TROISIÈME FAMILLE OU FAMIL^E DE L'OXYGÈNE

OXYGÈNE — SOUFRE - SéLÉNIUM — TELLURE

i caractères généraux les plus trnnchés des éléments de cette famille

Des tendances électroncgatiyes très-prononcées qui vont en décroiscomme dans la famille du chlore, à mesure que le poids atomique équivalent augmente ;

Une affinité marquée pour Thydrogène cl les métaux ; Un Tolume gazeux de chacun de ces éléments s*unit à deux volumes Irogène ; la combinaison s'effectue avec condensation d'un tiers. i poids atomiques adoptés sont tous doubles des anciens équivalents. ) volumes atomiques sont égaux ou très-voisins.

OjLj^éne. — Poids atomique 0 ^ 16. Équivalent 0 = 8.

itorique de sa découverte. — Ce corps s'offre de lui-même au chiî, car il existe en liberté dans l'air au sein duquel nous vivons. Il agissait donc pas de le découvrir, mais de cesser de le méconnaître, i combustion du bois, du charbon, la respiration animale, la converdes métaux en terres par la calcination au contact de l'air sont aude manifestations de son activité chimique, se présentant forcément bserration, et dont l'étude a préoccupé de tout temps les savants et philosophes.

• augmentation de poids des métaux calcinés et convertis en terre a observée à une époque très-reculée. Geber, chimiste du huitième IC) en parle clairement à propos du plomb et de l'étain ; mais ce ne que beaucoup plus tard, en 1630, que Jean Rey, médecin périgouri) songea à expliquer cette augmentation de poids par la fixation d'une lime quantité d'air, par le mélange de Pair espessi. L'existence d'un principe particulier, contenu dans Tait el ymvnl ^ti

rôle actif dans la respiration et dans la combustion» avait été entremei admise dès la seconde moitié du dix-septième siècle par un chimiste r glais, Mayow (1669). Considérant que le salpêtre est forme d*une fixe» l'alcaliy et d'une partie volatile» Mayow fait observer que les riaux salpêtres lessivés se chargent de nouveau de salpêtre, s*ils exposés à Tair pendant quelque temps. La partie volatile de ce sel donc provenir de Tair» tandis que l'alcali ou Télément fixe est fourni les plâtras.

L'acide nitrique ne peut exister tout formé dans Tair» qu'il ren( irrespirable, mais il prend naissance aux dépens d'un principe et ce principe est le même que celui qui détermine la combustioa entretient la respiration ; c'est le spiritus nitr(haerei. Ainsi» d'après chimiste anglais Mayow, la respiration, la combustion dans l'air et pouvoir comburant du salpêtre sont produits par un seul et principe*.

Les particules nitro-aéricnncs sont absorbées aussi bien par les poi mons que par les métaux se convertissant en terre ou par le chaiMJ brûlant dans l'air.

En face d'idées aussi nettes et aussi rapprochées de la vérité sur kl phénomènes les plus importants de la chimie et de la physiologie, (M se demande comment elles n'ont exercé qu'une influence très-restreiato: sur les progrès scienti(iqucs, pour tomber ensuite dans Foubli compb pendant près d'un siècle.

Il n'a manqué à Mnyow, pour saisir dans son ensemble le phénomiiM de la combustion, que d'isoler ces particules nitro-aériennes dont il analyse les effets ; il lui a manqué aussi cette puissance et cette logiipB expérimentales qui permirent à Lavoisier de déchirer définitivement k voile qui masquait le vrai sans des phénomènes.

Entre Mayow qui devine et entrevoit la vérité et Lavoisier qui l'étaUil par des preuves irrécusables et Tirapose à ses contemporains, vient « placer la célèbre théorie du phlogisliquCy imaginée par Bêcher* etfcr* mulée d'une manière plus précise par son disciple Stahl*. Adoptée par la plupart des savants du dix-septième et du dix-huitième siècle, cette

i . c Qimnquam autcm spiritus nitri totalitcr ab acre non procédât, credendum tamen est pif*! tcm cjus aliquam ab acre oriundmn cssc.

< Conccdcndum cssc arbitix)r non nihil, quicqiiid sit, ncrciiin ad flammam quameuoÇ conflandam necessariuni cssc, at non est cxistiinandum pabulum ignco-acreum ipfoai cssc, scd tantum partent ojiis map[is activam igncamque constituerc.

« Partcm niiro-acrcam niiiil aliiid quam particulns cjiis igncosicrens esse, qiue ad quamcumquc conflandam omnino necessario! siint. Quocirca parliculas istas ignctt, communes, particulas nitro-acrcas sivo spiritum nilro-acreum in futurum nuncupire Utt

< Credendum est animalia i^ncmquc particulas ejusdem gencris ex aerc ezhaurire. •

(Mayow, Traclaiuf quinque medicO'phffêkif îM») %. Dcchcr (Jean-Joachim), né à Spii-c en iG35, mort en 1G82. 5. Sl.ihl (Gcorgcs-EmcAt), né h Ansbarh en 10(iO. mort en 1734.

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î de la combustion ne succomba qu'après une lutte très-vive sous aps cpie lui portèrent les travaux et l'argumentation victorieuse foisier.

nr Bêcher et Stahl, la combustion est une décomposition ; tous les k combustibles renferment un principe commun, terra pinguis de ler, phlogiston ou phlogistique de Stahl. En se changeant en terres» tajdant comme nous dirions maintenant, les métaux perdent leur jipslique. Le soufre contient beaucoup de phlogistique uni à de lliuile Miriol. Le noir de fumée est presque entièrement formé de phlogispi; aussi, chauffé avec une terre, il lui cède une partie de cette subite, et le métal se trouve reconstitué par l'union de la terre avec le ligistique du noir de fumée.

linsi un corps qui brûle perd quelque chose ; une terre ramenée à É métallique gagne un nouveau principe. Cette manière d'envisager phénomènes ne tient, on le voit, aucun compte de l'augmentation de b éprouvée par les métaux calcinés ; bien plus, elle marche en sens traire de cet ordre de faits connus déjà alors ; son succès est une ive du peu de cas que les chimistes faisaient, avant Lavoisier, des nées quantitatives.

lependant, si nous voulons voir dans le phlogiston de Stahl un prini très-subtil, impondérable, nous pouvons l'assimiler à la chaleur qui légage pendant la combustion. La théorie du phlogistique se relierait n aux idées actuelles, avec cette différence qu'elle néglige entièreit l'intervention d'un second élément, de Toxygène, et ne tient pas ipte de sa fixation sur le métal qui change d'état en perdant de la tkur, ainsi que de l'augmentation de poids qui en résulte.* De 1770 à 1780 se succédèrent une série de découvertes et de rechertt qui conduisirent à la connaissance de l'oxygène et de son rôle dons tombustion et la respiration. Joseph Priestley* observe que l'air fixe >ôde carbonique) développé par la respiration des animaux et qui rend *nosphère asphyxiante, se transforme en airrespirable sous l'influence «plantes. 11 constate que le gaz nitreux (bioxyde d'azote) qu'il venait • découvrir fait éprouver à l'air une diminution de volume d'autant r^ grande que cet air est moins vicié par la res|)iration. Un charbon •'tinmé dans un volume limité d'air produit de l'air fixe ; le volume *lVir ainsi converti en air fixe absorbable par la chaux est égal à ""^n le cinquième de l'air employé ; le résidu non absorbable n'eii- ^nlni la respiration ni la combustion, et n'agit plus sur un mé- Spî humide de fer et de fleur de soufre. "^ son côté, Rutherford démontre que l'air confiné dans lequel ont

[ ^ ^iMlheid Çïorkthire) en 1753, mort on U04.

394 CHUOE Gfil«iÉRALE.

respiré des animaux n*est pas seulement devenu impropre à la conibiu* tion et à la respiration par suite de la présence de Tair fixe qui s'est formé, mais parce qu'il contient par lui-même un principe irrespirable et non comburant ; en enlevant l'air fixe au moyen de l'eau de chaux, oo n'améliore pas les qualités de l'air vicié.

En 1772, Priestley, en chauffant du salpêtre dans un canon de fusil, dégage un gaz éminemment apte à la combustion. Un peu plus tard (1774) il obtient le même gnz par la décomposition ignée de la terre mercih rielle (oxyde rouge de mercure) préparée en chauffant le mercure dans des vases ouverts, et par celle du minium.

Presque à la même époque (1774 et 1775), Schéele, travaillant d'une façon tout à fait indépendante et sans avoir connaissance des résultats de Priestlev, arrivait à des conclusions semblables. Il traite des volumes limités d'air par divers réactifs absorbants, tels que sulfures alcalins, sulfites, phosphore enflammé, et constate une diminution de volume de 20 à 30 pour 1 00 ; il découvre une seconde fois l'oxygène en chauflaot faiblement un mélange de salpêtre et d'huile de vitriol, ou bien encore le salpêtre seul, un mélange de bioxyde de manganèse et d'acide sulfu* rique ou d'acide phosphoriquo.

Priestley et Schéelc, auteurs indépendants de cette découverte simul (anée, en méconnurent tous deux le véritable caractère. Pour le premier, l'oxygène isolé est de l'air déphlogistiqué apte à s'emparer du phlogiston des combustibles ; pour le second, il représente de la chaleur qui s'est décomposée en phlogistique et en air comburant. Ainsi, quand on chauffe le salpêtre ou le manganèse, c'est le calorique qui se dédoublet d'après Schéelc, en phlogistique se portant sur le salpêtre ou le manganèse et en air comburant ; lorsqu'on enlève l'oxygène à l'air par un réactif absorbant, la partie soustraite s'est unie au phlogistique du réactif et s'est transformée en chaleur qui traverse les parois du vase. Le gax comburant, Tair vital, l'air déphlogistiqué, semblaient devoir rester, entre les mains de ceux qui l'avaient isolé, sans portée sérieuse pour le développement ultérieur de la chimie. Heureusement à cette même époque Lavoisier était armé pour donner à' cette découverte sa véritable signification et en tirer ses principales conséquences.

L'illustre savant français confirme d*abord par des expériences indiscutables Taugmentation de poids éprouvée par les métaux calcinés à l'air; il démontre que le phosphore et le soufre en brûlant donnent des produits dont le poids est plus considérable que celui du soufre ou du phosphore employés, et il attribue cette augmentation à l'absorption d'une certaine quantité d'air ^ Il reconnaît, comme l'a fait Black, que

1 . Il parait certain que Lavoisier n'avait aucune connaissance de l*ouTnige de Jean Rey, doDt on n'a retrouvé que deux exemplaires. Pli cacheté déposé à l'Académie des sdenoet en i77S.

TROlSliaiE FAMILLE. — OXYGÈNE. 805

ifTc au contact de l'air, dans un espace clos et restreint, déterdiminution dans le volume de cet air; en roéme temps le igmenté de poids d*une quantité représentant exactemetit le ?air qui rentre dans le vaisseau au moment de son ouver

iprend, d'après cela, comment Tair déphlogistiqué de Priestle^ pyrogéné de Schéele, dont il répète les expériences, devient tout pour lui la partie de Fair atmosphérique qui, dans la combuslit au combustible et augmente son poids*. L'air éminemment ient par la calcination delà terre mercurielle ; celle-ci, chaulTée (^barbon, se réduit comme d'autres terres et fournit de l'air fixe rbonique) ; enfin le même air fixe se forme par la combustion >ne ou du diamant dans l'air ordinaire et dans l'air pur. ier, rapprochant ces faits et les reliant par la méthode des poive à conclure avec autorité que l'air pur (oxygène) est combiné lire dans la terre mercurielle, d'où la chaleur le dégage ; que engendré par l'action du charbon sur les terres est le résultat rilable combustion aux dépens de l'air pur que ces terres rcnuni au métal, et que cette combustion est comparable à celle »on dans l'oxygène. En 1787, Lavoisier formule avec plus d'amtliéorie de la combustion' et la développe dans ses travaux ulpour arriver enfin à fonder la base inébranlable de tout un de chimie.

s parait iimtile de faire ressortir davantage Tabune profond qui 8s conceptions grandioses des errements de l'école de Stahl. importance et la multiplicité des phénomènes qu'elle explique, èthode et la logique rigoureuse et serrée des raisonnements et des ces instituées comme preuves, la théorie de la combustion esl plus belles conceptions de l'esprit humain et des plus grandes îs de la science.

intéressant et beau de voir un homme entouré, comme Tétait Lr. i son époque, d'idées fausses, de notions vagues et confuses sm e des corps, saisir une pensée juste et vigoureuse, s'y attacher î conviction inébranlable et marcher droit au but sans s'égarer

gène peut être obtenu sous deux états allotropiques. — Li tion la plus stable esl celle qui se trouve dans l'air atmosphéi que l'on isole par l'action de la chaleur sur certains composés, l'oxyde rouge de mercure, le bioxyde de manganèse. L'autre,

re» de Laroisicr, t. II, p. 105.

,t. Il, p. 125.

, t« II, p. SSÔ,

596 CHIMIE GÊNfiRALE.

connue sous le nom d* ozone (de 8Çw, je sens), a été découvei Schoenbein ; elle ne se forme que dans des circonstances spc Nous étudierons séparément chacun de ces deux états de Toxygèii

Oxygène ordinaire.

L'oxygènCy longtemps considéré comme gaz permanent, a été I i-écemment par M. Cailletet d'abord, et ensuite par M. Pictet. h gazeux, il est incolore, inodore, sans saveur. La densité par raf Tair est égale à 1,10563; par rapport à rhydrogènc, elle est é 15,95 ou à 16. Le litre d'oxygène mesuré à 0^ et à 760 millimèl pression pèse l'',437. Son indice de réfraction est égal à 1,(K Sa chaleur spécifique en volume est égale à 0,2405. C'est le pi gnétique de tous les gaz.

On sait peu de chose encore sur les propriétés de l'oxygène li

D'après les expériences approximatives de M. Pictet, la densité de

gène liquide serait à peu près égale à l'unité. Ce résultat, est d'

avec les prévisions de M. Dumas. En effet, les volumes atomiqi

éléments d'une même famille étant généralement égaux ou très-T

et le volume atomique du soufre étant -^^16, celui de l'oxygèr

également 16 ; il en résulte que la densité de l'oxygène liquide ou ne peut pas s'écarter beaucoup de l'unité.

L'oxygène est peu soluble dans l'eau et dans l'alcool. En se disse il obéit aux lois générales de la solubilité des gaz dans les liquides: à-dire que le coeflicient de solubilité (rapport entre le volume ( absorbé et le volume du liquide absorbant) est variable avec la ten ture, mais indépendant de la force élastique du gaz, pourvu que lume gazeux absorbé soit mesuré à la pression du gaz surmont; liquide.

Le tableau suivant donne les coefTicients de solubilité dans l'e dans l'alcool, déterminés de 5 en 5 degrés, depuis 0 jusqu'à 20 de

Coeflicient de solubilité Coeflicient de tolulii.ié Température. dans l'eau. d«M l'alcool.

Oo 0,041i4 0,28397

iOO 0,03250 0,28397

On remarquera qu'avec l'alcool le coefficient ne varie pas avec U pérature ; dans les expériences on n'a observé qu'une variation trfchï qui n'intéresse que la 3* décimale. Le nombre 0,28397 est la mo des déterminations. Certains corps solides à Tétat de fusion igak

TROISIÈME FAMILLE. — OIYGÈIŒ.

que l'argent, For, la litharge, jouissent de la propriété d'absorber et de dissoudre l'oxygène en quantités souvent très-grandes. Ainsi l'argent Tondu peut dissoudre jusqu'à 22 fois son Tolume d'oxygène. Au moment (le la solidification du métal, le gaz se dégage brusquement et détermine une véritable éruption. Ce phénomène porte le nom de rochage.

L'oxygène ne donne qu'un spectre ^alignes ou un spectre secondaire.

niuminé par la décharge d'in- (luction dans les tubes de Geissler, il fournit à l'examen spectroscopi- 4^6 une série de raies irrégulières ^ui dominent surtout dans la partie •^'eue (fig. 191).

Les principales sont :

et Vive. . .

p Faible .

7 Faible . .

« 3 raies de.

Longueur «fonde.

VÎTC 434,8

9 3 raies diffuses . . 423 à 418,4

y raie triple 408,0

État naturel. — L'oxygène est l'élément le plus abondant et le plus répandu. Il constitue à lui seul plus de la moitié de la masse du globe terrestre. L'air atmosphérique en contient un cinquième de n son volume; l'eau est formée de ^ 8/9 en poids d'oxygène pour 1/9 «* d'hydrogène. La plupart des roches ç formant la partie de l'écorce ter- t restre accessible à nos investiga- ^ tiens sont des composés oxygénés

oo

ll'l

co

lU

Ui

io

S98 CUIUIP. GÉNËttALG.

(gilicntes, carbuimle^. sulfntcs) ; il en est de inênic des subsUiices

hoi've:^ jiai' les Otros duuéâ de vie.

Ceitu grande dilfu^^ion Tnit prévoir le rôle jtréiiuiidtirant de l'oijgîl dans rcn»>niblc des iihénuiiiènos cosmiques.

Préparation. — Dans bien des eii-eonstn lires où l'oxyi^ciie joue i-ùlc, on se conlenle d'uliliser l'air atnios|)béni)iic, dont on dispu^r bip nient et saiisfruis. 11 est iiécessaii-c dans d'autres cas d'emplnycr le |i pur et exempt de (eut mélange étranger.

La prépaiation de l'oiygène au moyen de l'air afmo<rplién<]uo ne pei cire cil'ectuéc directement. On ne connaît, en elTet, aucun inuyen pon absurber l'azote sans touclier à l'oxygène, et ce n'est que par un ilétodli (|uc l'on arrive à retirer l'oxygène du gaz atinospliôriijuc, grâce 1, quelques substances quî sont aptes à se coniltiuer h î'uvygènc dans in conditions déterminées et limitées, et qnl peuvent de nuuvean abanda» lier le gaz dans d'autres conditions.

C'est ainsi que procÎKla Lavoisicr dans l'expérience classique de l'aDalyse du l'air. Du mercure cbnufTé pendant plusieurs jours vers 350*,

FiB- IW,

dans une cormie à cul ivcoujbé A It, en pivscncc d'une quantité liiuitn d'air, absorba tout l'oxYgciie nu |>i-iHliiisant de l'oxyde ro-ige de toetcmetlig. IU2).

Le précipité ywr se, on terre meruurielle, étant introduit dans uuc|iclil^ cornue eu verre munie d'ini tube de dégaj^i'ment pour les j-az. et cbaulK vers la temjiératuri! l'oiige, se ilécimiposc en oxygène ipu! l'on jieut refW'" lir sur la cuve à eau. et en mercure ([uî reste dans la eormie (tig. i^)-

Les procédés de M. RoussingauU et de MM. Tessié du .Motay clM»r*' i:bal, ayant jiour but la préparation industrielle et écoiioiniquc de ItHV gène pur nu moyen de l'air, sont fondés sur des principes analogues.

M.Uoussiugaulli'cinpIacclc mercure par In baryte (oxyde de barjui»)'