Composés endothermiques et exothermiques. Thèse présentée au concours d'agrégation (Section chimie et toxicologie)
Les mots exothermique et endothermique ont été créés par M. Berlhelot. Ils s’appliquent aux corps et aux réactions : on dit d’un corps composé qu’il est exothermique si sa formation à partir des éléments a dégagé de la chaleur; on dit qu’il est endothermique si cette formation en a, au contraire, absorbé; de môme, si une réaction entre plusieurs corps a dégagé de la chaleur, on dit que cette réaction est exothermique; elle est, au contraire, endothermique, si elle a absorbé de la chaleur. On partage donc ainsi les corps et les réactions en deux grands groupes.
Nous devons ici ne nous occuper que des composés exothermiques et des composés endothermiques; nous devrions donc laisser de côté les réactions, mais cela n’est pas possible, attendu que la formation de tout composé constitue une réaction, tantôt à partir de ses éléments, tantôt à partir de systèmes complexes dont les réactions sont ordonnées pour donner finalement le composé. Aussi
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forons-nous l’étude de la réaction chimique autant qu’il sera nécessaire pour l’étude des composés exothermiques et endothermiqnes. Voici le plan adopté :
Chapitre I. De la réaction chiinicjue et de la chaleur dégagée dans les réactions. — On définit la réaction chimique et on y expose ce qu’il faut entendre par chaleur de formation; comme la grandeur de la chaleur de formation n’est pas constante, on y étudie la nature de ses variations. Ces notions dépendent du principe de l’état initial et de l’état final; ce principe se trouve donc exposé dans ce chapitre. On se familiarisera ainsi avec les notions générales nécessaires pour aborder l’étude proprement dite des composés.
Chapitre IL Composés exothermiques. — On examine successivement les circonstances de la formation de ces composés; la nécessité de travaux préliminaires et la cause de cette nécessité sont étudiées ; ici trouvent place la théorie cinétique des gaz et les hypothèses admises sur la constitution de la matière, particulièrement propres à nous éclairer sur la nécessité et la nature des travaux préliminaires. Ensuite sont étudiées les circonstances qui accompagnent la formation des composés exothermiques, et finalement leurs propriétés ; stabilité, décomposition.
Chapitre 111 . Composés endothermiqnes. — Le plan est presque le même qu’au chapitre précédent; là aussi la théorie cinétique vient heureusement en aide à l’esprit pour concevoir la possibilité de l’existence de tels composés et la nécessité de travaux préliminaires pour les détruire. L’étude du choc y prend quelque place en raison des remarquables travaux que M. Berthelet a faits sur ce sujet; de môme, l’acétylène revient souvent en question parce que c’est le corps endothermique qui a été le mieux étudié et qu’il est susceptible de donner lieu à des considérations d’une haute importance développées également par M. Berthelet : telles sont les circonstances de
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sa formation^ de sa destruction, les notions relatives à l’élément carbone, etc. Ces considérations appuyées sur l’expérience jouent un si grand rôle qu’il eût été impardonnable de les passer sous silence.
Chapitre IV. De la dissociation. — Une propriété commune à certains composés exothermiques ou endothermiques est d’offrir à certaines températures le phénomène de la dissociation. L’étude de ce phénomène s’imposait donc et un chapitre lui a été réservé. On s’y familiarise avec la notion de vitesse et surtout avec la notion e.xacte de ce qui se passe dans les combinaisons fortement exothermiques, lesquelles, comme la formation de l’eau, ne sont complètes qu’en apparence et parce que le milieu extérieur intervient.
Chapitre V. De la possibilité des réactions. — L’étude de la dissociation permet de la rattacher aux phénomènes réversibles. En appliquant à la dissociation les principes de la Thermodynamique et, par extension, en appliquant ces principes aux réactions non réversibles, on peut établir les conditions théoriques relatives à la possibilité des réactions. Nous ne forons qu’aborder cotte question, dont l’étude nécessite une foule de données expérimentales qui nous font encore défaut. Mais on peut cependant en tirer des conséquences applicables directement à l’étude des composés endothermiques et exothermiques.
Le peu de renvois bibliographiques que l’on trouvera ici tient à ce que les exemples cités sont connus de tous les chimistes : il serait évidemment oiseux de citer les mémoires originaux où se trouvent exposés les travaux sur le chlorure d’azote, l’acétylène, l’eau, l’acide chlorhydrique ou autres, chacun ayant présent à l’esprit les propriétés de tels corps, lesquelles se trouvent mentionnées dans les traités de chimie les plus élémentaires.
Quant aux interprétations des faits, il m’a suffi de me remémorer les belles leçons que j’ai entendues au Collège
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(le France de la bouche du maître de la Thcrmochiinie, M. Herthelot, et de puiser à pleines mains dans scs publications pour y trouver tout ce cpii m’edait niicessaire: principalement dans VEssai de mécanique chimique^ la Thermochimie, la Force des matières explosives. On trouvera les considérations tirées do la théorie cinétique des gaz ou tirées de la vitesse des réactions dans les Théories modernes de la chimie de Lothar ^Icyer et le Traité de chimie générale d'Üstwald.
