Carl Wilhelm Scheele (1742-1786)

Initié à la chimie chez un apothicaire, le jeune Carl Wilhelm acquit en autodidacte des connaissances en chimie d’une telle ampleur qu’il surpassa en la matière beaucoup de chimistes contemporains du monde entier. Scheele élabora un grand nombre de méthodes d’analyse remarquables et il fut le premier à constater que le même métal peut avoir des états d’oxydation différents. Il découvrit ou identifia plusieurs éléments et isola de nombreux composés chimiques.

Né le 9 décembre 1742 à Stralsund (Poméranie suédoise, aujourd’hui Allemagne), Carl Wilhelm Scheele, d’une famille de onze enfants, était destiné à devenir charpentier, mais à l’âge de 14 ans, il décide d’être pharmacien. Il développe son intérêt pour la chimie durant ses huit années d’apprentissage chez un apothicaire de Göteborg. En 1765, il part travailler chez un apothicaire de Malmö, où l’anatomiste Anders Jahan Retzius, de l’université de Lund, lui fait rencontrer de nombreux savants. Scheele se rend à Stockholm en 1768 pour se rapprocher des cercles scientifiques, puis à Uppsala en 1770 où il suit des cours de chimie à l’Université de la ville. C’est là qu’il fait la connaissance de Johan Gottlieb Gahn (1745-1818) et Torbern Olof Bergman (1735-1784) qui sera son mentor.

Cinq ans plus tard, il s’installe définitivement dans la petite ville de Köping où il reprend la boutique laissée vacante après le décès de son propriétaire, Pohls. Il ne se rendra alors à Stockholm que pour passer son examen d’apothicaire. Soutenu par T.O. Bergman, ses travaux sont reconnus par ses pairs lors de son élection à l’Académie royale des sciences de Suède le 4 février 1775.
C’est la première et dernière fois qu’un étudiant en pharmacie recevait cet honneur. Cette dernière lui verse une pension annuelle et son commerce est géré par la veuve de Pohls, ce qui lui permet de ne jamais cesser de poursuivre ses recherches en chimie.

Scheele développe un talent d’analyse hors pair d’autant plus remarquable qu’il travaille dans des conditions rudimentaires. Il ne possède pas de four assez puissant pour porter à haute température les substances chimiques qu’il veut analyser, et ses instruments sont ceux qu’il trouve dans sa boutique.
Il crée cependant, à l’aide de tubes, de cornues et de vessies de bœuf et de porc desséchées, des dispositifs expérimentaux très ingénieux pour étudier les gaz.

Dans sa jeunesse, Scheele se soucie peu de théorie. Il ne prendra des notes de ses travaux que lorsque A.J. Retzius le lui conseillera et les organisera sous l’influence de T.O. Bergman. Ses notes cryptiques, dont une infime partie est publiée, décriraient quelque 15 000 à 20 000 expériences. Le chimiste suédois aura passé sa vie à mener des expériences chimiques, laissant à d’autres, notamment T.O. Bergman et J.G. Gahn, le soin d’en tirer les conclusions théoriques.

En 1770, le nom de Scheele apparaît pour la première fois dans un article de A.J. Retzius sur l’acide tartrique, auquel il a largement contribué. À la demande de T.O. Bergman, Scheele publie en 1774 les résultats de ses expériences sur la « magnésie noire » (pyrolusite) déjà connue des Anciens : Pline signale son emploi dans la fabrication du verre.
Il identifie un oxyde d’un métal inconnu, différent du fer, dont l’oxyde Fe3O4 avait été confondu jusque-là avec la pyrolusite qui est le dioxyde de manganèse (cf. Manganèse).

La même année, T. O. Bergman, sans doute en même temps que J. G. Gahn, collaborateur de C. W. Scheele, préparait pour la première fois, en réduisant cette « magnésie noire » par l’huile, quelques nodules impurs d’un métal auquel il attribua le nom de magnésium. Ce n’est que plus tard (1785) que L. Guyton de Morveau proposa le nom de manganèse pour éviter toute confusion.

Lors du traitement du dioxyde de manganèse par l’acide chlorhydrique (l’acide muriatique d’alors, cf. Acide chlorhydrique) au-dessus d’un bain chaud de sable, il observe le dégagement un gaz alors inconnu, vert jaunâtre avec une forte odeur, qu’il nomme « acide muriatique déphlogistiqué ». Il constate que le gaz, descendu au fond d’une bouteille ouverte n’était pas soluble dans l’eau et qu’il décolorait le papier tournesol et… les fleurs. Ce n’est qu’après de longues discussions entre L. J. Gay-Lussac, L. J. Thénard et H. Davy qu’il fut défini comme un élément, auquel Davy donna en 1810 le nom de chlore (cf. Chlore). La même année, il annonce la découverte de la base du baryum, la baryte (cf. opus à venir).

Carl W. Scheele mène des recherches dans tous les domaines de la chimie. Il étudie surtout les acides minéraux (arsénique, molybdique, tungstique…), mais identifie aussi la molybdénite et le graphite et détermine les propriétés de l’acide fluorhydrique (cf. Fluor) ainsi que de nombre de ses sels. Il travaille sur le phosphore et ses composés et met au point un procédé d’obtention par calcination des os d’animaux ce qui permit à la Suède de devenir un des principaux producteurs d’allumettes. En 1777, il publie la première étude véritablement scientifique des effets de la lumière sur un papier imprégné de chlorure d’argent.

Il apporte aussi des contributions majeures à la chimie organique. Il étudie ou isole pour la première fois de nombreux acides organiques, dont les acides tartrique (cf. Acide tartrique), oxalique, lactique (cf. Acide lactique), urique, cyanhydrique (alors prussique, cf. Acide cyanhydrique), citrique (cf. Acide citrique), malique, gallique et pyrogallique. Par la distillation de l’huile d’olive (cf. Acide oléïque) en présence d’oxyde de plomb (cf. Minium), il obtient le glycérol (cf. Glycérol).

Découverte de l’Oxygène

Carl W. Scheele reste surtout célèbre pour sa découverte de l’oxygène (cf. Oxygène), décrite dans le seul ouvrage qu’il publiera, Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer (Traité chimique de l’air et du feu, 1777). Il découvre cet élément seul, certainement avant l’Anglais Joseph Priestley (cf. Joseph Priestley). Ses recherches sur l’air lui permettent de conclure que l’air est un mélange de deux gaz, l’un alimentant la combustion, l’autre non. Scheele établit que le premier gaz représente environ un quart de l’air ordinaire.

Pour isoler un échantillon pur de ce gaz, il chauffe diverses substances, telles que le salpêtre (nitrate de potassium), le dioxyde de manganèse, des nitrates de métaux lourds, le carbonate d’argent et l’oxyde mercurique. Nommant le gaz nécessaire à la combustion « air du feu » (et l’autre constituant « air vil »), il interprète ses résultats à la lueur de la théorie du phlogistique alors très répandue. Ce sera Antoine-Laurent Lavoisier (cf. Antoine-Laurent Lavoisier) qui l’identifiera comme un nouvel élément en démontrant qu’il se combinait à la majorité des corps et qui vérifiera son rôle dans la respiration et les combustions (1772-1775), mettant fin à cette théorie.

Comme de nombreux autres chimistes de son époque, il travaille dans des conditions particulièrement dangereuses (la ventilation n’existait pas…) qui l’exposent à de nombreux produits toxiques, nuisibles à sa santé. Il lui arrivait même de goûter certaines des substances qu’il découvrait, y compris des produits très toxiques comme l’acide cyanhydrique. Conscient de sa santé fragile, qu’il considère comme le mal de tous les apothicaires, il épouse la veuve de Pohls pour qu’elle puisse hériter de son commerce. Deux jours après son mariage, il décède le 21 mai 1786 (à l’âge de 43 ans).

Isaac Asimov l’a appelé « Scheele pas de chance » parce qu’il a fait un certain nombre découvertes bien avant d’autres qui en furent crédités : en plus de l’oxygène, il a identifié les éléments manganèse, molybdène, tungstène, baryum et chlore et préparé une multitude de composés organiques et inorganiques.

Pensée du jour
« Dans l’échelle des fondateurs de la chimie, Carl Wilhelm Scheele est très haut. »

Sources

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