Quand l'eau est-elle devenue H20 ?
L’eau est devenue H2O (avec la lettre O de l’oxygène, et non le chiffre zéro) au cours du XIXe siècle, au terme d’un long débat sur l’existence des atomes. Pendant des décennies, les chimistes l’ont écrite HO. La formule actuelle ne s’est imposée qu’après le congrès de Karlsruhe de 1860, et plus tard encore en France.
De l’élément à la combinaison
Depuis l’Antiquité, l’eau passait pour l’un des quatre éléments, avec la terre, l’air et le feu. À la fin du XVIIIe siècle, l’Anglais Henry Cavendish obtient de l’eau en faisant brûler de l’hydrogène, puis Antoine Lavoisier montre, par synthèse et par décomposition, qu’elle est une combinaison d’hydrogène et d’oxygène. L’eau cesse alors d’être un corps simple ; reste à savoir dans quelles proportions ses constituants s’unissent, et comment l’écrire.
HO : la formule de Dalton et des équivalents
Au début du XIXe siècle, le chimiste anglais John Dalton (1766-1844) propose une théorie atomique. Faute de pouvoir compter les atomes, il adopte une règle de simplicité : lorsque deux éléments ne forment qu’un seul composé, celui-ci contient un atome de chacun. L’eau s’écrit donc HO. Le Suédois Jöns Jacob Berzelius généralise ensuite la notation par une ou deux lettres tirées du nom latin des éléments, celle que l’on utilise encore aujourd’hui.
De nombreux chimistes préfèrent toutefois raisonner en « équivalents », c’est-à-dire en masses d’éléments qui se combinent entre elles, sans se prononcer sur l’existence des atomes. Dans ce système, l’hydrogène vaut 1 et l’oxygène 8 : la formule HO rend alors exactement compte des proportions en masse de l’eau.
Avogadro, Cannizzaro et le congrès de Karlsruhe
Dès 1811, l’Italien Amedeo Avogadro, suivi en 1814 par André-Marie Ampère, avance que des volumes égaux de gaz contiennent le même nombre de particules. Or deux volumes d’hydrogène s’unissent à un volume d’oxygène pour former de l’eau : l’hypothèse conduit à la formule H2O et à une masse atomique de 16 pour l’oxygène. Elle reste pourtant longtemps négligée.
En 1860, le congrès de Karlsruhe, première grande réunion internationale de chimistes, tente de mettre fin à la confusion des notations. L’Italien Stanislao Cannizzaro y défend l’hypothèse d’Avogadro, et son mémoire, distribué aux participants, convainc peu à peu la communauté savante. Dans les années qui suivent, H2O s’impose dans la plupart des pays.
La résistance française
En France, la notation en équivalents résiste plus longtemps. Le chimiste alsacien Charles Adolphe Wurtz, professeur à Paris, plaide pour la théorie atomique ; Marcellin Berthelot, savant très influent dans l’enseignement et l’administration, défend au contraire les équivalents et se méfie de l’hypothèse atomique. Il faut attendre la fin du XIXe siècle pour que H2O remplace HO dans l’enseignement français, et plusieurs manuels de l’époque donnent encore les deux écritures côte à côte. L’histoire de cette formule si familière montre qu’un résultat établi au laboratoire peut mettre des décennies à entrer dans les livres de classe.
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