CHAPITRE V.

_De la décomposition du gaz oxygène par le soufre, le phosphore & le

charbon, & de la formation des acides en général._

UN des principes qu'on ne doit jamais perdre de vue dans l'art de faire

des expériences, est de les simplifier le plus qu'il est possible &

d'en écarter toutes les circonstances qui peuvent en compliquer les

effets. Nous n'opérerons donc pas, dans les expériences qui vont faire

l'objet de ce Chapitre, sur de l'air de l'atmosphère, qui n'est point

une substance simple. Il est bien vrai que le gaz azotique, qui fait

une partie du mêlange qui le constitue, paroît être purement passif

dans les calcinations & les combustions: mais, comme il les rallentit,

& comme il n'est pas impossible même qu'il en altère les résultats dans

quelques circonstances, il m'a paru nécessaire de bannir cette cause

d'incertitude.

J'exposerai donc, dans les expériences dont je vais rendre compte,

le résultat des combustions tel qu'il a lieu dans l'air vital ou

gaz oxigène pur, & j'avertirai seulement des différences qu'elles

présentent quand le gaz oxygène est mêlé de différentes proportions de

gaz azotique.

J'ai pris une cloche de cristal A, _planche IV, figure 3_, de cinq à

six pintes de capacité; je l'ai emplie de gaz oxygène sur de l'eau,

après quoi je l'ai transportée sur le bain de mercure au moyen d'une

capsule de verre que j'ai passée par dessous; j'ai ensuite seché la

surface du mercure & j'y ai introduit 61 grains 1/4 de phosphore de

Kunkel, que j'ai divisés dans deux capsules de porcelaine, semblables

à celle qu'on voit en D, _figure 3_, sous la cloche A; & pour pouvoir

allumer chacune de ces deux portions séparément, & que l'inflammation

ne se communiquât pas de l'une à l'autre, j'ai recouvert l'une des

deux avec un petit carreau de verre. Lorsque tout a été ainsi préparé,

j'ai élevé le mercure dans la cloche à la hauteur EF, en suçant avec

un siphon de verre GHI, même _figure_, qu'on introduit par-dessous la

cloche: pour qu'il ne se remplisse pas en passant à travers le mercure,

on tortille à son extrêmité I, un petit morceau de papier. Puis avec

un fer recourbé rougi au feu, représenté _figure 16_, j'ai allumé

successivement le phosphore des deux capsules, en commençant par celle

qui n'étoit point recouverte avec un carreau de verre.

La combustion s'est faite avec une grande rapidité, avec une flamme

brillante & un dégagement considérable de chaleur & de lumière. Il y a

eu dans le premier instant une dilatation considérable du gaz oxygène,

occasionnée par la chaleur; mais bientôt le mercure a remonté au-dessus

de son niveau, & il y a eu une absorption considérable: en même temps

tout l'intérieur de la cloche s'est tapissé de flocons blancs, légers,

qui n'étoient autre chose que de l'acide phosphorique concret.

La quantité de gaz oxygène employée, étoit, toutes corrections faites,

au commencement de l'expérience, de 162 pouces cubiques; elle s'est

trouvée à la fin seulement de 23 pouces 1/4: la quantité de gaz oxygène

absorbée avoit donc été de 138 pouces 3/4 ou de 69,375 grains.

La totalité du phosphore n'étoit pas brûlée; il en restoit dans les

capsules quelques portions, qui, lavées, pour en séparer l'acide, &

séchées, se sont trouvées peser environ 16 grains 1/4: ce qui réduit

à peu près à 45 grains la quantité de phosphore brûlée: je dis à peu

près, parce qu'il ne seroit pas impossible qu'il n'y eût eu un ou deux

grains d'erreur sur le poids du phosphore restant après la combustion.

Ainsi dans cette opération, 45 grains de phosphore se sont combinés

avec 69,375 grains d'oxygène; & comme rien de pesant ne passe à travers

le verre, on a droit d'en conclure que le poids de la substance

quelconque qui a résulté de cette combinaison & qui s'étoit rassemblée

en flocons blancs, devoit s'élever à la somme du poids de l'oxygène &

de celui du phosphore, c'est-à-dire, à 114,375 grains. On verra bientôt

que ces flocons blancs ne sont autre chose qu'un acide concret. En

réduisant ces quantités au quintal, on trouve qu'il faut employer 154

liv. d'oxygène pour saturer 100 liv. de phosphore, & qu'il en résulte

254 liv. de flocons blancs ou acide phosphorique concret.

Cette expérience prouve d'une manière évidente, qu'à un certain degré

de température, l'oxygène a plus d'affinité avec le phosphore qu'avec

le calorique; qu'en conséquence le phosphore décompose le gaz oxygène,

qu'il s'empare de sa base, & qu'alors le calorique, qui devient libre,

s'échappe & se dissipe en se répartissant dans les corps environnans.

Mais quelque concluante que fût cette expérience, elle n'étoit pas

encore suffisamment rigoureuse: en effet, dans l'appareil que j'ai

employé & que je viens de décrire, il n'est pas possible de vérifier

le poids des flocons blancs ou de l'acide concret qui s'est formé; on

ne peut le conclure que par voie de calcul & en le supposant égal à la

somme du poids de l'oxygène & du phosphore: or quelqu'évidente que fût

cette conclusion, il n'est jamais permis en Physique & en Chimie, de

supposer ce qu'on peut déterminer par des expériences directes. J'ai

donc cru devoir refaire cette expérience un peu plus en grand, & avec

un appareil différent.

J'ai pris un grand ballon de verre A, _planche IV, figure 4_, dont

l'ouverture EF avoit trois pouces de diamètre. Cette ouverture se

recouvroit avec une plaque de cristal usée à l'émeril, laquelle étoit

percée de deux trous pour le passage des tuyaux _yyy_, _xxx_.

Avant de fermer le ballon avec sa plaque, j'y ai introduit un support

BC surmonté d'une capsule de porcelaine D, qui contenoit 150 grains

de phosphore: tout étant ainsi disposé, j'ai adapté la plaque de

cristal sur l'ouverture du matras, & j'ai lutté avec du lut gras,

que j'ai recouvert avec des bandes de linge imbibées de chaux & de

blanc d'œuf: lorsque ce lut a été bien séché, j'ai suspendu tout cet

appareil au bras d'une balance, & j'en ai déterminé le poids à un grain

ou un grain & demi près. J'ai ensuite adapté le tuyau _xxx_, à une

petite pompe pneumatique, & j'ai fait le vuide; après quoi ouvrant un

robinet adapté au tuyau _yyy_, j'ai introduit du gaz oxygène dans le

ballon. J'observerai que ce genre d'expérience se fait avec assez de

facilité & sur-tout avec beaucoup d'exactitude, au moyen de la machine

hydro-pneumatique dont nous avons donné la description, M. Meusnier

& moi, dans les Mémoires de l'Académie, année 1782, page 466, & dont

on trouvera une explication dans la dernière Partie de cet Ouvrage;

qu'on peut à l'aide de cet instrument, auquel M. Meusnier a fait depuis

des additions & des corrections importantes, connoître d'une manière

rigoureuse, la quantité de gaz oxygène introduite dans le ballon, &

celle qui s'est consommée pendant le cours de l'opération.

Lorsque tout a été ainsi disposé, j'ai mis le feu au phosphore avec

un verre ardent. La combustion a été extrêmement rapide, accompagnée

d'une grande flamme & de beaucoup de chaleur: à mesure qu'elle

s'opéroit, il se formoit une grande quantité de flocons blancs qui

s'attachoient sur les parois intérieures du vase, & qui bientôt l'ont

obscurci entièrement. L'abondance des vapeurs étoit même telle, que

quoiqu'il rentrât continuellement de nouveau gaz oxygène qui auroit dû

entretenir la combustion, le phosphore s'est bientôt éteint. Ayant

laissé refroidir parfaitement tout l'appareil, j'ai commencé par

m'assurer de la quantité de gaz oxygène qui avoit été employée, & par

peser le ballon avant de l'ouvrir. J'ai ensuite lavé, séché & pesé la

petite quantité de phosphore qui étoit restée dans la capsule, & qui

étoit de couleur jaune d'ocre, afin de la déduire de la quantité totale

de phosphore employée dans l'expérience. Il est clair qu'à l'aide de

ces différentes précautions, il m'a été facile de constater, 1º. le

poids du phosphore brûlé; 2º. celui des flocons blancs obtenus par la

combustion; 3º. le poids du gaz oxygène qui s'étoit combiné avec le

phosphore. Cette expérience m'a donné à peu près les mêmes résultats

que la précédente: il en a également résulté que le phosphore en

brûlant, absorboit un peu plus d'une fois & demie son poids d'oxygène,

& j'ai acquis de plus la certitude que le poids de la nouvelle

substance produite étoit égal à la somme du poids du phosphore brûlé &

de l'oxygène qu'il avoit absorbé: ce qu'il étoit au surplus facile de

prévoir _à priori_.

Si le gaz oxygène qu'on a employé dans cette expérience étoit pur,

le résidu qui reste après la combustion est également pur; ce qui

prouve qu'il ne s'échappe rien du phosphore qui puisse altérer la

pureté de l'air, & qu'il n'agit qu'en enlevant au calorique sa base,

c'est-à-dire, l'oxygène qui y étoit uni.

J'ai dit plus haut que si on brûloit un corps combustible quelconque

dans une sphère creuse de glace ou dans tout autre appareil construit

sur le même principe, la quantité de glace fondue pendant la

combustion, étoit une mesure exacte de la quantité de calorique dégagé.

On peut consulter à cet égard le Mémoire que nous avons donné en commun

à l'Académie, M. de la Place & moi, année 1780, page 355. Ayant soumis

la combustion du phosphore à cette épreuve, nous avons reconnu qu'une

livre de phosphore en brûlant, fondoit un peu plus de 100 liv. de glace.

La combustion du phosphore réussit également dans l'air de

l'atmosphère, avec ces deux différences seulement, 1º. que la

combustion est beaucoup moins rapide, attendu qu'elle est rallentie par

la grande proportion de gaz azotique qui se trouve mêlé avec le gaz

oxygène: 2º. que le cinquième de l'air, tout au plus, est seulement

absorbé, parce que cette absorption se faisant toute aux dépens du gaz

oxygène, la proportion du gaz azotique devient telle vers la fin de

l'opération, que la combustion ne peut plus avoir lieu.

Le phosphore par sa combustion, soit dans l'air ordinaire, soit dans

le gaz oxygène, se transforme, comme je l'ai déjà dit, en une matière

blanche floconneuse très-légère, & il acquiert des propriétés toutes

nouvelles: d'insoluble qu'il étoit dans l'eau, non-seulement il devient

soluble, mais il attire l'humidité contenue dans l'air avec une

étonnante rapidité, & il se résout en une liqueur beaucoup plus dense

que l'eau, & d'une pesanteur spécifique beaucoup plus grande. Dans

l'état de phosphore, & avant sa combustion, il n'avoit presqu'aucun

goût; par sa réunion avec l'oxygène il prend un goût extrêmement aigre

& piquant: enfin, de la classe des combustibles, il passe dans celle

des substances incombustibles, & il devient ce qu'on appelle un acide.

Cette conversibilité d'une substance combustible en un acide par

l'addition de l'oxygène, est, comme nous le verrons bientôt, une

propriété commune à un grand nombre de corps: or en bonne logique,

on ne peut se dispenser de désigner sous un nom commun toutes les

opérations qui présentent des résultats analogues; c'est le seul moyen

de simplifier l'étude des Sciences, & il seroit impossible d'en retenir

tous les détails, si on ne s'attachoit à les classer. Nous nommerons

donc _oxygénation_ la conversion du phosphore en un acide, & en

général la combinaison d'un corps combustible quelconque avec l'oxygène.

Nous adopterons également l'expression d'_oxygéner_, & je dirai en

conséquence qu'en _oxygénant_ le phosphore, on le convertit en un acide.

Le soufre est également un corps combustible, c'est-à-dire, qui a la

propriété de décomposer l'air, & d'enlever l'oxygène au calorique.

On peut s'en assurer aisément par des expériences toutes semblables

à celles que je viens de détailler pour le phosphore; mais je dois

avertir qu'il est impossible, en opérant de la même manière sur le

soufre, d'obtenir des résultats aussi exacts que ceux qu'on obtient

avec le phosphore; par la raison que l'acide qui se forme par la

combustion du soufre est difficile à condenser, que le soufre lui-même

brûle avec beaucoup de difficulté, & qu'il est susceptible de se

dissoudre dans les différens gaz. Mais ce que je puis assurer, d'après

mes expériences, c'est que le soufre en brûlant, absorbe de l'air; que

l'acide qui se forme est beaucoup plus pesant que n'étoit le soufre;

que son poids est égal à la somme du poids du soufre, & de l'oxygène

qu'il a absorbé; enfin, que cet acide est pesant, incombustible,

susceptible de se combiner avec l'eau en toutes proportions: il ne

reste d'incertitude que sur la quantité de soufre & d'oxygène qui

constituent cet acide.

Le charbon, que tout jusqu'à présent porte à faire regarder comme une

substance combustible simple, a également la propriété de décomposer

le gaz oxygène & d'enlever sa base au calorique: mais l'acide qui

résulte de cette combustion ne se condense pas au degré de pression

& de température dans lequel nous vivons; il demeure dans l'état

de gaz, & il faut une grande quantité d'eau pour l'absorber. Cet

acide, au surplus, a toutes les propriétés communes aux acides, mais

dans un degré plus foible, & il s'unit comme eux à toutes les bases

susceptibles de former des sels neutres.

On peut opérer la combustion du charbon, comme celle du phosphore, sous

une cloche de verre A, _planche IV, figure 3_, remplie de gaz oxygène,

& renversée dans du mercure: mais comme la chaleur d'un fer chaud &

même rouge, ne suffiroit pas pour l'allumer, on ajoute par-dessus le

charbon, un petit fragment d'amadoue & un petit atome de phosphore. On

allume facilement le phosphore avec un fer rouge; l'inflammation se

communique ensuite à l'amadoue, puis au charbon.

On trouve le détail de cette expérience, Mémoires de l'Académie,

année 1781, page 448. On y verra qu'il faut 72 parties d'oxygène en

poids, pour en saturer 28 de charbon, & que l'acide aériforme qui

est produit, a une pesanteur justement égale à la somme des poids du

charbon & de l'oxygène qui ont servi à le former. Cet acide aériforme

a été nommé air fixe, ou air fixé par les premiers Chimistes qui l'ont

découvert; ils ignoroient alors si c'étoit de l'air semblable à celui

de l'atmosphère ou un autre fluide élastique, vicié & gâté par la

combustion; mais puisqu'il est constant aujourd'hui que cette substance

aériforme est un acide, qu'il se forme comme tous les autres acides,

par l'oxygénation d'une base, il est aisé de voir que le nom d'air fixe

ne lui convient point.

Ayant essayé, M. de la Place & moi, de brûler du charbon dans

l'appareil propre à déterminer la quantité de calorique dégagée, nous

avons trouvé qu'une livre de charbon en brûlant, fondoit 96 liv.

6 onces de glace: 2 liv. 9 onces, 1 gros, 10 grains d'oxygène se

combinent avec le charbon dans cette opération, & il se forme 3 liv. 9

onces, 1 gros, 10 grains de gaz acide: ce gaz pèse 0,695 grain le pouce

cube, ce qui donne 34242 pouces cubiques pour le volume total de gaz

acide qui se forme par la combustion d'une livre de charbon.

Je pourrois multiplier beaucoup plus les exemples de ce genre, & faire

voir par une suite de faits nombreux, que la formation des acides

s'opère par l'oxygénation d'une substance quelconque; mais la marche

que je me suis engagé à suivre & qui consiste à ne procéder que du

connu à l'inconnu, & à ne présenter au Lecteur que des exemples puisés

dans des choses qui lui ont été précédemment expliquées, m'empêche

d'anticiper ici sur les faits. Les trois exemples d'ailleurs que je

viens de citer, suffisent pour donner une idée claire & précise de

la manière dont se forment les acides. On voit que l'oxigène est un

principe commun à tous, & que c'est lui qui constitue leur acidité;

qu'ils sont ensuite différenciés les uns des autres par la nature de la

substance acidifiée. Il faut donc distinguer dans tout acide, la base

acidifiable à laquelle M. de Morveau a donné le nom de radical, & le

principe acidifiant, c'est-à-dire, l'oxigène.

Traité élémentaire de chimie, tomes 1 & 2 Présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes; avec Figures · 第 13 / 120 题