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L’École normale de l’an III. Vol. 3, Leçons de physique, de chimie, d’histoire naturelle

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Étienne Guyon

Leçons de chimie de Berthollet

Septième leçon

2 germinal/22 mars

Texte intégral

1Nous avons considéré la combinaison du carbone et de l’hydrogène avec l’oxygène, et le dégagement du calorique qui prend dans leur combustion l’état de chaleur ou la forme de lumière ; nous allons examiner les propriétés des combustibles et tâcher d’appliquer les acquisitions de la science à nos usages domestiques.

2Les combustibles doivent leurs qualités non seulement à la quantité de carbone et d’hydrogène qu’ils contiennent, et à la proportion de ces principes, mais à l’état où ils se trouvent et à l’action des autres principes qui sont combinés avec eux.

3Ainsi l’hydrogène, sous forme de gaz, contribue plus à la production de la chaleur que lorsqu’il est privé de l’élasticité ; et comme il conserve plus ou moins de calorique selon l’état de combinaison où il se trouve, il contribue diversement à l’effet des combustibles.

4Mais l’oxygène qui est en plus ou moins grande quantité, surtout dans les substances végétales et qui dans cet état est plus ou moins dépourvu de calorique, peut former une combinaison plus intime, soit avec le carbone, soit avec l’hydrogène, sans qu’il en résulte presque un dégagement de chaleur ; de sorte que celui qui se trouve dans les substances combustibles diminue l’effet que le carbone et l’hydrogène auraient produit, en brûlant avec le gaz oxygène de l’atmosphère.

5Soit que l’hydrogène se trouve dans l’état gazeux, soit qu’il entre en une combinaison liquide ou solide, l’expérience prouve que sa combinaison avec l’oxygène produit beaucoup plus de chaleur qu’un poids égal de charbon ; 1) parce que pour brûler il consomme plus de gaz oxygène que le charbon : nous avons vu que 24 parties en poids de charbon exigeaient 76 parties de gaz oxygène ; mais pour 24 parties d’hydrogène, il faudrait 136 parties d’oxygène ; 2) parce que l’acide carbonique résultant de la première combinaison retient plus de calorique que l’eau qui est produite dans la seconde. Outre cela, il se combine à une température moins élevée que le charbon.

6Il résulte de là que les corps qui contiennent beaucoup d’hydrogène doivent être très combustibles ; qu’ils exigent une quantité d’air plus grande pour produire leur effet que les substances charbonneuses, et qu’ils n’ont pas besoin d’une température aussi élevée pour s’enflammer, surtout lorsque l’hydrogène n’y est pas fortement combiné.

7Il suit encore de là que si un corps contient de l’hydrogène et du charbon, l’inflammation doit commencer par l’hydrogène ; et que si la température ne s’élève pas assez haut, l’un pourra brûler sans l’autre ; alors le corps reste noir et charbonné.

  • 1 A. L. de Lavoisier, « Sur la combinaison du principe oxygène avec l’esprit de vin, l’huile et diff (...)

8Les huiles, les résines, la cire, les graisses, les charbons de terre contiennent beaucoup d’hydrogène. Son existence dans l’alcool a été rendue sensible par une expérience directe de Lavoisier et Meusnier1.

  • 2 Du nom de l’un des inventeurs. Quinquet. Voir quatrième leçon, note 62.

9Une lampe à esprit-de-vin est disposée comme celles qui sont connues sous le nom de quinquet2, et placée sous une petite cheminée circulaire de cuivre de 2 pieds de haut environ ; cette cheminée s’adapte par sa partie supérieure à un serpentin ordinaire, dont le tuyau doit fournir un développement de 15 à 18 pieds : le seau du serpentin doit être rempli d’eau qu’on ramène continuellement à la température de l’atmosphère, en y ajoutant un peu de glace à mesure qu’elle s’échauffe.

10Les parois de la cheminée prennent, pendant que l’alcool brûle, une chaleur considérable : pour que cette chaleur se conserve plus longtemps, on la revêt d’une seconde enveloppe et on en remplit l’intervalle avec du sable ; le charbon en poudre serait plus propre à cet objet. Il résulte de cette disposition que l’eau qui est produite par la combustion de l’alcool se conserve dans l’état de vapeur dans toute l’étendue de la cheminée ; mais que lorsque cette même vapeur est engagée dans le tuyau du serpentin, elle se condense par le refroidissement qu’elle éprouve et coule dans le vase destiné à la recevoir. Une livre d’alcool brûlée dans cet appareil donne plus de 18 onces d’eau, dont une grande partie ne peut provenir que de la combinaison de l’hydrogène avec l’oxygène.

  • 3 Cette détermination gravimétrique de Lavoisier est exacte : l’alcool éthylique contient en effet 2 (...)

11L’alcool donne aussi, en brûlant, beaucoup d’acide carbonique, et Lavoisier conclut des expériences qu’il a faites sur cet objet qu’il contient presque quatre fois plus de carbone que d’hydrogène3 ; il a retiré une quantité d’eau plus considérable encore de la combustion de l’huile : la cire lui en a donné à peu près autant que l’alcool ; mais l’une et l’autre beaucoup plus d’acide carbonique.

12Il se forme donc dans la combustion des combinaisons qui, par l’accession de l’oxygène, pèsent beaucoup plus que ne pesait le corps combustible : mais dans les calculs qu’on a établis, il reste une incertitude assez grande, parce qu’on a supposé que les substances combustibles ne contenaient point d’oxygène ; que l’acide carbonique était dû en entier à l’air dans lequel se faisait la combustion, et que l’huile, la cire, etc. n’étaient composées que d’hydrogène et de carbone ; supposition contraire aux faits, puisque ces substances donnent même à un faible degré de chaleur beaucoup d’acide carbonique dans la distillation et que l’existence de l’oxygène y est prouvée par d’autres expériences. Il paraît donc que la quantité de l’hydrogène y est beaucoup plus considérable qu’on ne l’a pensé ; mais sa proportion et le mode de sa combinaison ne sont pas encore connus.

13La flamme qui accompagne la combustion varie par ses caractères ; mais le charbon qui a été poussé à un grand feu pour en dissiper l’humidité et en chasser l’hydrogène brûle à peu près sans flamme : d’où l’on doit conclure qu’elle est due surtout à l’hydrogène.

14Si la substance combustible se dissout dans l’air avant de brûler, alors la flamme est séparée du volume de cette substance par un intervalle assez grand et elle donne peu de chaleur, comme on l’observe dans l’alcool qui est à une température peu élevée. Dans d’autres circonstances, la combustion s’établit dans la substance liquide réduite en vapeur ; la flamme est alors beaucoup plus vive et la chaleur plus considérable ; c’est ainsi que l’huile brûle ordinairement : la flamme est quelquefois due entièrement au gaz hydrogène carboné qui est dégagé par la chaleur ; ainsi, lorsque le charbon est humide et qu’il est échauffé assez brusquement pour que l’eau se décompose avant d’être réduite en vapeur, il se forme immédiatement de l’acide carbonique et le gaz inflammable se dégage et donne de la flamme. L’eau tenue en dissolution dans l’air lui-même, qui passe à travers le charbon embrasé ou qui lui est appliqué par l’action d’un soufflet, est décomposée.

15Lorsque la quantité d’air atmosphérique qui passe à travers un fourneau n’est pas assez considérable pour consumer le gaz hydrogène carboné qui se dégage, celui-ci ne s’enflamme qu’à une certaine élévation, où il se trouve environné d’air atmosphérique avec lequel il peut brûler.

16Quelle que soit la substance combustible, si la chaleur est vive et le courant d’air suffisant, il n’y a point de fumée ; il ne se forme point de suie, parce que tout ce qui est combustible se consume.

17Dans l’inflammation du bois et de la plupart des combustibles, les effets dont nous venons de parler se compliquent selon les circonstances ; si l’on expose du bois vert à une température qui ne soit pas assez élevée, l’eau qu’il contient se réduit en vapeur et absorbe la chaleur ; le gaz hydrogène se dégage même sans s’enflammer, le bois devient noir et se charbonne sans brûler : mais si on le place tout de suite dans un brasier assez chaud, tout ce qu’il y a de combustible se brûle, et il procure autant de chaleur que s’il eût été séché.

18On a cherché un moyen usuel d’évaluer, avec une précision suffisante, la quantité combustible des substances qui sont employées à entretenir le feu.

19Ce moyen consiste à établir une chaudière sur un fourneau qui soit construit de manière à rendre la combustion facile et complète, et à perdre peu de chaleur. On remplit d’eau la chaudière jusqu’à un certain point : alors on entretient son ébullition avec la substance combustible qu’on éprouve et qu’on veut comparer à une autre. On fait une opération pareille avec celle-ci ; et des poids de combustibles nécessaires pour évaporer une même quantité d’eau, ou des poids d’eau évaporée par une même quantité de combustibles, on conclut le rapport des qualités combustibles. Pour rendre l’effet uniforme, il est bon d’établir sur la chaudière un filet qui coule d’une mesure connue dans la chaudière, où l’eau doit être maintenue pendant l’opération à une même hauteur.

20Après avoir déterminé le rapport entre les propriétés combustibles, on n’a plus qu’à comparer leur valeur numéraire, et l’on trouve, selon les circonstances locales, qu’il est quelquefois plus avantageux d’employer le charbon de terre, d’autrefois la tourbe, ou le bois, pourvu que l’emploi n’exige pas une de ces substances préférablement aux autres ; car les circonstances des opérations auxquelles le combustible est destiné peuvent exiger quelques propriétés particulières : ainsi le charbon de terre doit être collant pour servir à la forge, et celui qui donne beaucoup de flamme est plus propre aux fourneaux à réverbère.

21Si l’on veut rendre les corps incombustibles, il faut enduire leur surface d’une substance qui ne puisse brûler elle-même et qui empêche le contact de l’air atmosphérique, sans lequel la combustion ne peut s’opérer ; tels sont la plupart des sels, mais surtout l’alun. Il ne faut cependant pas exagérer les effets de ces moyens ; car lorsqu’une chaleur élevée ne peut pas produire l’inflammation d’un corps, celui-ci éprouve les effets de la distillation et il se charbonne.

22Lorsque l’air n’est pas renouvelé et que le gaz oxygène se trouve épuisé par la formation de l’acide carbonique et de l’eau, le feu s’éteint : ainsi l’on étouffe le feu d’une cheminée en empêchant l’air d’y pénétrer ; et lorsque l’architecture aura, dans ses constructions, prévu les accidents du feu, on pourra, par ce moyen, limiter ses progrès dans les parties d’un édifice.

23L’eau qu’on jette sur le feu agit en empêchant, par son interposition, le contact de l’air et en baissant la température nécessaire à la combustion, par la chaleur qu’elle absorbe en se vaporisant. On peut, si les circonstances le permettent, augmenter son action en y mêlant de la cendre, dont elle dissout promptement l’alcali qui, restant appliqué au bois, intercepte le contact de l’air.

24Lorsqu’un corps composé de différents principes qui se dilatent inégalement par la chaleur est exposé à son action, ces principes se séparent ou forment d’autres combinaisons, selon leur nature et selon les circonstances : de là dépendent les différents produits des distillations.

25Lors donc que ce corps est dans un vaisseau distillatoire dans lequel on accumule le calorique, la tendance à l’élasticité qui, comme nous l’avons dit, est une force opposée à l’attraction qui unit les principes entre eux, s’accroît d’une manière inégale : de là l’oxygène et l’hydrogène qui se trouvent retenus tendent à se dégager des principes plus fixes et forment de l’eau qui se vaporise et qui reprend la forme liquide dans un vaisseau contigu dont la température est beaucoup plus basse. A une température plus élevée, l’eau même qui vient de se former sera décomposée par le charbon. L’hydrogène tend avec force à prendre l’état de gaz ; mais il peut entrer en combinaison volatile avec une portion de carbone et d’oxygène et former de l’huile ; à une température plus élevée, cette huile sera décomposée : si l’oxygène se trouve prédominant dans cette combinaison, au lieu d’huile on aura un acide ; ou bien ces effets se compliquent, et l’on a l’un et l’autre produits.

26Dans cette opération, la plus grande partie du charbon est abandonnée des autres principes, qui sont volatils, et reste dans la cornue. Si la chaleur est très forte, l’huile, l’acide et l’eau sont décomposés ou même ne se forment pas ; le gaz hydrogène se sépare en retenant une portion du charbon, l’oxygène forme l’acide carbonique avec une autre partie de charbon ; de là vient que Priestley obtenait beaucoup plus de gaz inflammable en exposant des substances combustibles renfermées dans un tube de fer, à une chaleur prompte qu’à une chaleur lente.

27Ainsi les produits des distillations ne sont point, comme on l’a cru pendant longtemps, une simple séparation des principes qui existaient dans une substance ; mais ils sont un résultat très variable, selon les circonstances, de l’action expansive du calorique et des affinités des principes qui, par leur réunion, constituaient cette substance.

28Une attention que l’on ne doit jamais perdre de vue dans un cours élémentaire, dans lequel on expose successivement l’analyse des différentes espèces de substances, c’est de distinguer les produits réels des produits factices ; c’est de faire sentir l’influence des circonstances d’une expérience sur la variation des produits ; c’est de déduire des résultats de l’opération, la composition préexistante.

  • 4 Outre Jean d’Arcet (1725-1801) et Guillaume-François Rouelle (1723-1770), cités par Berthollet, de (...)

29Le diamant exposé à une haute chaleur et avec le concours de l’air se détruit, brûle et disparaît, phénomène constaté par d’Arcet et Rouelle. Des expériences faites à Vienne prouvent qu’il se forme de l’acide carbonique dans cette combustion. Serait-ce le carbone pur et cristallisé ? ou bien serait-il combiné avec quelque autre principe ? Des expériences plus complètes, mais que leur prix réserve à un petit nombre de chimistes, nous en instruiront facilement4.

  • 5 Le chimiste anglais John Mayow (1640-1679) compléta ses premiers travaux sur le sujet (Tractatus d (...)
  • 6 A. L. de Lavoisier, « Expériences sur la respiration des animaux et sur les changements qui arrive (...)

30L’analogie nous conduit à un phénomène duquel dépend la vie de presque tous les animaux, c’est la respiration et la chaleur animale qui en est le résultat. Depuis que les médecins s’étaient occupés de l’organisation animale, on avait cherché à expliquer les effets de la respiration ; mais les systèmes se sont succédé inutilement pour la science, jusqu’à ce que Mayow et Haies aient fait voir que, dans la respiration, l’air éprouvant une altération semblable à celle qui est produite par la combustion : ils crurent que cette altération consistait dans la perte de l’élasticité5. Mais à la naissance de la chimie pneumatique, il fut bientôt constaté que l’acide carbonique est un produit de la respiration, comme il l’est de la combustion ; et Lavoisier établit l’identité des deux phénomènes par des expériences où toutes les quantités furent déterminées avec précision6.

31En effet, lorsqu’un animal respire dans un volume déterminé d’air atmosphérique, cet air éprouve d’abord une légère dilatation par l’effet de la chaleur animale ; mais lorsque l’animal est retiré, et que la première température est rétablie, le volume se trouve un peu diminué ; et par l’action de l’alcali caustique, on absorbe une quantité d’acide carbonique qui correspond à la quantité du gaz oxygène, qui est devenue impropre à la respiration.

32Si on laisse l’animal sans renouveler l’air, il expire avant que le gaz oxygène soit épuisé : l’air est à peu près dans le même état où le laisse une lumière lorsqu’elle s’éteint ; son altération est même poussée un peu plus loin, de sorte qu’on peut encore respirer dans un air qui ne peut plus entretenir une lumière.

33Si l’on absorbe, par le moyen d’un alcali, le gaz acide carbonique à mesure qu’il se forme, l’animal peut respirer beaucoup plus longtemps dans le même volume d’air ; et si l’épreuve se fait dans l’air vital, il peut être épuisé presque en entier, pourvu qu’on absorbe l’acide carbonique à mesure qu’il se forme.

34L’animal placé dans le calorimètre fond une quantité de glace à peu près égale à celle que fond le charbon en se combinant avec l’oxygène, et en produisant une quantité pareille d’acide carbonique ; de sorte que ces deux phénomènes sont accompagnés des mêmes effets.

  • 7 Voir Lavoisier et Laplace, « Sur la chaleur », Mémoires de l’Académie royale des sciences, (1780) (...)

35J’ai dit une quantité à peu près égale, car quoiqu’on n’ait pu parvenir à une extrême précision, les expériences de Laplace, de Lavoisier, de Crawford prouvent cependant qu’il y a un peu plus de chaleur produite par la respiration des animaux7 ; ce qui dépend de ce qu’il se forme probablement un peu plus d’eau par la respiration, et de ce qu’une partie de la chaleur animale est due à la digestion et aux autres combinaisons qui opèrent dans l’économie animale, partie qui peut varier considérablement dans l’état de maladie. Nous envisagerons dans ce qui va suivre principalement les effets de la formation de l’acide carbonique.

36Les animaux qui ont des poumons jouissent toujours d’une température plus élevée que celle de l’atmosphère, du moins les exceptions sont rares : leur chaleur est d’autant plus grande que leurs poumons ont plus de volume et qu’ils consomment plus d’air. Ainsi les oiseaux, dont les poumons se prolongent dans les cavités des os, ont plus de chaleur que les autres animaux ; ils ont besoin de la liberté des airs, ils jouissent plus de l’action vitale, ils périssent bientôt dans un espace trop renfermé.

  • 8 Voir N. Vauquelin, « Observations chimiques et physiologiques sur la respiration des insectes et d (...)

37Les insectes eux-mêmes, au lieu de poumons, ont à la surface de leur corps de petites ouvertures, auxquelles les entomologistes ont donné le nom de stigmates, et par lesquelles ils agissent sur l’air et produisent de l’acide carbonique, ainsi que l’a prouvé Vauquelin8 ; ils ont donc aussi un degré de chaleur animale proportionné à la production du gaz acide carbonique. Quoique les expériences qui ont été faites sur les vers luisants paraissent contradictoires, il est cependant très probable qu’ils décomposent aussi le gaz oxygène, et que le calorique qui s’en dégage prend l’état de lumière au lieu de donner de la chaleur.

  • 9 Berthollet écrit Mentzies : il s’agit de Robert Menzies, auteur du Tentamen physiologicum inaugura (...)

38Un homme robuste absorbe, selon les observations de Menzies, conformes aux évaluations de Jurin9, 40 pouces cubiques d’air à chaque inspiration ; il a 18 inspirations par minute ; un vingtième de l’air atmosphérique se trouve changé en acide carbonique : il se forme donc, dans chaque minute, 36 pouces cubiques de gaz carbonique, ou 51 840 par jour, ce qui fait en poids plus de 70 onces, dont à peu près 17 sont dues au carbone fourni par l’homme qui respire. Or 17 onces de carbone auraient fondu, en se combinant avec le gaz oxygène, à peu près 101 livres de glaces.

39Toute la chaleur, qui est produite par la respiration, est employée à entretenir l’élévation de température dont jouissent les animaux, à échauffer l’air qui est expiré ; et l’eau dont il s’est chargé, à réparer la perte qui se fait par le contact des corps froids et par la dissolution de la transpiration dans l’air.

  • 10 Il s’agit des célèbres expériences de Santorio Santorio. dit Sanctorius (1561-1636), professeur de (...)

40Sanctorius, comme un cénobite de la philosophie, s’était soumis à un régime pénible, pour déterminer à une balance la partie de nos aliments qui forme nos excrétions, et celle dont le poids disparaît par l’action vitale : il avait attribué toute cette perte à la transpiration, par laquelle il croyait que 5/8 de nos aliments et de nos boissons se dissipaient10. Il ne pouvait soupçonner que la plus grande partie était due à l’acide carbonique et à l’eau qui est dissoute, soit par cet acide, soit par l’air chaud qui est expiré.

  • 11 Jeune collaborateur de Lavoisier, Armand Seguin présenta des recherches expérimentales sur la resp (...)

41Armand Seguin, fort de ses talents et de la chimie moderne, et secondé de Lavoisier, a repris ces recherches laborieuses : il a séparé les effets de la transpiration de ceux de la respiration ; il a déterminé l’influence des circonstances qui font varier l’une et l’autre ; les mémoires qu’il a lus à l’Académie des sciences sur son déclin et qu’il va publier, seront une acquisition précieuse pour la chimie11.

42Dans la respiration ordinaire, celle qui est éloignée des repas, il a formé beaucoup moins d’acide carbonique que la quantité que j’ai désignée ; mais la digestion et le mouvement ont fortement augmenté cette production, et lorsqu’il exerçait ses forces à élever un poids, il formait plus d’acide carbonique que l’homme employé dans les expériences de Menzies.

43D’autres circonstances influent encore sur la production de l’acide carbonique : ainsi Crawford a observé que, lorsque l’air est à une température élevée, il est moins altéré par la respiration, c’est-à-dire qu’il se forme moins d’acide carbonique dans un temps donné que lorsqu’il est froid ; observations confirmées avec plus de précision par Seguin. Crawford a encore reconnu que l’air échauffé ne pouvait être amené par la respiration au même degré de détérioration que l’air froid ; de sorte qu’il ne peut servir à la respiration au degré eudiométrique auquel il est encore bon dans une température froide.

44Considérons la part active que le sang prend dans les effets de la respiration.

45Tous les chimistes paraissent convenir à présent que dans la respiration, le sang produit les effets des corps combustibles qui donnent naissance à l’acide carbonique : mais les uns pensent que cette combustion s’opère immédiatement dans le poumon ; d’autres croient, avec Crawford, que la chaleur se dégage dans le cours de la circulation par l’effet d’une combinaison lente et successive qu’on explique de différentes manières.

46Le sang tiré d’une veine et exposé à l’air se coagule bientôt et se sépare en deux parties, la sérosité et le coagulum ou caillot : ce dernier est composé de deux substances qu’on peut séparer par le lavage sur un tamis serré ou sur une toile : l’une est formée de globules rouges, qui sont entraînés par l’eau ; l’autre, qui reste sur le tissu, est blanche, a une consistance solide et l’apparence fibreuse : je l’appellerai ici lymphe ou partie lymphatique.

  • 12 G. F. Cigna. « De causa extinctionis flammae in clauso aere », Miscelleana Taurinensia, 1, 1759, p (...)

47Le sang avait d’abord une couleur foncée : mais au contact de l’air, le caillot qui s’est formé prend à sa surface une couleur vermeille ; les anciens physiologistes ont cru que cette exaltation de couleur était due à ce que les globules s’accumulaient par leur pesanteur dans la partie inférieure du caillot. Cigna a fait voir qu’elle n’était due qu’à l’action de l’air12.

48Le sang, ramené au cœur des différentes parties du corps par la veine cave, a pris une couleur foncée ; mais dans les artères et les veines pulmonaires, il reprend la couleur vermeille.

49Il me paraît incontestable, d’après la considérable du changement progressif qu’éprouve le sang et celle de la dissémination à peu près uniforme de la chaleur dans les différentes parties du corps, que l’effet se produit successivement et qu’on ne doit pas regarder la chaleur animale comme le résultat d’une combustion qui s’opère dans le poumon seul, mais comme celui d’une combustion lente qui se fait dans le cours de la circulation.

  • 13 J. Priestley. « Observations on respiration, and the use of the blood ». Philosophical Transaction (...)

50Il paraît que l’oxygène est d’abord faiblement combiné avec les globules rouges, et qu’il suffit de diminuer la compression de l’atmosphère pour en dégager une partie ; car Priestley a observé que le caillot rendu vermeil donnait au gaz azote et au gaz inflammable la propriété de produire une diminution de volume avec le gaz nitreux, ce qui indique un dégagement de gaz oxygène13 : et je crois qu’il aura eu lieu, parce que le vase dans lequel il aura fait l’expérience, aura contenu une colonne d’eau au-dessus du niveau du bain, d’où résulte une diminution de pression égale à la hauteur de la colonne.

51Le même physicien a éprouvé qu’une vessie n’interceptait pas entièrement l’action de l’air sur le sang, de sorte qu’il y devenait vermeil dans toute sa circonférence ; or le sang se divise dans une infinité de petits vaisseaux qui se distribuent sur les vésicules pulmonaires, lesquelles forment dans un poumon de veau, selon le calcul de Haies, une surface de 280 pieds carrés. Il n’est donc pas surprenant que l’air puisse exercer une action puissante sur le sang qui circule dans le poumon.

  • 14 David Macbride (1726-1778), médecin à Dublin et Glasgow, auteur de plusieurs ouvrages de physiolog (...)

52Les globules rouges se conduisent avec l’oxygène, comme nous l’observons que le font plusieurs couleurs végétales : ils l’absorbent d’abord par une affinité collective ; ensuite dans le cours de la circulation, l’action de la chaleur et du frottement, l’effet continué de l’affinité déterminent les principes qui se trouvent le plus disposés à se combiner avec l’oxygène, à agir sur lui d’une manière isolée. L’acide carbonique qui s’est formé prend l’état élastique et s’exhale dans le poumon. Une observation de Macbride paraît prouver que le sang, tiré d’une veine, en contient14 : car en ayant reçu dans l’eau de chaux, celle-ci fut précipitée comme par une eau imprégnée de cet acide ; mais la partie séreuse du même sang ne produisit pas cet effet.

53Sans doute la condensation de l’oxygène produit plus de chaleur dans le poumon que sa combinaison plus intime n’en produit dans les autres parties du corps ; mais cet excès est compensé par la chaleur communiquée à l’air qu’on expire, par la dissolution de l’eau dont il se charge, par l’absorption qu’en fait l’acide carbonique qui se réduit en gaz : de sorte que la température du poumon reste à peu près égale à celle des autres parties du corps.

54Dans l’état de faiblesse et de langueur, la respiration est peu active ; elle est souvent pénible ; la chaleur animale ne suffit pas pour résister aux intempéries des saisons ; le sang est peu coloré. Le poumon est le foyer où se prépare le feu de la vie qui doit animer tous les organes.

  • 15 Personnes de faible composition physique. Ce paragraphe, le précédent et les suivants montrent que (...)

55Nous avons vu qu’il se formait plus d’acide carbonique par la respiration d’un air froid que d’un air chaud. Il est donc avantageux aux personnes débiles15 de respirer un air froid, pourvu que des vêtements, faibles conducteurs, empêchent la chaleur animale de se dissiper, et l’on sait que l’air froid est propre à rappeler de l’état de défaillance.

56L’air chaud, non seulement ne produit pas autant d’acide carbonique que l’air froid dans un même intervalle de temps, mais il devient impropre à servir à la respiration lorsque le gaz oxygène s’y trouve encore dans une proportion qui entretiendrait sans incommodité la respiration dans une température froide : on voit donc la cause de la langueur et des défaillances qui arrivent facilement dans les assemblées nombreuses, où l’air vital est consommé par beaucoup de personnes et où la température est élevée, effets qui sont accrus par le nombre des bougies.

57Que les personnes débiles se rappellent encore que l’exercice et le travail augmentent la formation de l’acide carbonique et favorisent par là non seulement la production de la chaleur, mais la prompte digestion des substances alimentaires qui renouvellent le sang, et tous les résultats de la vie.

58Le tempérament, qui se compose de l’organisation naturelle et de l’habitude des impressions des organes, peut dépendre beaucoup plus des circonstances uniformes de la respiration que de la mollesse et de la rigidité qu’ordinairement on suppose communiquées aux fibres par les qualités du climat qu’on habite : ainsi les exhalaisons des marais, dont les tristes habitants sont blêmes, sujets aux fièvres intermittentes, aux obstructions, à l’hydropisie, agissent beaucoup plus sur la respiration que sur les fibres ; car les marins, qui passent leur vie sur l’eau, sont robustes ou sujets à d’autres maladies.

  • 16 Du thermomètre de Réaumur, soit 40 ° Celsius.

59De la différence d’effet entre l’air chaud et l’air froid, on peut déduire la cause de l’uniformité de chaleur dont jouissent les animaux malgré la différence des températures dans lesquelles ils vivent : il y a apparence qu’à une température élevée, celle de 32 degrés du thermomètre par exemple16, il ne se forme que très peu d’acide carbonique, et il se fait par l’expiration et par la transpiration une vaporisation, et par là une perte de chaleur qui est beaucoup plus considérable que dans l’air froid : au contraire, beaucoup plus de chaleur animale se produit dans celui-ci ; de sorte que l’effet de la chaleur animale et celui de la chaleur atmosphérique se compensent à peu près.

60Nous avons dit que la combinaison du gaz oxygène continuait à s’opérer dans la circulation ; si donc le jeu des artères devient plus actif dans une partie du corps, si le frottement et la pression y deviennent plus grands, il s’y dégage plus de chaleur que dans les autres.

61Jusqu’à présent, je n’ai parlé que des globules rouges, relativement aux effets de la respiration ; mais il est une autre partie du sang qui paraît y participer immédiatement, c’est celle que j’ai appelée partie lymphatique.

  • 17 William Hewson (1739-1774) présenta trois mémoires sur le sujet à la Royal Society en 1771 : « Exp (...)

62Lorsque le sang exposé à l’air se coagule, cet effet est dû en grande partie à l’action de l’air ; car le sang intercepté par des ligatures dans un vaisseau sanguin ne se coagule que beaucoup plus tard et beaucoup plus faiblement, ainsi que l’a observé Hewson17 : lorsque le caillot se forme et que la sérosité se sépare, les globules restent unis à la partie lymphatique sans se dissoudre dans la sérosité, quoique de leur nature ils soient solubles dans les liquides aqueux : il y a donc dans cet état quelque affinité qui réunit ensemble la partie rouge et la partie lymphatique ; mais dans les maladies inflammatoires, ou lorsqu’une ligature ou tout autre obstacle a retenu longtemps le sang dans le vaisseau d’où on le tire, il présente une autre apparence : il reste fluide beaucoup plus longtemps, la sérosité quelquefois abondante se sépare, la partie lymphatique prend l’apparence d’une huile qui surnage en grande partie le caillot, et quelque temps après elle forme à sa surface une pellicule plus ou moins épaisse et connue sous le nom de couenne pleurétique ; au-dessous de celle-ci, se trouve avec une portion de la lymphe, la partie colorante, qui est alors noirâtre.

  • 18 Sur Gaber. alias Geber, voir J.-R. Partington, A History of Chemistry, op. cit., t. 3, p. 87.

63Mais la couenne pleurétique tenue longtemps à une chaleur d’une certaine élévation, prend selon les expériences de Gaber, les propriétés du pus18.

64Il paraît donc que dans les maladies inflammatoires une combustion trop forte, due à une exagération des effets de la respiration et à une action trop vive des vaisseaux, diminue l’affinité de la partie lymphatique pour les globules, dont la constitution la plus avantageuse est changée ; que les globules peuvent être pressés dans les vaisseaux qui ne leur étaient pas destinés, et que la partie lymphatique devenue plus fluide peut s’épancher dans le tissu cellulaire, et y former du pus, surtout dans les parties où les effets de l’inflammation sont particulièrement déterminés par des circonstances locales.

65Dans l’inflammation et dans les différentes espèces de fièvres, la digestion est suspendue, la graisse déposée dans le tissu cellulaire reflue dans le sang et sert à l’entretenir ; on peut soupçonner qu’alors il se consume une plus grande proportion d’hydrogène que dans l’état de santé, et que l’excès de chaleur qui accompagne ces maladies est dû en partie à cet effet.

66Quoi qu’il en soit, l’augmentation de chaleur, la respiration plus précipitée font que l’air expiré emporte beaucoup plus d’humidité et dessèche le malade.

67Alors un air un peu chaud et humide me paraît convenable, parce qu’il se fait moins de combustion qu’avec un air froid, et qu’éprouvant moins de changement dans la température qu’il acquiert, il ne peut enlever que peu d’humidité ; mais la chaleur qui est brûlante dans les parties du corps peut être tempérée par le bain et par l’évaporation.

68On avait cru que le gaz oxygène pur agirait sur l’animal qui respire, comme sur les corps qui brûlent ; c’est-à-dire qu’il produirait beaucoup plus d’acide carbonique et par là plus de chaleur que l’air atmosphérique dans un même espace de temps : mais les expériences de Lavoisier et de Seguin nous ont détrompés ; elles nous ont appris qu’il ne se forme par une plus grande quantité d’acide carbonique par la respiration dans l’un de ces gaz que dans l’autre : cependant il est très vraisemblable que dans les embarras de la respiration, l’usage de l’air vital serait avantageux ; effectivement un animal asphyxié qu’on plonge soudainement dans l’air vital est plus sûrement et plus promptement rappelé à la vie que dans l’air atmosphérique. Ainsi dans le frisson des fièvres, dans l’asthme suffocant, dans quelques maladies spasmodiques où le pouls est faible, la respiration très petite ou plutôt très embarrassée et la chaleur diminuée, il serait probablement avantageux de faire respirer le gaz oxygène.

  • 19 H.-B. de Saussure, Voyage dans les Alpes, op. cit. Il réalisa l’ascension du Mont-Blanc en août 17 (...)

69On n’a point encore éprouvé l’effet de la compression de l’air sur la respiration : il me paraît probable que l’air comprimé produit plus d’acide carbonique, dégage plus de chaleur, restaure plus l’action vitale ; et que de là vient qu’on se fatigue très promptement et qu’on a besoin de repos fréquents sur les hautes montagnes, comme l’a éprouvé Saussure dans son voyage au Mont-Blanc19.

70Je me suis abandonné à des conjectures éloignées de la sévérité que nous devons apporter dans les sciences, parce que j’ai espéré que les idées que je vous présente pourraient vous inspirer des recherches utiles et qu’elles pourraient être modifiées par l’expérience et l’observation, et devenir plus conformes à l’action de la nature.

  • 20 Lire « prochaine séance ».

71Nous nous occuperons dans la première séance20 de la combinaison de l’oxygène avec l’azote ou de l’acide nitrique.

Notes

1 A. L. de Lavoisier, « Sur la combinaison du principe oxygène avec l’esprit de vin, l’huile et différents corps combustibles », (1784) 1787, p. 593-608. in Œuvres de Lavoisier, t. 2. p. 586-600.

2 Du nom de l’un des inventeurs. Quinquet. Voir quatrième leçon, note 62.

3 Cette détermination gravimétrique de Lavoisier est exacte : l’alcool éthylique contient en effet 24 g de carbone pour 6 g d’hydrogène.

4 Outre Jean d’Arcet (1725-1801) et Guillaume-François Rouelle (1723-1770), cités par Berthollet, de nombreux chimistes avaient réalisé des expériences en brûlant des diamants placés au foyer de grand miroirs sphériques (verres ardents), tels Macquer, Cadet et Lavoisier ; voir A. L. de Lavoisier, « Premier mémoire sur la destruction du diamant par le feu », (1772) 1776, in Œuvres, t. 2, p. 38-64 ; « Second mémoire sur la destruction du diamant au grand verre ardent de Tschirnausen connu sous le nom de lentille du Palais-Royal », ibid., p. 64-88. En 1795. la nature exacte du diamant « carbone pur et cristallisé » était soupçonnée mais encore non assurée. Guyton de Morveau allait reprendre les expériences dans son laboratoire de l’Ecole polytechnique.

5 Le chimiste anglais John Mayow (1640-1679) compléta ses premiers travaux sur le sujet (Tractatus duo quorum prior agit de respiratione, Oxford, 1668) dans son dernier ouvrage, le Tractatus quinque medicophisici, Oxford, 1674. Stephen Haies les reprit dans Haemastaticks. Londres. 1733 ; trad. Fr. par F. B. de Sauvages : Haemastatique ou la statique des animaux, expériences hydrauliques faites sur des animaux vivants, Genève. 1744. Dans cette histoire des travaux sur la respiration et la combustion. Berthollet omet leurs compatriotes et contemporains Robert Boyle (1627-1691). qui prouva expérimentalement la nécessité de l’air, et Robert Hooke (1635-1703), qui faisait agir un « nitre aérien » dans les deux phénomènes.

6 A. L. de Lavoisier, « Expériences sur la respiration des animaux et sur les changements qui arrivent à l’air en passant par leurs poumons », (1777) 1780, in Œuvres de Lavoisier. t. 2, p. 174-338. Ces expériences, faites en collaboration avec Jean-Baptiste Michel Bucquet (1746-1780), furent reprises avec Armand Seguin après l’achèvement de la révolution chimique ; voir « Premier mémoire sur la respiration des animaux par Seguin et Lavoisier », (1789) 1793, in Œuvres de Lavoisier, t. 2, p. 688-703).

7 Voir Lavoisier et Laplace, « Sur la chaleur », Mémoires de l’Académie royale des sciences, (1780) 1784, p. 355-408 (Œuvres de Lavoisier, t. 2, p. 283-333 ; A. Crawford (1748-1795), Experiments and Observations on Animal Heat, and the Inflamation of Combustible Bodies. Being an Attempt to Resolve these Phaenomena into a General Law of Nature, Londres, J. Murray, 1779, 2e éd. 1788.

8 Voir N. Vauquelin, « Observations chimiques et physiologiques sur la respiration des insectes et des vers », Annales de chimie, 12, 1792, p. 273-291.

9 Berthollet écrit Mentzies : il s’agit de Robert Menzies, auteur du Tentamen physiologicum inaugurale de respiratione, Édimbourg, 1790. dont des extraits ont été publiés dans les Annales de chimie, 8. 1791, p. 211-223. James Jurin était un médecin et mathématicien anglais mort en 1750 (voir J.-R. Partington, A History of Chemistry, Londres, MacMillan, 1962, t. 3. p. 475-477).

10 Il s’agit des célèbres expériences de Santorio Santorio. dit Sanctorius (1561-1636), professeur de médecine à Padoue et Venise. Voir J.-R. Partington, ibid., t. 2, p. 442.

11 Jeune collaborateur de Lavoisier, Armand Seguin présenta des recherches expérimentales sur la respiration en 1790-1791. seul à la Société de médecine, puis à l’Académie des sciences avec son mentor. Voir J.-P. Poirier, « La contribution d’Armand Seguin (1767-1835) aux programmes de recherche de Lavoisier », art. cité, p. 427-438, et M. Beretta, « Lavoisier and his last printed work : the Mémoires de physique et de chimie (1805) », Annals of science, 58, 2001, p. 327-356.

12 G. F. Cigna. « De causa extinctionis flammae in clauso aere », Miscelleana Taurinensia, 1, 1759, p. 22-51 : « De causa extinctionis flammae et animalium in aere inclusorum », ibid., 2, 1760, p. 168-203. Giovanni Francesco Cigna (1734-1790) était professeur d’anatomie à Turin, où Berthollet fit ses études de médecine.

13 J. Priestley. « Observations on respiration, and the use of the blood ». Philosophical Transactions, 66, 1776. p. 226 ; Experiments and Observations on Different Kinds of Air, op. cit., t. 3, p. 55-84.

14 David Macbride (1726-1778), médecin à Dublin et Glasgow, auteur de plusieurs ouvrages de physiologie animale, et notammentt des Experimental Essays on Medical and Philosophical Subjects, Londres, 1767.

15 Personnes de faible composition physique. Ce paragraphe, le précédent et les suivants montrent que Berthollet n’a pas oublié sa pratique de médecin.

16 Du thermomètre de Réaumur, soit 40 ° Celsius.

17 William Hewson (1739-1774) présenta trois mémoires sur le sujet à la Royal Society en 1771 : « Experiments on the blood, with some remarks on its morbid appearances », Philosophical Transactions, 60, 1771, p. 368-383 ; « On the degree of heat which coagulates the lymph and the serum of te blood », ibid., p. 384-397 ; « Further remarks on the properties of the coagulated lymph... ». ibid., p. 398-413. Il compléta ses observations dans An Experimental Inquiry into the Properties of the Blood, Londres, 1771, et Experimental Inquiries : Part 2. Londres, 1774.

18 Sur Gaber. alias Geber, voir J.-R. Partington, A History of Chemistry, op. cit., t. 3, p. 87.

19 H.-B. de Saussure, Voyage dans les Alpes, op. cit. Il réalisa l’ascension du Mont-Blanc en août 1787. un an après Jacques Balmat et Michel Gabriel Paccard.

20 Lire « prochaine séance ».

© Éditions Rue d’Ulm, 2006

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