MILIEUX RESPIRABLES

qui coh lient seuletnent ^~ à' hydrogène sulfuré; qu'un chien de moyenne taille ne résiste pas à un mélange dans lequel entre ^^ de ce gaz dèlétèfe, et qu*il suffit de j^ pour donner la mort à un cheval. U oxyde de carbone a aussi une action nécessairement mortelle : Félix Leblanc (1) a constaté dans ses expériences qu'un oiseau de taille ordinaire périt dans une atmosphère confinée qui en contient 1 pour 100. Le chimiste Gehelea fut frappé de mort pour avoir simplement flairé un vase qui contenait de Vhydrogene arsénié y 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 fluides gazeux comme pouvant constituer des milieux respirables^ et nous avcms dû paraître ne tenir aucun compte des animaux aquatiques. C'est qu'en effet ceux-ci respirent toujours Voir dissous dans teau^ 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'après les expériences les plus concluantes. Dès 1670, Rob. Boyle (2) s'efforça d'établir que l'eau, dans laquelle vivent les poissons, contient de l'air. Jean Bernouilli (3), 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. De sont formées que de ce fluide : il démontra, en outre, que les poissons ne peuvent pas vivre dans Teau qu'on a privée d'air en la faisant bouillir. Spallanzani (^), qui, dans ses recherches expérimentales sur la respiration, s'occupa aussi 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 Davy, reprenant la même question, fut amené à^conclure que les animaux aquatiques respirent Voxygène tenu en dissolution dans l'eau O et qu'ils ne décomposent jamais i'eau elle-même pour fournir aux besoins de l'hématose. Enfin vinrent, sur le môme sujet, les recherches d'Alex, de Humboldt et de Provençal (5), qui, p!us 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

il) FÉLIX Leblanc, Soie sur quelques faits nouveaux relatifs aux propriétés chimiques du 'jnx oxyde de carbone^ dans Comptes rendus de VAcad. des se, de Paria ^ t. XXX, p. 483.

(2) RoB. BoTLE, "New Pneumatical Exper, about. Respir,^ dans Philos. Trans,^ p. 2011 et 2035, ann. 1670.

(3) Jean Bernouilli, Dissertatio de effervefcentia et fermentationc nova hypothcsi fundata, cap. XIV. fiasle, 1Q90.

(i) Spallanzani, Mémoires sur la respiration ^ trad. par Senebier, p. 315 et suiv. Genève, 1803. — Hapjtorts de l'air avec les êtres organisés, par Senebier, t. I, p. 65, 119, 130. Genève, 1807.

'*) Dans les circonstances normales de température et de pression, un litre d'eau peut dissoudre 46 centimètres cubes d*o!cygène.

(5; Alex, de HoMBOLiyr et Phoitençal, Recherches sur la respiration des poissotis {Mém. de ^i Soc. d'Arcueii, 1809, t. II, p. 359).

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 Tair, libre ou dissous dans Veau, seul est propre à Tentretien normal et continu de la respiration des animaux, et que s'il peut être suppléé par l'un de ses principes, Voxygèncy 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 Tautre, tels sont les éléments du problème qu'il importe maintenant d'aborder, tout en tenant compte aussi de l'influence 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 lonp 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 Vair atmosphérique, peuvent être rapportées au fondateur de 'enseignement de la chimie en France et en Angleterre, à Nicola> LeFèvre (1), professeur au Jardin des plantes de Paris (*), et à Jean Rcy{2), médecin du Périgord. Tous deux avaient reconnu l'augmentation de poid> que subissent certains métaux lors de leur calcination : Jean Rey, dans se^ écrits à ce sujet (3), et Nicolas Le Fèvre {ouvr, cité)y n'hésitaient point à affirmer qu'en pareil cas l'accroissement de poids est dû à la fixation de lair extérieur. Avec 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 le^ 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 Voxygène, Il va même jusqu'à dire que, dans U respiration, l'air n'a pas seulement pour efifet de rafraîchir les poumons, mais qu'il exerce encore une réaction sur le sang, « au moyen de Ve$ifn( universel qui subtilise et volatilise toutes les superfluités de ce liquide». 11 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 pour point de départ la réaction de l'air sur les métaux chauffés en présence|de ce fluide.

(1) Nicolas Le Fèvre, Traité de la chimie» Paris, 1660, 2 vol. in-8, et Londres, i66â,

Q Nicolas Le Fkvre résida aussi à Londres où l'avait fait appeler le roi Jacques II pour lui confier le laboratoire de Saint-James.

(2) Jean Rey, Essays sur la recherche de la cause pour laquelle Vestain et lephmb auf mentent de poids quand on les calcine. Basas, 1630, et Paris, 1777.

(3) lo^ cit.

COMPOSITION DE L'âIR ATMOSPHÉRIQUE. 5&9

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 xviii* 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 oii nous voyons une décomposition et réciproquement, Stahl ne pouvait arriver à aucune notion exacte sur la constitution de l'air; il eut môme 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 (2), ce qui donnera toujours à StaÛ 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 f), 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. »

Priestley et Lavoisier découvrirent Voxygène^ chacun de son côté, et à peu près vers la môme 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 f xacte de phénomènes qui, déjà depuis longtemps, préoccupaient l'Europe savante. Dès la fin de l'année 1772, Lavoisier (4) entre dans la voie qu*il a 5i 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-mômes. 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 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 Tair atmosphérique à l'aide du mercure chaufTé en présence de l'air et

'1) Stavl, Fundamenta chimiœ dogmatkœ et experimentalis, Nuremberg, 1723, traduct, franc, de delUchy. Paris, 1757.

(2) Dumas, Lerons sur la philosophie chimique, p. 84.

'*) Aristota était parti de la combustion du bois pour établir ses quatre éléments : il trouvait dans la Hfannie du bois qui brdle, dans la fumée qui s'en exhale, dans l'eau qui en suinte ^i dani la cendre qu'il laisse, les quatre éléments naturels, c'est-à-dire le feuy Tair, Veau et U ferre.

'3) PfticsTLEY, Kxpét*iences et observations sur les différentes espèces d*air» trad. franc. ie Gibelin. Paris, 1777, t. II, in- 12.

{\) Làtoisieb, Sur la nature du principe qui se combine avec les métaux pendant leur ■'kination et qui en augmente le poids {Mém. de VAcad, des se. de Paris, 1775, p. 520).

('>, Mêm. de VAcad. roi/, des scimces^ année 1777, p. 65. — Opuscules physiques et c/ii- " 'l»cs^ M* partie, chap. ix, p. 327.

550 W LA RESPtf^ATIQI^.

en vases clos. Cette mémorable expérience, qui fut une analyse «t une sptbèse 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 contràler cette découverte. — Durant plusieurs jours, Lavoisier fit chauffer 4m in^'^cure» au contact de l'air, dans un ^aUon pourvu d'un tube recourbé soib une cloche qui renfermait éga,^emeut de Tair et du mçrcure. L'absorption du gaz pouvait se mesurer par la diÇ'érence de uiveau entre le mercure de la cuve extérieure et celui de la cloche. ^ Le second jour, dit Lavoisier, j*ai commencé à voir nager, sur Usui^face du mercure, de petites parceUe> rouges qui, pendant quatre ou cinq jours, augmentèrent en nombre et eu volume, après quoi elles cessèrent de grossir et restèrent absolument dans le môme état«.... ». Puis Lavoisier constata oque Vair, qui restait après cette opération et qui avait été réduit aux f de son volume par la calcination du mercure, n'était plus puropre ni à la respiration ni à U combustion; car les animaux qu'on y introduisait y périssaient en peu d'instants, et les lumières s'y éteiguai^ut sur-le-champ, comme si on les eût plongées dans l'eau, a L'air, au contact du mercure échauffé, avait dua< perdu une partie de ses éléments. Le gaz restant, incapable d'entretenir L combustion et la respiration, reçut le uom d*azote (1).

Quant k cette autre partie de l'air qui avait été absorbée par le mercure, il fallait aussi en déterminer 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-ilj uue portion de cet air dans un tube de verrt d'un pouce de diamètre et y i^ant plongé une bougie, elle y répandait un éclat éblouissant ; le charbon, au Ueu de s'y consu(ner paisiblement comnii dans l'air ordinaire^ y brûlait avec flamme et une sorte de décrépitation à | la manière du phosphores et aussi avec UA^ vivacité de lumière que It^ yeux avaient peine à supporter » .

La composition esseutielle de l'air était découverte.

On sait comment Lavoisier en déduisit immédiatement les théories delj| c«alcination des métaux, de la combustion et de la respiraiion. Depuis lui | Cavendish, Humpbry Davy, en Angleterre; Serthollet^ Alexaqdre dcHum-j boldt et Gay-Lussac, en France O; Brunuer, en Suisse; Liehig, en All^j magne (**), etc., ont, par différents procédés, analysé l'air dans diven ciroonstanoes, et ils ont pu déterminer, d'une manière plus rigoureuse. I< proportions de ses principes constituants.

BoussingauU et Dumas (2), ayant également repris cette analyse, l'o^

(1) De a privatif, Ca>Ti, vie ; de Kàtù, vivre.

(*) C'est Veudiomètre de Volta qu'employèrent Gàt-Ldssac et Alex, de Hcmbolot, il y{ plus de soixante ans, dans le but de déterminer la composition de Tair. Aiyourd'bui cet instri ment est devenu insufAsant pour des déterminations très-exactes.

(**) Li£b:g {Comptes rendue des séances de VAcad, des se, de Paris ^ t. XIIIl, p. î^^'J indique V acide pyrogaliique comme un moyen prompt, précis et conmiode pour analyser 1'^

(2) BODSSiMGÀULT et DoHÀS, Recherches sur la véritable constitutiun de fair atpMT''^ rique^ dans Ann, de chim, et dephys,, 3' série, t. III, p.. 257 ; novembre 1841.

COUPOSITION DE L'AIR ATHOSPHÊRIQDE.

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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 Toxydation du cuivre chauffé au rouge et traversé par un courant d'air.

La figure ci-jointe (p. 551) représente l'appareil mis en usage par ces deux expérimentateurs.

Depuis assez longtemps on avait reconnu (Van Marum, Berzelius) que Toxygène de l'air soumis à l'influence de l'électricité prend des propriétés nouvelles , par suite d'une modification allotropique. Schœnbein s'est emparé de cette question, et ses nombreuses expériences l'ont conduit à admettre que l'oxygène ordinaire, c'est-à-dire tel qu'on le trouve dan> l'atmosphère^ est à l'état neutre. Mais, sous certaines influences, il peut revêtir deux formes différentes et opposées : l'ozone, qui correspond à m état électrique négatif, et Yantozone^ qui correspond à un état électrique positif. C'est seulement sous l'une ou l'autre de ces formes que l'oxygène peut produire des oxydations : l'ozone oxyde à froid et directement un très-grand nombre de corps simples et composés; l'antozone, au contraire, est chimiquement indiff'érent pour les substances facilement oxydableN mais il se combine avec Teau qu'il transforme en eau oxygénée ou bioxydi d'hydrogène, propriété que ne possède point l'ozone. Enfin l'ozone et l'auti»zone^ en s'unissant, reconstituent l'oxygène neutre. Ces faits, au moins pour ce qui concerne l'antozone, ne sont point encore acceptés par un asse?. grand nombre de chimistes pour que l'on puisse leuraccorder dès à présent une grande importance. Cependant nous aurons occasion de les rappeler en recherchant ce que devient l'oxygène après sa pénétration dans le iorrent circulatoire (1).

S'il est universellement admis que l'air atmosphérique est essentiellement formé d\x mélange de deux gaz simples, Voxygèneei Vazote^ onreconnait assez généralement aussi que ce mélange se présente dans les proportions suivantes :

100 parties d'air atmosphérique contiennent :

En poids, 23,01 d'oxygène. En volumes, 20^81 d'oxygène. — 76,99 d'azole. — 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 &àn< 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 môme pierre humectée de potasse caustique ; tubes que l'on fait traverser par un courant d'air dont un vase aspirateur détermi|^ le volume. Des pesées.

(l) Consultez Ao. Wurtz, Traité c/êmeninire rir chimio méfh'cn/e, Paris, 1864, l. i p. 38-48.