renouvelée par les chimistes sans amener le même résultat! Quoi qu'il en soit de ces considérations, après les quelques noms que nous avons cités au sujet de l'étude de l'air, on imagine aisément quel étonnement se manifesta parmi les savants, quand on apprit que, le 8 août 1894, au congrès de la British Association, à Oxford, lord Rayleigh et M. W. Ramsay annoncèrent qu'ils venaient de découvrir dans l'atmosphère un gaz inconnu, plus dense que l'azote, plus inerte que lui, existant dans l'air en quantités relativement considérables, et possédant un spectre caractéristique. Quelle que fût l'autorité des auteurs de la communication, beaucoup se refusaient à croire à la possibilité d'un tel événement. Leurs doutes, leurs hésitations, durent s'évanouir devant l'évidence des faits. Le 31 janvier, dans une assemblée extraordinaire de la Société royale tenue dans le grand amphithéâtre et le laboratoire de l'University College, devant un auditoire d'élite, comprenant non seulement les membres de la Société royale, mais aussi ceux des Sociétés de chimie et de physique de Londres et bon nombre de notabilités scientifiques de l'Angleterre, lord Rayleigh et M. W. Ramsay exposèrent leurs recherches et les résultats auxquels ils étaient déjà parvenus (1). ORIGINE DE LA DÉCOUVERTE. En 1882, lord Rayleigh, dans un discours présidentiel (2), attirait l'attention des savants sur la nécessité, (1) La plupart des détails qui vont suivre sont donnés d'après les mémoires de lord Rayleigh et MM. W. Ramsay, Crookes et Olszewski, publiés dans la NATURE anglaise du 7 février 1895; et d'après la traduction qu'a donnée de ces mémoires, de la discussion qui en a suivi la lecture, et d'un mémoire de M. J. Dewar sur Les Anomalies dans la liquefaction de l'azote, l'excellente REVUE GÉNÉRALE DES SCIENCes pures et appLIQUÉES, dans son numéro du 15 février 1895. (2) NATURE, 24 août 1882: The British Association. au point de vue des théories chimiques, d'une détermination nouvelle et plus exacte des densités des principaux gaz, et exprimait l'opinion que le temps était peut-être venu de l'entreprendre; lui-même, annonçait-il, avait déjà commencé des préparatifs dans ce but. Après douze ans de travail assidu, un premier pas était fait : le poids atomique de l'oxygène était déterminé avec toute l'exactitude possible et trouvé égal à 15,82, si l'on maintient celui de l'hydrogène égal à 1. Puis vint le tour de l'azote. Dès l'abord, une difficulté se présenta l'azote enlevé à l'atmosphère et l'azote retiré des combinaisons chimiques n'avaient pas la même densité le premier était de 1/230 plus dense que le second. Voici comment lord Rayleigh fut amené à constater cette différence. Pour se procurer de l'azote, le savant anglais avait eu tout d'abord recours à un procédé imaginé par M. Vernon Harcourt d'Oxford; ce procédé donne un azote provenant à la fois de l'ammoniaque et de l'air atmosphérique. L'air, après avoir barbotté dans une solution. concentrée d'ammoniaque, est entraîné dans un tube chauffé au rouge; pendant le passage du mélange gazeux dans ce tube, l'oxygène de l'air se combine à l'hydrogène du gaz ammoniac pour donner de l'eau; le gaz ammoniac en excès est ensuite absorbé par un acide, l'eau entraînée mécaniquement et l'eau de combinaison, arrétées par les dessiccateurs ordinaires. Ce procédé d'un emploi fort commode permit à lord Rayleigh d'obtenir pour la densité de l'azote des résultats très concordants. Jugeant qu'il était prudent de ne point s'en tenir à une seule méthode, le savant anglais voulut alors employer, dans une seconde série d'expériences, le procédé généralement usité, la préparation de l'azote par enlèvement de l'oxygène de l'air au moyen du cuivre au rouge: il était du reste pleinement persuadé, comme il le dit lui-même, que les seconds résultats confirmeraient en tous points les premiers. L'événement trompa son attente: l'azote ainsi obtenu était plus lourd de 1/1000 environ que l'azote fourni par le procédé de M. Vernon Harcourt; une deuxième expérience ne fit que rendre la différence de poids plus évidente. C'était il y a trois ans. Vivement intrigué, lord Rayleigh publie les résultats auxquels il est parvenu et les soumet à la critique des chimistes; plusieurs réponses lui parviennent, mais aucune ne va au cœur de la question. On parlait de molécules d'azote dissociées et résolues en atomes; mais la chose paraissait peu probable, puisque les deux sortes d'azote avaient après tout même origine : c'est en effet tout au plus si, dans le procédé Vernon Harcourt, l'ammoniaque fournit un septième de l'azote mis en liberté; le reste provient de l'atmosphère aussi bien que dans le procédé au cuivre. Un secret instinct avertissait lord Rayleigh que la divergence était due, non à une dissociation partielle des molécules d'azote provenant de la préparation du gaz par l'ammoniaque, mais à la présence de la petite quantité d'azote extrait de cette ammoniaque et qui, pour une raison inconnue, devait être plus léger que l'azote de l'air. Cette supposition, il était facile de la vérifier il suffisait de remplacer, dans le procédé Vernon Harcourt, le courant d'air par un courant d'oxygène pur; la totalité de l'azote recueilli serait alors fournie par le gaz ammoniac. L'expérience fut réalisée; la différence entre les deux poids se trouva du coup quintuplée l'azote retiré de l'ammoniaque était d'environ 1/2 p. c. plus léger que l'azote de l'air (1). Que faire? Avant tout, il fallait rechercher si cette divergence était générale et constante pour tout azote chimique. Lord Rayleigh s'en procure par plusieurs procédés très différents les uns des autres. I le retire du peroxyde d'azote, soit par l'action de l'étincelle électrique, soit par celle d'une température très élevée; il le retire (1) NATURE, 13 juin 1895: Argon, par lord Rayleigh. ensuite du protoxyde d'azote ou oxyde azoteux, soit par l'étincelle, soit par élévation de température, procédé qui fournit 28 p. c. d'azote, soit enfin en faisant passer ce gaz sur un mélange chauffé au rouge d'oxyde de chrome et de carbonate de sodium; il le dégage de l'azotite d'ammonium par simple action de la chaleur; enfin, voulant vérifier si la chaleur employée pour la préparation ou la purification du gaz n'avait aucune influence sur sa densité, il s'efforce d'obtenir à froid de l'azote pur. Sur le conseil de M. Thorpe, il a recours à l'action de l'hypobromite de sodium, NaBrO, sur l'urée (AzH2)2CO. Cette action est la suivante : (AzH2)CO + 3NaBrO = 3NaBr + 2H2O + CO2 + Azą. Le bromure de sodium reste en solution, et le gaz carbonique produit conjointement avec l'azote peut être absorbé à froid par la soude caustique. Mais son espoir est déçu l'azote ainsi préparé n'est pas pur son action sur le mercure, et l'odeur de rat mort qu'il dégage le prouvent suffisamment. Aussi il importe peu qu'on ait trouvé son poids supérieur à celui même de l'azote atmosphérique; on ne peut tirer de ce fait aucune conclusion. Sans doute, ces impuretés sont dues, très probablement, non pas à l'urée, mais à l'hypobromite employé, puisqu'après barbottage à travers une solution. de ce dernier, l'azote atmosphérique lui-même attaque le mercure. N'importe, le but n'était pas atteint pour obtenir par ce procédé un gaz parfaitement pur, il fallait le faire passer sur des tournures de cuivre chauffées au rouge, puis sur du fer chauffé de même au rouge vif dans un tube de même métal, enfin sur de l'oxyde cuivrique. Heureusement on découvrit que l'azote fourni par l'azotite d'ammonium pouvait être purifié sans l'aide de la chaleur; l'odeur ammoniacale qu'il avait après sa préparation disparaissait par son passage à travers l'acide sulfurique, et l'odeur nitreuse presque imperceptible qu'il conservait encore après ce traitement n'avait, l'expérience le prouva, aucune influence appréciable sur la densité du gaz. Les chiffres pour l'azote de l'azotite d'ammonium purifié à froid, et pour le même azote purifié à chaud, furent trouvés parfaitement identiques, ainsi qu'il ressort du tableau suivant, où nous résumons ce qui a été obtenu par les procédés indiqués jusqu'ici : Réduisant de 0,0006 pour compenser l'erreur qu'a pu entraîner la contraction du ballon quand on y faisait le vide, et multipliant par le rapport 1,2572: 2,3108, nous obtenons pour poids moyen du litre d'azote chimique, à oo et 760 millimètres de pression, le nombre 1,2505 gramme. D'autre part lord Rayleigh retira aussi l'azote de l'air; il en élimina l'oxygène : soit à chaud, par l'action du cuivre ou du fer au rouge, l'oxygène, se fixant alors en transformant le cuivre en oxyde cuivrique ou le fer en oxyde magnétique; soit à froid, en le faisant passer à travers une solution d'hydrate ferreux qui absorbe l'oxygène en se transformant en hydrate ferrique. L'azote fut ensuite purifié et desséché à froid, et on le pesa dans le ballon qui avait servi aux expériences précédentes; on obtint les chiffres suivants : Azote obtenu par le cuivre au rouge En moyenne. 2,3103 gr. 2,3100 2,3102 " 2,31016 gr. |