DÉTERMINATION DES POIDS ATOMIQUES

§ G8. Nous n'entendons pas par là le poids absolu des atomes; pour y parvenir, il faudrait connaître exactement la constitution moléculaire des corps, et nous l’avons déjà dit, c’e3t là un mystère quo la science n’a pu encore pénétrer.

Nos poids atomiques ne sont que des rapports de double décomposition. Le but de la détermination des poids atomiques, c'est de pouvoir rechercher quelles sont les quantités d un corps qui entrent dans un certain poids d’un composé chimique, et le but est atteint si l’on peut dire dans quels rapports les corps se combinent l’un avec l'autre.

Nous partirons de l'hypothèse que nous avons admise dès le principe, c'est que : considérés sous le même volume les gaz renferment le même nombre d’atomes, et par suite que 1 volume ou atome d’oxygène so combine à 2 volumes ou atomes d’hydrogène pour former 2 volumes de vapeur d'eau. Si donc l’on prend la molécule de l'eau Oll1 pour unité à laquelle on rapporte tous les autres corps, la molécule de tous les composés chimiques devra représenter 2 volumes de ces composés considérés à l’état de vapeur.

§ 69. Nous rapporterons nos poids atomiques à celui de l’hydrogène que nous supposerons être l'unitc, et nous considérerons, comme poids atomique d’un corps, la quantité de ce corps qui peut se substituer à l’hydrogène dans l’une des quatre formules-types pour former la molécule d'un composé, cette dernière devant, comme nous l'avons dit, représenter 2 volumes du composé considéré à l'état de vapeur; et l'atome d’un corps pourra être l’équivalent de f, 2 ou 3 atomes d'hydrogène ou bien pourra sc substituer à t , 2 ou 3 atonies d hydrogène. Nous opérerons

donc de la mémo manière que la physique pour la détermination des poids spécifiques, lesquels sont rapportes au poids spécifique de l'eau considéré comme unité.

D'après cela, il nous sera bien facile de déterminer le poids atomique de tous les corps qui, en sesubstituant à l’hydrogène ou à l’oxygène dans le type eau et les autres formules-types, pourront donner des composes gazeux. Il suffira de déterminer par l'analyse la composition de ces composés en centièmes et de fixer par une proportion, le poids atomique, c’est- ;i— dire la quantité du corps qui peut se substituer à l’hydrogène d'une des quatre formules-types pour donner 2 volumes du composé gazeux que l'on examine, ou en d’autres termes la quantité de ce corps qui entre dans 2 volumes du composé gazeux. Voici quelques exemples pour bien fixer les idées :

§ 70. Poids atomique de Poxi/gène. — Le poids atomique de l’oxygène, c’est donc la quantité d'oxygène qui se combine à 2 atomes ou 2 d’hydrogène pour former 2 vol. de vapeur d'eau. L'analyse montre que 1 00 parties d’eau renferment :

Oxygène . . . . 88,87

Hydrogène. . . . 11,13

Pour avoir le poids de l’atome de l’oxygène, c'est-à-dire la quantité d’oxygène combinée à 2 d’hydrogène, on posera la proportion :

88,87 : 11,13 — x : 2 d’où x =* 15,97 soit 16.

§ 71. Poids atomique du soufre. — Nous verrons par la suite qu'il ex:sle entre le soufre et l’oxygène une analogie tellement grande qu'il suffit de remplacer l'oxygène des oxydes par une même quantité de soufre pour obtenir les sulfures. On en déduit que si dans la molécule de l’eau, on remplace l’atome d’oxygène par un atome de soufre, on

obtient la molécule du sulfure d’hydrogène sj|| représentant 2 volumes de gaz.

Or : 100 parties de sulfure d'hydrogène renferment :

Soufre 94,19

Hydrogène .... 5,81

Le poids atomique du soufre ou la quantité de soufre qui se combine à 2 d’hydrogène sera donnée par la proportion :

§ 72. Poids atomique du chlore. — 1. analyse démontre que 4 volumes de chlorure d'hydrogène renferment 2 volumes ou atomes de chlore et 2 volume ou atomes d’hydrogène. Or 100 parties de chlorure d’hydrogène renferment :

Chlore .... 97,20

Hydrogène . . . 2,74

La quantité de chlore qui se combine à 2 atomes ou 2 d’hydrogène sora donc :

Celte quantité correspond h 4 volumes de chlorure d'hydrogène, pour la ramener à 2 volumes, il faut en prendre la moitié, de sorte que le poids de l'atome du chlore sera :

§ 73. Poids atomique de l'azote. — L'analyse démontre que 4 volumes d’azoture d hydrogène (ammoniaque) renferment 6 volumes d'hydrogène. Or 6 volumes ou atomes d'hydrogène se combinent à 3 volumes ou atomes d’oxvgène pour former de l'eau; et la quantité d’azote qui se combine à C atomes d'hydrogène est donc l'équivalent de 3 atomes d’oxygène. Or 100 parties d’ammoniaque contiennent :

Azote 82,39

Hydrogène. . . . 17.61

La quantité d’azote qui se combine à 6 atomes ou 6 d'hydrogène sera donnée par la proportion :

Cette quantité représente 4 volumes d'azoture d’hydrogène, pour la ramener à 2 volumes il faut la dédoubler; de sorte que le poids atomique de l'azote sera :

§ 74. Poids atomique du carbone. — On connaît un composé gazeux formé de carbone et d'hydrogène; c'est le gaz Oléfiant. L'analyse démontre que 2 volumes de ce gaz contiennent 2 volumes d’hydrogène, lesquels se combinent à 1 volume ou atome d’oxvgène pour former 2 volumes de vapeur d'eau, donc la quantité de carbone, qui se combine à 2 atomes ou 2 d’hydrogène, devra être considérée comme son poids atomique, car c'est cette quantité qu'il faudrait substituer à 4 atome d’oxygène dans la molécule de l’eau, pour obtenir la molécule

fie gaz Oléfinnt représentant 2 volumes. Le gaz Oléfinnt est formé sur 1 00 parties do :

Carbone .... 85,71

Hydrogène. . . . 14,20

Le poids de l'atome du carbone sera donné par la proportion :

§ 75. On voit donc que la détermination du poids atomique d’un corps devient d'une grande simplicité, lorsqu'on connaît un compos ■ gazeux formé par ce corps. Lorsqu'on n'en connaît pas, on ne peut plus employer ce procédé direct, il faut alors avoir recours à des analogies, et prendre en considération la manière dont les corps se comportent dans la double décomposition. Alors nou.s considérons comme poids atoraiquo d'un corps la quantité de ce corps qui peut se substituer à 1 atomo d'hydrogène dans les différentes formules-types. Mais nous avons vu (5 2(5) qu'un même élément peut avoir plusieurs équivalents en hydrogène, ou bien qu’un atome d'hydrogène peut être remplacé pur plusieurs quantités différentes d’un même corps. Dans ce cas, ce sont les rapports chimiques, le mode de double décomposition qui fixent quelle est celle de ces quantités qui doit être considérée comme le poids atomique.

Du reste, nous le répétons, nos poids atomiques ne sont que des rapports de combinaison, ils indiquent simplement les proportions dans lesquelles les corps se substituent dans les différents types pour formpr les composés chimiques.

La loi de l’isomorphisme nous sera aussi d’un grand secours pour la détermination des poids atomiques; car après avoir déterminé le poids atomique d'un élément, on pourra déterminer facilement celui des éléments qui peuvent former des composés isomorphes avec ceux que donne le premier; tous ces composés ayant le même mode de formation par double décomposition.

Nous commencerons l'étude de chaque élément par la détermination de son poids atomique; nous allons seulement donner quelques exemples pour rendre nos idées plus compréhensibles.

§ 76. Poids atomique du potassium. — Le potassium peut se substituer à l'hydrogène du type eau pour former plusieurs oxydes dont la composition en centièmes suit :

Oxyde de 1 Potassium .... 83,05

potassium j Oxygène 16,95

Suroxyde de 1 Potassium. . . . (12,02

potassium j Oxygène .... 37,98

Si l'on cherche les quantités de potassium qui, dausces deux composés, sont combinées à 1 atome ou 16 d’oxygène; on trouve ;

Dans le 1" composé :

Dans le 2* composé :

Les quantités qui se subtituent à 1 atome d’hydrogène dans le type sont :

Puisque les quantités 78 et 26 sont combinées à 1 atome ou 16 d’oxygène.

11 nous sera bien facile de déterminer laquelle de ces 2 quantités doit être considérées comme poids atomique du potassium ; si l'on cherche le mode de formation des différents composés du potassium. Le potassium décompose l'eau à la température ordinaire ; dans cette réaction, le potassium élimine l’hydrogène de l’eau pour s’y substituer. L'expérience prouve que le composé formé est le premier oxyde de potassium, en d'autres termes que un poids 39 de potassium s'est substitué à 1 atome d’hydrogène.

Si l'on attaque lo premier oxyde de potassium par du chlorure d’hydrogène, il se produit de l'eau et du chlorure de potassium, et si I on détermine la composition du chlorure de potassium formé, on trouve que la quantité de potassium combinée à 1 atome ou 35,50 de chlore est encore 39, quantité qui s’est substituée encore à 1 atome d'hydrogène dans le type chlorure d'hydrogène. Enfin, dans toutes les doubles décompositions, on remarque que c’est toujours cette quantité qui se substitue à 1 atome d hydrogène. Par 9uite on peut admettre 39 pour poids atomique du potassium.

L'autre oxyde ne se produit que par des moyens indirects et possède une grande tendance à se transformer en premier oxyde.

§ 77. Poids atomique du fer. — On connait deux oxydes de fer dont la composition en centièmes est :

a. — Premier oxyde.

Fer .... 77,77 Oxygène. . . 22,23 100,00.

b. — Deuxième oxyde.

Fer 70

Oxygène. ... 30

Si l'on détermine par une proportion la quantité de fer qui peut so combiner à 1 atome d’oxygène, on aura :

De là deux quantités différentes qui peuvent se substituer à 1 atome d'hydrogène dans le type eau, savoir :

On connaît également deux chlorures de fer dont la composition est la suivante :

a. — Premier chlorure.

Fer ... . 41,12

Chlore . . . 55,88

b. — Deuxième chlorure.

Fer ... . 34,40

Chlore . . . 63.51

Si l'on cherche les quantités de fer qui se combinent à f atome ou 33,50 de chlore, on aura encore deux quantités différentes qui peuvent se substituer à t atome d'hydrogène dans le type chlorure d’hydrogène, savoir :

On voit donc qu'il existe deux quantités différentes de fer 28 et 48,60 capables de se substituer à 4 atome d'hydrogène dans les différents types. Or si nous examinons la manière dont le fer se comporte dans les doubles décompositions, il nous sera facile de voir que c'est le chiffre 28 qui doit être considéré comme poids atomique du fer. En effet :

Quand on traite le fer par de l'oxyde de sulfuryle et d’hydrogène, on obtient de l'oxyde de sulfuryle et de fer et un dégagement d'hydrogène. La molécule d'oxyde de sulfuryle et d'hydrogène est représentée par

!so*

U* , donc le fer s'est substitué à 2 atomes d’hydrogène. Or si l’on

détermine par l’analyse la quantité de fer contenue dans un certain poids d’oxyde de sulfuryle et de fer ainsi obtenu, et si l’on fixe ensuite par une proportion la quantité de fer qui s’est substituée à l'hydrogène dans une molécule d’oxyde de sulfuryle et d hydrogène, on trouve 36; la quantité de fer qui s’est substituée à i atome d'hydrogène est donc lit 56 = 28.

De même, si l'on attaque le fer par du chlorure d'hydrogène (Cl, H), on obtient du chlorure de fer et un dégagement d hydrogène, le fer s'est encore ici substitué à l’hydrogène. Si l’on détermine la quantité de chlorure de fer que donne I molécule ou 36,50 de chlorure d’hydrogène, on trouve 63.50 ; la quantité de fer qui s’est substitué à 1 atome d’hydrogène = 63,50 — 35,30 — 28.

Donc, on voit que dans presque toutes les doubles décompositions, l’atome d’hydrogène est remplacé par le poids 28 de fer ; on en déduit donc que 28 est le poids atomique du fer.

Nous croyons inutile de nous étendre plus longuement sur la détermination des poids atomiques, vu que nous commencerons par là l'étude de chaque corps. Ne perdons pas de vue que les poids atomiques ne sont antre chose que, des rapports de double décomposition.

§ 78. Pnids atomiques (les composés. — Pour avoir le poids de la molécule des composés chimiques, il est tout naturel qu’il faudra faire la somme du poids des atomes des différents corps qu’ils renferment. Ainsi : la molécule de l’eau étant formée de 1 atome d'oxygène et 2 atomes d'hydrogène, le poids de la molécule de l'eau sera égal au poids d'un atome d'oxygène, augmenté de deux fois le poids de l'atome d’hydrogène, soit :

Le poids de la molécule de l’oxyde de sulfuryle et d’hydrogène O* J

sera :

4 atomes d’oxvgène 64,00

1 atome de soufre 32,42

2 atomes d’hydrogène 2,00

Poids atomique du composé <J8,42.

Chlorure de ferricum = CFFe*.

3 atomes do chlore 106,50

2 atomes de fer 56

Poids atomique du composé 162,50.

§ 79. Pour étudier les corps, nous les classerons en quatre grandes catégories, d’après la formule-type de laquelle ils dérivent. Les dérivés de chacune de ces catégories seront divisé.s en deux classes suivant que le radical substitué à l'hydrogène sera négatif ou positil. Chacune de ces classes sera elle-même subdivisée en séries homologues, nous rangeons dans la môme série homologue tous les corps qui ont des radicaux homologues. Nous avons vu § 47 que l’on appelle radicaux homologues les radicaux formés des mômes éléments ; ainsi, les radicaux CIO5, CIO*, CIO et Cl sont des radicaux homologues parce qu’ils ont pour formule générale CIO“ L’étude de chaque dérivé du type comprendra celle de son dérivé primaire et celle de son dérivé secoudaire.

Toutes ces subdivisions seront rendues plus compréhensibles par le tableau suivant ;

§ 80. Nous commencerons par l'dtudo des dérivés du typo hydrogène, parce qu'ils comprennent tous les corps simples et qu'il est essentiel de connaître les éléments avant d'entreprendre l'étude des corps composés.

Dans l'étude de chaque corps nous examinerons :

1°. Son mode do formation par double décomposition, sa nomenclature et sa synonimie.

2°. La détermination de son poids atomique.

3°. Sa préparation.

4*. Ses propriétés physiques; c’est-à-dire son état d'agrégation, son éclat, son opacité ou sa transparence, sa malléabilité, sa ductilité, sa dureté, sa forme cristalline, sa densité, sa solubilité, son point de fusion et d’ébullition.

6°. Ses propriétés organo-lcptiques ou l’action qu'il exerce sur nos

sens.

6°. Ses propriétés chimiques on l'action du corps que l’on examine sur ceux que l'on a étudiés.

7°. Son état naturel où l'état dans lequel on le rencontre dans la nature.

8°. Enfin ses usages, et surtout ses usages industriels.