DES RÉACTIONS EN GÉNÉRAL

Les réactions de la chimie organique peuvent être étudiées sous deux points de vue essentiellement distincts, au point de vue de Teffet réalisé et au point de vue du mécanisme. Chacun de ces points de vue donne lieu à des réflexions particulières.

L'effet réalisé est surtout essentiel dans les recherches synthétiques, puisque dans ces recherches il s'agit de former une substance déterminée d*avance. Que l'on connaisse ou non la nature intime des actions réciproques qui interviennent dans cette formation, peu importe dans chaque cas particulier, pourvu que le but soit atteint par des procédés réguliers et dont on sache reproduire à volonté les résultats.

En général, presque tous les procédés qui sont applicables aux composés organiques peuvent être ramenés aux mêmes principes que ceux de la chimie minérale ; car dans les deux cas on a recours à des phénomènes du même genre, que Ton produit sous l'influence des mêmes agents. Seulement la mobilité des matières organiques imprime à toutes leurs métamorphoses un caractère plus délicat et, si Ton peut s'exprimer ainsi, plus raffiné.

En effet, chacune des réactions empruntées à la chimie minérale se développe en chimie organique avec une extrême variété dans la succession et dans l'intensité des phénomènes. Le composé organique se transformant par degrés, en passant

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par des états dérinis de plus en plus éloignés de l'élut primitU' et variables suivant la nature des agents employés, cette diversité fournit des ressources presque infinies dans la reproduction artiGcielle des composés naturels.

Cependant, quelle que soit cette variété, les résultats principaux des réactions se réduisent sous un petit nombre de chefs, qui sont les suivants :

1^ Dédoublement d*un principe organique en deux ou plusieurs composés binaires ou ternaires. Cest le phénomène analytique le plus simple de tous.

a". Combinaison de deux principes binaires ou ternaires, phénomène synthétique inverse du précédent. C'est lui qui établit définitivement la constitution véritable des principes organiques, que les dédoublements pouvaient seulement faire pressentir.

Ce groupe de réactions comprend la plupart des phénomènes de la synthèse, tels que la formation des alcools, celle des éthers, des corps gras neutres, des amides, etc. Il embrasse presque tous les cas dans lesquels les matières transformées conservent un lien étroit avec les matières primitives, et sont aptes k les régénérer.

3^ Elimination de quelqu'un des corps simples contenus dans un principe organique, tel que l'oxygène, l'hydrogène, lo chlore, l'azote, le soufre, les métaux, etc.

4°. Combinaison d'un principe organique avec les divers corps simples, tantôt intégralement, tantôt avec séparation de certains composés binaires. Ce groupe de réactions est réciproque avec le précédent ; il comprend la fixation de l'oxygène, celle de l'hydrogène, celle du chlore et des éléments halogènes, celle de l'azote, du phosphore, du soufre, des métaux, etc. Tantôt on produit ainsi, par voie artiOciellc, certains principes naturels j tantôt on donne naissaacc à des composés qui jouent, dans la synthèse, le rôle d'intermédiaires. Sous ce rapport, la fixation de l'hydrogène est surtout importante.

5**. Décompositions compliquées qui ne rentrent d'une manière simple dans aucune des catégories précédentes.

Ces derniers phénomènes s'observent à titre secondaire dans presque toutes les réactions chimiques; ils jouent également un rôle essentiel dans la synthèse; car, dans de telles dostruc-

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tidfîs, à côté des produits principaux, généralement plus simples que les substances décomposées, on voit prendre naissance des produits secondaires souvent beaucoup plus complî^quës. L'interprétation de ces faits $e rattache à certaines idées générales que Ton croit utile de signaler, en disant cortmetit on exprime par des formules régulières les métamorphoses de* la chimie organique. . ' •

Dans les pages qui vont suivre, on représentera les effets de chaque réaction par une équation simple, destinée à servir de type; cette équation caractérise le phénomène sar lequelon veut. fixer l'attention. Cependant il ne faudrait pas croire que les réactifs employés agissent toujours dans un sens unique, déterminé et sans former d'autres produits définis que ceux qui sont indiqués par Téquation fondamentale.

En généra], il n'en est point ainsi. Tantôt ces produits représentent seulement le résultat définitif, lequel a été précédé par toute une série d'intermédiaires fort essentiels, mais qu'il est souvent difficile de définir avec précision. Tantôt, à côté des substances indiquées dans l'équation principale, se rencontrent divers produits accessoires et très-importants, mais que Ton peut regarder comme formés en vertu de réactions seccm*daires, simultanées et indépendantes, ou bien consécutives. Ces dernières peuvent d'ailleurs, dans un grand nombre de cas, se combiner entre elles ou avec la réaction principale.

Toutes ces complications sont fort ordinaires, mAme en chimie minérale, comme le prouve la production si fréquente des sels doubles et la difficulté d'obtenir des précipités purs ei fo^ mes par un seul composé défini. £n chimie organique, elles constituent, pour ainsi dire, la règle. Mais, pour exprimer les phénomènes avec quelque clarté, il est nécessaire de les décomposer, par une sorte de fiction logique, en un certain nombre de réactions que l'on regarde comme entièrement indépendantes les unes des autres et comme représentant le phénomène réel par leur coexistence. C'est ainsi qu'en mécanique on décompose chaque force dans un certain nombre de composantes, pour mieux en définir Faction.

Souvent d*ailleur$^ en se plaçant dans des conditions» con- : venaUes^ on parvient à réduire les effets à une seule de ce9 équations simultanées. Citons un exemple simple et caractéristique : la disiiltation de Tacide oxalique fournit de llaclde carbonique, de Toxyde de. carbone, de Teau et une petÂte;^ quantité d'acide formique. On peut représenter cette décom-'. position par deux équations distinctes : l'une, relative à l'acide carbonique, à l'oxyde de carbone et à Teau, exprime la décomposition principale :

l'aïunet relative à l'acide carbonique et à l'acide formique» ex* prime la décompostlion secondaire :

11 est possible de réduire la décomposition de l'acide oxalique, soit à Tune, soit à l'autre de ces deux équations. En effet, si l'on opère cette décomposition en présence de l'acide sulfurique, l'aeide formique devra disparaître, car il se dédouble CD eau et en oxyde de carbone sous l'influence de cet agent : dè3 lors l'acide oxalique se résoudra entièrement en acide carboniquer en oxyde de carbone et en eau, ce qu'exprime la pceoûère équation. Au contraire, si l'on chauffe l'acide oxa-^ lique en présence de la glycérine, il se séparera cette foi» unlquemeni en acide carbonique et en acide formique* et le ph/ino;mène sera entièrement représenté par la seconde équa-* lion.

Le mécanisme général suivant lequel les réactions s'accom^ plissent n'est point indiCTérent; car, sans la connaissance des lois qui le régissent, toute la chimie reposerait uniquement sur un certain ensemble d'analogies empiriques et, le plus souveai, de procédés particuliers. Au contraire, si ces lois étaient découvertes dans toute leur étendue, les métamorphoses chimiques se ramèneraient à des problèmes de mécanique ration^ nelle.

On est encore bien éloigné d'un tel étal de Iji science, et ce spraii une» leninlivo prémaiiiréo qno d'essayer de représent<*r

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les phéoomènes chimiques par des cooceplions abstraites de mécanique moléculaire, analogues aux théories de l*opiique ou de la chaleur.

Mais dans la plupart des cas, et surtout quand il s'agit de produire un effet déterminé, on peut aborder le problème par un autre côté, en s'appuyant sur un système d'inductions générales, tirées de Tobservaiion des faits particuliers. C'est ainsi que l'on peut indiquer dès à présent certaines relations qui s'observent dans les réactions et dont la connaissao>Qe conduit à prévoir le sens d'une multitude de phénomènes et à les provoquer à volonté.

Un grand nombre de ces relations sont comipunes k la chimie organique et à la chimie minérale; pour les développer^ il faudrait sortir du cadre de cet ouvrage. Mais il en est quelquesunes qui sont plus spéciales à la chimie organique.

Ce qui leur donne un intérêt particulier, c'est précisément la mobilité caractéristique des composés organiques. Si cette mobilité crée une difficulté spéciale dans les recherches synthétiques, en revanche elle permet le développement d'une multitude de nuances nouvelles, presque inconnues en ohiniîe minérale, et dont l'étude nous fait pénétrer plus avant dans le jeu des forces qui président aux afQnités» On n'observe point en général ces nuances en chimie minérale, non qu'elles en soient exclues, mais parce qu'elles s'effacent le plus souvent, dans les phénomènes violents et rapides qui y déterminent la plupart des métamorphoses. Sans prétendre exposer ce sujet dans toute son étendue, on va signaler quelques faits intéressants relativement aux forces qui produisent les changements chimiques, à la stabilité des composés organiques, enfin aux limites de proportion que l'on rencontre en cherchant à combiner le carbone avec les autres éléments.

Les forces qui président à la formation des combinaisons organiques sont les mêmes que celles qui déterminent les combinaisons minérales. Ce sont toujours les affinités, aidées ou entravées par le concours de la chaleur, de la lumière, de l'électricité et des agents mécaniques.

DBS ttAGTlON'S EN GÉnfiRAL. 347

Les affinités se manifestent ici avec des caractères tout particuliers, au point de yue de leur faiblesse et de ia lenteur de leurs effets.

Leur faiblesse pouvait être prévue en remarquant la variété immense des combinaisons organiques qui résultent de l'union de quatre éléments fondamentaux, opposée aux conditions si limitées dans lesquelles se renferme la stabilité de toutes ces combinaisons; car les affinités puissantes ne donnent naissance en général qu'à des combinaisons peu nombreuses et très-stables.

Aussi serait-il Impraticable de chercher ici la mesure relative des affinités» soit dans les quantités de chaleur dégagées au moment da la formation des combinaisons, soit dans l'intensité des forces électrochimiques nécessaires pour dissocier ces mêmes combinaisons. En effet, pour ne parler que des quantités de chaleur, celles qui se développent au moment des réactions organiques sont la plupart du temps très-faibles ou insensibles; elles sont d'ailleurs soustraites d'ordinaire à nos moyens de mesure par la lenteur des transformations.

Quoi qu'il en soit, c'est en raison de la faiblesse des affinités en chimie organique que l'on peut, dans un grand nombre de cas, calculer approximativement les propriétés physiques d'un composé, pourvu que l'on connaisse celles de ses éléments. Ceci a été développé dans le premier volume (t. I, p. 4i4)-

Parmi les conditions les plus caractéristiques des combinaisons et des décompositions en chimie organique, on doit citer au premier rang l'intervention du temps, presque inaperçue en chimie minérale. En effet, en chimie organique, la plupart des combinaisons s'opèrent par voie de réaction lente et progressive. Par là deviennent manifestes une multitude d'affinités si faibles et si peu actives, que, dans les conditions ordinaires d'action rapide et de contact peu prolongé, elles demeureraient dissimulées.

Ainsi, par exemple, l'oxyde de carbone, réputé inerte, tant qu'on Ta étudié par les méthodes de la chimie minérale, a pu être combiné à la potasse pour produire l'acide formique. De même les carbures d'hydrogène analogues au gaz oléfiant ont

p(i ôlre unis aux élémeiils des h^dracides pour engendrer les clhers chlorhydriques.

Cette lenteur des réactions, jointe à la nature spéciale des combinaisons hydrocarbonées, achève d'imprimer à leurs transformations un cachet tout particulier. Cest ce qu'il est focile de reconnaître, par exemple, en comparant les chlorures de carbone aux chlorures formés par les autres métalloïdes. En raison de ces diverses causes et de l'influence du temps, la théorie électrochimique ne s'applique plus ici dans son sens ordinaire, mais seulement avec une signification nouvelle et détournée.

Au surplus, le rôle du temps et le caractère spécial qu'il Imprime aux phénomènes relatifs à la neutralisation, seront développés plus loin avec détails à l'occasion des combinaisons formées entre les principes binaires et ternaires. C'est là qu'ils trouvent leurs applications les plus décisives, par suite de la comparaison que Ton peut établir entre les métamorphoses de ces combinaisons et les métamorphoses des sels qui obéissent aux lois de BertholleC.

1. Les réactions de la chimie organique n'obéissent pas seulement aux affinités, mais aussi aux forces auxiliaires ordinaires, telles que la chaleur, la lumière, l'électricité, l'effort des agents mécaniques. Voici quelques remarques relativement au jeu des dernières de ces forces. Quant à la chaleur, ses effets sont

indiqués dans le cours du présent ouvrage avec trop de détails pour y revenir spécialement ici.

2. L'action de la lumière, si apte à provoquer l'union du chlore avec l'hydrogène libre, s'exerce dans le même sens en chimie organique ; mais, en même temps qu'une portion de l'hydrogène du composé primitif s'unit au chlore et s'élimine, une autre portion du chlore entre en combinaison à la place de l'hydrogène éliminé.

La lumière provoque également un grand nombre de phénomènes d'oxydation. On sait quel rôle elle joue dans les métamorphoses chimiques qui s'effectuent au sein des végétaux et des animaux.