se prononcent plus pendant un orage que par le beau temps. L'altitude a une influence marquée : on trouve d'autant plus d'ozone dans l'atmosphère qu'on s'y élève plus haut. Dans les écuries, dans les latrines, partout où il se l'ait un dégagement de gaz oxydables ou miasmatiques, on trouve peu ou point d'ozone (1). Bérigny (de Versailles) s'est assuré par une série d'observations : 1° que l'ozone diminue quand la température s'élève ; 2° que, la force élastique delà vapeur et l'humidité augmentant, l'ozone suit la même progression; 3° que fréquemment, le degré de l'ozone est en raison inverse de la sérénité du ciel ; 4° qu'il existe un rapport direct entre l'électricité et l'ozone, et que leurs courbes sont parallèles. Bérigny et Silbermann ayant mis simultanément en expérience (août 1855), l'un à Versailles, l'autre à Paris, du papier ozonométrique envoyé par Schœnbein, le premier obtint seul des signes d'ozone dans l'air; le second ne vit sur son papier aucune nuance d'ozone ; et, craignant qu'il ne fût altéré, il le soumit à l'électricité, qui lui communiqua une teinte bleue, indice positif de la validité de son ozonomètre (2). On doit donc admettre que le papier ozonométrique, mis en expérience à l'air libre, subit une décomposition par l'effet de l'électricité atmosphérique, et, par conséquent, que l'ozone n'est que de l'oxygène électrisé, ainsi que Marignac et de la Rive l'ont démontré directement en soumettant de l'oxygène pur et sec à l'action d'une série d'étincelles électriques ou d'un courant électrique continu. Aussi Pelouze et Frein y ont-ils proposé de substituer cette dénomination à celle d'ozone (3). Dans son dernier travail sur ce sujet (4), Schœnbein qualifie de passif l'oxygène ordinaire par rapport à l'ozone, oxygène actif. Houzeau a établi qu'on l'obtient par la décomposition d'un certain nombre de corps oxydés, et irès-faciiement par l'action de l'acide sulfurique sur le bioxyde de baryum, et qu'il a toutes les propriétés de l'oxygène naissant.

C'est en 1850 que Schœnbein reconnut qu'une bande de papier amidonné et renfermant une faible proportion d'iodure de potassium constitue le réactif !e plus sensible pour constater la présence de l'ozone dans l'air (5) ; exposée à l'air,

(1) Les détails qui précèdent sur l'ozone sont extraits d'une communication manuscrite que M. Schœnbein nous a faite le 28 novembre 4 855.

(2) Mémoires de médecine et de chirurgie militaires, 2e série, t. XVl^ 1856.

(3) Pelouze et Fremy, Traité de chimie générale, 1854., t. 1, p. 170.

(4) Pour la préparation de divers papiers ozonométriques, voyez Pelouze et Fremy, 1. 1, p. 196, 3e édition, 1860. — Voyez aussi l'intéressant travail de A. Bérigny (de Versailles) : Gamme chromatique pour l'ozonométrie, et instruction sur la manière de se servir des papiers ozonometriqv.es [Recueil des mémoires de médecine et de chirurgie militaires ,2e série, 1858, t. XXII7 p. 433). =— Houzeau, Nouvelle méthode pour re*

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elle passe du blanc, qui est sa couleur avant l'expérience, à une nuance plus ou moins foncée de bleu, suivant la quantité d'ozone qui existe dans l'atmosphère. Le blanc répond sur l'échelle ozonométrique à l'absence de ce corps, et la coloration bleue la plus intense qu'il produit sur le papier en mettant l'iode à nu, indique son maximum dans l'air; l'espace chromatique compris entre ces deux termes est divisé en dix. Tel est l'ozonoscope, qui permet d'évaluer les variations journalières de l'ozone atmosphérique. Bérigny, ayant placé du papier ozonométrique dans un abri qui le protégeait contre le soleil et la pluie, a vu qu'il s'y comportait comme en plein air; pour vérifier s'il n'est pas modifié par un certain degré d'acidité de l'air, il a expérimenté simultanément sur du papier tournesol et sur du papier ozonométrique : le premier est resté intact, tandis que le second revêtait la nuance la plus foncée. Plongés une heure dans l'eau distillée et dans l'eau non distillée, deux échantillons de papier ozonométrique sont restés aussi blancs qu'avant leur immersion ; mis à cheval sur un fil de soie, attachés avec une épingle, une cheville de bois, un ivoire d'animal, suspendus à un fil, ils ont toujours donné le même résultat.

Les physiciens, et surtout les médecins, ont compris immédiatement l'intérêt que pourraient offrir les observations ozonométriques : Simonin, à Nancy; Bérigny, à Versailles; Boeckel, à Strasbourg; Scoutetten, à Metz; Wolf, à Berne; Billiard, à Corbigny; Gaillard, en Amérique, etc., s'y sont appliqués : nous examinerons plus loin leurs résultats et leurs opinions.

Les recherches de Ghatin tendent à établir que l'air contient de l'iode; à Paris, on a trouvé 1 /500e de milligramme par 400 litres d'air.

La latitude ne modifie pas sensiblement la composition de l'atmosphère, puisqu'elle a été trouvée identique à Paris, à Genève, à Bruxelles, à Saint- Pétersbourg, à Copenhague, entre Liverpool et la Vera-Cruz, à Madrid, etc. Les analyses comparatives d'un très-grand nombre d'échantillons d'air recueillis

connaître et doser V ozone {Annales de physique et de chimie, 3e série, 1863; t. LXVII, p. 466). — Schœnbein, ibid., 1868, (4e série, t. Xïïî, p. 57); il y réfute péremptoirement les objections opposées à l'emploi du papier d'iodure d'amidon ; on a argué de sa sensibilité aux vapeurs de chlore et de brome que l'on ne rencontre pas dans l'atmosphère, à celles d'acide hyponitrique qui s'y forme par les violents orages, et dont une minime quantité, diluée dans l'eau, suffit pour bleuir l'amidon ioduré ; or, Schœnbein, le chimiste qui a peut-être analysé le plus fréquemment l'eau pluviale, n'en a jamais rencontré qui eût la propriété de colorer le papier amidonné et ioduré, à moins d'y ajouter une petite proportion d'acide sulfurique pour s'emparer de la base des nitrites ou des nitrates et dégager l'acide nitreux qui colore l'iodure d'amidon. Le papier imbibé de la dissolution de protoxyde de thallium brunit au contact de l'air ozoné ; mais il faut dix-huit à vingt-quatre heures pour convertir ce protoxyde en oxyde brun : Schœnbein a reconnu que ce papier peut rester blanc après une assez longue exposition à l'air et contenir néanmoins du peroxyde de thallium ; il suffit alors de l'humecter par la teinture de gaïac pour le faire brunir.

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sur divers points de l'Europe, et dans les contrées les plus lointaines, n'ont fourni à Regnault que des variations d'oxygène comprises entre 20,9 et 21,0 pour 100. Il arrive quelquefois que l'air ne contient que 20,3 d'oxygène dans des circonstances qui se produisent plus souvent dans les pays chauds. Les échantillons d'air recueillis par le capitaine Ross, dans les mers polaires, en 1848 et 1849, ont donné à l'analyse des résultats qui ne s'éloignent guère de la composition de l'air normal.

L'uniformité de constitution chimique de l'atmosphère, quant à sa proportion d'oxygène et d'azote, n'est pas altérée par l'altitude; les analyses d'air pris à de grandes hauteurs (7000 mètres) par Gay-Lussac démontrent ce fait. Dumas n'a point trouvé de différence entre l'air de Paris et l'air pris simultanément sur le Faulhorn par Ch. Martins et Bravais, et, dans les Alpes, par Brunner. Sur les montagnes très-élevées, on trouve plus d'acide carbonique que dans les plaines, et sa proportion y reste la même jour et nuit.

Nous signalerons les particularités chimiques de l'atmosphère maritime en nous occupant de la mer (voy. Eaux). Au-dessus des grands lacs, la proportion d'acide carbonique est moindre qu'à la surface de la terre; la différence est de 5 pour 1000 d'air.

Dans l'air libre se répandent certains principes qui émanent de foyers de décomposition organique; il en sera question plus loin. Chevallier s'est assuré que l'air atmosphérique de Londres contient de l'acide sulfureux, provenant sans doute du soufre contenu dans le charbon de terre; suivant lui, il existe dans l'atmosphère de Paris de l'acétate et du suif hydrate d'ammoniaque, Boussingault y a trouvé, en mars, en avril et mai, de l'hydrogène, probablement à l'état protocarboné, dont il évalue la proportion à 0,0001. Il existe dans les villes, comme dans les habitations, des sources nombreuses qui peuvent souiller l'atmosphère par leurs émanations (voyez, t. II, É goûts, etc.). Les poussières qui s'y disséminent, se composent de corpuscules fournis par le détritus de l'écorce minérale du globe, de parcelles d'animaux et de plantes, et de débris très-ténus de tout ce que nous consommons pour nos besoins (1). Plus l'atmosphère est agitée par la violence des vents, plus elle se charge de ces divers corpuscules. Les granules de nature minérale varient peu et représentent le détritus des roches minérales qui sont à nu dans la contrée. Les poussières d'origine animale sont, d'après Pouchet, des animalcules infiniment petits et desséchés, tels que des vibrions, des helminthes du genre oxyure, des squelettes d'infusoires siliceux, des fragments d'antennes de coléoptères, des écailles d'ailes de papillons diurnes et nocturnes, des poils de laine provenant des vêtements, des poils de lapin, de chauve-souris, des barbnles de plumes, des cellules épithéliales," des fragments de peau d'insectes divers, des filaments de toiles d'araignée. Les poussières végétales, examinées au microscope parPuuchet, lui ont présenté des fragment s de tissus de diverses

(1) Comptes rendus de l'Académie des sciences, 1859, t. XLVIIl, p 457

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plantes, quelques fibres ligneuses, beaucoup de fragments de cellules et de vaisseaux, des poils d'ortie et d'autres végétaux, des fragments d'aigrettes de synanthérées, des filaments de coton détachés de nos vêtements, des fragments d'anthère et des grains de pollen de malvacées, d'épilobium et de pin, des spores de cryptogames en petit nombre, mais surtout et partout une forte quantité de fécule de blé, plus rarement de la fécule d'orge, de seigle et de pomme de terre. Il n'est pas de réduit, dit M. Pouchet, où la fécule ne pénètre avec l'air : les plus obscurs détours de nos monuments gothiques lui en ont offert dans leur poussière séculaire que, de mémoire d'homme, aucun pied n'avait foulée; il l'a trouvée dans les hypogées de îa Thébaïde. La quantité de fécule aérienne diminue à mesure que l'on s'élève sur les montagnes ou que l'on s'éloigne des centres de population.

On s'est livré à bien des recherches pour découvrir dans l'atmosphère libre la cause des maladies qui frappent des populations entières, et tantôt on a prétendu y avoir rencontré quelque matière particulière, tantôt on a nié toute altération de l'air. A ces résultats contraires s'appliquent avec justesse les réflexions suivantes de Chevreul (1) : « Premier cas. Si l'on a reconnu un composé de carbone et d'hydrogène dans une atmosphère prétendue viciée, au moyen d'un réactif comburant, ou si l'on a conclu qu'il s'y trouvait un miasme, parce que l'eau qu'on avait précipitée de cette atmosphère par un moyen quelconque avait présenté les phénomènes qui résultent de îa décomposition spon tanée des matières organiques, on n'a point justifié cette conclusion par une expérience qui aurait consisté à démontrer îa propriété délétère dans les deux matières. Cependant cette preuve était absolument indispensable, car il suffit de se rappeler que des huiles, des acides empyreumatiques, se dégagent incessamment dans l'atmosphère, par suite de nos combustions incomplètes ; que l'hydrogène carboné se développe dans la vase des marais; que des matières organiques volatiles, telles que des essences, des arômes, etc., se dégagent des végétaux et des animaux, pour être convaincu qu'en soumettant un volume d'air suffisant aux procédés précités, on démontrera dans l'air ordinaire non vicié l'existence d'une matière organique, d'un carbure d'hydrogène. — Deuxième cas, Dans le cas contraire, où l'on a nié la présence d'un miasme, d'une malière délétère d'origine animale dans une atmosphère, parce qu'on n'a pu y démontrer par des procédés eudiométriques aucun corps étranger à la composition normale de l'air, on a été trop loin. Il peut y avoir dans une atmosphère une matière délétère qui échappera au chimiste, parce qu'elle y est en proportion trop faible... »