TRENTE -HUITIÈME LEÇON

Examen philosophique de la théorie électro-chimique.

Dès l’origine delà chimie moderne, l’influence chimique de l’électricité a commencé à se manifester, d’une manière non équivoque, dans plusieurs phénomènes importans, et surtout dans ^expérience capitale de la recomposition de l’eau parla combinaison directe de l’oxigène avec l’hydrogène, déterminée à l’aide de l’étincelle électrique. Mais, la puissance d’un tel agent, quoique de plus en plus employée , ne pouvait attirer fortement l’attention spéciale des chimistes, jusqu’à ce que l’immortelle découverte de Volta vînt permettre de dévoiler sa principale énergie , en rendant l’action électrique à la fois plus complète, plus profonde , et plus continue. Depuis cette mémorable époque , de nombreuses séries de phénomènes généraux ont graduellement constaté que l’électricité constitue un agent chimique encore plus universel et plus irrésistible que la chaleur elfe- même, soit pour la décomposition,

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soit même pour la combinaison. Toutefois, quelle que soit désormais l’importance fondamentale de l’électro-chimie actuelle, il y a lieu de craindre qu’on ne s’exagère beaucoup aujourd’hui la véritable influence rationnelle d’un tel ordre de considérations sur le système général de la science chimique. Quoique la chimie soit ainsi liée plus intimement à la physique que par aucune autre classe de phénomènes, il n’en serait pas moins radicalement contraire à la saine philosophie de cesser, d’après ces relations, de l’envisager comme une science parfaitement distincte, en confondant, ainsi qu’on le propose, les propriétés chimiques parmi les propriétés électriques. L’objet essentiel de cette leçon, sous le point de vue philosophique, est de faire sentir combien il est indispensable de maintenir avec fermeté l’originalité fondamentale de la science chimique, sans atténuer, néanmoins, l’étendue et l’importance de ses vrais rapports généraux avec l’électrologie. Il faut, à cet effet, considérer d’abord sommairement la filiation réelle des principales notions qui ont graduellement conduit à former la théorie électro-chimique actuelle^ telle que M. Berzéiius l’a surtout systématisée.

Le premier effet chimique important obtenu par l'influence voltaïque, consiste dans la décomr

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position de l’eau, que Nicholson parvint à constater en 1801. Cette découverte devait nécessairement résulter d’un examen attentif de l’action naturelle de la pile , sans aucune intention chimique. Quoiqu’elle n’ait immédiatement abouti, pour la chimie , qu’à confirmer d’une nouvelle manière une vérité mise depuis long-temps hors de doute , elle n’en constitue pas moins le vrai point de départ de l’ensemble des études électrochimiques , comme ayant spontanément révélé, par un exemple irrécusable, la haute énergie chimique de l’admirable instrument que Voila venait de créer. On doit même rattacher à cette origine les premières tentatives pour fonder une théorie générale des phénomènes électro-chimiques : car la conception proposée alors par Grothuss afin d’expliquer l’observation de Nicholson, d’après la polarité électrique des molécules, contient réellement le germe primitif de toutes les idées essentielles qui , graduellement étendues et développées, à mesure que les phénomènes l’ont exigé, coustituent maintenant la théorie électrochimique.

Une fois avertis, par cette observation fondamentale, de la puissance analytique propre à la pile de Volta, il était naturel que les chimistes s’efforçassent d’appliquer ce nouvel agent à la do-

composition des substances qui avaient résisté jusque alors à l’ensemble des moyens connus. Cette première suite d’essais produisit, au bout de quel ques années, la brillante découverte de l’illustre Davy sur l’importante analyse des alcalis proprement dits et des terres , que n’avaient pu encore opérer les influences purement chimiques. La grande et belle théorie de l’immortel Lavoisier avait conduit, dès sa naissance, à prévoir un tel résultat général, en établissant que toute base salifiable devait nécessairement provenir de la combinaison de l’oxigène avec un métal quelconque. A la vérité, la découverte essentielle de Bertbollet sur la vraie composition de l’ammoniaque avait dû naturellement altérer déjà la confiance, jusque alors complète, qu’inspirait à tous les chimistes cette prévision rationnelle. Mais cette exception encore isolée, quoique capitale, ne pouvait alors prévaloir à cet égard sur l’ensemble des principales analogies chimiques. Il était donc vraiment inévitable que les chimistes, mis en possession d’un nouveau moyen analytique, dont l’énergie ne pouvait être contestée, entreprissen l de constater la présence de l’oxigène dans les alcalis et dans les terres. L’importance majeure du beau résultat obtenu par Davy ne doit pas, sans doute, faire illusion sur la difficulté réelle d’une découverte aussi complètement

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préparée. L’institution du procédé purement chimique, d’après lequel M. Gay-Lussac parvint, un peu plus tard, à confirmer l’analyse électrique de la potasse, constituait peut-être un problème plus difficile, quoique le succès dût en être beaucoup moins éclatant.

L’importante observation de Nicholson avait commencé l’éiectro-chimie ; la belle découverte de Davy, outre sa haute valeur directe, détermina, dans cette nouvelle direction , une impulsion générale et décisive, qui fut la véritable source de tous les progrès ultérieurs. Néanmoins, il restait encore à étudier en elle-même l’influence chimi-

que de l’électricité , envisagée sous un point de vue purement scientifique, et non plus seulement comme un moyen prépondérant d’opérer des décompositions nouvelles. Or le grand travail de Davy ne pouvait manquer encore de déterminer bientôt, d’une manière indirecte, mais nécessaire, cette indispensable conséquence philosophique. Car la chimie se trouvait ainsi avoir, évidemment, réalisé tout d’un coup les plus importantes et les plus difficiles des analyses inaccessibles jusque alors aux voies ordinaires; et, en effet, la science n’a fait depuis, sous ce rapport, aucune autre acquisition essentielle. Le sentiment de plus en plus profond de cette vérité frappante devait inévita-

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bleinent rendre de plus en plus scientifH|ue l’attention déjà irrévocablement fixée sur les actions électro-chimiques, bientôt assujetties à une étude directe et régulière. Cette dernière conséquence, qui a achevé de constituer l’électro-chimie, comme une partie fondamentale de la science chimique, a été surtout réalisée par l’importante série de recherches de M. Berzélius sur la décomposition voltaïque de tous les sels, et ensuite des principaux oxides et acides. De telles analyses, dont les résultats étaient faciles à prévoir d’après les expériences de Davy, ne pouvaient proprement avoir pour objet de dévoiler directement aucune nouvelle vérité chimique; mais elles étaient essentiellement destinées à présenter sous un aspect entièrement général l’influence cliimiquede l’électricité, jusque alors bornée à certains phénomènes isolés , quoique très importans. A cet égard, ce bel ensemble de recherches constituait une phase indispensable du développement naturel de l’électrochimie, dès lors irrévocablement liée au système entier de la science chimique. C’est par l’influence graduelle de ces grands travaux de M. Berzélius, que la considération habituelle des propriétés électriques a pris une importance croissante dans l’étude chimique de toutes les substances, dont la division universelle en électro-négatives et éleclro-

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positives est bientôt devenue fondamentale pour leurs définitions scientifiques, comme on le voit surtout quant à la distinction générale entre les acides et les alcalis , qu’il serait difficile d’établir solidement aujourd’hui sur aucune autre base, Aussi est- ce à M. Berzélius qu’il devait naturellement appartenir de concevoir l’ensemble de la théorie éleetro- chimique sous une forme entièrement systématique, résultat presque spontané de l’esprit général de ses recherches.

Quelle que fût la haute importance philosophique des travaux de M. Berzélius sur l’électrochimie, une dernière condition était néanmoins encore indispensable à remplir pour donner à cette nouvelle branche essentielle de la chimie tout son vrai caractère scientifique. Jusque alors, en effet, l’action voltaïque avait été essentiellement envisagée sous le point de vue analytique; il restait à la considérer aussi , afin d’en avoir une notion complète, sous le point de vue synthétique. Cette grande lacune a été enfin comblée, de la manière la plus satisfaisante, par le bel ensemble des travaux de M. Becquerel. Sans doute, les décompositions opérées par la pile étant fréquemment accompagnées de certaines combinaisons, on ne pouvait depuis long-temps méconnaître, sous ce rapport, l’influence chimique de l’électricité galvanique.

Mais ces observations accessoires ne dispensaient aucunement, pour un sujet aussi important, de l’étude directe et féconde organisée par M. Becquerel » qui a rendu pleinement irrécusable l’action synthétique de l’électricité convenablement administrée, et qui surtout l’a employée à réaliser de nouvelles et précieuses combinaisons, jusque ici impossibles d’après les voies ordinaires.

Cette seconde face générale de l’électro-chimie a même nécessairemen t exigé d’abord une profonde et indispensable modification dans le mode primitifd’expérimentation. La première disposition delà pile, telle que Volta l’avait imaginée, devait être essentiellement maintenue pour opérer des décompositions, sauf les perfectionnemens successifs que l’expérience a dû naturellement provoquer, et qui étaient surtout destinés à augmenter l’énergie de l’appareil. Mais, à l’égard des combinaisons, cette extrême énergie voltaïque eût constitué, au contraire , un obstacle radical , en déterminant le plus souvent la décomposition des principes immédiats que l’on voulait unir. Il a donc fallu recourir inévitablement ici à l’action très prolongée de puissances électriques extrêmement faibles, dont l’eflicacité fut augmentée par la disposition avantageuse suivant laquelle les diverses substances seraient habituellement soumises à leur influence. M. Becquerel a très

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heureusement satisfait à l’ensemble de ces condi-

lions indispensables, en opérant presque toujours à l’aide d’un seul élément voltaïque, et en saisissant chaque corps dans l’état que les chimistes ont toujours reconnu comme le plus favorable à la combinaison, c’est-à-dire l’état naissant. Ce changement essentiel dans l’institution ordinaire des expériences, constitue le principal caractère scientifique de la marche propre à cet illustre savant, et qui ne pouvait être, sans doute, mieux adaptée à la nature des phénomènes qu’il voulait étudier. Non-seulement il a déterminé ainsi la combinaison directe de plusieurs corps, qu’on ne peut unir encore par aucun procédé purement chimique; mais, à l’égard même des composés susceptibles d’être autrement obtenus, ce nouveau mode présente la propriété remarquable de faire toujours éminemment ressortir leur structure géométrique, par une suite nécessaire de la lenteur et de la régularité de leur formation graduelle; ce caractère est surtout frappant envers certains sulfures métalliques , quelques oxides, et plusieurs sels.

11 ne convient nullement d’insister ici sur l’importance évidente que doivent avoir un jour les principaux résultats de M. Becquerel relativement à l’histoire naturelle du globe, pour expliquer, d’une manière satisfaisante, un grand nombre d’o-

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rigines minérales, quand le temps sera vraiment venu d’aborder avec succès un tel ordre de questions concrètes. Du point de vue abstrait, seul conforme à la nature de cet ouvrage, nous devons surtout remarquer cette importante série de travaux comme ayant directement perfectionné le système général de la méthode chimique , en créant de nouveaux et puissans moyens de recomposition, dont la valeur essentielle est d’autant plus grande que les progrès fondamentaux de la synthèse chimique sont loin jusque ici d’être suffisamment eu harmonie avec ceux de l’analyse j la faculté de détruire étant naturellement susceptible d’un développement beaucoup plus rapide que celui de la puissance régénératrice. Enfin, quant à la suite de considérations qui nous occupe spécialement ici , les recherches de M. Becquerel ont évidemment complété la constitution générale de l’électrochimie, qui, étant désormais à la fois synthétique et analytique, ne peut plus, quels que puissent être ses perfectionnemens futurs, que s’étendre et se développer, à des degrés quelconques, suivantquelqu’une des diverses directions principales, déjà pleinement caractérisées par l’ensembledes travaux exécutés depuis le commencement de notre siècle.

Telle est la filiation générale des découvertes essentielles faites jusque ici dans l’étude des phé-

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nomèncs électro-chimiques. Afin de mieux saisir comment cette étude a graduellement conduit à une nouvelle conception fondamentale pour l’ensemble des effets chimiques, il est indispensable de considérer maintenant le grand phénomène qui a été le sujet primitif de la théorie électro-chimique, après quoi l’appréciation philosophique de cette théorie s’effectuera en quelque sorte spontanément.

On a souvent remarqué, et avec beaucoup de raison, que par sa nature, l’étude de la combustion constitue, pour ainsi dire, le point central du système des considérations chimiques. Cette remarque n’est pas seulement applicable aux époques les plus reculées de la chimie, envisagée dans un état encore théologique : elle convient surtout à la constitution la plus récente et la plus parfaite de son état métaphysique, principalement caractérisée par la transformation de la combustibilité, sous le nom de phlogistique, en une entité matérialisée, quoique insaisissable. Quand, après une longue préparation, la science chimique a commencé enfin à passer à l’état vraiment positif, sous l’influence prépondérante de l’admirable génie du grand Lavoisier, cette glorieuse révolution a essentiellement consisté dans l’établissement d’une nouvelle théorie fondamentale de la com-

bustion. Aujourd’hui, enfin, c’est la nécessité reconnue de modifier profondément cette théorie, qui a surtout conduit à la conception électrique des phénomènes chimiques. Une telle conception ne saurait donc être nettemeut jugée, sans avoir préalablement apprécié cette destination principale.

La théorie pneumatique de Lavoisier sur la combustion avait en vue deux objets essentiels , fort hétérogènes, qui n’ont pas été jusque ici nettement distingués: i° l’analyse fondamentale du phénomène général de la combustion; a° l’explication des effets de chaleur et de lumière qui en constituent, pour le vulgaire, le plus important caractère. L une et 1 autre condition furent remplies de la manière la plus admirable, d’après l’état des connaissances acquises : jamais, depuis cette grande époque, aucune théorie chimique n’a été aussi nettement et aussi profondémeul empreinte de ce double esprit de rationnalité et de positivité, dont l’irrésistible influence devait entraîner irrévocablement les intelligences vers un mode radicalement nouveau de philosopher sur les faits chimiques. Toute combustion, brusque ou graduelle, fut regardée comme consistant nécessairement dans la combinaison du corps combustible avec l’oxigène, d’où, quand le corps

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était simple, résulterait un oxide, le plus souvent susceptible de devenir la base d’un sel, et, si l’oxigène était prépondérant, un véritable acide, principe d’un certain genre de sels. Quant au dégagement de chaleur et de lumière, il fut attribué, en général, à la condensation de l’oxigène et accessoirement à celle du combustible, dans cette combinaison. 11 importe de juger séparément ces deux parties essentielles de la théorie antiphlogistique.

Sous le premier point de vue, en effet, cette théorie présente naturellement un caractère beaucoup plus philosophique que sous le second. Il était éminemment rationnel d’analyser avec exactitude, d’une manière générale, le phénomène de la combustion , afin de saisir ce qu’un tel phénomène, dont la nature chimique ne pouvait être contestée, offrait réellement de commun à tous les cas divers. Comme cet examen ne pouvait être d’abord rigoureusement complet, les conclusions fournies par une telle étude pouvaient pécher, sans doute , par une trop grande généralité, ainsi qu’on la constaté depuis : mais, restreintes dans leurs limites naturelles, elles constituaient nécessairement un précieux ensemble de vérités ineffaçables , qui, en effet , formera toujours une partie essentielle de la science chimique,

quelles que puissent jamais être ses révolutions futures.

Il en était tout autrement pour l’explication de la chaleur et de la lumière dégagées. D’abord, cette seconde question générale n’appartient point réellement, par sa nature, à la chimie, mais à la physique; en sorte que, quelle que doive être sa solution finale, on ne saurait comprendre comment elle entraînerait rationnellement un changement radical dans la manière de concevoir les phénomènes vraiment chimiques. Toutefois, ce qu’il faut surtout remarquer, à cet égard , c’est qu’une semblable explication , pour ne pas dégénérer en une tentative de pénétrer la nature intime du feu et son mode essentiel de production , devait nécessairement consister en une simple assimilation d’une telle source de chaleur avec une autre plus étendue, déjà reconnue. Car, chaque cas de manifestation du feu ne saurait être expliqué, d’une manière vraiment positive,, qu’en établissant son analogie réelle avec un autre plus général, sans que nous puissions d’ailleurs, en aucun cas, découvrir jamais quelle est la véritable cause du phénomène. Or, en considérant la recherche proposée sous ce point de vue, le seul strictement scientifique, on ne pouvait nullement garantir d’avance que la similitude sur laquelle devait reposer

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l’explication désirée, ne serait point nécessairement gratuite et précaire, et, par suite, susceptible d’être renversée, comme en effet il arriva bientôt, par une étude ultérieure de la question. Aucun philosophe n’aurait voulu, à cette époque, et nul ne voudrait, sans doute, même aujourd’hui , ne reconnaître, en principe, qu’une seule source fondamentale de chaleur, à laquelle il faudrait inévitablement ramener toutes les autres : une telle obligation ne pourrait être remplie que par des rapprochemens très vagues et purement hypothétiques, qui ne sauraient avoir un vrai caractère scientifique. Dès lors, si l’on s’accorde à reconnaître, en général, plusieurs sources principales,, parfaitement distinctes et indépendantes les unes des autres, pourquoi la combustion, ou, sous un point de vue plus étendu, toute action chimique très prononcée, ne constituerait-elle pas un de ces cas prinÿirdiaux , nécessairement irréductibles à aucun autre? Pourquoi une source de chaleur aussi puissante et aussi universelle serait-elle regardée comme secondaire, tandis que le frottement, par exemple, continuerait à être unanimement envisagé comme une source principale? Sans doute, on ne saurait se refuser à admettre, sous ce rapport, les analogies que l’observation aurait réellement constatées : mais il faut , néan-