THÉORÈME VII. OXYDATIONS TOTALES

L* oxydation totale d'un principe immédiat au moyen de Voxygène libre, cest-à-dire sa transformation intégrale en eau et acide carbonique, dégage une quantité de chaleur égale à la différence entre les chaleurs de combustion de ses éléments et sa propre chaleur de formation, depuis les mêmes éléments.

1. — En général, dans Tétude de l'état d'entretien, pour la chaleur animale notamment, on doit envisager les aliments comme complète-

ment brûlés, c'est-à-dire changés en acide carbonique et eau; attendu que Ton admet l'identité de l'état initial et de Tétat final, périodiquement reproduite pendant une certaine durée de Texistence de l'être. C'est ce qui justifie l'application du théorème.

Il n'est vrai d'ailleurs, même théoriquement, que pour les aliments hydrocarbonés; les aliments azotés n'éliminant presque jamais l'azote en nature. En fait, dans les organismes supérieurs, ce dernier élément est éliminé principalement à Tétat d'urée et de quelques autres composés analogues. Pendant le cours de la vie végétale elle-même, l'azote n'est dégagé à l'état libre que dans des conditions exceptionnelles.

2. — Ces réserves faites, passons en revue quelques-unes des conséquences qui résultent du théorème précédent. Ainsi, par exemple, l'oxydation totale de l'alcool du vin, lequel est dissous dans une grande quantité d'eau, change cet alcool en eau et acide carbonique dissous, en dégageant, pour 46 grammes d'alcool, la différence entre la chaleur de combustion de ces éléments, supposés libres, et la chaleur de formation de l'alcool par ces mêmes éléments, c'est-à-dire :

Chaleur de combicstion

Pour a4 grammes de carbone diamant -f 199)3 Calories

Pour 6 grammes d'hydrogène . . + 207 /r

Retranchons la formation de l'alcool dissous pai* ces mômes éléments — 72,4 //

Il reste pour son oxydation ... -}- 334,4 ff

D'une façon plus générale, il résulte de ces notions que la fixation d'un même poids d'oxygène sur un principe immédiat, qu'il change enlièrement en eau et en acide carbonique, peut dégager des quantités de chaleur fort inégales. Soit 16 grammes d'oxygène, employés à brûler complètement les corps suivants, avec formation de gaz carbonique et d'eau liquide :

Carbone diamant, dégage + 47 »i5

Hydrogène, dégage + 69, o

Carbone et hydrogène, dans les rapports d'un corps homologue, formé avec addition de G + H2 + 03, i^, c'est-à-dire

pour + 54, 4

Glucose cristallisé +56, 1

Acide formique liquide + 61, 7

Alcool pur + 54, 3

Acide acétique liquide + 62, 35

// butyrique + 52, 4

// stéarique solide + 52, 35

// benzoïque cristallisé + 5i, 5

// oxalique cristallisé + 60, o

// lactique liquide -|- 54» 9

// tartrique cristallisé + 56, 2

// citrique cristallisé + 52, 8

// humique -|- 53, 6

Ces nombres sont à peu près les mêmes pour la plupart des acides gras, contrairement à une opinion assez accréditée ; mais ils peuvent différer jusqu'à un sixième en plus pour d'autres composés hydrocarbonés. Ces différences existent, même dans le cas où le volume de Tacide carbonique produit est égal à celui de Toxygène absorbé, c'est-à-dire où le quotient en volume,

-TT-, est égal à Tunité. Par exemple, l'acide

acétique produirait ainsi .... -H 52,3 et le glucose -H 56,4

Les divers hydrates de carbone, glucoses et polyglucosides, dégagent des quantités de chaleur peu différentes, en étant brûlés complètement par un même poids d'oxygène.

Les corps gras naturels s'écartent peu également de l'acide stéarique, sous ce rapport, lorsqu'on oxyde complètement des poids convenables de ces corps par un même poids d'oxygène libre.

On remarquera que les hydrates de carbone, tels que le glucose, dégagent environ 7 à 8 centièmes de chaleur de plus que les acides gras, en consommant un même poids d'oxygène. Le quotient respiratoire varie d'ailleurs bien davantage, étant égal à 1,0 pour les hydrates de carbone, tandis qu'il est voisin de 0,70 pour les corps gras ; toujours dans l'hypothèse d'une

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combustion totale. Ce même quotient s'élèverait vers 0,78 pour les albuminoïdes, si la combustion en était complète ; hypothèse qui ne répond pas d'ailleurs aux phénomènes véritables, observés chez les animaux.

3. — Les principes azotés donnent lieu à des différences bien plus considérables, lesquelles varient selon la forme que prend Tazote dans la combustion : notamment s'il devient libre, ou bien s'il est éliminé à l'état d'urée. Ce dernier cas devant être traité plus loin séparément, je me bornerai à citer les chiffres suivants, relatifs aux combustions totales où l'azote devient libre.

16 grammes d'oxygène employés à brûler complètement

Combustion des corps azotés

Gaz ammoniac dégagent + 60,^^19

Méthylamine gazeuse

Éthylamine liquide

Aniline liquide

Nicotine liquide

Indol

Amide formique dissous

Amide acétique cristallisé

Oxamide cristallisé

Urée cristallisée

Acide urique cristallisé

Asparagine cristallisée

Leucine cristallisée

Combustion des corps azotés (suite)

Nitrile formique liquide

(acide cyanhydrique) // -f 63, 7

Nitrile acétique liquide // -f- 53, o Nitrile oxalique gazeux

(cyanogène) // + 66, 2

Nitrite glycollique liquide // + 67, i

Nitrile succinique liquide // + 54, 5

Albumine solide n + 62, 3

4. — En définitive, d'après l'ensemble de ces résultats, un même poids d'oxygène, tel que 16 grammes, employé pour l'oxydation totale d'un principe organique, dégage des quantités de chaleur qui ne diiïèrent pas extrêmement entre elles. Elles ne s'écartent d'ailleurs pas beaucoup de la moyenne relative à la somme homologue G -h H^ + 54C*U.

Les écarts les plus grands sont compris, d'une

part, entre 61,7 et 5t, 5

(composés ternaires hydrocarbonés) ;

et, d'autre part, entre .... 66,2 et 49»2

(composés azotés).

Encore les écarts extrêmes s'observent-ils seulement pour les premiers termes des séries, contenant 1 ou 2 atomes de carbone. Si on les néglige, pour tenir compte uniquement des principes les plus répandus, les limites se réduisent entre 56,4 et 5i, 5

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pour les composés exempts d'azole ; et^ pour les composés azotés, ei)tre54i5 et 5 1,3 ; la différence ne s'élevant pas au-delà du douzième de la chaleur totale.

On se rend compte par là des raisons empiriques et fortuites, pour lesquelles on avait cru constater au commencement de ce siècle, que la chaleur animale serait proportionnelle à l'oxygène consommé.

Mais il convient d'observer que de telles différences répondent à des quantités d'énergie considérables, lorsque le nombre d'atomes d'oxygène absorbés est notable ; ainsi qu'il arrive pour les principes à poids moléculaire élevé.

On remarquera encore que les nombres relatifs aux principes azotés seraient à peu près les mêmes que pour les principes exempts d^azote. Mais ce dernier rapprochement a peu d'intérêt pratique, l'azote n*étant pas, en général, éliminé à l'état libre, dans les combustions opérées à la température ordinaire, au sein des tissus vivants.

Une telle circonstance a pour effet d'abaisser la chaleur de combustion des albumiboïdes d'un sixième environ, en supposant la formation de l'urée ; elle l'abaisse môme des trois dixièmes chez l'homme, si l'on tient compte de la composition réelle des excréta.

Pour monlrer toute l'importance de ces notions, il convient de rappeler que, d'après les • chiffres fournis par les chaleurs de combustion totale des matières alimentaires, le rendement en travail de la machine animale serait évalué à 20 centièmes environ.

De même, on a évalué le poids isodynamique des divers aliments à loo pour la graisse, à 23o environ pour les hydrates de carbone, et même pour l'albumine, etc. ; ces quantités étant supposés telles qu'un animal fournisse le même travail, landis que son poids absolu demeurerait stationnaire.

Ainsi les chaleurs de combustion fournissent, à ces divers égards, les indications les plus utiles. Cependant elles ne sauraient servir à définir des règles absolues : la pratique introduisant dans ce genre de problèmes des données forts diverses, les unes d'ordre physiologique, les autres d'ordre industriel et économique.