OXIGÈNE

Pesant 1,1026... Fluide élastique, permanent, incolore, inodore, insipide, très peu soluble dans l’eau, nécessaire à la combustion et à la respiration, découvert par Priestley , en août 1774 > ha chaleur le dilate , une pression forte et subite le rend lumineux : une bougie allumée que l’on plonge dans une cloche pleine de ce gaz y brûle avec une telle splendeur qu’il est difficile à l’œil d’en soutenir l’éclat : le meme effet a lieu avec un fil de fer, dont l’extrémité est garnie d’un morceau d’amadou en ignition ; le métal se disperse en gouttelettes brillantes : le phosphore , le soufre , le charbon , y brûlent également avec vivacité; les produits de cette combustion sont les acides phosphorique , sulfureux et carbonique; enfin tous les corps simples se combinent avec l’oxigène en donnant lieu à un dégagement plus ou moins sensible de calorique. Ce gaz s’extrait du pcroxide de manganèse en poudre ; on calcine ce corps dans une cornue de grès à laquelle on adapte l’appareil n° 1 ; le peroxide abandonne une partie de son oxigène , passe à l’état de protoxide , et le gaz vient se rendre sous la cloche de la cuve à eau.

L’oxide noir de manganèse étant un produit naturel, il en existe diverses variétés qui sont préférables lorsqu on veut en dégager l’oxigène ( voyez Manganèse) . On extrait aussi ce gaz; i° du deutoxide de mercure ou précipité rouge; 2" du chlorate dépotasse; dans ce dernier cas la chaleur que l’on doit appliquer étant faible, on se sert d’une cornue de verre. Quel que soit, le pro-

cédé employé, on aura soin de ne pas recueillir le ga

3ui se dégage au commencement, et qui est mélaug air atmosphérique.

De la Combustion.

Tout le monde est familiarisé avec le phénomène connu sous le nom de combustion. Un corps combustible, le charbon de bois, par exemple, exposé avec le contact de l’air ruine température élevée, s’échauffe. s’allume et dégage bientôt du calorique accompagné de lumière : lorsque cette émission cesse , le charbon a totalement disparu , à l’exception d’un résidu peu considérable de cendres : il a été presque entièrement converti en acide carbonique qui s’est dégage et que l’on peut recueillir sous la cloche de la cuve pneumatique. Le poids de ce gaz excède de beaucoup celui du char — bon qui a été consumé.

On supposait anciennement que la combustion était due à l’action d’un corps élémentaire appelé feu , qui avait la propriété de dévorer certains autres corps , et de les convertir en sa propre substance. Cette explication qui laissait tout à désirer fut remplacée par les diverses hypothèses de Ilooke , de Mayow , de Stahl. Suivant Stahl , tous les combustibles renferment un certain corps appelé phlogis tique, auquel ils doivent leur combustibilité : cette substance est la même dans tous les combustibles qui ne diffèrent que par la proportion de leurs autres principes avec lesquels le phlogistique est combiné : la combustion, et tous les phénomènes qui s’y rapportent , dépendent uniquement de la séparation et de la dissipation de ce principe ; le résidu reste incombustible. Cette théorie ne peut soutenir l’examen ; sa conséquence immédiate serait que le corps brûlé pèserait moins à près la combustion qu’avant ; or il est prouvé actuellement que dans la combustion le poids des corps dégagés et du résidu est supérieur à celui du combustible : aussi cette théorie fut-elle rao-

lifiée successivement par Màcquer, Priestley, Crawfurd :t Kirvan.

Pendant qu’on changeait ainsi de diverses manières a théorie de Stahlsur la combustion , l’illustre La voiler s’occupait d’en étudier avec soin les phénomènes.

1 déduisit ses premières notions précises sur la nature le la combustion d’un mémoire de Bayen , lu à 1 acalémie en 1774 ; il travailla sur ces données , et parvint 1 établir pleinement l’existence de cette loi générale : Dans toute combustion, l’oxigène se combine arec le :orps qui braie. Cette importante découverte a répandu an nouveau jour sur les phénomènes chimiques, elle \ rassemblé et expliqué un grand nombre de faits isolés, ;t refondu le tout sous la forme d’une science.

Toute fixation d’oxigène est une véritable combustion ; le fer exposé à l’air absorbe l’oxigène de cet air, se rouille ou se transforme en une poudre rouge ; il y a donc combustion : mais les chimistes ont réservé ce nom pour toute absorption d’oxigène accompagnée de chaleur et de lumière. Le mot oxigénation comprend les phénomènes analogues au précédent et danslesquels il y a fixation d’oxigène sans dégagement apparent de chaleur et de lumière.

Lavoisier expliqua ainsi de la manière la plus claire le changement d’état qu’éprouvent les corps dans toute combustion et oxigénation ; il eut recours à la théorie de Crawfurd pour rendre raison de l’émission de chaleur et de lumière qui constitue en partie ces phénomènes. Le calorique et la lumière unis a l’oxigène à l’état de gaz s’en séparent lorsqu’il perd cet état pour se combiner avec le combustible ; mais si cette explication est en général assez satisfaisante poulies cas ordinaires , il en est d’autres auxquels elle ne peut convenir. Le calorique et la lumière sont supposés être combinés avec l’oxigène de l’atmosphère, parce qu’il est à l’état gazeux, et s’en séparer parce qu’il perd cet état de gaz en se combinant à des substances solides ou liquides ; mais les combinaisons de l’oxigène ,

lorsqu’il est déjà solide ou liquide, produisent des eom- * bustions aussi violentes que lorsqu’il est à l’état gazeux, telle est l’action de l’acide nitrique concentré sur l’essence de térébenthine : ici l’azote dans l’acide nitrique avait éprouvé la combustion ; l’oxigène auquel il s’était uni, et qui l’avait déjà brûlé, était liquide, et cependant l’oxigèuc a donné du calorique et de la lumière en se combinant avec l’hydrogène et le carbone qui entrent dans la composition de l’essence. 11 faut donc ; avouer qu’avec la seule théorie de Lavoisier une partie des phénomènes de la combustion , c’est-à-dire, le dégagement de chaleur et de lumière est quelquefoisinexplicable. Cette insuffisance se fait surtout sentir lorsqu’il faut expliquer les phénomènes de la combustion dans plusieurs combinaisons dont l’oxigène ne fait pas partie : la poudre d’antimoine, projetée dans un flacon rempli de chlore , donne une flamme vive et brillante ; les deux substances se combinent et il se forme un chlorure d’antimoine ; le potassium et le sodium en s’unissant à l’iode sans le concours de l’oxigène dégagent de la chaleur et de la lumière : le phosphore , l’arsenic , mis en contact avec le chlore gazeux, produisent les mêmes phénomènes. Les chimistes anglais reconnaissent que ces combinaisons sont de véritables combustions ; conséquemment, au lieu d’admettre avec Lavoisier que l’oxigène est le seid corps comburant, ils reconnaissent plusieurs des corps appelés jusque-là combustibles comme comburans, ou soutiens de la combustion : ces corps sont le chlore, l’iode, le fluor et probablement aujourd’hui le brome : ainsi, suivant Thomson, la combustion est la combinaison d’un corps combustible avec un des soutiens de la combustion, accompagnée de calorique et de lumière. Cette théorie laisse encore beaucoup à désirer.

Une nouvelle explication du phénomène de la combustion a été donnée parle professeur dechimic de la faculté de médecine de Paris. Les molécules des corps sont tenues à distance par l’interposition du calorique: les intervalles remplis de ce flitide , qui existent même

dans les substances les plus denses, sont immenses, suivant les meilleurs physiciens : la quantité de calorique interposée augmente selon l’état du corps ; elle est plus grande dans les liquides que dans les solides , plus grande dans les gaz que dans les liquides. Toutes les fois que deux corps en se combinant forment un composé plus dense , il y a donc dégagement de calorique ; ce dégagement est plus ou moins grand ; il est généralement peu sensible dans la combinaison des corps solides entre eux ; il l’est davantage dans celle des liquides ; il devient très marqué dans celle des corps gazeux , soit avec un autre fluide élastique , soit avec an corps solide ou liquide. Le chlore et l’hydrogène se combinent avec dégagement de calorique et de lumière. L’hydrogène et l’oxigène produisent le même phénomène dans la formation de l’eau. L’union accompagnée de flamme du chlore avec plusieurs substances solides indiquées plus haut, celle de l’oxigène avec la plupart des corps sont également bien expliquées dans cette hypothèse. L’énergie de l’affinité des deux corps , la facilité , la promptitude avec laquelle ils se combinent, déterminent l’apparition ou l’absence des phénomènes de la combustion : ainsi l’oxig'ène s’unit au ’er dans son oxidation à l’air libre sans dégagement sensible de calorique , parce que les points de contact sont rares et la combinaison lente ; si le fer est placé dans un flacon rempli de gaz oxigène pur et la combinaison faeditée par la chaleur , la lumière produite par la vivacité de la combustion sera , comme il a été dit , tellement éclatante que l’œil 11e pourra la supporter ; enfin si l’oxigène déjà uni à un corps l’abandonne pour se porter sur une autre substance avec lequel il a plus d’affinité, cette supériorité d’affinité en déterminant une union plus intime pourra causer le dégagement de calorique qui s’opérera ; tel est le cas de la flamme produite dans la combinaison du carbone et de l’hydrogène qui existent dans l’essence, avec l’oxigène qui se sépare de l’acide nitrique : l’oxigène abandonne

très facilement l’azote et a au contraire beaucoup d’affi-

nité pour le carbone et l’hydrogène.

La combustion serait donc, suivant la définition de M. Orfila , un phénomène très général qui a lieu toutes B les fois que deux corps se combinent avec dégagement de calorique et de lumière Cette hypothèse , assez ingénieuse, est également insuffisante pour expliquer tous les laits , notamment celui de la combustion de la poudre où l’oxigène et les corps combustibles sont solides, et donnent naissance à des produits gazeux ; remarquons cependant qu’elle se rapproche en beaucoup de points de l’hypothèse établie par M. Ampère, pour se rendre compte de la chaleur et de la lumière émises dans les combinaisons chimiques.

Quelles que soient au reste les modifications apportées par la suite à la belle loi de Lavoisier , modifications nécessitées par les faits nouveaux inexplicables dans son hypothèse, il n’en sera pas moins vrai qu’il y a combustion plus ou moins marquée dans toute fixation d’oxi* gène ; ruais jusqu’à ce qu’on ait admis une solution des questions discutées , sa théorie étant la seule généralement admise en France, nous examinerons les corps dans le même ordre qtie si nous l’admettions nous-même entièrement, eu nous réservant d’appuyer sur les faits qu’elle ne peut expliquer.

Lorsqu’un corps soumis à la combustion devient rouge (le feu sans cependant s’enflammer , on dit qu’il est en ignition. Si ce corps répand en brûlant une vive lumière sons forme de flamme , on appelle le phénomène inflammation; si l’inflammation a lieu brusquement et avec bruit , on dit qu’il y a détonation.

Quand la combustion sc fait avec flamme , la vivacité de qptte dernière est d’autant plus grande que le produit de celte combustion approche plus de la fixité. Le phosphore , le zinc , le potassium donnent une flamme très brillante; les produits obtenus acide phosphorique, oxide de zinc, potasse, sont fixes. L'hydrogène, le soufre au

COMBUSTION. 6g

:ontraire donnenl une flamme peu visible , les produits :au, acide sulfureux , étant volatils.

La flamme ne peut traverser une toile métallique ine : chaque ouverture fait l’office d’un tube très court , ibsorbe de la chaleur , abaisse la température et concquemment s’oppose à l’ignition du combustible placé le l’autre côté de la toile : la finesse de cette toile doit ■tre proportionnée à la température qu’exige le commstible pour son inflammation. Une toile de 100 ouvertures par pouce carré arrête l’inflammation de la vapeur de l’esprit-de-vin , mais ne peut arrêter l’in— lammation de l’hydrogène : ce dernier combustible ;xige des fils de 1/60 de pouce et 800 ouvertures par jouce carré.

Ce principe, que l’expérience confirme, a été mis en ira tique pour s’opposera la détonation des gaz inflarnnables qui remplissent quelquefois les mines de charnon de terre. Ces détonations produites par la lumière :jue l’on porte pour se guider dans le travail , bouleversent la mine, et une multitude d’ouvriers en ont été victimes La lampe destinée à éclairer l’ouvrier èst enérmée dans une toile métallique; lorsque la flamme pâlit, cet affaiblissement qui est bientôt suivi d’un léger sifflement et d’une lueur phosphorique répandue dans tout l’intérieur de la lampe , indique que l’atmosphère est très riche en gaz inflammable, uecontient presqueplus d’oxigène , et conséquemment esl, irrespirable. D’un antre côté on a observé qu’un fil de platine chauffé au rouge blanc conserve cet état lorqu’il est plongé dans un mélange détonnant: on a donc attaché dans la flamme un paquet de fils de platine; ce dernier rougit par l’inflammation de la lampe, et lorsque l’atmosphère n’est plus assez riche en oxigène, cette lampe s’éteint , mais le fil de platine en ignition guide l’ouv rier dans sa sortie; bientôt arrivé plus près de l’ouverture, ce fil rallume la lampe. Le chevalier Aid ini a montré, dans cesderniers temps, de quelle utilité, dans les incendies pouvaient être les toiles métalliques, sagement comT

binées avec des matières incombustibles , telles que l’amiante, ou peu conductrices comme la laine, etc., etc. Un homme couvert du vêtement de son invention peut traverser les flammes sans en éprouver le moindre dommage.

Plusieurs chimistes, parmi lesquels on distingue Lavoisier et Laplace , ont cherché à déterminer la chaleur produite dans la combustion de diverses substances ; les tables suivantes donnent le résultat de recherches faites sur cette partie.

Table des quantités de glace fondue par la chaleur provenant de ta combustion de plusieurs corps.

Suivant MM. Clément et Desormes.

• Lit. de glace.

i livre d’hydrogène 295,00

Charbon de bois plus ou moins sec, de 80 à 94,00

Coke par 94, 00

Houille suivant sa qualité, de -6 à 94,00

Bois plus ou moins sec, de 38 à 40,00

Tourbe, la meilleure 26,60

Suivant Lavoisier.

1 livre d’hydrogène 3i3,

— d’huile d’olives 148,883

— de cire blanche 140,000

— de phosphore 100,000

— de charbon 96,351

— de suif 95,81 3

— d’éther sulfurique ?4,3i3

— de salpêtre avec une de soufre 3a, 000

— de salpêtre avec 5/i6 de charbon 12,000

On peut déduire de ccs tables la chaleur communiquée à un poids donné d’eau par la combustion d’un même poids de la substance combustible.

Une livre d’hydrogène fond 3 1 3 de glace on élève 3 1 3 liv. d’eau de o° à ^5 d’après le principe établi en traitant du calorique, ou élève une livre d’eau de o° à

i3X75=234750 , c’est-à-dire qu’une livre d’hydroène en brûlant élève une livre d’eau de o° à 23475°. ,e calcul fait sur les autres substances donne les résulits suivons :

Suivant MM. Clément et Desormes.

i> livre d'hydrogène élève 1 livre d’eau

de o° à 295X75 ou 22125 degrés.

Charbon de bois de o° .à 6,000 et 7000

Coke pur yo5o

Houille de 5Soo et 7o5o

Bois de 285o et 3ooo

Tourbe 2000

Suivant Lavoisier-

L’huile d’olive élève l’eau de o°. . à 148,883 X?5

La cire à

Le phosphore à

Le charbon à

Le suif à

L’éther sulfurique à

Le salpêtre avec partie égale de soufre.

Le salpêtre avec 5/ 16 de charbon, à

On voit par là qu’à poids égal la houille , le coke , le harbon de bois sont des combustibles bien préférables la tourbe et à tous les bois. Cependant ces résultats :e sont pas exactement ceux que l’on obtient dans la iratique ; le choix du combustible dépend d’ailleurs,

0 de la nature de l’effet qu’on veut produire, 2° du irix du combustible comparé à 1 a quantité de la chaleur [u’il développe : ainsi à Paris le chauffage par le charion de terre est le plus économique de tous, le chauffage iar le coke est plus cher que celui du bois, enfin e chauffage par le charbon de bois est le plus cher de ous (traité de la chaleur par M. Péclet).

Les calculs donnés plus haut supposent que la capacité les corps pour le calorique est invariable, lorsque ces orps sont élevés à des températures supérieures ; cette

01 n’est pas démontrée, il paraîtrait au contraire que

= 1 1 1660 io5oo 75oo 9°°

le calorique spécifique des corps augmente avec leu température.

2e SECTION.

Des combustibles non-métalliques.

Ces combustibles sont au nombre de 1 1 si l’on admet l’existence du fluor comme radical de l’acide hydro— fluorique ; nous les classons dans l’ordre de leur affinité, pour l’oxigène.

De l’Hydrogène.

Pes. 0,06g. L’hydrogène est un fluide élastique , permanent , incolore , insoluble dans l’eau , d’une odeur légèrement alliacée lorsqu’il n’est pas parfaitement pu — rifié : c’est le plus léger de tous les gaz. Un corps en ignition que l’on plonge dans une éprouvette pleine de ce gaz s’eteint , et si le gaz est en contact avec l’air atmosphérique il bride avec une flamme bleuâtre. On le prépare avec l’appareil n° i , que l’on peut simplifier en remplaçant la cornue et l’alonge par une fiole ordinaire qui reçoit de la limaille de zinc , de l’eau et de l’acide sulfurique. L’eau se décompose, son oxigène uni au zinc forme de l’oxide de zinc, qui, se combinant avec l’acide sulfurique, donne un sulfate de zinc, tandis que l’hydrogène de l’eau se dégage et est reçu sons la cloche. Il est difficile de l’obtenir très pur ; on le débarrasse d’une matière huileuse qui lui donne de l'odeur, et augmente sa pesanteur en l’agitant avec de la potasse, ou le faisant passer «à travers une dissolution de cette substance.

Mêlé à l’oxigène, l’hydrogène s’enflamme et détonne au contact d’un corps en ignition ou par l'étincelle électrique : ce mélange est employé pour produire une

chaleur très intense : on se sert à cet effet d’un instrument nommé chalumeau. On appelle ainsi tout appareil qui développe à l’aide d’un courant de gaz une chaleur tellement forte que lorsqu’elle est bien ménagée elle fond presque tous les métaux , pourvu cependant qu’ils ne soient pas soumis à la flamme en fragmens plus gros qu’un grain de blé. Le chalumeau le plus simple est un tube recourbé terminé en pointe, au moyen duquel on souffle sur une lampe ordinaire, en formant ainsi un cône lumineux baigné d’air à l’intérieur et à l’extérieur: dans cet instrument nommé chalumeau à bouche , l’azote qui est une des parties de l’air diminue la chaleur; aussi cette dernière est bien plus forte en substituant à l’air un courant d’oxigène pur que l’on établit par la pression exercée sur une vessie remplie de ce gaz et à laquelle est fixé un tube terminé en pointe. On a enfin augmenté la chaleur en remplaçant l’oxigène par un mélange d’oxigène et d’hydrogène dans les propoi lions nécessaires pour faire l’eau : on évite la détonation en plaçant le réservoir dans une autre salle et en terminant le tuyau d’ajutage par un tube droit effilé et garni à l’intérieur d’un assemblage de toiles métalliques. Voici quelques expériences faites avec le chalumeau à gaz oxi -hydrogène.

Le plaline exposé en petits Iragmens au courant du chalumeau était fondu, et les pl»s grosses gouttes qui tombèrent pesaient 10 grains; en plaçant plusieurs de ces globules sur un morceau de charbon , et les exposant à la plus grande force des gaz , le métal bout cl eouleen formant une masse: de cette manière on a fondu plus de ?.oo grains de platine en un globule métal lique brillant.

L antimoine , le fer , le cuivre , l'arpent et même For placés sur le charbon et sous le jet des gaz enflammés fusent et brûlent rapidement avec une flamme dont la couleur varie avec la nature du métal ; l’antimoine et le 1er donnent une flamme vive, accompagnée d’une belle scintillation; le cuivre, l’argent, l’or donnent une lamme verte.

Le silex se fond en un verre coloré; l’alumine sc convertit en email blanc de lait, la barite donne un émail blanc-grisâtre; il en est de même pour la zircone , la strontiane , la glucine, la chaux et la magnésie j mais chacune de ces terres offre des variétés dans la marche du phénomène.

On a aussi obtenu la fusion de la porcelaine, de la poterie commune , des fragmens de creusets de Hesse , de la faïence de Wedgwood, de plusieurs argiles, comme la terre de pipe, la brique réfractaire et quelques roches. M. Lampadius, en faisant usage du chalumeau à gaz, a trouvé que la chaleur produite par la combustion de l’oxigène mêlé à l’hydrogène percarbonétiré du charbon de terre était supérieure à celle que donne l’hydrogène pur.

La grande légèreté de l’hydrogène en a fait adopter l’emploi pour la confection des aérostats: ces derniers sont ordinairement des ballons sphériques en taffetas gommé que l’on remplit d’hydrogène; ils pèsent moins que le volume d’air qu’ils déplacent et conséquemment tendent à s’élever.

Le procédé indiqué plus haut pour obtenir l’hydrogène, est celui dont on se sert dans les laboratoires : mais lorsqu’il est nécessaire d’avoir un volume considérable de gaz pour le gonflement d’un ballon, le zinc serait trop dispendieux ; on le remplace par le fer : la réaction est la même et il sc forme du sulfate de 1er. L’expérience démontre que 3 kilog. de fer, 5 d’acide sulfurique du commerce et 3o d’eau donnent au moins un mètre cube de gaz.

Soit un ballon de io mètres de diamètre ou 52.3,6 mètres cubes: les matières employées sont 1570 kilog. de fer, 2.618 kilog. d’acide et 1.5708 kilog. d eau. La règle; est très simple. V. étant le volume du ballon , on multipliera ce volume par 3, pour avoir la quantité de fer, par 5 pour celle d’acide, et par 3o pour celle de l’eau.

La table suivante , due à M. F rancoeur, indique les

poids que peuvent enlever des ballons de divers diamètres.

Diamètre

en

Mètres.

V olume en

M. cubes.

Surface

en

M. carrés.

Kilo

que le gaze peut eiviever.

Toids

de

l’eirvcloppe en kilo.

Force

ascensinnell.

poids des agrès.

1 i3,io

in

CO

De l’Eau.

L’hydrogène s’unit chimiquement àl’oxâgène et peut former deux composes , l’eau et l’eau oxigénee j le second de ces produits n’a pas d’usage, et sa préparation nécessite des détails qui ne peuvent trouver place dans cet ouvrage. Nous 11c nous oc uperons donc particulièrement que du premier.

L’eau est ce fluide répandu avec une si grande abondance sur toute la surface du globe ; à cet état l’eau n’est presque jamais pure, si ce n’est celle qui tombe à la (in

d’une longue pluie. Les substances étrangères mêlées à l’eau sont plus volatiles ou plus fixes qu’elle-mêrnc, par conséquent on. la purifie en' la faisant bouillir, condensantlesvapeurset rejetantles premières parties condensées : cette opération se fait en grand au moyen d’un appareil appelé alambic. Le liquide purifié porte lt- nom d ’ eau distillée ; il est transparent, inodore , insipide, susceptible de transmettre le son et de mouiller la plupart des corps, très peu compressible; son pouvoir réfringent est considérable ; il conduit mal le fluide électrique et pèse 781 fois autantque le même volume d’air: sa pesanteur spécifique est supposée égale à 1 et sert à mesurer la pesanteur des corps solides et liquides.

L’eau refroidie jusqu’au— dessous de o° passe à l’état de glace; chauffée jusqu’à 100 degrés, elle bout et se convertit en vapeur. La dissolution des différens sels dans l’eau change son point d’ébullition ; la plupart l’élèvent, et celte élévation est en général proportionnelle à la quantité de sel dissous ; quelques-uns l’abaissent ; le sulfate de cuivre ne le change pas.

La plus forte chaleur ne peut décomposer ce liquide. L’eau est composée en poids de 88, ?.Ç) oxigène 11,71 hydrogène (éch. syn. 8 oxigène , 1 hydrog. ) ou en volume de 2 hydrogène et de 1 d’oxigène. Cette decouverte de Caveudish et de Lavoisier peut se vérifier par l’analyse et par la synthèse.

En 1781 Caveudish, s’occupant d’examiner ce que devient l’air perdu dans la combustion , entreprit des expériences dans lesquelles il brûla 32,875 kilog. mesure de gaz hydrogène avec deux fois et demie eette quantité d’air commun, et en faisant passer ce mélangé brûlant à travers un tube de verre d’environ deux mètres de long, il se condensa 8,740 grammes d’eau pure.

Le 24 jl|in 1783, I/ivoisicr et Laplaee répétèrent l’expérieuce de la combustion de l’hydrogène et de 1 oxigène dans un vase de verre sur le mercure , en quantité plus grande que celle qui avait été brûlée par

Cavendish; le résultat fut d’environ 1917 grammes d’eau pure.

Enlin*l’cxpérience de MM. Fourcroy, Yauquelin et Séguin commencée le mercredi i3 mai 179° ne fut achevée que le vendredi 22 du même mois ; le volume du gaz hydrogène fut de 25c)63,563 pouces cubes dont le poids était de io3g,358 grains : le vclume d’oxigènefut de 12570, q42 pouces cubes pesant 6209,869 grains. Le poids total de ces deux gaz était donc de 7249,227 grains.

Le poids de l’eau obtenu fut de 7245 grains ou 12 onces 4 gros 45 grains : le déficit fut donc de 4,227 grains. Cette expérience 11e peut laisser aucun doute.

La composition de l’eau peut se démontrer par l’analyse. Lavoisier fit une expérience facile à répéter qui consistait à faire traverser par do la vapeur d’eau un tube de 1er chauffé au rouge : le fer fut oxidé , et il y eutdégagementd’hydrogène ; la vapeur d’eau à laquelle il fit traverser diverses substances combustibles produisit le même effet. On se sert pour celte expérience de l’appareil , jîg. 10. Il est un tube de fer ou de porcelaine, que l’on remplit de fer bien décapé : ce tube traversant un fourneau est chauffé au rouge comme dans l’appareil n° 4 ; le tube N P reçoit de l’eau qui, arrivée en P, est rapidement portée en vapeur le long du tube II : les produits qui sont de l’hydrogène et de la vapeur d’eau sont recueillis sur le mercure.

La plus ou moins grande pureté c»2s eaux lésa fait diviser en trois espèces : eau pure ou distillée , eaux ordinaires , eaux minérales.

La première est celle que nous venons d’examiner; on 1 emploie dans les laboratoires pour les analyses.

La seconde est l’eau potable ordinaire : ellerenferme plusieurs sels, tels fuie sulfate de chaux, carbonate de chaux, sulfate de potasse , etc. Lorsque ces sels sont en trop grande quantité, l’eau ne peut cuire les légumes et décomposé le savon qui s’y dissout mal; c est ordinairement le moyen que l’on emploie pour recon-

naître si une eau peut servir aux divers usages de la vie : dans le premier cas , la sélénite (sulfate et carbonate de chaux), contenue dans l’eau s’interpose entre les molécules végétales, et rend les légumes durs et ligneux : dans le second , le savon étant coin posé d’huile et d’alcali (soude) est décomposé par les sulfate et carbonate de cl. aux ; il se forme un sulfate et un carbonate de soude solubles et un savon insoluble d’huile et de chaux. M. Thénard a indiqué comme moyen de purifier les eaux non potables l’addition d’une certaine quantité de carbonate de soude : on conçoit en effet que ce sel décompose les sulfate et carbonate de chaux , les transforme en sels de soude, et ces nouveaux sels, sulfate et carbonate de soude, ne s’opposent plus à la cuisson des légumes et ne décomposent plus le savon.

Les eaux minérales sont celles qui renferment une quantité de principes étrangers assez considérable pour produire une action particulièresur l’économie animale. On divise ces eaux en quatre sections:

i° Eaux gazeuses ; 2° eaux salines; 3° eaux ferrugineuses ; 4° eaux sulfureuses.

Les premières pétillent et dégagent de l’acide carbonique : eaux de Seltz , de Scdlitz , etc. ; les deuxièmes renferment plusieurs sels, telsqu e sulfate de magnésie , hydrochlorate de soude, hydrochlorate de chaux , etc. ; les troisièmes contiennent du fer en dissolution , eaux de Spa, de Prrmont , de Passy, de J ichy , etc. ; les quatrièmes enfin ont l’odeur d’œufs pourris, eau r de Barrcgcs , de Bagncrcs , de Bonn, <Y Aix-la-Chapelle , etc. ; ces dernières, et quelques-unes des trois autres sections , ont quelquefois une température supérieure à celle de l’air environnant.

Température de quelques sources d'eau chaude.

Bristol

Carlsbad

Bath. .

Aix-la-Chapelle

Vichy.

Barrcges

L’eau est d’un emploi continuel dans l’état ordinaire

de la \ ie. Le chimiste s’en sert dans presque toutes ses opérations; clic se combine avec les corps , soit en les dissolvant et restant limpide, soit en se solidifiant ellemême. Toute réflexion sur son utilité serait donc superflue , et nous aurons occasion de revenir sur ses divers emplois comme agent chimique: mais l’usage de la vapeur d’eau comme force motrice s’est tellement répandu que cette partie exige quelques développemens.

La vapeur d’eau occupe , avons-nous dit, 1700 fois le volume qu’elle avait à l’état liquide : cette énorme différence a donné à l’homme une uuiss'ance dont il ne connaît pas encore la limite. On conçoit que si une masse d’eau vaporisée est introduite dans un espace où elle ne puisse se dilater, elle chassera les parties mobiles de *a paroi dont le mouvement permettra son expansion : si elle est subitement condensée , l’espace qu’elle occupait sera vide ,* et l’air par sa pression ou tou le autre force agira extérieurement en ramenant le piston dans un sens opposé; une nouvelle masse liquide vaporisée et condensée produira le même effet ; de là un mouvement de va-et-vient : tel fut le jeu des premières machines à vapeur. Plus tard on lit arriver la vapeur sur les, deux surfaces du piston ; ainsi l’eau gazéifiée agit à la surface inférieure, et au moment où elle passe à l’état liquide par des injections froides, une masse de vapeurs se répand sur la surface supérieure : cette dernière est liquéfiée tandis que la vapeur s’introduit sous l’autre surface, et ainsi de suite. Ce mouvement continuel de va-et-vient employé comme iorce motrice a donné des résultats surprenans. Les premières idées sur l’application de la vapeur comme puissance appartiennent à la France: ce fait a été prouvé par M. Arago et il est consigné dans l’ouvrage intitulé : Histoire descriptive de la machine à vapeur par R. Stuart. Mais on doit au célèbre Watt, anglais, la mise en pratique et des perfcctionncmens tels que son nom vient se placer au-dessus de tous ceux qui l’ont devancé. Chacun aujourd’hui a entendu parler

8o RORE.

de la vapeur employée comme force motrice clans les filatures, dans la navigation, enfin dans tous les établisscmens qui nécessitent une grande puissance. On s’est également beaucoup occupé des explosions arrivées sur les bâtimens à vapeur ; et par suite des dangers qui accompagnent l’emploi de ce nouveau mode de transport par eau : je renvoie pour cette partie à l’excellent mémoire de M. Arago, mémoire publié dans l’annuaire du bureau des longitudes pour i83o, et au traité intitulé Guide du chauffeur et cbi propriétaire de machines à vapeur : les personnes qui dirigent des machines à vapeur ou qui ont besoin de les étudier, trouveront expliquées dans cet ouvrage toutes les causes d’explosions des chaudières , ainsi que les moyens à employer pour prévenir ces accideus.

Un autre usage qui est encore peu popularisé en France est l’emploi de la vapeur d’eau comme moyen de chauffage dans les bâtimens : cette vapeur se dégage d’une chaudière et est transportée à travers les apparlcmens par des tuyaux de conduite. L e xpérience a prouvé que ce moyen réunit les quatre conditions que l’on exige d’un bon chauffage , l’économie , la propreté , la sûreté et la sa'nbrité. Quelques foyers de nos théâtres sont actuellement chauffés, du moins en partie, par la vapeur d'eau.

Du ltore.

Le bore est solide, brun-verdâtre, inodore, sans saveur ; sa pesanteur n’est pas connue ; il n’existe dans la nature que combiné , et a etc peu étudié; la lumière, l’électricité, la chaleur même la plus violente sont sans action sur lui.

Il paraît ne se combiner avec aucun des corps combustibles, excepté le fer et le platine.

Chauffé au-dessous de la température ronge, il s uii il à l’oxigène et forme de l’acide borique.

ACIDE BORIQUE. 8i

11 s’extrait de ce dernier acide par un procédé difficile et coûteux.

Acide boriqoe. Pes. i ,47 n ou O^o : comp. incertaine. Corps solide, inodore, incolore, d’une saveur peu prononcée; il rougit faiblement la teinture de tournesol; privé d’eau il a l’apparence du verre, est fusible à une haute température sans cependant être altéré ni volatilisé par la chaleur ; attire l’humidité de l’air et devient opaque. Cet acide se dissout difficilement ; uni à l’eau, il cristallise sous forme d’écailles blanches nacrées et de prismes ou lames mal déterminées : il est alors soluble dans quinze fois son poids d’eau bouillante ; chauffé il se fond et perd l’eau avec laquelle il était combiné : l’oxigène, l’air, l’hydrogène sont sans action sur lui.

Lorsque l’on prépare l’acide borique en petites quantités on l’extrait du borate de soude en pulvérisant ce sel, le faisant dissoudre dans six fois son poids d’eau, et versant peu à peu dans la dissolution de l’acide sulfurique jusqu’à ce que la liqueur rougisse le papier de tournesol ; on agite en même temps vivement: le borate se décompose, il se forme un sulfate acide de soude qui reste en dissolution, et l’acide bo- I riquese précipite par le refroidissement sons forme de

I paillettes nacrées. On filtre le liquide froid et on lave i le i ’ésidu à l’eau froide, puis on fait égoutter et sécher: on peut ensuite le faire fondre dans un creuset de ï Ile sse pour achever de le purifier.

Tel n’est pas le procédé que l’on suit aujourd'hui Il dans les arljj. On purifie en grand l’acide borique que r l’on trouve àl’étal libre dans plusieurs lacs de la Toscane.

: Le terrein de ces lacs est formé d’une matière boueuse i sans cesse agitée par une ébullition apparente due à un

! dégagement continuel de vapeurs qui sortent du sein de la terre. Les lacs les plus riches sont ceux de Cher- Ichiujo, de Monte— Lerboli , de Castcl-Nuovo, etc., etc.

Ou lessive avec de l’eau chaude, les boues rejetées ’ >ur les bords des lacs ou lagoriis et on fait évaporer :

souvent on se contente de concentrer les eaux même J de ces sources thermales qui contiennent l’acide bori-*que en dissolution ; mais celui qu’on obtient par ce procédé n’est jamais pur. L’acide borique s’emploie dans les analyses de minenais (cet usage sera développé plus loin ) ; il sert a faire le borate de soude en usage dans les verreries; il entre dans la composition du strass , enfin il pourrait servir à faire des vernis ou couvertes dans les poteries communes , mais il est encore trop cher; on l’emploie en médecine comme sédatif.

Du Carbone.

Le carbone est pour le chimiste le principe parfaitement pur du charbon : la nature ne le présente que dans le diamant : ce dernier corps brûle dans l’oxigène pur, à l’aide d’une température excessivement elévée, ne laisse aucun résidu , et le gaz produit de la combustion est l’acide carbonique. Le carbone uni à l’hydrogène et à quelques matières terreuses constitue le charbon ordinaire.

L’unité de poids pour les diamans est le carat. Le carat pèse 4 grains, et les diamans impropres à bataille se paient de 3o à 36 Ir. le carat ; quand ils peuvent être taillés et t[uc leur poids est au-dessous du carat on les vend 46 fr. le carat : si leur poids dépasse ce terme, on en prend le carré que l’on multiplie par j8 ; ainsi un diamant de 5 carats vaut

5X5X4^=1200 fr- '

Enfin si le diamant est taillé , on esîiine le poids perdu à la moitié du poids brut.

Les diamans les plus remarquables sont: i° celui du raja de Ma Luii, à Bornéo ; il pèse 3oo carats au moins ; 2° celui de l'empereur du Mogol , il pèse 2 79 carats et vaut onze millions; 3° celui de l'empereur do Russie (iq3 carats) ; 4° celui de l'empereur d’Autriche ( 1 3 9 carats); 5° celui du roi de France (i36carats).

Divers essais out été faits pour opérer la fusion du charbon ordinaire purifié ; ce qui aurait peut-être conduit à la fabrication du diamant. MM. Hare et Sillimann ont annoncé avoir opère cette tusion en établissant la communication entre les deux pôles d une pile à l’aide d’un morceau de charbon taillé en pointe a ses deux bouts. Plus récemment M. Cagnard - Latour, et ensuite M. Gannal, ont cru avoir fabriqué du diamant. À cette époque le prix du diamant baissa sensiblement.Mais les faits annoncés n’ont pas été confirmés.

Le diamant est employé pour graver et couper le verre. C’est avec sa poussière qu’on parvient à tailler les autres pierres dures.

Le charbon ordinaire est un corps solide, sans odeur, sans saveur, d’une couleur noire ; sa dureté, sa pesanteur et sa porosité varient beaucoup. Il est mauvais conducteur du calorique, mais conduit assez bien l’électricité quand il a été calciné convenablement ; aussi l’employe-t — on pour garnir le pied des paratonnerres et transmettre facilement au sol le fluide électrique. La plus forte chaleur ne peut le ramollir; il est inaltérable à l’eau et l’on charbonne la partie des pieux que l’on enfonce en terre pour les rendre plus durables. Une de ses propriétés les plus remarquables est celle d’absorber les gaz avec lesquels on le met en contact ; cette absorption est d’autant plus grande que la température est plus basse et la pression plus forte ; elle est moins considérable lorsque !e charbon est en poudre; elie augmente avec sa densité jusqu’à un certain point, où les pores trop serrés ne la permettent plus aussi facilement : elle varie avec la nature des gaz.

La table suivante , due à de Saussure, indique quelques unes des variat'ons : un volume de charbon de bois absorbe

90 vol. de gaz. ammoniacal.

85 — d’acide hydrochloriquc.

4o — de protoxide d’azote.

35 — d’acide carbonique.

35 vol. d’hydrog. perça rboné.

g, a 5 — d’oxigèue.

7,5 — d'azote.

r,7.î — d'hydrogène.

8/f CARBONE.

Celte propriété rend le charbon très utile pour prévenir la putréfaction des eaux dans les voyages de Ion g cours; àeet. effet on conserve ces eaux dansdes tonneaux dont l’intérieur est charboné. On purifie celle qui a quelque odeur en la filtrant à travers plusieurs couches de charbon pilé : tel est le procédé mis en action dans l’établissement des eaux clarifiées par les filtres-char bons. On peut aussi ôter la mauvaise odeur et le mauvais goût de la viande gâtée en la faisant bouillir avec du charbon.

Ce combustible jouit encore de la propriété de décolorer plusieurs substances végétales et animales. Nous reviendrons sur plusieurs de ces usages et de ces propriétés en traitant des différentes espèces de charbon.

On peut diviser les charbons en trois espèces distinctes: i° charbon animal; 2° charbon de bois; 3°cha bon minéral.

L’usage a consacré le nom de charbon animal à celui que l’on obtient en distillant dans des vases clos , un pea au-dessus du rouge cerise, les os de divers animaux que l’on recueille en très forte quantité, surtout dans les grandes villes. On les soumet à la calcination par deux procédés : dans le premier on remplit d’os concassés et dépouillés de leur graisse de gros cylindres placés horizontalement dans un four et terminés par un tuyau de trois pouces de diamètre adapté à un appareil réfrigérant; on élève peu à peu la température jusqu’au rouge , et l’action se continue ainsi pendant trente-six heures; il suffit alors de retirer le charbon , on le met dans les ctouffoirs, on le laisse refroidir et on le réduit en poudre fine. Dans le deuxième procédé on calcine les os dans des marmites de fonte assemblées par paire et renversées l’une sur l'autre sur leurs orifices ; les deux marmites sont lutées avec de la terre grasse, et cet enduit forme en se desséchant quelques fentes qui suffisent au dégagement des gaz, de l'eau vaporisée et de l’huile empyreuinatique.

La propriété décolorante du charbon, découverte par Lowitz , a fait le sujet d’un concours proposé par l’Ecole de Pharmacie. Deux mémoires remarquables, l’un de M. Bussy, l’autre de M. Payen, ont partagé Phonateur du prix : les résultats qu’ils offrent sont «à peu près identiques. Ils ont démontré que la supériorité du. pouvoir décolorant du charbon animal comparé à celui du charbon végétal était due à la finesse de ses molécules. Dans la calcination des os , la partie minérale, (phosphate de chaux) s’oppose à l’agrégation des parties de charbon et fait rester ces dernières dans un très grand état de division : or on peut facilement prouver que le charbon décolore en s’emparant de la matière colorante à la manière des corps poreux; en effet si l’on mêle du charbon à une solution d’indigo dans l’acide sulfurique, et si l’on filtre, l’acide passe incolore ; le charbon mêlé à la matière colorante reste sur le filtre ; mais si on le laveau moyen d’un alcali, la matière colorante se sépare du charbon et passe à la filtration : on peut ainsi renouveler le pouvoir décolorant ducharbon , mais ces opérations seraient trop dispendieuses dans Ja pratique. C’est surtout pour la clarification et la décoloration des sirops, du miel, etc., que cette propriété a été utilisée : l’on a substitué dans ces opérations le charbon animal au charbon végétal que l’on avait d’abord employé de préférence.

Le charbon animal possède en outre une autre propriété précieuse pour la fabrication des sucres. Dans cette fabrication le liquide extrait des cannes ou des betteraves est défèque au moyen de la chaux : celte base en trop grande quantité altère le sucre ; on pourrait saturer cet excès par un acide ; mais ce dernier, si on dépasse le terme de saturation , offre encore de plus grands incouvéniens : il est démontré actuellement que le charbon a le pouvoir de saturer la chaux ; si l’on soumet à l’ébullition un mélange de ioo parties d’eau de chaux et de io de charbon, la liqueur passée au filtre ne précipite plus avec l’oxalate d’ammoniaque.

Le charbon animal, après avoir servi dans les raffineries, est répandu sur la terre comme engrais.

Pur, il forme le noir d’ivoire si employé en peinture.

Le charbon de bois est d’un grand usage dans les usines, dans l’économie domestique, etc. ; sa préparation dans les forêts se fait encore par un procédé qui diffère très peu de celui que l’on suivait anciennement. On choisit un terrain uni. fermé et à portée des tas de boisabattus; chaque fourneau occupe environ une aire de 12 à i5 pieds de diamètre; le choix des bois n’est pas indifférent. Les bois durs produisent le gtieilleur charbon; il est pesant, compact, et donne une forte chaleur; les charbons légers, produits des bois blancs, sont proportionnellement plus chers puisque la vente s’en fait a la mesure; ils ne sont bons que lorsque l’on veut un feu vif. Les fourneaux se construisent de la manière suivante: on fiche en terre une forte bûche amincie à une extrémité et fendue en quatre à l’autre ; on ajuste dans les fentes des bûches à angle droit et horizontales; quatre autres bûches sont inclinées vers celle du centre, s’y appuient et sont contenues dans les angles : on dispose sur l’aire une série de bûches et rayons dont la bûche principale est le centre; on remplit le tout de petites bûches de un à trois pouces de diamètre : des fiches à la circonférence consolident le premier étage qui est en forme de cône tronqué. Un second étage se construit de la même manière: on répète ainsi l’opération jusqu’à ce que le fourneau ait une hauteur d’environ i5 pieds au plus. On recouvre cet assemblage avec de l’herbe, des feuilles, etc., excepté un demi-pied par le bas pour donner accès à l’air extérieur. L’ouvrier retire alors la bûche du premier étage et jette au centre une pelletée de leu av ec du menu bois ; bientôt la masse s’échauffe, une fumée épaisse s’échappe pa>r les ouvertures: à ce moment la présence de l’ouvrier est rigoureusement nécessaire ; il rebouche avec soin toutes les ouvertures qui donnent une issue trop facile à la fumée; lu trou central est le

irai *» doit éuMir ™

'ois les gaz comprimes ^ ^ lg .

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KÆSIla' : cet abrégé ne permet L d’entrer dans les détails de ces améberattons^ue bon trouvera dans V Art du charbonnier par I elouze ’

nous rapporterons seulement les résultats comparât.

des r-coduits obtenus. . t

Le bois que l’on carbonise a ordinairement une année de coupe et sur roo parties se compose de :

Eau à l’état libre j ' a „

[ hydrogéné ... 0,7

Fibre ligneuse.^. 70 contenant : J o^ène. ... ; .*«

Procédé ordinaire: 100 de bois donnent 1 8 de charbon ve,1^ab01®; de M. Thilorier : 100 - «>- 5 acidepyrol.a 3 R

— de M. Foucaud : IOO — 14— î° d -0

— de M. Mollerat : 100 28 2 8 d

— de M. Kurtz... : 100 — 27 4»

Le procédé de M. Kurtz offre donc des avantages marqués ; mais les quantités données doivent être réduites en raison des pertes que l’on éprouvé toujouis t ans es opérations en grand. On peut obtenir (terme moyen) de 1000 stères de bois pesant ?.5oooo kilogrammes, 3200 hectolitres de charbon, foooo kilogrammes (lucide pyroligneux mêlé de goudron, doit 1 on retire 2800 kilogrammes d’acide acétique blanc et valant 7 fois celui d’Orléans. O11 décrira ce dernier procédé a l’article acide acétique.

Le charbon de saule est employé pour dessiner. , Les charbons de bois divisés servent à polir les me-