‹ Dictionnaire de chimie et de minéralogieChapitre 9 sur 354 · AI'F · texte numérisé non relu

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la culR'sidii, l'cllo-i'i ost hoaiicoiip plus granité dans la tilacti (|iie clans l'oau. D'aiiti'cs oxcmujikvs soiiiItliiLilos |)ioiiV('iil ('^^çalciiiciit qu'il u'existo auc.uu rapport l'iitro la coIk^sIou ot la loroe r6|)ulsiv(^ ; d'où il suit que la force i^lasliquo do la vai)eur ne serait déterniiné(î que par le noniltrc! de uiolôcules d'eau pouvant se uuiintonir à l'état gazeux dans un espace déterminé, ?i luie teiupératuredonnée. Pour savoir (piels i)euvoiit être les elfets (le la cohésion dans les dissolutions, prenons des corps réiniissant la double condition d'être solubles dans un dissolvant, et do pou^oirse |H'ésenler solides et licpiides dans les limites abordables de lempérature. Aucun sel ni aucun acitle ne réiniit celte double condition; mais pnrnn les corps inflammables, la Céline, la paralllne et les acides gras et solides ne pri'sentenl aucune anomalie dans leur solubilité dans l'alcool. En passant de l'état solide à l'état liquide, la progression est pariaifen\ei)t coniinne et régulière. Or, la cohésion de ces corps à l'état solide étant plus grande ([ue lorsqu'ils sont à l'état liquide, et leur solubilité n'étant pas troublée à l'instant du passage d'un ét.it à l'autre, ni avant ni a|)rès, ainsi qu'aux environs, on peut en conclure qu'elle est indépendante de la cohésion. Nous retrouvons les mêmes effets avec les substances gazeuses; ainsi le chlore ne présente pas de cliangements dans sa soluljilité au moment de son changement d'état. De plus, si la dissolution d'un sel était influencée par la cohé-ion, le dissolvant ne pourrait jamais s'en saturer complètement par le simple contact. Auisi, tout tend donc à prouver, suivant M. Gay-Lussac, que la coh.'sion n'intervient en rien dans la dissolution. Celle-ci varie avec la température, de même que l'élasticité des vapeurs. L'action dissolvante est sans aucun doute liée à l'allinité réciproque du dissolvant et du corps dissous, avec cette ditl'érence que les elfets de l'affinité ne sont pas variables avec la température, tandis que ceux de la dissolution en dépendent essentiellement; d'où il semble résulter que dans la dissolution comme dans la vaporisation, lo produit est essentiellement limité à chaque degré de température , par le nombre de molécules pouvant exister dans une portion donnée du dissolvant, dont elles se séparent par la même raison que les molécules élaslicjues se précipitent [)ar un abaissement de température, et probablement encore, comme ces dernières, par la compression et la rédactiou du volume du dissolvant. La dissolution serait donc essentiellement liée à la vaporisation, en ce sens que l'une et l'autre dépendent de la température et obéissent à ses variations, et conséquemment ces deux actions présentent beaucoup d'analogie. Llles dilfêrei'it en ce que les molécules gazeuses n'ont [)as besoin, comme les molécules d'un corps solide, d'un dissolvant pour se soutenir dans un espace donné, leur force élastique leur doimant cette faculté. D'après l'analogie que nous venons d'établir , et comme il parait incontestable que la force

élastKiue (le la vapeui- d un corps soit tout à tait indépendante di^ la cohésion, M. (lay- Lussac en conclut que la dissolution est 6galeiiHiiit indépendante de la cohésion.

Passons maintenant h la combinaison. Si on In compare h la dissolution, on trouve que celle-ci varie; h chaque instant iwcc la température, tandis que celle-là n'obéit pas h ces variations. Cette considi'ration et la précédente tendent donc h alfaiblir l'inlluencG ([ue Herthollet attribuait h la cohésion dans les phénomènes chimi(}ues, influence qui était telle que, lorsqu'un corps en précipitait un autre, ce n'était pas toujours un indice d'une supériorité d'affinité, mais bien de ce que c'était la cohésion que devait prendre le précipité qui déterminait -la décomposition.

Dés considérations que nous venons de présenter , et qui, sans aucun doute, sont très-importantes, M. Gay-Lussac en tire la conséquence que la cohésion ne joue qu'un rôle secondaire dans la précipitation, de môme que dans la dissolution, et que la précipitation est constamment la preuve d'une plus grande affinité, dont la cohésion ne fait qu'accuser les effets.

Quant aux décompositions par double afflnité, M. Gay-Lussac ne partage pas non plus l'opinion de Berthollet. Voici comment il les conçoit : Les pré'cipités formés dans ces décomi)Ositions ne sont pas les composés les plus stables, ceux qui renferment les acides et les bases, les plus puissants ; une foule d'exemples le prouvent. Dès lors on ue peut dire que, lors du mélange de deux dissolutions salines, l'acide le plus fort se combine toujours avec la base la plus forte. L'expérience prouve, au contraire, que les sels neutres peuvent faire échange d'acides et de bases indépendamment de leurs affinités réciproques.

D'un autre côté, la solubilité n'étant point affectée par la différence d'attraction moléculaire entre l'état solide et l'état liquide, et l'échange des bases dans les doubles décompositions ayant lieu dans diverses circonstances de solubilité, de densité, de fusibilité, de volatilité, l'une d'elles ne saurait être la véritable cause de l'échange à l'exclusion des autres ; c'est donc un motif pour la chercher ailleurs.

L'échange n'étant détepminé non plus ni par l'affinité réciproque des acides et des bases, ni par les causes secondaires que nous venons de citer, et qui opèrent cependant des séparations, on doit donc admettre que l'échange les précède. Pour satisfaire à toutes ces conditions, M. Gay-Lussac suppose qu'au moment du mélange de deux sels il y a un pêle-mêle général entre les acides et les bases, c'est-à-dire que les acides se combinent indifféremment avec les bases, et réciproquement, pourvu que l'acidité et l'alcalinéité soient satisfaites. Cette indifférence de permutation (d'équipoUence) établie, les décompositions produites par double affinité s'expli(iuent avec beaucouj) de simplicité. Ainsi, quand on mélange deux sels, il s'en forme deux nouveaux dans des rapports avec

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les doux premiers ; et suivant que i une de CCS proi)nL't(''s, l'insolubilité, la densité, la fusibilité, la volatilité, olc, sera i>lus prononcée pour les nouvoairx sels que pour les sels donnés, il y aura trouble d'équililjre et séparation d'un sel, quelquefois même de plusieurs. M. (laj-Lussac pense cependant que ce pêle-môle n'a pas toujours rigoureusement lieu. On sait, en effet, que les molécules d'un composé opposent une certaine force d'inertie au changement, et qu'il faut souvent ou du temps ou un ébranlement pour opérer ce cliangement ; ainsi, le sulfate de soude en solution se maintient sursaturé à des tempérttures très-infé."ieure3 à celle à laquelle elle devrait commencer à abandonner ce sel. Une solution de sulfate de magnésie et d'oxalate d'ammoniaque ne donne un préci[)ité que longtemps après le mélange; une rapide agitation le produit en quelques secondes.

11 est très-difficile de démontrer l'échange entre les éléments de deux sels dont nu mélange les solutions, sans qu'il y a t formation de précipité. On peut s'en' assurer cependint dans quelques cas ; par exemple, si l'on fait passer dans un mélange d'une dissolution de protosulfate de fei' et d'une autre d'acétate de soude un courant d'hydrogène sulfuré, on obtient immédiatement un jirécifiité de sulfure de fer, ce qui ne peut avoir lieu qu'autant qu'il s'est formé préalablement de l'acétate de fer.

Les argumei ts puissants que .M. Cay-Lussac mi't en avant pour monirer qu'> la cohés on ne joue pas dans les phénomènes chimiques un rôle aussi important qu'on l'a pensé jusqu'ici, sont de nature à être pris en considération parles physiciens qui s'occu|)ent de l'étude des forces concourant à la lormation des corps; mais nous douions qu'on puisse ériger en loi générale que tous les phénomènes chimiques soient indépendants de la cohésion, lorsqu'on sait que plus Is affinités réeiproques entre deux corps sont faibles, plus l'état de division de ces corps doit être grand, c'est-à-dire plus la force de cohésion doit être diminuée, pour qu'elles puissent s'exercer.

Jnflaenre de la chaleur. — Quelle que soit la m.mière dont on envisage l'intervention de la cohésion dans les phénomènes chimiques, il n'en est pas moins vrai que les molécules du corps sont sollicitées p.ir deux forces antagonistes, la cohésion et la chaleur, dont l'une tend à les rapprocher et l'autre à les écarter. Du rapport mutuel de ces forces dépend r('tat solid--, liquide ou gazeux. Si la première l'empoi te , et que les axes des particules s'or entent suivant certanies directions, le corps est solide. L'intluence qu'exerce cette orientation parait être la cause des changements de volume ou de densité qui ont lieu dans les phénomènes de cristallisation, et di'teruiine, à ce qu'il parait, la stabilité d'équilibre que |)réseiite ragglomération des jnrticules d'un milieu soli.c, et (pii ne peut être vaincue que par des ellorlb souvent très-considérables. Il

résulte de cette disposition des particules à prendie des directions fixes, que lorsqu'on li's en écarte, elles y reviennent en effectuant une suite de mouvements oscillatoires,^ transmis aux masses environnantes.

L'état liquide est caractérisé par une grande diminution dans l'inlluence qu'exerce la direction des axes sur l'état moléculaire du corps, et par l'augmentation de la quantité de chaleur qu'il contient, ce qui permet aux molécules de tourner les unes autour des autres, sans perdre pour cela leur position d'équilibre. Dans ce cas, la cohésion et la chaleur se balancent. Enfin, si l'orientation des axes n'a aucune influence , ou qu'une influence très-fa ble sur les conditions d'équilibre des particules, et que l'action do la chaleur l'emiiorte sur celle de la cohésion, le corps est gazeux. La chaleur favorise en général les combinaisons et les dissolutions en écartant les molécules, en affaiblissant la cohésion. Les rapports intimes qui lient la chaleur et la cohésion sont tels que l'on ne saurait s'empêcher d'admettre que, dans le cas actuel, leur influence ne soit eElicreiiient opposée.

Le degré de clialeur nécessaire pour produire des combinaisons varie non-seulement avec les corps, mais encore avec le môme corjis, suivant son état moléculaire. Par exemple, pour opérer la co.iibinaison du carbone avec l'ox , gène, il faut emjiloyer une température d'autant plus élevée que la cohésion est plus considérable ; aussi le diamant d'abont, puis la plombagine et l'anthracite exigeni-ils pour brûler plus de chaleur que le charbon ordinaire, qui est à tissu lâche.

La chaleur agit-elle seulement en affaiblissant la cohésion, ou bien ne peut-elle pas exalter l'aftinilé au point d'augmenter son ■ énergie? Les rapports qui lient l'afiinité à l'électricité, et d'autres raisons que nous indiqueions plus loin, [lermettent de répondre afiirraativement à la seconde partie de celte question. Ce qui se pas.>e avec loxyde d'argent, au surplus, suflit pour montrer le rôle que peut .;ouer la chaleur. A une certaine température, cet oxyde est réduit ; chaulfet-on jusqu'à fusion et au delà, on arrive à une tempéra'ure où l'argent absorbe ou se combine avec l'oxygène qui se dégage par le refroidissetnent. Nul doute que la chaleur ne modifie dans ce cas l'action exercée par l'argent sur l'oxygène. La chaleur n'iotervieiit-elle pas quelquefois aussi pour modifier l'affinité de certains corps quand on les expose à une température élevée, comme le zircone, les oxydes de c'iirûme, quelques antiraoniates, l'alumine, etc., qui, sans épi'ouver une diminution de poids, perdei.t la faculté lie se combiner avec les acides faibles? A la vérité, on oeut dire que la chaleur détermine un nouvel arrangement moléculaire qui s'oppose au jeu des afiinités ; mais cette explication ne détruit pas le fait.

i>a chaleur ]iroduit qiieliiiiefois des effets inverses, c'ost-à-ili;e iprelle s'oppose aux combinaisons, et les détruit même Ces o£-

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fets oiit lion qiiaïul il l'vislo une t,Tanac dit'- IVri'iico il"('X|)ansiliilil(- mire les iMi^inents (l'iiii l'Oiiiiiosi^. CY'sl ainsi qu'h utio t('iii|i(V raliu-e sutlisaiite les coiiihiiiaisoiis gazeuses (le riiy(lniH;i''"C avec le earlidiiate, !(( |)li(ï«- |ili re, le soufre et l'azote sont ch^coinnosées. il eu est de im^ine d'uii i^raud uoniure (l'oxydes, iiarticulièreuieut de l'eux apparteiiant aux métaux ayant [leu d'al'liuité pour l'oxy.-ïùne, et qui sunt (''^aleinent décomposés par la chaleur. Les gaz c[ui n'ont qu'une faible al'liuité pour l'eau no s'y dissolvent qu'au-dessous de 100", et d'autant plus ([iic la lenqiérature est plus basse; tandis (pie les autres gaz s'y dissolvent h toute températur?. Nous retrouvons des ell'etsdu même genre dans les combinaisons de deux liquides qui ne sont pas volatils au même degi'é : la ehali'urles sépare ; et dans les couil)osés solides renfei'mant des éléments qui prennent facilement l'état gazeux, les exemples en sont très-nombreux.

Ce n'est pas tout : il arrive encore que lors- (]ue des combinaisons, telles que les substances organiques rent'ermant plusieurs éléments gazeux, sont détruites |>ar l'action de la chaleur, il se forme de nouveaux composés, et surtout des produits ammoniacaux si ces combinaisons sont azotées. Nous ajouterons que les rappoits sont tels entre la chaleur et l'aftinité, que lorsque celle-ci n'a pas l'énergie nécessaire ])Our elîectuer une décomposition, la clialeur lui vient en aide. C est ainsi que le sulfate de baryte, qui n'est décomposé séparément ni par la chaleur, ni par l'acide borique à la temiiéiature ordinaire, l'est par ces deux actions réunies, avec dégagement d'oxygène et d'acide sulfureux.

De l'influence de la quantité'. — Cette inlluence ne se manifeste qu'à l'égard des parties qui composent les proportions définies d'après lesquelles les corps peuvent se combiner. Nous allons en donner de suite quelques exemples [lour montrer en quoi elle consiste. Le bicarbonate de potasse, exposé à l'action de la chaleur, laisse échapper la moitié de son poids d'acide carbonique. La moitié qui reste doit donc être plus fortement attirée par la base que celle qui s'est dégagée. On connaît deux sulfates dépotasse dans lesquels l'acide sulfuritjue est dans le rapport de un à deux. Si l'on traite le premier, qui renferme une proporiion atomique d'acide sulfuri(iue , par l'acide nitiique, on aura, d'une part, un sursulfate et du nitrate de potasse. Il y aura donc eu décomposition partielle, puisqu'elle s'est arrêtée ajjrès (jiie le sulfate a perdu la moitié de sa base. Concluons delà ((ue la potasse est [)lus fortement attirée par deux proportions atomiques d'acide que par une seule. On pourrait citer beaucoup d'autres exemples pour prouver l'influencedans les combinaisonsdequantités entrant comme proportions définies dans ces coml)inais(jns. Il est donc bien démontré qu'une pro])ortion atomi(pjc d'un corps est plus fortement attirée |>ar '2, 3, etc., proportions atomi(4ues d'un corps antagoniste que

par une seule do ces proportions. C'est ainsi ({u'il faut envisjiger aujourd'hui rinterv(!n ■ tion (le la quantité dans les actions diimi ■ ([Iles.

Influence du la pression. — Lors(prune substance est soumise à l'action delà chaleur, ou bien lorsque deu\ substances, en léagis saut l'une sur l'autre à la iiression de l'atmosphère, donnent naissance à des coiiqiosés gazeux, si l'expérience s(> lait sous une pression telle que les composés ne puissent prendre l'état gazeux, les actions eliimii|ues cessent. Citons (pielques ex(!mplcs. Ouand on ex|iose dans un vase de fonte fcrim'; du carbonate d(! chaux à une températur(! trèsélevée, le dégagement de gaz acide carbonique ne tarde pas à s'arrêter en raison delà l)ression exercée par le gaz dégagé ; le carbt'mate éprouve alors une demi-fusion, qui lui peimet de prendre par le refroidissement une texture cristalline. Si l'on enferme dans un tube très-fort un mélange d'eau, d'acide sulturi((ue et de limailles de fer, l'eau est d'abord décomposé avec dégagement de gaz hydrogène ; mais peu à jieu l'action diminue, et quand le gaz exerce une pression de vingt et quelques atmosphères, elle cesse tout à fait.

Lorsque l'on chauffe, dans la marmite de Papin, de l'eau à une tempéialure supérieure à celle de l'ébuUilion, la va|ieur ne pouvant s'échapper, exerce naturellement une compression sur le liquide, laquelle, augmentant avec la température, ]!eut s'opposer à l'évaporation totale du liquide; (iaiis ce cas, la c(ampression fait équilibre àla force élastique delà vapeur. M. Cagniardla Tour a cherché comment se comportai 'Ht dans les mêmes circonstances l'alcool, l'éther sulfurique et l'essence de pétrole rectifiée. 11 a introduit à cet effet l'un de ces trois liquides dans de petits tubes (|u'il a fermés par les deux bouts. Un de ces tubes, dans lesquels on avait mis environ les -j- de sa capacité d'alcool h3G°, a été chauffé graduellement. Le liquide s'est dilaté; quand son volume a été doublé, le liquide a disparu complètement, et a donné naissance à une vapeur transparente. En laissant refroidirle tube, il s'est formé un nuage épais et la vapeur s'est liquéfiée. Les autres liquides ont produit des eftets analogues; avec de l'eau remplissant le tiers du tube, ce dernier a perdu sa transparence, et s'est brisé peu de temps après. Le verre a donc été décomposé à une certaine température, en cédant son alcali à l'eau. Cet inconvénient est évité en ajoutant à l'eau une petite quantité de carbonate do soude. A la température de la fusion du zinc, l'eau se maintient sous la forme gazeuse, dans un espace quatre fois pi us grand que le volume qu'elle avait d'abord.

M. Cagniard a déterminé la pression qu'exercent l'éther et l'alcool à l'instant où ces liquides se réduisent subitement en vapeur. L'éther prend l'état gazeux dans un espace moindre que le double de son volume primitif; il exerce alors une pression de 37 à 38 atmos|)hêres dans le tube qui le contient.

11 faut à l'alcool, pourse réduire en vaueur.

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