TRENTE SEPTIÈME LEÇON
Examen philosophique de la doctrine chimique des proportions définies.
Malgré la grande importance réelle de celle doctrine, on ne doit pas méconnaître que, par sa nature, et même en la supposant complète, elle ne saurait exercer qu’une influence secondaire sur la solution générale du vrai problème fondamental de la science chimique , tel que je l’ai caractérisé dans la trente-cinquième leçon, c’est-à-dire sur l’étude des lois directement relatives aux phénomènes décomposition et de décomposition. Lorsque des substances quelconques sont placées en relation chimique dans des circonstances déterminées, la théorie des proportions définies ne tend nullement, en elle-même, à nous faire mieux prévoir, pafrmi tous les casque comporterait la composition des corps proposés, à quelles sépara lions et à quelles combinaisons nouvelles la réaction générale donnera effectivement lieu, ce qui constitue, néanmoins, la question essentielle. Cette doctrine sup-
pose, au contraire, qu’une telle question est préalablement résolue; et, d’après un tel point de départ, elle a pour objet d’évaluer immédiatement, dans les cas où elle est applicable, Ja quantité précise de chacun des nouveaux produits , et l’exacte proportion de leurs élémens, ce qui constitue simplement un perfectionnement accessoire, quoique très utile, de la recherche principale; Ainsi, la théorie des proportions chimiques présente nécessairement aujourd’hui ce singulier caractère scientifique, de rendre rationnelle, dans ses détails numériques, une solution qui, sous son aspect le plus important, reste presque toujours, essentiellement empirique.
On conçoit aisément par là pourquoi les illustres fondateurs de la chimie moderne se sont, en général, si peu occupés d’une telle étude, qu’ils devaient naturellement regarder comme subalterne. Leur principale attention était justement fixée sur la recherche directe des lois essentielles de la composition et de la décomposition. Mais, le rapide développement de la science chimique ayant mis graduellement en évidence les haules dillicultés de ce grand problème, les chimistes, sans renoncer a la découverte ultérieure de ces lois, durent se rejeter spontanément de plus en plus sur l’élude secondaire des proportions, jusque alors négligée,,
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qui, par sa nature, leur promettait un succès plus facile et plus prochain. A la vérité, tant que cette théorie subordonnée est conçue isolément de la théorie principale, elle ne saurait, par cela même, remplir que très imparfaitement sa plus importante destination, celle de suppléer, autant que possible, à l’expérience immédiate, dont elle ne dispense dès lors que sous le point de vue fort accessoire de la mesure des poids ou des volumes. Aussi, la doctrine des proportions définies n’acquerra-t-elle toute sa valeur scientifique que lors-, qu’elle pourra être enfin rattachée à un ensemble satisfaisant de lois vraiment chimiques, dont elle constituera naturellement l’indispensable complément numérique.
Jusque là , néanmoins, l’usage habituel de cette doctrine peut évidemment offrir aux chimistes un secours réel, quoique secondaire, en rendant leurs analyses plus faciles et plus précises. Il est même incontestable que le principe fondamental de cette théorie, en restreignant à un très petit nombre de proportions distinctes les diverses combinaisons des mêmes substances, tend, indirectement à diminuer, en général, l’incertitude primitive sur le résultat effectif de chaque conflit chimique, puisqu’elle rend beaucoup moindre le nombre’des cas'logiquement possibles, quiK
PHII.OSOPH 1 F. POS1TIV E.
sans cela, serait presque illimité. Sous cet aspect, la doctrine des proportions définies doit cire regardée comme un préliminaire naturel à l’établissement des lois chimiques, dont elle serait, à d’autres égards, un appendice essentiel.
Si les corps pouvaient se combiner, entre certaines limites, suivant toutes les proportions imaginables, il deviendrait, en effet, beaucoup plus difficile de concevoir l’existence de lois invariables et rigoureuses relatives à la composition ou à la décomposition , vu l’infinie variété des produits auxquels une réaction quelconque pourrait alors donner lieu. Ainsi, les illustres chimistes contemporains qui ont principalement consacré leurs travaux à fonder la théorie générale des proportions chimiques, tout en paraissant s’écarter du véritable but caractéristique de la science qu’ils cultivent, auront fait néanmoins, en réalité, un pas essentiel dans la voie directe du perfectionnement rationnel, en simplifiant d’avance, à un haut degré, l’ensemble du problème chimique, dont la solution effective est réservée à leurs successeurs. Outre cette importante considération , j’ai déjà remarqué, dans l’avant- dernière leçon, que la doctrine actuelle des proportions définies nous offre aujourd’hui, par sa nature, le type le plus parfait du genre précis de rationnalité que doit
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acquérir un jour la science chimique, directement envisagée sous ses aspects les plus essentiels. Tels sont les deux motifs prépondérans , l’un relatif à la doctrine, l’autre à la méthode, qui m’ont déterminé à consacrer, dans cet ouvrage, une leçon spéciale à l’examen philosophique de cette intéressante théorie, sans exagérer néanmoins sa vraie valeur scientifique.
* Après avoir ainsi caractérisé sommairement le véritable objet de la doctrine des proportions définies, et sa relation générale avec le système total de la science chimique, il est indispensable, pour faciliter son appréciation philosophique, de jeter d’abord un coup d’œil rapide mais rationnel sur l’ensemble de son développement effectif, accompli tout entier dans le premier quart du siècle actuel.
Dans cette belle série de recherches, l’impulsion primitive est essentiellement résultée de la double influence nécessaire, d’un phénomène fondamental découvert par Richler, et d’une indispensable discussion spéculative établie par lîerthollel. Arrêtons un moment notre attention sur ce double point de départ.
Pendant la seconde moitié du siècle dernier , plusieurs chimistes avaient remarqué que, dans la décomposition mutuelle de deux sels neutres, les
deux nouveaux sels formés sont toujours également neutres. L’illustre Bergmann , entre autres , avait spécialement insisté sur cette importante observation. Toutefois, ce phénomène dut rester négligé, ou mai apprécié, jusqu’à ce que, dans lés dernières années de ce siècle, le génie éminemment systématique de Richter, après l’avoir entièrement généralisé, l’envisageant enfin sous son aspect le plus essentiel, en eut rationnellement tiré la loi fondamentale qui porte si justement le nom de ce grand chimiste.- Cette loi consiste proprement en ce que, les quantités pondérales des divers alcalis susceptibles de neutraliser un poids donné d’un acide quelconque, sont constamment proportionnelles à celles qu’exige la neutralisation du même poids de tout autre acide. Telle est, évidemment, en efl’et, la conséquence immédiate du maintien de la neutralité après la double décomposition. Dans l’ordre des idées chimiques, la grande complication du sujet, et le peu de rationnalilé de nos habitudes intellectuelles jusqu’à présent, rendent très difficiles les déductions les moins prolongées, quand elles ont un certain degré de généralité et, par suite, un certain caractère d’abstraction ; c’est pourquoi une semblable transformation, qui paraîtrait presque spontanée, si elle concernait une science plus simple et mieux
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cultivée, est réellement ici, outre sa haute utilité, d’un mérite capital. Cette loi de Ricliter, avec les divers complémens qu’elle a reçus depuis, constitue la première base essentielle de la doctrine générale des proportions chimiques. Elle a conduit, dèsl’origue, à. réaliser, pour un grand nom' bre de composés, la destination principale de celte doctrine, c’est-à-dire l’affectation à chaque substance d’un certain coefficient chimique, invariable et spécilique, indiquant suivant quelles proportions elle peut se combiner avec chacune de colles qui ont été pareillement caractérisées. 11 suffit, en effet, de déterminer, par une double série d’essais préalables, la composition numérique de tous les $(ffs que peut former un seul acide quelconque avec les divers alcalis et un seul alcali avec les différens acides, pour que la loi de Ricliter permette d’en déduire aussitôt les proportions rclatives à tous les composés qui peuvent résulter de la combinaison binaire de ces deux ordres de substances. Ricliter conduisit lui-même sa découverte jusqu’à celte conséquence caractéristique , et dressa, pour les acides et les alcalis, mais d’après une expérimentation trop restreinte et trop mparfàite, une première table de ce qu’on a nommé plus tard les équivalent chimiques.
Quoique Berthollet ait énergiquement combattu
l/j'» ' PHILOSOPIIIE POSITIVE.
Je principe exclusif des proportions définies, on oublie trop aujourd’hui, ce me semble, que, le premier entre tous les chimistes, il fixa directement l’attention sur la considération générale et rationnelle des proportions dans l’ensemble des phénomènes chimiques. Quelques années après la découverte de Richter, Berthollet établit en principe fondamental, dans la Statique chimique , l’existence nécessaire des proportions définies pour certains composés de tous les ordres, et il assigna les conditions essentielles de cette propriété caractéristique, qu’il attribuait ou à une notable condensation des élémens combinés, ou à la précipitation graduelle d’un composé insoluble, etc. 5 en un mot, à toutes les causes susceptibles de soustraire le produit de la réaction chimique, à mesure qu’il se forme, à l’influence ultérieure des agens primitifs. 11 importe de reconnaître cette belle théorie de Berthollet comme ayant été indispensable pour fonder l’étude générale des proportions chimiques. On n’a point, en effet, assez remarqué que la découverte de Richter, malgré son extrême importance, ne pouvait suffire pour imprimer, par elle-même, une telle impulsion»scientifiquej car, Richter ayant exclusivement considéré les sels neutres, un tel cas, quoique très étendu , était, par sa nature, si évi-
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déminent particulier sous le point de vue numérique, qu’il n’aurait pu entraîner les esprits vers une théorie générale des proportions déterminées. En tout temps, l’idée de neutralisation parfaite a dû , 6ans doute , rappeler inévitablement aux chimistes celle d’une proportion unique, en-deçi et au-delà de laquelle la neutralité était rompue. Ainsi, autant il est naturel que la doctrine des proportions chimiques ail commencé par l’ctude des sels neutres, autant leur considération isolée eût été nécessairement insuffisante pour provoquer à la formation de celte doctrine générale. Il y a donc tout lieu de penser que la grande découverlc de Richter n’aurait pu amener les conséquences étendues qu’on lui attribue communément d’une manière trop exclusive, si, à l’examen d’un cas qui, par sa nature, ne pouvait faire loi pour tous les autres, Berlhollet n’avait point immédiatement ajouté la notion rationnelle d’une grande variété de cas assujettis au même principe, et dès lors susceptibles de conduire bientôt à son entière généralisation. On voit ainsi que ce serait apprécier très imparfaitement la participation capitale de .Berlhollet à la fondation de l’étude des proportions chimiques, que de la réduire, comme on le lait d’ordinaire, à la seule influence de la célèbre •discussion que son ouvrage fit naître sur ce sujet
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entre lui et Proust, malgré la haute importance des heureux efforts de ce dernier chimiste, dans cette lutte mémorable, pour établir directement le principe général des proportions déterminées et invariables.
Telle est donc la double influence fondamentale, expérimentale et spéculative, d’où devait graduellement résulter le développement naturel de la chimie numérique. A partir de cette origine, la principale phase de ce développement doit être attribuée à une autre double action capitale, produite par l’harmonie remarquable de la conception systématique deM. Dalton avec l’ensemble des belles séries de recherches expérimentales de MM. Berzélius, Gay-Lussac, et Wollaston. Il me reste maintenant à caractériser sommairement ces diverses parties essentielles de la grande opération scientifique quia déterminé l’entière formation de la doctrine des proportions définies, telle qu’on la conçoit aujourd’hui.
Aussitôt que l’illustre M. Dalton eut dirigé ses méditations vers cette face de la science chimique, son génie éminemment philosophique le poussa à embrasser, dans une seule conception générale, ressemble de cet important sujet, quoique l’étude en fut, pour ainsi dire, naissante. Ses heureux efforts produisirent la célèbre théorie atomistique,
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qui a pjésidé jusqu’ici à tous les développemens ultérieurs de la doctrine des proportions chimiques, et qui sert encore de base essentielle à son application journalière. Le principe général de celte théorie consiste à concevoir tous les corps élémentaires formés d’atomes absolument indivisibles, dont les différentes espèces en se réunissant, le plus souvent une à une, par groupes peu nombreux, constituent les atomes composés du premier ordre , toujours mécaniquement insécables, mais alors chimiquement divisibles, et qui, à leur tour, par une suite d’assemblages analogues, font naître tous les autres ordres de composition. Ce principe est tellement en harmonie avec l’ensemble des notions scientifiques de tous genres, qu’il se réduit presque à une heureuse généralisation directe des idées spontanément familières à tous les esprits qui cultivent les diverses parties de la philosophie naturelle : aussi son admission universelle a-t-elle eu lieu sans obstacles. Quoiqu’un tel principe conduise évidemment, d’une manière immédiate, à l’existence nécessaire des proportions déterminées, il importe néanmoins de considérer, d’après la remarque très judicieuse de M. Berxélius, que cette déduction serait essentiellement illusoire si les combinaisons n’ctaient point nécessairement restreintes à un très petit
nombre «Valûmes; car, en supposant que ce nombre, même limité, pût être fort grand, les divers assemblages binaires deviendraient tellement multipliés, que l’on aurait presque alors l’équivalent réel des combinaisons en proportions quelconques : en sorte que, sans cette restriction capitale, la conception atomistique représenterait à peu près également bien , par sa nature, les deux doctrines chimiques opposées des proportions indéfinies ou définies. Mais, dès l’origine, M. Dalton avait formellement établi que, dans toute combinaison, l’un des principes immédiats entre constamment pour un seul atome, et l’autre pour un seul aussi le plus souvent, et toujours pour un nombre fort médiocre, qui excède rarement six. M. Dalton avait tellement senti l’importance de cette restriction , que les limites ainsi posées par lui ont semblé trop étroites à ses successeurs , qui n’ont pu, sans les reculer, y faire rentrer toutes les combinaisons effectives (i). Avec cet indispen-
(1) Un chimiste distingué vient, en sens inverse, de proposer récemment de restreindre toujours à trois les diverses combinaisons binaires de tons les atomes, en admettant an composé principal formé d’un atome de chaque espèce, et deux composés pins complexes, obtenus en doublant la quantité de l’un on de l’autre principe immédiat. Il serait, sans doute, très désirable que cette vue systématique pût un jour sc réaliser, puisqu’elle simplifierait évidemment, à un haut degré, la doctrine générale des proportions chimiques; mais il semble peu probable qu’un tel résultat puisse jamais être obtenu, malgré 1 a efforts
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snble complément, la conception atomistique représente évidemment l’ensemble de la doctrine des proportions définies. Toutefois, la nouvelle partie essentielle de cette doctrine qui en dérive le plus naturellement, c’est surtout la théorie des multiples successifs, dont la découverte caractérise plus spécialement l’influence capitale de M. Dalton sur l’étude de la chimie numérique. De son point de vue atomistique, il aperçut aisément, en effet, que si deux substances peuvent se combiner en plusieurs proportions distinctes, les quantités pondérales de l’une d’elles qui correspondront, dans les divers composés, à un même poids de l’autre, devront suivre naturellement la série des nombres entiers, puisque ces composés résulteront ainsi de l’union d’un atome de la seconde substance avec un, deux, ou trois, etc., atomes de la première : ce qui constitue un élément principal, jusque alors entièrement -ignoré, de la théorie des proportions chimiques.
Inspiré d’abord par les travaux de Richter et
de Berthollel, mais surtout guidé et soutenu en-
remarquables de l'auteur de cette proposition pour y ramener les principales combinaisons connues, surtout par une ingénieuse intervention de l’eau et du dentoxide d’hydrogène. Toutefois ce projet mériterait, de la part des chimistes, un examen sérieux : car les tentatives de ce genre, même directement infructueuses , peuvent hâter beaucoup le perfectionnement de la chimie nume'rique actuelle.
