Christian Schönbein

La légende professorale veut que ce soit au cours d'expériences de chimie qu'il faisait devant ses étudiants, en 1839, notamment l'oxydation ménagée du phosphore et l'électrolyse de l'eau, qu'il identifie cette odeur particulière semblable à celle qui environne les décharges électriques dans l'air. Schönbein parvient à associer cette odeur à un gaz qu'il appelle « ozone », à l'aide d'un mot grec signifiant « odeur, senteur » proposé par un collègue philologue. Il s'agissait, en fait, du tri-oxygène ou oxygène tri-atomique apparut sur et autour de la planète depuis 4 milliards d'année.

Schönbein présente sa découverte dans une lettre adressée à l'Académie des sciences en 1840, intitulée « Recherches sur la nature de l'odeur accompagnant certaines réactions chimiques ».

Il fait publier dans les Annales de physique en 1840 le signalement de ce gaz qu'il dénomme ozone le caractérisant ainsi par son odeur. Mais aucune formule chimique n'est proposée. En 1844, il constate que l'auto-oxydation du phosphore blanc produit aussi de l'ozone.

Ce n'est qu'en 1849 que Schönbein, longtemps sceptique, admet que l'ozone n'est qu'une forme de l'oxygène, identifiée en 1844 par les chimistes Marignac et Auguste de la Rive.

Il entreprend une étude de l'oxygène atmosphérique et de toutes les manifestations chimiques qui lui sont associées. Il établit alors la différence entre combustion et (auto)oxydation lente.

Schönbein constate que l'oxydation lente par l'ozone O₃ dans l'eau se réalise par la formation préalable d'eau oxygénée ou peroxyde d'hydrogène H₂O₂. L'oxydation est très rare sans cette présence.

Il met au point l'oxydation catalytique de l'ammoniac NH₃ en nitrite, dérivé de l'acide nitreux HNO₂. Schönbein cherche ici à comprendre la capacité qu'ont certaines plantes de fixer l'azote de l'air en engrais ammoniaqués, puis nitrés ou nitratés.

L'étude de la respiration lui permet de découvrir le blocage de la respiration par l'acide cyanhydrique.

Ses études sur la respiration et l'oxydation lente l'invitent en fin de carrière à s'intéresser à la composition chimique des aliments et celle des parties composantes du vivant, les principaux organes, la peau, les poils, les cheveux ou cils, des plantes et des animaux.

Schönbein a également découvert :

• les propriétés catalytiques du ruthénium, en particulier celles qui, sans rien perdre sans rien céder, lui permettent de décomposer l'eau par l'intermédiaire du chlore :
  • 2H₂O + 2Cl_{2 gaz} → 4HCl _aqueux + O_{2 gaz}
  • Il s'agit de l'oxydation de l'eau (par le gaz chlore en milieu aqueux) en présence de ruthénium.
• la catalyse hétérogène de la réaction de décomposition de l'eau ou d'électrolyse de l'eau, technique à l'origine de la « pile à combustible » employant la mousse de platine.

Quoique sa femme le lui eût expressément défendu, Schönbein expérimentait volontiers dans la cuisine familiale. Un jour de 1845, il essuya les taches d'acide nitrique et d'acide sulfurique avec un torchon qu'il suspendit au-dessus du poêle pour le faire sécher : le torchon s'enflamma alors spontanément par le seul fait de la chaleur et disparut presque instantanément sans faire de fumée. La cellulose du torchon s'était muée en nitrocellulose ; les radicaux nitrites formés par apport d'acide nitrique créent une source d'oxygène, c'est-à-dire un comburant, et la chaleur ne fait qu'accélérer l'oxydation de la cellulose.

Schönbein comprit les possibilités ouvertes par cette découverte. La poudre à canon, dont l'usage avait dominé les champs de bataille depuis cinq siècles, explosait en dégageant une fumée noire et compacte, qui salissait les artilleurs, encrassait l'âme des canons et des fusils, et gênait la vision du champ de bataille. La nitrocellulose donnait la clef d'une « poudre sans fumée » ; comme on l'utilisa d'abord pour propulser les obus d'artillerie, elle fut appelée « fulmicoton ».

Les tentatives de production industrielle de fulmicoton piétinèrent longtemps car les usines explosaient les unes après les autres (c'est ainsi que le frère d'Alfred Nobel trouva la mort) ; il fallut attendre 1891 pour que les chimistes James Dewar et Frederick Augustus Abel parviennent à stabiliser le fulmicoton, avec un mélange baptisé « cordite » parce qu'on pouvait la former en longues cordes.