MILIEUX RESP.IK ALLES

L’évanouissement et la perte du sentiment se manifestent d’ailleurs asstz longtemps avant la mort, ce qui permet souvent de ranimer, à l’air libre, un animal qui semblait complètement asphyxié par l’inhalation du gaz carbonique. Toujours est-il que ce gaz ne provoque pas l’asphyxie par simple privation d’oxygène, comme les deux gaz précédents; beaucoup plus soluble dans le sang que l’azote et l’hydrogène , il s’y introduit facilement et exerce une action stupéfiante sur les centres nerveux. Berzelius (l) affirme que le gaz carbonique, au moment de son introduction, irrite la glotte et y détermine une contraction spasmodique ; mais ce phénomène est loin d’avoir lieu d’une manière constante.

Après ce premier gaz asphyxiant, viennent, avec des propriétés plus redoutables encore , les gaz oxyde de carbone, hydrogènes bicarboné , phosphoré, arsénié et sulfuré, le cyanogène ; puis les gaz suffocants, comme le chlore, l’acide hypoazotique, et, avec celui-ci, le bioxyde d’azote, les gaz acides en général ; l’ammoniaque, etc. Tous ces gaz sont vénéneux à divers titres , mais l’examen de leurs propriétés et de leur mode d’action ne saurait trouver place ici. Leur pouvoir délétère ne permet même pas de les respirer impunément quand ils sont mélangés avec une très grande quantité d’air atmosphérique ou d’oxygène : ainsi Thénard et Dupuytren (2) ont prouvé qu’un oiseau, comme un verdier, périt promptement dans une atmosphère qui contient seulement ^ jô $ hydrogène sulfuré ; qu’un chien de moyenne taille ne résiste pas à un mélange dans lequel entre de ce gaz délétère, et qu’il suffit de pour donner la mort à un cheval. L'oxyde de carbone a aussi une action nécessairement mortelle : Félix Leblanc (3) a constaté dans ses expériences qu’un oiseau de taille ordinaire périt dans une atmosphère confinée qui en contient 1 pour 1 00. Le chimiste Gehelen fut frappé de mort pour avoir simplement flairé un vase qui contenait de Y hydrogène arsénié , etc.

Il serait inutile d’insister davantage sur des faits de ce genre, puisqu’il est généralement admis que les divers gaz qui viennent d’être dénommés sont en effet irrespirables.

Jusqu’ici, nous n’avons considéré que les gaz comme pouvant constituer des milieux respirables , et nous avons dû paraître ne tenir aucun compte des animaux aquatiques. C’est qu’en effet ceux-ci respirent toujours Y air dissous dans Veau , et, partant, ne présentent aucune différence essentielle dans leurs rapports avec l’atmosphère. Ce fait, à cause de son importance, n’a été adopté qu’aprèsles expériences les plus concluantes. Dès 1670, Rob. Boyle (U) s’efforça d’établir que l’eau, dans laquelle vivent les poissons, contient de l’air; et Jean Bcrnouilli (5), vingt ans plus tard, prouva péremptoirement que l’eau de nos rivières et de nos sources renferme de l’air, puisque les premières bulles qui s’en échappent, avant l’ébullition, ne sont formées que de ce fluide: il démontra, en outre, que les poissons ne peuvent pas vivre dans l’eau qu’on a privée d’air en la faisant bouillir. Spallanzani (6), qui, dans ses recherches expérimentales sur la respiration, s’occupa aussi

(1) Ouvr.cit ., tiVII, p. 107.

(2) Thénard, Traité de chimie, 5e édition. Paris, 1827, t. IV, p. 575.

(3) Note sur quelques faits nouveaux relatifs aux propriétés chimiques du gaz oxyde de carbone , dans Comptes rendus de l' Acad, des sc. clt Paris, t. XXX, p. 483.

(4) New Pneumatical F.xper. about Respir., dans Philos. Trans.,p. 2011 et 2035, ann. 1670.

(5) Disserlatio de effervescentia el fermentatione nova hypothesi fundata. Basle, 1690, cap. 14.

(6) Mémoires sur la respiration, traduits par Sencbier. Genève, 1803, p. 315 et suiv. — Rapports de l’air avec les éires organisés, par Senebicr. Genève, 1807, t. I, p* 65, 1 19, 130.

Zl6i

de celle des poissons et des animaux aquatiques en général , confirma , pour un certain nombre d’animaux de diverses classes , les propositions émises par Bernouilli. En 1799, Humphry JDavv, reprenant la meme question, fut amené à conclure que les animaux aquatiques respirent Yoxygène tenu en dissolution dans l’eau (*) et qu’ils ne décomposent jamais l’eau elle-même pour fournir aux besoins de l’hématose. Enfin vinrent, sur le même sujet, les recherches d’Alex, de Humboldt et de Provençal (1), qui, plus encore que les précédentes, contribuèrent à faire définitivement admettre : 1° que les poissons respirent en effet l’air dissous dans l’eau ; 2° que cet air est lui-même plus riche en oxygène que l’air atmosphérique ordinaire; 3° que la respiration de ces animaux produit de l’acide carbonique comme celle des vertébrés aériens.

Il résulte de tout ce qui précède que Y air, libre ou dissous dans l’eau, seul est propre à l’entretien normal et continu de la respiration des animaux, et que s’il peut être suppléé par l’un de scs principes, Yoxygène , ce n’est que dans les limites de durée que peut avoir ordinairement une expérience de laboratoire.

La composition normale de l’air (c’est-à-dire du milieu respirable par excellence), celle du sang, les changements introduits par la respiration dans la constitution de l’un et de l’autre , tels sont les éléments du problème qu’il importe maintenant d’aborder, tout en tenant compte aussi de l’influence intéressante que les variations de pression de l’air exercent sur la respiration.

L’exposé relatif à la composition de l’air ne saurait comporter de longs développements; il n’a d’autre but que de bien faire comprendre les modifications qu’entraîne l’acte respiratoire dans les qualités de ce fluide.

IL — Les premières idées dignes d’intérêt, qui aient été émises sur la composition de l'air atmosphérique, peuvent être rapportées au fondateur de renseignement de la chimie en France et en Angleterre, à Nicolas Le Fèvre (2), professeur au Jardin des plantes de Paris (**), età Jean Iley (3), médecin du Périgord. Tous deux avaient reconnu l’augmentation de poids que subissent certains métaux lors de leur calcination : Jean Iley, dans ses écrits à ce sujet (U), et Nicolas Le Fèvre (< ouvr . cit.), n’hésitaient pointa affirmer qu’en pareil cas l’accroissement de poids est dû à la fixation de l’air extérieur, xivec les tendances habituelles de son esprit à généraliser, Nicolas Le Fèvre suppose que presque toutes les réactions chimiques auxquelles sont soumis dans l’atmosphère les minéraux, les animaux et les plantes, ont pour cause commune un élément qu’il nomme esprit universel , et auquel il attribue des propriétés précisément analogues à celles qu’on reconnaît aujourd’hui à Yoxy-

(*) Dans les circonstances normales Je température et Je pression, un litre J'eau peut JissouJre 46 centimètres cubes J'oxygène.

(1) Recherches sur la respiration des Poissons ( Mcm . de la Société d' Accueil, 1809, t. II p, 359).

(2) Traité de la chimie. Paris, 1660, 2 vol. in-S, et Londres, 1664, in-4.

(**) Nicolas Le Fèvre résida aussi à Londres où l'avait fait appeler le roi Jacques II pour lui confier le laboratoire Je Saint-James.

(3) Essays sur la recherche de la cause pour laquelle l'cstain et le plomb augmentent de poids quand on les calcine. Bazas, 1630, et Paris, 1777.

(4) Loc. eit.

COMPOSITION DK L’AIR ATMOSPHKRIQUK.

gène. Il va meme jusqu’à dire que, dans la respiration, l’air n’a pas seulement pour effet de rafraîchir les poumons, mais qu’il exerce encore une réaction sur le sang, « au moyen de Yesprit universel qui subtilise et volatilise toutes les superfluités de ce liquide. » Il est assurément curieux de voir ces sortes de révélations confuses, touchant le principe vivifiant de l’air, précéder de près d’un siècle et demi la grande découverte de Lavoisier; découverte qui devait avoir aussi pourpoint de départ la réaction de l’air sur les métaux chauffés en sa présence.

Cependant il existe, dans l’histoire de la science, une longue lacune entre Jean Rey et Nicolas Le Fèvre, d’une part, et Lavoisier, de l’autre. Dans la première moitié du xvme siècle, on vit en effet Stahl (1) détourner la chimie naissante d’une voie féconde pour la livrer aux erreurs brillantes de sa théorie du phlogistique, théorie basée sur l’idée que les oxydes sont des corps simples et les métaux des corps composés. Ayant ainsi pris le contre-pied de la vérité en ce qui concernait le phénomène alors inconnu de l’oxydation, et ayant vu une combinaison où nous voyons une décomposition et réciproquement, Stahl ne pouvait arriver à aucune notion exacte sur la constitution de l’air ; il eut meme le malheur de faire oublier aux chimistes de son temps les données que leur science venait d’acquérir. « Quoi qu’il en soit, dit Dumas (‘A), ce qui donnera toujours à Stahl une auréole de grandeur et de gloire, c’est que non-seulement il a compris qu’il fallait reconnaître en chimie des corps indécomposables tout différents des éléments d’Aristote (*), mais qu’il a consommé cette révolution dans les idées Stahl a été

le précurseur nécessaire de Lavoisier, et, s’il s’est borné à lui préparer les voies, il les a du moins préparées d’une manière large qui n’appartient qu’au génie. »

Friestlev et Lavoisier découvrirent Y oxygène, chacun de son côté, et à peu près vers la même époque. Priestley (3) établit, le premier, les propriétés essentielles de ce gaz {air déphlogistiqué ) à l’égard de la combustion, de la calcination et de la respiration des animaux et des plantes; mais, en restant fidèle à la doctrine surannée du phlogistique, il laissa à Lavoisier la gloire de faire connaître, à la fois, la véritable composition de l’air et la théorie exacte de phénomènes qui, déjà depuis longtemps, préoccupaient l’Europe savante. Dès la fin de l’année 1772, Lavoisier (ù) entre dans la voie qu’il a si brillamment parcourue ; à l’aide d’expériences variées il établit que certains corps, en brûlant à l’air, augmentent de poids parce qu’ils fixent une partie de ce fluide en eux- mêmes. Dès lors, on le voit appliquer sans relâche une méthode de recherches devenue la sienne, tant on avait, depuis Stahl, oublié les premières observations de J. Rey et de Nicolas Le Fèvre ; l’emploi constant de la balance devient en effet, entre les mains de Lavoisier, le moyen principal de ses découvertes (5).

En 1777, préparé par une longue série de travaux, il exécuta son analyse de l’air atmosphérique à l’aide du mercure chauffé en présence de l’air et en vases

(1) Fundamenta cliimiœ dogmaticœ et experimentalis . Nuremberg, 1723, traduction française de de Machy. Paris, 17 57.

(2) Leçons sur la philosophie chimique, p. 84.

(*) Aristote était parti de la combustion du bois pour établir ses quatre éléments : il trouvait dans la flamme du bois qui brûle, dans la fumée qui s’en exhale, dans l’eau qui en suinte et dans la cendre qu’il laisse, les quatre éléments naturels, c’est-à-dire le feu, l 'air, l 'eau et la terre.

(3) Expériences et observations sur les différentes espèces d'air, trad. franc, de Gibelin. Paris, 1777, t. II, in-12.

(4) Sur la nature du principe qui se combine avec les métaux pendant leur calcination et qui en augmente le poids ( Mém . de l'Acnd. des sc. de Paris, 1775. p. 520).

(5' Mém. de l' Acad. roy. des sciences, année 17 77, page 6 5. — Opuscules physiques et chimiques, 2° partie, chap. IX, p. 327.

clos. Cette mémorable expérience, qui fut une analyse et une synthèse à la fois, révéla la composition de l’air, telle à peu près qu’on la connaît aujourd’hui après tant d’autres travaux destinés à contrôler la découverte de cet admirable génie. — Durant plusieurs jours, Lavoisier fit chauffer du mercure, au contact de l’air, dans un ballon pourvu d’un tube recourbé sous une cloche qui renfermait également de l’air et du mercure. L’absorption du gaz pouvait se mesurer par la différence de niveau entre le mercure de la cuve extérieure et celui de la cloche.

« Le second jour, dit Lavoisier, j’ai commencé à voir nager, sur la surface du mercure, de petites parcelles rouges qui, pendant quatre ou cinq jours, augmentèrent en nombre et en volume, après quoi elles cessèrent de grossir et restèrent absolument dans le même état ». Puis Lavoisier constata * que Y air, qui restait

après cette opération et qui avait été réduit aux f de son \olume par la calcination du mercure, n’était plus propre ni à la respiration ni à la combustion ; car les animaux qu’on y introduisait y périssaient en peu d’instants, et les lumières s’y éteignaient sur-le-champ, comme si on les eût plongées dans l’eau. » L’air, au contact du mercure échauffé, avait donc perdu une partie de ses éléments. Le gaz restant, incapable d’entretenir la combustion et la respiration, reçut le nom d 'azote (1).

Quant à cette autre partie de l’air qui avait été absorbée par le mercure, il fallait aussi en assigner les caractères. Après avoir chauffé dans une cornue les précédentes parcelles rouges, Lavoisier parvint à régénérer le mercure et à se procurer « un gaz incolore, beaucoup plus propre que l’air de l’atmosphère à entretenir la combustion et la respiration des animaux.... » Ayant fait passer, ajoute-t-il, une portion de cet air dans un tube de verre d’un pouce de diamètre et y ayant plongé une bougie, elle y répandait un éclat éblouissant ; le charbon, au lieu de s’y consumer paisiblement comme dans l’air ordinaire, y brûlait avecllamme et une sorte de décrépitation à la manière du phosphore, et aussi avec une vivacité de lumière que les yeux avaient peine à supporter. »

La composition essentielle de l’air était découverte.

On sait comment Lavoisier en déduisit immédiatement les théories de la calcination des métaux, de la combustion et de la respiration. Depuis lui, Cavendish, H. Davy en Angleterre; Berthollet, Alexandre de Humboldt et Gay-Lussac en France (*) ; Brunner, en Suisse; Liebig, en Allemagne (**), etc., ont, par différents procédés, analysé l’air dans diverses circonstances, et ils ont pu déterminer, d’une manière plus rigoureuse, les proportions de ses principes constituants.

Boussingault et Dumas (2), ayant également repris cette analyse, l’ont exécutée avec une précision qui, jusqu’à présent, satisfait aux besoins de la science. Leur procédé, qui donne le moyen de remplacer la mesure du volume des gaz par leur pesée, repose sur l’oxydation du cuivre chauffé au rouge et traversé par un courant d’air.

La figure ci-jointe représente leur appareil :

(1) De a privatif, Çtoyj, vie ; de Ça'w vivre.

(*) C'est Y eudiomètre de Volta qu’employèrent Gay-Lussac et Alex, de Humboldt, il y a déjà une cinquantaine d’années, dans le but de déterminer la composition de l’air. Aujourd’hui cet instrument est devenu insuffisant pour des déterminations très exactes.

(**) Liebig ( Compt . rend, des séances de VAcad. des sc. de Paris , t. XXXII, p. 54-58) indique Yacide pyrogallique comme un moyen prompt, précis et commode pour analyser l’air.

(*2) Recherches sur la véritable constitution de l'air atmosphérique, dans Annales de chimie et de physique , 3e série, t. III, p. 257, novembre 1841.

AITAREIL PE BOUSSINGAULT ET PUMAS POUR l’analyse de l’air.

DF, FA. RESPIRATION

S’il est universellement admis que l’air atmosphérique est essentiellement formé du mélange de deux gaz simples, Y oxygène et Y azote , on reconnaît assez généralement aussi que ce mélange se présente dans les proportions sui\ antes :

100 parties d’air atmosphérique contiennent :

En poids, 23,01 d’oxygène, En volumes, 20,81 d’oxygène,

— 76,99 d’azote. — 79,19 d’azote.

100,00 100,00 (Dumas et Boussingault.)

L’air renferme encore une minime quantité d 'acide carbonique et une proportion variable de vapeur d'eau.

Nous venons de faire allusion à un moyen de doser ces deux corps dans l’air, à l’aide d’un système de tubes en U contenant, les uns de la pierre ponce imbibée d’acide sulfurique concentré, et les autres cette même pierre humectée de potasse caustique; tubes que l’on fait traverser par un courant d’air dont un vase aspirateur détermine le volume. Des pesées, faites avant et après l’expérience, font connaître l’augmentation de poids subie par les tubes à acide sulfurique, et celle qu’ont éprouvée les tubes à potasse caustique. La première donnée révèle la quantité d'eau contenue dans le volume d’air sur lequel on a opéré, et la seconde détermine la quantité d'acide carbonique (1). On conçoit d’ailleurs toute l’importance qu’il y a à éliminer la vapeur d’eau et l’acide carbonique, ou du moins à tenir compte de leurs proportions relatives, quand il s’agit de déterminer rigoureusement les proportions de l’oxygène et de l’azote dans l’air.

La proportion de la vapeur d'eau contenue dans l’air varie, comme on devait s’y attendre, selon les circonstances météorologiques: par exemple, plus l’air sera chaud, plus il renfermera de vapeur aqueuse; si bien que, pendant l’hiver, une masse d’air peut en être saturée et en contenir beaucoup moins qu’une pareille masse pendant l’été, quand même cette dernière serait encore loin de son point de saturation (*). Du reste, l’air n’est jamais dépourvu de vapeur aqueuse, et, quelle <[ue soit la localité ou la saison, on voit toujours une couche de rosée se précipiter à la surface d’un corps dont la température est de beaucoup inférieure à celle de l’air ambiant.

Quant à Y acide carbonique , il a été aussi démontré par Th. de Saussure (2), par boussingault et Lewy (3), que Y air ordinaire en renferme constamment, mais que sa quantité est sujette à des variations, puisque à Paris la proportion moyenne a été de 3,19 sur 10 000 parties d’air en volumes, tandis qu’aux environs de Montmorency (à Andilly) elle n’a été que de 2,98. D’après Th. de Saussure (4), on devrait admettre que, sur 10 000 parties d’air la proportion d’acide carbonique est, terme moyen, de 4,9; cet observateur a trouvé pour maximum, 6,9. La nuit, la quantité d’acide carbonique augmente, et elle diminue quelques heures après le lever du soleil ; moindre aussi dans les temps de pluie, elle est plus grande en été qu’en

(1) Boussingault, Combles rendus des séances de VAcad. des sc. de Paris, 184 1, t. XIII,

(*) Par une température moyenne (le 15 degrés centigrades, un mètre cube d’air, quand il est entièrement saturé, renferme environ quatorze grammes de vapeur d'eau.

(21 Annales de ; physique et de chimie, t. XXXVIII, p. 411.

(:î) Comptes rendus des séances de VAcad. des sr. de Paris, année 1 844 , t. XVIII, p. 473.

(4) lier. rit.