AIR ATMOSPHÉRIQUE

du Puy-de-Dôme, par laquelle il a fait voir que le mercure baissait d'un pouce environ, par cent toises d'élévation. L'on conçoit que les couches inférieures de l'atmosphère doivent être plus comprimées et plus denses que les supérieures. Aussi l'air plus raréfié des montagnes comprime moins nos corps : de là viennent des hémorrhagies et dilatations de nos humeurs en ces lieux.

11 y a néanmoins chaque jour une marée aérienne, causée sans doute par l'attraction solaire et la chaleur, combinées avec l'effet de la rotation du globe. Ainsi , de trois heures du matin à neuf heures, on voit monter le baromètre," il baisse ensuite d'environ un millimètre jusqu'à trois heures de l'après-midi, alors il remonte jusqu'à neuf heures du soir, époque où il baisse de nouveau jusqu'à trois heures du matin. Il faut tenir compte de ces variations pour mesurer exactement les hauteurs atmosphériques, comme l'a faitRamond.

Le baromètre mesure donc la pesanteur ou la dilatabilité de l'air; car selon que cet air contient plus d'eau en dissolu-? tion , ou qu'il est plus ou moins sec, que sa chaleur et son élec» tricité varient ; il s'ensuit des variations dans la hauteur baroT métrique, et celle-ci indique les changemens atmosphériques.

Pour qu'un baromètre soit bien sensible,ilfautque son tube soit exactement calibré, ou égal partout, et qu'il soit parfaitement purgé d'air dans son intérieur. Pour cet effet, lorsqu'on introduit le mercure dans le tube du baromètre, on a soin de détacher par l'agitation les petites bulles qui adhèrent aux parois intérieures, et de plus on passe ce tube rempli entre des charbons ardens, afin de faire bouillir le mercure, de dilater l'air interposé et le forcer à sortir.

Beaucoup de substances vaporisables se dissolvent dans l'air atmosphérique, et altèrent plus ou moins sa pureté. La chaleur le rend propre à se charger d'une quantitédevapeursaqueuses, qui se condensent en nuages, lorsqu'elles sont portées dans des régions plus froides. L'air chargé de ces vapeurs en devienÉ plus élastique; l'air humide est plus léger que lair sec, selon l'observation de Deluc ; de là vient alors l'abaissement du baromètre. Le pied cube d'air ne peut prendre, à i5 degrés de température, que n à 12 grains d'eau en dissolution.

V hygrométrie (1) est la mesure de l'humidité de l'air; cette mesure se prend d'après le ramollissement ou l'humectation qu'éprouvent diverses substances, ou leur dessèchement. Saus-

(1) Des mots vypos raoile, humide, et j^jt^ov mesure.

*08 RESPIRABILITÉ DE L'AIR , etc.

sure faisait son hjgroniètre avec un cheveu, qui s'allonge par ] humidité. On divise en ioo degrés son plus grand et son moindre allongement.

Des eudiomètres.

Ce sont des substances propres à reconnaître la quantité de chacun des principes constituans de l'air atmosphérique, et ses degrés de respirabilité (du grec eùSioç, air serein ou pur, et uslpov mesure). Elles s'emparent de l'oxygène et laissent l'azote.

On a déjà vu qu'en oxydant du mercure, ou un autre métal, dans l'air, on enlevait son oxygène; et comme il reste l'azote, on reconnaît, par la quantité d'air soustrait, combien il contenait d'air vital. L'eudiomètre de Yolta consiste à faire détonner une quantité quelconque de gaz hydrogène avec un volume connu d'air atmosphérique, par l'étincelle électrique. La réduction du volume des gaz (par la résolution en eau de l'hydrogène et de l'oxygène) annonce la quantité d'oxygène employé. L'eudiomètre de Priestley consiste dans l'absorption que fait de l'oxygène de l'air le gaz nitreux, pour passera l'état d acide. On opère ce mélange sur l'eau , qui absorbe l'acide formé.Mais îegaz nitreux, étant plusou moins oxydé, prend des quantités variables d'oxygène pour passer à l'acidité; ce qui r< nd ce moyen infidèle. Schèele a proposé ensuite un sulfure alcalin, dissous dans l'eau. Il absorbe en effet l'oxygène de l'air pour s'acidifier; mais ce moyen est long. Achard, Séguin, lleboul, ont pris la combustion du phosphore dans un volume d'air, pour leur eudiomètre. Cependant Berthollet a fait voir que le gaz azote dissolvait une portion de phosphore, et que son volume augmentait; ce qui rend ce moyen incorrect. Enfin l'eudiomètre de Davy est un hydrochlorate de fer liquide chargé de gaz nitreux; il absorbe vivement l'oxygène de l'air, mais il se dégage quelquefois du gaz nitreux et de l'azote à mesure que le fer s'oxyde.

Les particules qui s'élèvent des corps odorans, végétaux, animaux, etc., même les plus fortes ou fétides, ne sont nulle ment appréciables à l'eudiomètre, et Lavoisier, Vauquelin ont tenté sans succèsd'analyser l'air le plus infect: les miasmes qu'il, contient sont trop peu substantiels. Tout corps combustible peut être un eudiomètre plus ou moins parfait.

De la respirabilité de l'air, et de l'air vicié ; moyens de le purifier. L'on a reconnu que le gaz oxygène, qui fait plus du cinquième de l'air, était la seule portion capable d'entretenir la respiration et la combustion. Dans l'eudiomètre de Volta, l'an,

RESPIRACÏLITÊ DE L'AIR, clc. 109

ne trouve que 20 centièmes J'oxygène. Celui Je Davy Jonno 21 centièmes. Berthollet l'évalue à plus de 2.1 centièmes; Maearty et autres, jusqu'à 23 centièmes. Le reste n'est pas tou* azote pur; car, indépendamment de l'eau en dissolution (1,), des vapeurs, des poussières, des émanations odorantes, il y a toujours environ 00,1 de gaz acide carbonique, môme sur les montagnes les plus élevées, et peut-être un peu de gaz hydrogène.

Ingen-Houzsa montré, le premier, en 177^, que les plantes décomposaient l'eau à la lumière, et qu'elles versaient dans l'atmosphère de l'oxygène ; ce qui répare sans doute celui que la respiration et la combustion absorbent. Il a cru remarquer que les plantes donnaient, dans l'obscurité, du gaz acide carbonique, résultat qui a été contesté par Sennebier, en 1782. Les feuilles panachées ne donnent de l'oxygène à la lumière que par leur partie verte; les feuilles jaunes en fournissent peu ; les feuilles vertes pilées et les étiolées n'en produisent point.

Tout air capable d'entretenir la combustion est plus ou moins propre à entretenir la respiration et la vie : c'est pourquoi l'on porte un flambeau dans les lieux dont l'air est soupçonné vicié; et s'il continue de brûler, il y a sans doute du gaz oxygène. Cette épreuve ne doit pas toujours suffire pour inspirer la sécurité; car il existe au fond des mines des gaz asphyxiai.*.;, l'hydrogène sulfuré ou l'azote carboné, ejui tuent .sur-le-champ quand on les respire, quoiqu'ils laissent encore brûler les lampes. On doit donc avoir recours aux eudiomètres et autres moyens pour en reconnaître la nature. Ces gaz des mines, mêlés à l'air et enflammés, détonnent, se détruisent, et l'air est purifié. C'est ce qui arrive quelquefois, et ce que les mineurs appellent feu hrisou et feu terreux. Pour prévenir cet inconvénient mortel pour les mineurs, Davy a inventé une lampe entourée d'une toile métallique très-fine, qui laisse tamiser la lumière, mais qui ne permet pas à la flamme du gaz hydrogène de s'étendre à de grandes masses. Ainsi la déflagration est bornée dans la lampe, et il n'y a point de détonnation en grand. Mais le gaz acide carbonique, que sa pesanteur accumule dans les lieux bas, dans les puits, les mines, ou qui se dégage des liquides en 'fermentation dans les caves, ou qui est produit par la respiration d'un grand nombre d'êtres animés,

(1) Nous ne pourrions pas vivre dans un air très-sec. Le vent samiel des Arabes, qui est trop sec, étouffe les hommes et les animaux dans les désert^ arides; il dessèche et momifie bientôt.

200 GAZ OXYGENE , etc.

comme dans les temples, les salles de spectacles, les étables, etc., ce gaz asphyxie : il n'est guère absorbé que par l'eau de chaux ou les alcalis caustiques, ou par son agitation dans l'eau, moyens insuffisans; il vaut mieux le dissiper à l'aide de ventilateurs ou du mouvement de l'air.

Quant à l'air vicié par des émanations putrides, soit dans les salles de dissection ou d'hôpitaux, les prisons, les caveaux où l'on enterre, les lieux où des matières animales se corrompent, nous avons donné les procédés désinfectans de Guytonde-Morveau et de Carmichaël Smith (tome I, p 261 et sç.).

Les œufs d'oiseaux et d'autres animaux ont besoin d'air pour éclorej car lorsque celui-ci ne peut pas pénétrer dans leur intérieur, quand on a enduit d'un vernis leur coquille r ils n'éclosent pas. 11 en est de même du vide dans lequel nepeuvent éclore ni les œufs de vers à soie et d'autres insectes, ni ceux des oiseaux. Les graines des plantes n'y germent pa& non plus.

Du gaz oxygène. Théorie de la combustion et de la respiration.

Le gaz oxygène, découvert le ieraoût 1774? par Pries tleyy mais qui paraît avoir été connu de Corneille Drebbel, de Mayow, de Jean Rey, médecin périgourdin au xvne siècle, a été nommé air vital, parce qu'il est éminemment respirable, aii déphlogistiqué ,. air du feu, de Schèele, parce qu'il entretient la combustion. Plusieurs substances le fournissent: on le sépare du nitre chauffé, du chlore exposé à la lumière, de l'acide nitrique, du chlorate de potasse, des feuilles vertes des végétaux, des oxydes de manganèse et de mercurerouge, etc.

On l'a nommé oxygène, à cause de sa faculté de former des acides par sa combinaison aux corps combustibles. On appelle oxydes les corps dans lesquels il entre, mais en quantité insuffisante pour les acidifier.

lues oxydes au minimum sont appelés protoxydes; ceux qui prennent une double quantité d'oxygène sont les deutoxydes; ceux qui en prennent trois quantités sont des tritoxydes; il y a des tétroxydes avec quatre quantités d'oxygène : enfin les peroxydes sont ceux qui ont pris toute la proportion d'oxygène dont ils sont susceptibles. Ces proportions sont toutes des multiples de la première quantité admise.

Mais si cette oxydation réduit plusieurs métaux et autres substances à l'état d'acides , il y a d'autres corps aussi qui deviennent alcalins. D'abord divers oxydes métalliques jouent le rôle d'alcalis en saturant des acides; de plus, le potassium, le

GAZ OXYGÈNE , ete. 201

sodium, le baryum, etc., sont des espèces de métaux qui deviennent, par leur combinaison avec l'oxygène, des alcalis , potasse, soude, baryte, etc. Ainsi l'oxygène devient donc aussi, dans ce cas, un alcaligène.

C'est l'un des agens les plus nécessaires de la nature , puisque sans lui il n'existerait ni eau, ni corps vivans et respirans, ni combustion. Mais c'est lui aussi qui détruit et consume presque tous les corps. 11 paraît contenir beaucoup de calorique en combinaison, et plus que les autres gaz; il est plus pesant que l'air , car il pèse 1 087 , selon Fourcroy et Séguin, ou plutôt i.io36", l'air étant de 1,0000.

Nous avons vu que les gaz étaient des substances fondues dans le calorique; or le gaz oxygène, lorsqu'il se fixe et se solidifie dans un corps pour lequel il a de l'attraction, comme sont les combustibles, doit abandonner son calorique, lequel s'échappe souvent sous une forme sensible et visible , avec flamme et chaleur. Ce qu'on appelle combustion n'est ainsi autre chose que la fixation de cet oxygène, et lorsque cette combustion est rapide, comme en brûlant du bois, du soufre, du phosphore , il y a dégagement de chaleur et de lumière ; mais si cette combustion s'opère lentement, la chaleur s'exhale insensiblement, et il n'y a point de flamme. Par exemple, un fil de fer chauffé, qu'on introduit dans du gaz oxygène, y brûle avec éclat; mais si l'on y expose seulement sa limaille à froid, elle se rouille lentement. Le produit des deux opérations est le même; l'action seule est différente. Il y a donc des combustions latentes ou cachées; il s'en opère dans les liquides, dans des acides, ou sous l'eau, parce que ces liquides contiennent de l'oxygène fixé. C'est ainsi que la limaille de fer s'oxyde en œthiops sous l'eau, ou avec plus de violence et de chaleur dans l'acide sulfurique aqueux. Plusieurs fermentations, celle du vin en vinaigre, est une combustion, car il y a fixation d'oxygène, soit qu'il se tire de l'air, soit qu'il se sépare de l'eau ou d'autres substances.

Puisque la combustion est une fixation d'oxygène, en retirant cet oxygène d'un corps brûlé, on débrûle celui-ci. C'est ce qu'on fait à l'égard des métaux calcinés ou oxydés, en les. mettant en contact avec des substances, dont l'attraction pour l'oxygène est plus puissante. On réduit ainsi le métal , on le revivifie. La combustion et la décombustion sont encore bien plus remarquables sur le soufre , le phosphoie, etc. ; car ces corps, en brûlant, forment les acides sulfurique, phosphorique (ou s'ils prennent moins d'oxygène, sulfureux , phosphoreux) .. Mais en traitant ces acides par le charbon , et à l'aide de Lh

2«2 GAZ OXYGÈNE, etc.

chaleur, on leur enlève l'oxygène, et on les ramène à leur état combustible primitif. Les acides portant beaucoup d'oxygène, qu'ils livrent à des substances combustibles, sont des corps brûlans : aussi les acides nitrique, chlorique , sulfurique , oxygènent, brûlent là plupart des corps combustibles. De même l'eau que Ton jette en petite quantité sur des charbons ardens avive leur (lamine, parce qu'il y a décomposition du liquide qui contient beaucoup d'oxygène. Les pyrites ou sulfures métalliques humectés s'échauffent et prennent souvent feu jusqu'à produire les embrasemens épouvantables des volcans, sans autre cause, à ce qu'il paraît, que l'oxygène de l'eau qui s'y décompose.

Une autre propriété non moins admirable du gaz oxygène, c'est d'être le seul capable d'entretenir la respiration. Mais, parce que ce gaz seul serait trop actif, qu'il consumerait rapidement la vie comme par une fièvre brûlante, la nature Fa mélangé, dans l'air atmosphérique, avec le gaz azote qui îe tempère.

La respiiation n'est, dans la réalité, qu'une combustion , tlont les poumons paraissent être le foyer, et dont le carbone et l'hydrogène du sang sont l'aliment. Lavoisier, Morozzo, Jurine 5 etc., qui ont fait respirer des animaux dans une quantité déterminée d'air atmosphérique , ont observé que l'oxygène en était absorbé, et qu'il se formait du gaz acide carbonique et de l'eau. Edme Goodwyn a fait voir que la quantité du gaz azote restait la même; ainsi il entre dans les poumons, et en sort sans altération; son absorption peu sensible, cependant varie selon les recherches d'autres auteurs : plus il y a d'oxygène employé, plus il se forme d'acide carbonique; ce que l'on reconnaît par l'eau de chaux que trouble l'haleine. Il y a de cinq à sept centièmes de gaz acide carbonique, produit par la respiration. Le volume de ce gaz représente celui de l'oxygène absorbé , d'après les expériences de Berthoilet , I)avy, Allen, Pépys , et d'autres plus modernes.

Si la respiration est une combustion , elle doit produire de la chaleur. C'est en effet ce qui a lieu, car les animaux qui ont proportionnellement de vastes poumons , qui respirent fréquemment, comme les oiseaux, ont beaucoup de chaleur animale. C'est tout le contraire chez les reptiles et serpens, dont les poumons celluleux respirent lentement, et chez les poissons dont les branchies ou les ouïes n'absorbent que la petite portion d'air dissoute dans les eaux (1). Cette chaleur se re-

(l) G. G. Fouquet , De orqani respiràtorii in animalium série evoluiione

GAZ OXIGÈNE , etc. 20S

marque aussi dans le sang artériel comparé au sang veineux, qui est plus froid de n centièmes ou de 23 centièmes. Lavoisier, en 1777, Crawford , en 1779, ont mis hors de doute que nous devions notre chaleur vitale à cette cause, quoiqu'elle ne soit pas la seule.

Mais puisque l'oxygène enlève au sang du carbone et de l'hydrogène, i! doit y produire des changemens sensibles. C'est aussi ce qu'on aperçoit : car le sang qui était noir et veineux en entrant dans le poumon, en sort rouge, décarbouisé et déshydrogéné; tel est lesang artériel. Mais si Fou fait respirer du gaz acide carbonique ou de l'hydrogène, le sang reste noir, lion vital • et, loin de porter dans le corps un principe de vie, àl y porte l'asphyxie et la mort, suivant Goodwyn , Bichat, Hamilton , etc. L'on observe de même que le sang tiré de la veine rougit par son exposition à l'air, à sa surface seulement; et surtout si on l'expose à du gaz oxygène, comme Hewson , Priesdey, Foureroy l'ont remarqué: tandis qu'il reste noir, lorsqu'on empêche le contact de l'air, ou qu'on l'agite dans des gaz non respirables; ainsi que Cigna, Beccaria,Thouvenel et beaucoup d'autres l'ont observé. On peut ajouter à ces faits que , comme le carbone et l'hydrogène sont surtout des élémens de la graisse et de l'huile , les individus qui respirent beaucoup, comme les oiseaux, les personnes malades de pulmonie, sont plus maigres que les êtres qui respirent moins, tels que les poissons pleins d'huile, les animaux qui subsistent dans 1 air impur de la fange, etc. (1).

Halle, 1817, in-8, a vu que plusieurs animaux respirent par la peau (même i'eauou les fluides plus ou moins oxygénés dans lesquels ils vivent), puis par des poches, des tubes, des sacs, des vésicules , des branchies, etc., avec des résaux capillaires sanguins rampant à leurs surfaces. Les animaux respirant i'air ont ou dis trachées ou des poumons.

Spailanzani, Edwards, etc., ont vu que les grenouilles respiraient par la peau , et plus long-temps avec des poumons excisés qu'avec une peau frottée d'huile. Elles respirent plus par la chaleur en été qu'en hiver. Les autres reptiles à peau nue et des poissons, selon Humboldt et Provençal, respirent aussi par la peau.

Les fleurs absorbent le gaz oxygène, surtout par les organes génitaux, et exhalent de l'acide carbonique, mais non de l'azote ni de l'hydrogène, comme l'avaient pensé Th. de Saussure et Grischow ( Utber des athmen der Ger~ ■waeseken, p. 154).

(1) Il existe un rapport entre la quantité de respiration des animaux et le déploiement de leur système nerveux et locomoteur; ainsi ceux qui respirent le plus sont les plus sensibles et les plus mobiles, comme l'ont démontré G. h. Treviranus (Biologie, tom. 2, pag. 463) et A. F. Sehweigger {lYaturgeschishlc der skelettlosen thiere, p. 138). Ils consomment aussi plus de nourriture et vivent plus intensivement. Marshal Haîl a prouvé aussi que l'irritabilité musculaire est plus grande à mesure que les animaux respirent moins; ce que nous avions aussi expcîé en plusieurs articles de physiologie.

204 G.\2 AZOTE, etc.

Du gaz azote ou nitrogène , et de ses combinaisons.

On a déjà vu que ce gaz était la portion la plus abondante de l'air ordinaire, dont il compose près des quatre centièmes; et comme il est par lui-même impropre à entretenir la combustion et la respiration , il a reçu le nom d'azote , de l'a privatif des Grecs et de ç<*>-h , vie. Quelques chimistes l'avaient nommé nitrogène, parce qu'il forme l'acide nitrique en se combinante l'oxygène; d'autres l'ont appelé alcaligène, parce qu'il compose l'alcali volatil avec l'hydrogène; mais ces deux propriétés opposées ne peuvent, par cela même , servir à le désigner. Il Fut reconnu 1772 par le docteur Rutherford et par Schèele. II pèse 0,978, selon Lavoisier ; l'air atmosphérique pesant 1000.

Comme on sépare difficilement de l'air commun tout l'oxygène et l'acide carbonique de l'azote , on obtiendra plus tôt ce dernier en faisant digérer de l'acide nitrique faible sur des matières animales, à la température ordinaire. La chair de poisson en fournit plus facilement , mais l'azote qu'on en retire est un peu hydrocarbure, ou huileux , ce qui lui laisse une mauvaise odeur; et il dépose sur les parois des vases une substance brunâtre, grasse. Un autre procédé pour obtenir l'azote, consiste à faire passer de l'ammoniaque en vapeurs dans du chlore à l'état de gaz. Celui-ci enlève de l'hydrogène à l'ammoniaque, et devient acide hydrochlorique : il se produit une flamme éclatante , et des vapeurs aqueuses ; l'acide se dissout dans l'eau et l'azote reste pur. On peut encore faire passer le gaz euchlorine au travers de l'ammoniaque liquide, selon le procédé de Fourcroy. On se place au soleil, ou à une température un peu élevée. La distillation du nitrate d'ammoniaque donne de l'azote protoxydé et de l'eau.

Les procédés eudiométriques mettent plus ou moins à nu l'azote atmosphérique. Les vessies natatoires de plusieurs poissons en contiennent , mais non pas dans toutes les espèces 5 car M. Biot a rencontré de l'hydrogène et de l'oxygène en. quelques poissons marins.

L'azote respiré seul a une faculté assoupissante qui ferait périr; mais qui diffère de celle du gaz acide carbonique. Il n'en est pas de même du gaz protoxydé d'azote. Humphry Davy (Biblioth. britanniq., tome XVII, page 4°6 et suiv.) a remarqué que ce gaz respiré avait une propriété très-exhilarante ; causait une joie et un épanouissement involontaires, sans doute par la légère irritation qu'il excite dans les plexus nerveux diaphragmatiques. Cette sorte de joie est suivie d'as-

GAZ AZOTE , etc. 20â

phyxie quand on respire trop long-temps ce gaz seul. Ce qui «st arrivé à Vauquelin et à. d'autres expérimentateurs. Il a été découvert, en 1772, par Priestley; est dissoluble à l'eau, et un peu sucré : pesanteur spécifique, i,52o4- Il rallume une bougie à demi-éteinte.

Le gaz nitreux , deutoxyde d'azote , découvert par Haies, pèse i,o388; il suffoque et irrite très-vivement les bronches et le poumon. Si le gaz azote "est combiné à l'oxygène , dans la proportion inverse à son mélange atmosphérique, il forme l'acide nitrique. En faisant passer l'étincelle électrique dans un mélange de 3 parties d'azote et de 7 d'oxygène , Cavendish a produit de l'acide nitrique. C'est donc la base de cet acide; et le salpêtre qui se forme, selon Lonchamp, dans les terres imprégnées^de matières animales en décomposition, confirme cette observation : ainsi l'azote de ces matières prend souvent son oxygène dans l'acide sulfurique du plâtre, et constitue un acide nitrique qui se combine à la chaux; de là vient le nitrate de chaux, abondant dans les eaux-mères ou lessives que les salpètriers font des plâtras. Il paraît même que l'éclair électrique forme quelquefois un peu d'acide nitrique dans les pluies d'orage. Combiné au charbon à l'état gazeux, il donne le cyanogène, selon M. Gay-Lussac, et devient ainsi capable d'acidifier les corps, sans le secours de l'oxygène. L'azote peut aussi former, avec le carbone, une combinaison solide, connue sous le nom à'azoture de carbone. On sait que l'azote peut également dissoudre le phosphore et le soufre, de même que le gaz hydrogène.

Une autre combinaison de l'azote est celle de l'ammoniaque par ton union avec l'hydrogène , suivant Berthollet. C'est en effet ce qu'on trouve en décomposant cet alcali volatil , et cette décomposition s'opère par beaucoup de moyens, par l'oxyde de manganèse chauffé avec l'ammoniac, par les oxydes bruns de fer, ou rouge de mercure, ou blanc d'arsenic , etc. Kirwan a formé de l'ammoniaque, dans la cnve hydrargyro-pneumatique , avec les gaz nitreux et hydrogène sulfuré. L'acide nitrique agit avec tant de violence sur l'éiain qu'il y a aussi décomposition de l'eau et d'une portion d'acide; d'où il suit que l'hydrogène de l'eau, et l'azote, base de l'acide, forment de l'ammoniaque. Suivant William Austin (Philos, trans., 1788), la proportion de l'azote à l'hydrogène est comme 121 à 32 ; Berthollet admet la proportion de 121 à 29, ou de 6ài. Davyavoulu, dans ces dernières années , établir que l'ammoniaque est composée d'un métal, nommé selon lui ammonium, et d'hydrogène j mais cette hypothèse a été rejetée.

206 GAZ HYDROGÈNE, etc.

Du gaz hydrogène (1), de ses propriétés et de ses usages-.

Ce gaz , observé d'abord par Haies, puis par Cavendisb et Priestley, a été connu long-temps sous le nom à air inflammable $ soit celui qui s'exhale des marais, où beaucoup de substances végétales et quelquefois animales se putréfient, et décomposent l'eau ; soit celui qui s'élève des mines , et s'enflamme à la lampe du mineur; soit celui que la distillation à feu nu tire des végétaux ou animaux, quoique mélangé à d'autre gaz; soit enfin celui qui résulte de la décomposition de l'eau, etc. On en trouve également dans les gros intestins de l'homme et des animaux.

Outre son odeur assez fétide, et sa légèreté treize fois plus grande que celle de l'air commun, surtout lorsqu'il est exempt d'acide carbonique ou de carbone en dissolution , sa principale propriété est débrider avec le gaz oxygène. On enflamme ce mélange, soit par la lumière d'une lampe, soit par l'étincelle électrique, soit même par une forte compression.

Les gaz hydrogènes exhalés des marais, ou des décompositions végétales par le feu, ou du charbon de terre, ou des huiles, ou du bois mouillé, sont chargés de carbone. Cette sorte de gaza une odeur charbonneuse qu'on sent en entrant dans les forges ; il éclaire avec une flamme bleuâtre, et dépose en même temps des fuliginosités noires : ce qui est surtout remarquable dans les appartenons où l'on brûle de la houille ; car la vapeur qu'elle répand salit et brunit les meubles et autres objets. Ce gaz carburé est aussi moins léger que l'hydrogène pur (2).

Danslapilevoltaïqueen action .,1e pôle négatif donne cm gaz

(1) D'uSop eau , et yët-topou engendrer; car ce gaz engendre l'eau avec l'oxygène; l'eau le produit aussi par sa décomposition.

(2) Pesanteur spécifique des gaz hydrogène éclairans.

L'air atmosphérique pesant 1,000, poids spécifique.

Gaz extrait de l'huile 0,943

de la houille . . . . • 0,413

du bois 0,377

Hydrogène extrait de l'eau sur de la limaille de fer chauffée au rouge, d'après le procédé de Conté .... 0,224

Hydrogène pur 0,08i

La lumière des gaz de l'huile est plus fuligineuse que les autres. Les veilleuses ou petites lampes sont celles qui consomment le plus d'huile à proportion de l'éclairage ; une veilleuse en dépense à proportion dix fois plus qu'un quinquet.

Une mesure d'huile en nature qui n'aurait donne quun éclairage obscur de

GAZ HYDROGENE , etc. 20?

hydrogène et des alcalis, tandis que le pôle positif produit l'oxygénation et les acides; on peut donc considérer l'hydrogène comme alcalifiant, dans beaucoup de cas.

Pour obtenir celui-ci, l'on fait dissoudre ou du zinc ou de la tournure (limaille) de fer très-doux, dans de l'acide sullurique étendu d'eau , et Ton adapte des tubes, ou l'appareil hydro-pneumatique, pour recevoir le gaz. La dissolution s'opère avec chaleur et effervescence; le fer tendant à s'oxydélr pour s'unir à l'acide , décompose TeaUj s'empare de son oxygène, et l'hydrogène se dégage. Si l'on adapte un tube au marras où se fait la dissolution, le gaz hydrogène qui en sort peut s'allumer à la flamme dnne bougie; ce qui forme une sorte de chandelle qu'on appelle philosophique , ou électrique, si on l'allume par l'étincelle électrique.- Si l'on mêle ce gaz à l'oxygène, dans des bulles d'une solution de savon , ces bulles, plus légères que l'air, s'élèvent, et lorsqu'on y met le feu, elles détonnent avec assez de bruit. On fait ainsi plusieurs spectacles pyriques. On obtient encore de l'hydrogène en décomposant l'eau sur des copeaux de fer rougis au feu,

La légèreté de l'hydrogène fait qu'on le transvase facilement, et qu'il est retenu sous une cloche sans être bouché, tandis que le gaz acide carbonique, plus pesant, se verse, comme de l'eau, d'un vase en un autre. On voit que l'hydrogène n'est inflammable que par son mélange à l'oxygène, puisque, lorsqu'il est pur, il éteint la lumière qu'on y plonge.

Cette même légèreté a donné lieu à l'une des plus étonnantes découvertes modernes, celle des aérostats. MM. Montgolfier avaient fait à Ànnonay une expérience pour s'élever dans l'atmosphère (1). A l'aide de la paille humide brûlée, ils avaient obtenu une sorte d'air raréfié dans un ballon; et, en maintenant, au moyen de réchauds allumés, cette raréfaction, ils étaient parvenus à s'élever dans l'atmosphère ; mais la difficulté de conserver assez de chaleur et de dilatation à l'air, surtout dans les régions élevées, toujours plus froides, et le danger trop réel des chutes de ces nouveaux Icares, avait fait abandonner ce moyen. Charles a substitué avec succès aux

24 heures, réduite en gaz, fournit pour 75 heures un éclairage plus éclatant.

Deux mesures en volume de gaz d'huile éclairent autant que sept mesures de houille.

Deux parties de gaz d'huile répandent un peu plus de lumière que trois parties de gaz de houille.

Le pouvoir éclairant des gaz augmente, (jusqu'à certain degré) avec leur pesanteur spécifique.

(2) Joseph et Etienne Montgolfier ; mais Joseph est l'inventeur des mongclfieres, et aussi du bélier hydraulique , du ventilateur, etc.

20B GAZ HYDROGÈNE, etc.

montgolfières le gaz hydrogène renfermé dans des ballons de taffetas gommé, qui sont contenus par un réseau de ficelle, et qui soutiennent une nacelle dans laquelle se placent les aéronautes. En effet, avec un volume suffisant de gaz hydrogène, on peut enlever des poids assez considérables et à de très-grandes élévations: on plane même au-dessus de la région des nuages, à près de deux lieues de hauteur; et si le grand froid et l'extrême raréfaction de l'air en ces hautes régions ne causaient pas des hémorrhagies , des syncopes et autres maux à l'aéronaute le plus intrépide, il pourrait s'élancer encore plus haut. Cette raréfaction de l'air dilate le gaz du ballon, qu'il faut, à cause de cela, laisser en partie vide, de crainte de rupture ; et d'ailleurs il arrive un point où le gaz et ce qu'il contient sont en équilibre avec l'air, de sorte qu'on ne peut plus s'élever au-delà. On fait descendre le ballon , en ouvrant une soupape qui, laissant sortir du gaz hydrogène, l'empêche de soutenir l'appareil aérostatique. L'on a essayé de descendre aussi en parachute, laquelle consiste en une sorte dévaste parasol percé à son centre.

On a pensé que les divers gaz hydrogènes, formés à la surface de la terre, s'élevaient comme les fumées dans l'atmosphère, et allaient former une couche inflammable dans les régions supérieures. On a attribué aux combinaisons de ce gaz, avec l'oxygène atmosphérique, par les éclairs et l'électricité, les détonnations de la foudre, la subite formation des pluies d'orage et la plupart des météores lumineux, comme les étoiles tombantes, les globes de feu, les aurores boréales (1), etc. ; de même les gaz hydrogène phosphore et carboné, qui s'enflamment dans les cimetières, les marais, forment les feux follets qui brillent pendant la nuit et épouvantent les esprits faibles. Mais il faut convenir que si le gaz hydrogène joue un rôle important dans plusieurs cas, ce dont on ne peut douter, on a pourtant exagéré son action.

Bergmann et Schèele ont soutenu que ce gaz était respirable, ou qu'il n'était point dangereux par lui-même, ce qui est vrai, mais Fontana a bien démontré qu'il ne pouvait pas entretenir la vie, et que les animaux y périssaient. Il cause des vertiges et une sorte d'apoplexie.

Nous examinerons plus loin le composé que ce gaz forme avec l'oxygène, et nous avons vu celui qu'il donne avec l'a-

(l) Libes a pareillement attribué la couleur rouge et enflammée des aurores boréales , à la formation du gaz nitreux rutilant par l'azote et l'oxygène de l'atmospbère , au moyen de l'électricité.

GAZ HYDROGÈNES , etc. 209

aote. Il réduit plusieurs oxydes métalliques en s'ernparant de leur oxygène; il a la propriété de dissoudre le carbone, le soufre, le phosphore, l'arsenic, etc., de se combiner aux alcalis, et de former divers acides, avec le chlore, l'iode, le brome, le soufre, le fluor, le cyanogène : d'où viennent les acides Irydrochlorique, hydriodique, hydrobromique, hydrofluorique, hydrocyanique , hydrosulfnrique . etc.

Des gaz hydrogènes carboné , sulfuré, phosphore , arsénié, et de l'acide. Jiydrosulfurique.

Comme le fer le plus pur contient presque toujours un peu de charbon, et que les autres agens de la décomposition de l'eau en contiennent aussi pour l'ordinaire, il est rare d'obtenir du gaz hydrogène sans carbone en dissolution; et par une raison inverse, il n'est presqu'aucun charbon, même chauffé au feu le plus vif, qui ne contienne encore de l'hydrogène. Selon Lavoisier, le charbon commun en contient un huitième.

On peut établir que le carbone se rencontre en deux états dans le gaz hydrogène. S'il est à un état quelconque d'oxydation, mais non d'acide, c'est de l'hydrogène carboné; s'il n'y a pas d'oxygène, au moins sensiblement, c'est l'hydrogène carburé. Celui-ci est produit par la putréfaction des plantes dans l'eau (gaz des marais), ou par leur distillation à feu nu. En distillant une partie d'alcool sur quatre d'acide sulfurique, des chimistes hollandais ont trouvé uu gaz hydrogène carburé, qui dépose, en brûlant, une substance oléagineuse ; c'est pourquoi ils l'ont nommé gaz oléfîant. Celui qu'on obtient à la fin de la fabrication de l'éther sulfurique, ou en distillant du camphre ou des végétaux, contient beaucoup de carbone. 11 est dans la proportion de 5a parties sur io d'hydrogène, et 38 parties d'eau en vapeurs environ, d'après Cruikshanks : aussi ce gaz percarboné n'est-il que d'un tiers plus léger que l'air atmosphérique. Le gaz carburé qu'on retire par distillation à feu nu des huiles, est d'autant phis riche en carbone que l'opération est plus avancée. Il est à remarquer qu'en brûlant, ces gaz déposent leur carbone, qui est quelquefois à l'état d'ox3'de carboneux. Ces gaz sont peu dissolubles dans l'eau, et se trouvent rarement dans les eaux minérales.

Il en est de même du soufre avec l'hydrogène, carie magistère de soufre en retient toujours une portion, et forme avec de l'eau combinée un hydrate) selon Proust. Mais la propriété dissolvante de ce gaz sur le soufre ne se remarque nulle part mieux que dans les solutions par l'eau des sulfures alcalins

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ou terreux (foies de soufre). Il s'en exhale un gaz très-fétide, qui est ïacide hydrosulfurique à 1 état gazeux. On sait qu'il est très-meurtrier pour les êtres qui le respirent. On le produit encore en faisant traverser le soufre fondu dans un canon de fer placé sur un fourneau, par du gaz hydrogène, qu'on recueille sous l'appareil pneumatochimique. Schèele avait reconnu sa nature des avant 1775. Celui qu'on obtient des hydrosulfates, ou foies de soufre liquides, résulte delà décomposition de l'eau, et s'unit au soufre du sulfure. On peut en retirer encore de? pyrites ou sulfures métalliques, ou en distillant des substances végétales avec du soufre (maison obtient aussi de l'hydrogène carburé); on en retire beaucoup surtout du sulfure de fer jeté dans de l'acide sulfurique étendu d'eau ; on recueille ainsi l'acide hydrosulfurique de M. Gay- Lussac; les œufs putréfiés, la poudre à canon enflammée, en exhalent de plus ou moins pur. Selon M. Thénard, il contient jusqu'à 70 parties de soufre pour 100 : aussi est-il plus pesant que l'air ordinaire ; il se peut même surcharger de soufre et former du soufre hydrogéné huileux ou liquide, ce qui s'obtient en vei\sant beaucoup d'acide hydrochlorique dans un hydrosulfate alcalin. Le chlore, l'iode, précipitant le soufre de l'hydrosujfure, et s'emparànt de l'hydrogène, décomposent cet acide; ils passent à l'état d'acides hydrochlorique et hydriodique. Lorsqu'on brûle le gaz hydrogène sulfuré avec l'oxygène, le soufre se dépose et ne s'oxygène qu'en partie sur la fin de l'opération.

Ce gaz jouit de propriétés singulières; il est assez dissoluble dans l'eau, et se trouve dan- plusieurs eaux minérales. Sans être acide au goût, il agit comme les acides; il rougit la teinture de raves, celle de tournesol (il verdit celle de violette comme un alcali) décolore la teinture de bois de Fernambouc; en enlevant l'oxygène au fer-, il détruit de même la couleur du bleu de Prusse et de l'encre, lorsqu'on le fait passer dans cette liqueur ; mais si l'on écrit avec cette encre décolorée, elle noircit à mesure que son hydrosulfure se dissipe, selon Proust. Une encre effacée par les acides reparaît, au contraire, sur le papier, au moyen des hydrosulfures, qui restituent une couleur brune aux oxydes de fer.

L'hydrogène sulfuré ou l'acide hydrosulfurique enlève les oxydes métalliques à leurs dissolutions dans les acides, et les précipite en sulfures. C'est ainsi qu'il précipite en kermès minéral l'émétique et le protochlorure d'antimoine (ou beurre); en sulfure de mercure le deutochlorure de mercure, et le nitrate de mercure; qu'il colore l'argent en brun, même sur les

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couvertures de porcelaine ; il dissout aussi l'or (et Stahl prétend que Moïse se servit d'un sulfure alcalin, ou foie de soufre, pour dissoudre le veau d'or dans les eaux, et le faire boire aux Israélites); il teint en noir les métaux blancs, comme le bismuth, et le plomb qu'il fait ainsi reconnaître dans les vins lithargyrés, et en rouge brun les métaux colorés.

Plusieurs chimistes allemands, surtout Trommsilorff, l'ont nommé acide hjdrotionique. Il sature en effet les alcalis, et forme avec eux des hydrosulfates cristallisables, qui deviennent des sulfites en s'oxygénant: tel est le suinte sulfuré de baryte, selon Berthollet, et celui de soude observé par Vauquelin. Il préfère aux bases alcalines ou terreuses les bases métalliques^ parce qu'il tend à les minéraliser. Il sépare l'alcali de l'huile dans les savons, etc. Gomme le charbon absorbe évidemment le gaz acide hydrosulfurique, il forme, en s'y dis^ solvant, un liquide particulier, nommé hjdiure de soufre.

L'acidehydrosulfurique a une pesanteur spécifique de 1,1 g 12. Il se décompose en passant à travers un tube de porcelaine incandescent, donne de l'hydrogène et du soufre séparément.

Ce gaz est très-délétère étant respiré ; il fait périr sur-lechamp les animaux. C'est en grande partie à celui qui se forme dans l'inflammation de la poudre à canon, qu'est due la violente expansion qui s'opère.

Les propriétés du gaz hydrogène phosphuré ne sont pas moins remarquables. On le forme par des phosphures alcalins ou terreux (combinaisons de phosphore avec des alcalis ou des terres caustiques), ou même métalliques (i), comme les oxydes de zinc ou de fer, et le phosphore. On chauffe ces phosphures étendus d'un peu d'eau, et on reçoit à l'appareil hydro-pneumatique beaucoup de ce gaz. Le phosphore, gardé sous l'eau, la décompose lentement, à la lumière surtout, et donne un peu de ce gaz, qui se combine à l'eau ; mais sa plus singulière propriété est de s'enflammer aussitôt qu'il entre dans l'air; car le phosphore très-divisé s'unit avidement à l'oxygène, et il brûle également dans le chlore.

Le phosphore parait s'unir plus facilement à l'hydrogène, que ne fait le soufre ; mais cette combinaison ne sature point les alcalis comme l'hydrogène sulfuré, quoique ces deux espèces de gaz aient entre eux beaucoup d'analogie. L'hydrogène phosphore a une odeur d'ail ou de poisson pourri. Il

(1) On met deux onces de chaux ou d'un oxyde métallique sur un gros de phosphore, et demi-once d'eau. Gengembre met moins d'alcali pour autant de phosphore. On obtient plus de trois pintes de gaz.

s'en forme en assez grande quantité mêlé à l'hydrogène carboné, lorsqu'on fait le phosphore ; c'est ce gaz brûlant qui s'échappe des vaisseaux. îl détonne avec violence clans le gaz oxygène; il est assez pesant, et délétère pour les animaux qui le respirent. Plusieurs substances animales, en se putréfiant, exhalent de ce gaz, comme les poissons pourris, lesoh arniers, les cimetières^ d'où l'on voit quelquefois s'élever, par cette cause, des feux follets pendant les nuits d'été.

L'hydrogène phosphore se combine à plusieurs oxydes métalliques, en formant avec eux des phosphures. Le pb.osph.ure de plomb, formé parunhydrophosphure de soude versé dans une dissolution de nitrate de plomb, détonne lorsqu'on le frappe ou qu'on verse dessus de l'acide sulfurique concentré, selon Giotthus. Le phosphore et la chaux vive composent un phosphure, quand on fondée mélange; il est très-inflammable à l'aii" : c'est un pyrophore que l'on garde dans une bouteille bien fermée.

Quant au gaz hydrogène arsénié, il suffit de chauffer de l'arsenic dans ce gaz, pour qu'il se charge de ce dangereux métal. Il prend une odeur alliacée fétide, se combine aisément à plusieurs dissolutions métalliques, et forme des alliages particuliers avec eux. Ce gaz respiré peut empoisonner sur-lechamp.

Il paraît que l'hydrogène peut se charger encore de bien d'autres substances ; mais nous ne poursuivrons pas plus loin cette recherche, éloignée de notre but.

De l'eau , considérée comme oxyde d'hydrogène , et de ses effets.

Nous n'avons pas besoin d'expliquer le rôle immense que l'eau joue dans la nature, et quelle est son importance dans toutes nos opérations. La vaste surface des mers et des lacs produit d'innombrables vapeurs, qui, voyageant dans l'atmosphère sous la forme de nuages, sont ensuite précipitées en pluies fertilisantes sur les campagnes, alimentent de nouveau les fleuves, portent partout la vie aux végétaux et aux animaux ; de même que le sang circule dans toutes les parties de notre corps pour le vivifier et réparer ses pertes. C'est encore l'eau, ce grand dissolvant de la nature, qui a changé la face des continens, formé les terrains d'alluvion. et élevé leurs couches épaisses en montagnes secondaires et tertiaires, qui fait cristalliser les roches et la plupart des minéraux dans le sein du globe; qui, suspendue en groupes de cristaux transparens, en neiges éternelles, brille sur les cimes glacées des hautes montagnes et aux sommets des pôles de notre monde. C'est elle

qui, se décomposant dans les volcans, alimente leurs flammes dévastatrices; qui, vaporisée dans les entrailles de ces montagnes, détonne, ébranle la terre, soulève leurs laves profondes, et produit leurs éructations. C'est ï'èau qui, se décomposant dans le tissu délicat des fleurs forme et leurs odeurs parfumées, et la saveur délicieuse de leurs fruits; c'est elle qui donne la liquidité aux humeurs de l'immense baleine et du ciron imperceptible. Voyez ces régions arides de l'Arabie déserte, où l'on ne trouve qu'une mer immense d'un sable pur et brûlant : tout être y périt, haletant de soif et consumé de sécheresse. Mais les terrains pénétrés par des ondées fécondes se couvrent de végétation et d une riche verdure ; les animaux s'y multiplient en abondance. Nulle part la terre n'est plus habitée que dans les lieux arrosés de nombreux canaux et de rivières, comme les Pays-Bas. Nulle part il n'y a si peu d'habitansque sur les arides rocailles ouïes steppes sablonneuses du plateau de la Tartarie. Si notre terre était éloignée du soleil, comme la planète de Saturne, privée de sa chaleur, toute l'eau ne formerait que des blocs immenses de cristal ; tout être, glacé, perdrait la vie; les gaz même les plus légers se condenseraient en liquides : une solitude effrayante régnerait sur le globe, à moins que la nature n'y créât des êtres capables de supporter ce grand froid. Mais, au contraire, si notre planète se rapprochait, comme celle de Mercure, du soleil, foyer du monde, touleXeau vaporisée en gaz formerait autour du globe une atmosphère brûlante, où nul être actuel ne pourrait subsister; Je plomb, 1'étain, l'or même, y seraient peut-être à l'état fluide du mercure, tandis que ce métal serait à l'état de vapeurs; nos roches les plus dures s'amroolliraient comme de la cire, et on pétrirait l'acier comme de l'argile.

Des hydrates.

Les hydrates forment un genre de combinaisons qui n'avait pas encore été bien observé. Il est certain qu'ils sont en plus grand nombre qu'on ne la cru jusqu'à présent. Proust a remarqué que le soufre, précipité par un acide de ses sulfures, retenait, outre de l'hydrogène, de l'eau combinée, qui le constitue hydrate. lien est de même des mines de fer limoneuses, de l'hématite ou sanguine, qui contiennent aussi de l'eau combinée et forment des hydrates. J'ai des motifs de croire, d"après quelques expériences, que la pierre calaminaire est aussi un hydrate de zinc. De plus, on sait que la plupart des acides minéraux, la potasse, la soude et diverses terres, notamment 1 alumine, ne peuvent presque pas être dépouillés en entier de