La combustion (phlogistique)

La théorie du phlogistique est une théorie scientifique obsolète qui concerne la combustion. Elle a été admise par Georg Ernst Stahl, chimiste allemand (1659-1734), et stipule que tout matériau inflammable est constitué de phlogistique (ou phlogiston, du grec, φλογιστος : brûlé), une substance incolore, inodore et impondérable (imperceptible) qui s'échappe pendant les combustions. "Le phlogistique est du feu fixé dans la matière et qui s'en échappe lors des combustions" (Stahl).

Plus un corps contient de phlogistique, mieux il brûle.

Equation :

Le phlogistique

Le charbon, et "l'air inflammable" (c'est à dire le dihydrogène H2) sont considérés comme du phlogistique pratiquement pur (tout comme le soufre et les huiles combustibles).

L'air inflammable est isolé en 1765 par un physicien et chimiste anglais : Henry Cavendish (1731 - 1810). Il pensait avoir isolé du phlogistique pur.

Mais cette théorie présentait de grosses insuffisances :

On savait que la calcination d'un métal en chaux, s'accompagnait d'une augmentation de masse alors que selon la théorie du phlogistique, elle aurait due être plus légère (perte de phlogistique)

Stahl proposa, pour intégrer les résultats expérimentaux à sa théorie, que le phlogistique avait une pesanteur différente de celle de la matière où il entre, et que bien que pesant, il allégeait le métal. Il ne nie pas les résultats expérimentaux, mais les encadre dans sa théorie qui ne sera combattue qu'a partir de 1777 par Pierre Bayen (1725 - 1798).

Cette théorie a eu un succès persistant car elle était autocohérente et intégrait de manière satisfaisante les observations de l'époque.

Les problèmes de la théorie du phlogistique attirèrent l'attention de Lavoisier. en 1772. Il l'aborde avec une méthode qui lui est particulière : peser, avant et après l'expérience, le tout et chaque partie; contrôler tout ce qui entre et sort de la réaction.

Il brûle un morceau d'étain sous une cloche en verre. Il constate une augmentation de la masse de l'étain, qui est selon lui, due à la diminution de celle de l'air. La calcination et la combustion feraient donc intervenir de l'air. Conscient de l'importance de sa découverte, il envoie ce résultat à l'Académie Royale des Sciences. Lavoisier affirme avoir fait "une des découvertes les plus intéressantes depuis celles de Stahl".Il veut une "révolution" de la chimie. Malgré tout, la théorie du phlogistique n'est pas encore très menacée car l'hypothèse de Lavoisier est encore incapable d'apporter la cause de la production de chaleur et de lumière lors d'une combustion.

Dix ans de travaux lui furent nécessaires pour ébranler sérieusement la théorie du phlogistique. Petit à petit, il suggère que l'air atmosphérique est constitué de plusieurs sortes d'air. 

C'est en élaborant une conception générale des gaz que Lavoisier destitue l'air de son rôle d'élément. En reprenant l'idée que la chaleur est une substance qu'il nomme "calorique", Lavoisier avance l'idée que tous les corps peuvent exister à l'état de gaz ou de fluide aériforme pourvu qu'on les chauffe, c'est-à-dire pourvu qu'on leur apporte du calorique qui écarte les molécules et transforme un solide en liquide puis en gaz. Ainsi, l'air caractérise un état de la matière et non plus une substance particulière.

Grâce à ce principe, Lavoisier peut enfin rivaliser avec Stahl pour expliquer la combustion. Car si une partie de l'air se combine avec le combustible, le calorique se trouve alors libéré et produit de la chaleur.

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