SYNTHÈSE CHIMIQUE — 2117 — SYNTHÈSE CHIMIQUE

posé, et oii ce dernier est trouvé égal à la somme des premiers.

Celte expérience célèbre est immédiatement répétée parMonge, puis reprise par Lavoisier luimôme, avec le concours de Meusnier. Lavoisier en contrùle les résultats par une méthode analytique, en décomposant l'eau par le fer chauffé au rouge, et la composition de l'eau est ainsi déterminée avec une grande approximation. Il ne reste plus qu'à perfectionner les méthodes.

Humboldt et Gay-Lussac reprennent en 1805 la métliode endiométrique inventée par Volta, et fixent d'une manière définitive la composition de l'eau en volume, dans le rapport de 2 vol. d'hydrogène pour 1 d'oxygène.

Enfin cette méthode, aussi parfaite que possible pour la détermination de la composition de l'eau en volume, est contrôlée par une méthode susceptible de mesures plus précises, et dans laquelle la composition de l'eau est déterminée par des pesées. Le principe de cette méthode, fondée sur la réduction de l'oxyde de cuivre par l'hydrogène avec formation d'eau, a été indiqué par Berzélius. Il est adopté en 1843 par Dumas qui se place dans des conditions de précision absolue.

En général, la détermination de la composition des corps par la synthèse peut être faite soit par la comparaison des poids, soit par celle des volumes gazeux des composants et des composés, volumes qui sont entre eux dans des rapports simples et dès lors faciles à apercevoir.

Dans le cas de l'eau, par exemple, ce rapport est celui de 2 vol. d'hydrogène pour 1 vol. d'oxygène, lesquels forment 2 volumes de vapeur d'eau.

Ces exemples suffisent 'pour montrer le rôle de la synthèse dans la détermination de la composition des corps de la chimie minérale.

Synthèse rfe.i composes organiques. — La chimie organique n'est autre chose que la chimie des composés du carbone ; il est dès lors naturel de chercher à y appliquer les mômes méthodes que dans la chimie générale. Cependant les essais faits dans cette voie demeurèrent pSidant longtemps stériles, et on expliqua cette stérilité par des raisonnements à priori. Cela tenait i ce que le plus grand nombre des composés organiques connus autrefois étant produits par des ôtros organisés, soit végétaux, soit animaux, on supposait que la force vitale devait intervenir dans leur formation.

Bufîon disait : « Il existe une matière organique animée, universellement répandue dans toutes les substances animales ou vésétales. qui sert également" à leur nutrition, k leur développement et à leur reproduction. » Il y a trente ans, Berzélius écrivait encore : a Daiis la nature vivante, les éléments paraissent obéir h des lois tout autres que dans la nature inorganique ; les produits qui résultent de l'action réciproque de ces éléments diffèrent donc de ceux que nous présente la nature inorganique; si l'on parvenait à trouver la cause de cette difl'érence, on aurait la clef de la théorie de la chimie organique; mais cette théorie est tellement cachée que nous n'avons aucun espoir de la découvrir, du moins quant à présent. >.

La synthèse de l'urée, principe cristallisable contenu dans l'urine humaine, avait été cependant réalisée dès 1827 par Wohlor, mais cette formation, réalisée par un procédé spécial et qui n'était applicable b. aucun autre corps, fut regardée comme un fait exceptionnel, incafiable de servir de base à des méthodes générales. En 184G, Gerhardt écrivait : u Le chimiste fait tout l'oppose de la nature vivante. Il brûle, détruit, opère par analyse; la force vitale seule opère par

synthèse, elle reconstruit l'édifice abattu par les forces chimiques. »

Aujourd'hui cependant la synthèse d'une multitude de composés naturels, et des plus complexes, est un fait accompli, les méthodes générales ont été découvertes, et l'on peut dire que la chimie organique est réellement fondée sur les mémos notions que la chimie minérale. C'est à M. Berthelotque revient la gloire d'avoir renversé d'une manière définitive ces barrières, et démontré par des expériences décisives l'identité des lois et des méthodes qui caractérisent les deux branches de la chimie.

Le nombre des synthèses aujourd'hui effectuées est immense; elles comprennent les principaux carbures d'hydrogène: acétylène, gaz oléfiant, gaz des marais, benzine, naphtaline, etc.; les alcools fondamentaux: alcool ordinaire, alcool méthylique, glycol, glycérine; les éthers et les corps gras qui en dérivent; les aldéhydes, tels que l'essence d'amandes amères, l'essence de cannelle, le camphre, etc. ; les acides forniiquo, acétique, butyrique, oxalique, malique, tartrique, citrique, dont l'importance est si grande dans les végétaux et les animaux; les matières azotées, neutres ou alcalines, les plus diverses ; les matières colorantes, tant naturelles (alizarine, indigo) qu'artificielles (produits du goudron de houille). Bref, la science et l'industrie doivent à la synthèse leurs plus brillantes découvertes.

Une remarque importante esta faire ici : la synthèse organique a pour but de reproduire les matières constitutives des êtres vivants; mais elle ne peut prétendre à la production d'êtres organisés, par exemple à l'état de cellules ou do fibres.

Donnons une idée générale de la marche suivie dans la reconstitution des substances organiques, si variées par le nombre et l'arrangement de leurs parties, bien que leurs éléments soient seulement au nombre de quatre : le carbone, l'hydrogène, l'oxygène et l'azote.

Il s'agit de construire do toutes pièces les composés naturels, en partant de leurs éléments, de trouver des méthodes générales qui permettent de passer d'une synthèse i une autre, en partant des corps les plus simples pour arriver aux corps les plus compliqués. C'est vers l'accomplissement de cette œuvre que tendent la plupart des recherches faites journellement en chimie organique.

Les éléments essentiels qui constituent les composés organiques sont, nous l'avons dit, le carbone, l'oxygène, l'hydrogène et l'azote. Il s'agit d'abord de former les composés les plus simples, ceux qui ne contiennent que les deux premiers éléments, c'est-à-dire les carbures d'hydrogène. Nous allons voir d'abord comment on peut en produire la formation, puis comment on peut passer de la synthèse des combinaisons binaires du carbone et de l'hydrogène îi celle des combinaisons ternaires et quaternaires pouvant contenir les quatre éléments.

L'union du carbone avec l'hydrogène peut être produite directement.

Cette union directe du carbone avec l'hydrogène, regardée pendant longtemps comme impossible, s'accomplit en efl"et sous l'influence de l'arc électrique : des charbons étant portés à l'incandescence par un courant électrique dans une atmosphère d'hydrogène, il se produit un premier carbure d'hydrogène, \'ncétytène, formé à atomes égaux, c'est-à-dire suivant les rapports les plus simples. Cette mémorable synthèse, exécutée par M. Berthelot en MH'i, permet de reproduire synthétiquemenl les autres carbures d'hydrogène, et les autres composés organiques.

La synthèse totale de l'acétylène conduit en effet à celle des carbures fondamentaux tels que le gaz oléfiant, son hydrure, le gaz des marais, et la benzine.

Puis ces premiers carbures combinés entre eux reproduisent tous les autres carbures.

La syniiièse des carbures d'Iiydrogène étant réalisée il est facile de les changer en composés ternaires, formés de carbone, d hydrogène et d'oxygène. Tels sont les alcools, formés par l'union des éléments de l'eau avec lescarbures, uu par la substitution des éléments de l'eau à l'hydrogène dans ces mêmes carbures, double réaction qui a conduit d'abord M. Berthelot à la synthèse de l'alcool ordinaire, et à celle do l'alcool méthyliiue, et cela h l'aide de méthodes générales applicables à la synthèse des autres alcuols.

Les carbures par oxydation directe ou médiate fournissent également les aldéliydes : c'est ainsi que le toluène a produit l'essence d'amandes amèrcs, produit que l'industrie fabrique aujourd'hui sur une grande échelle.

L'oxydation plus profonde des carbures, et celle des alcools, engendrent à leur tour les acides : l'acide acétique et l'acide oxalique dérivent ainsi de l'acétylène.

En combinant les carbures avec les acides, ou en substituant dans un alcool un acide aux éléments de l'eau, on obtient les éthers composés, nouvelle classe de corps dont un grand nombre se trouve dans la nature, et dont la théorie permet de concevoir un nombre infini.

Nous citerons comme exemple les corps gras naturels, huiles, beurres, graisses, qui sont des éthers constitués par la combinaison des acides avec un alcool particulier, la glycérine.

« Ainsi, la synthèse étend ses conquêtes depuis les éléments jusqu'au domaine des substances les plus compliquées, sans que l'on puisse assigner de limite à ses progrès. Si l'on envisage par la pensée la multitude presque infinie des composés organiques, depuis les corps que l'art sait reproduire, tels que les carbures, IhS alcools et leurs dérivés, jusqu'à ceux qui n'existent que dans la nature, tels que les maiières sucrées et les principes azotés d'origine animale, on passe d'un terme à l'autre par des degrés insensibles, et l'on n'aperçoit plus de barrière absolue et tranchée, que l'on puisse redouter, avec quelque apparence de certitude, de trouver infranchissable. On peut donc affirmer que la chimie organique est désormais assise sur la même base expérimentale que la chimie minérale. Dans ces deux sciences, la synthèse aussi bien que l'analyse résultent du jeu des mêmes forces, appliquées aux mômes éléments. » (Berthelot, la Sipithése chimique.) [A. Villiers.] SYSTÈME MÉTUiyUE. —Arithmétique, XXVI- XXXV. — Etym. : métrique, qui concerne les mesures, du grec viélron, mesure ; plus spécialement, qui se rattache au mètre, unité fondai mentale.

I- CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES, — Mesurer une grandeur, telle qu'une longueur, un poids, etc. , c'est la com|)arer i une grandeur bien connue. — Vui'iié est la grandeur à laquelle on rapporte des grandeurs de même espèce. — La mesure des grandeurs permet de les évaluer en nonibi e ; on dit, par exemple, qu'une longvieur vaut trois mètres et un poids sept kilograuimes.

Il suffit qu'une grandeur soit bien déterminée, et fixe pour qu'elle puisse servir d'unité. — 11 faut naturellement des unités spéciales pour chaque catégorie de grandeur. — 11 n'est pas indispensable de rattacher les unes aux autres les unités de nature différente, ni même, à la rigueur, celles de même espèce.

La reflexion et l'expérience font connaître les condiliom d'un Ion C' semble de mesures. Nous allons passer en revue les plus importantes de ces conditions, et justifier ainsi l'excellence des mesures métriques.

1" Vnitcs parfaitement définies et fixes, — Les

anciennes mesures de longueur se déduisaient des dimensions du corps humain (toises, coudées, mains, pouces, doigts, etc.) ou des dimensions de certains temples. Ces bases étaient vagues et variables, les modèles n'en étaient pas arrêtés. On a pu dire que, sous l'ancien régimCi il y avait autant d'arpents et de boisseaux que de villages. — Le mètre, fraction déterminée de la circonférence terrestre, estune longueur précise, immuable, indépendante du temps et des nations. <i On retrouverait le mètre, dit Arago, quand même des tremblements de terre, des cataclysmes épouvantables viendraient à bouleverser notre planète et à détruire les étalons prototypes religieusement conservés aux Archives. >> (Nous verrons, dans la suite, que ces assertions sont un peu trop absolues.)

2° Unités d'espéi-es différentes liées entre elle.':. — La géométrie rainène la mesure des surfaces et des volumes à la mesure de certaines longueurs, qu'on appelle les dimensions de ces figures. Les règles simples qu'on établit supposent qu'on prend pour unités les carrés et les cubes construits sur l'unité linéaire. — On se servait autrefois de la toise carrée et de la toise cube, avant de connaître le mètre carré et le mètre cube. — Il y a plus, les unités de poids et de monnaie dérivent aussi du mètre, quoique moins directement. On pourrait à la rigueur, avec les monnaies, peser les corps et mesurer les longueurs. Nos mesures s'enchaînent ainsi complètement et leur ensemble mérite le nom de si/stéme.

3° Unités assez nombreuses pour chaque espèce de grandeur. — Il convient de rapporter chaque grandeur particulière à une unité proportionnée, parce que l'esprit ne voit clairement et rapidement que les nombres ordinaires, ni trop grands ni trop petits. De Ik l'utilité d'unités secondaires, substituées souvent à l'unité principale. — Nous avons actuellement des multiples et des sousmultiples de chaque unité; la plupart sont des instruments effectifs de mesurage, tandis que les auires ne sont pas fabriqués (huit règles pour les longueurs, treize vases pour les capacités, vingt-quatre poids et quatorze monnaies).

4° Unités de même nature liées simplement. — Dans l'ancien système, l'échelle était parfois bizarre et variable d'un genre d'unité h un autre (exemple : les longueurs et les poids). De là le calcul des nombres complexes, assez pénible, malgré les simplifications provenant des diviseurs de douze. — Les unités nouvelles procèdent toutes de dix en dix, comme notre système de numération. Les grandeurs s'expriment par suite en nombres décimaux, aussi faciles à combiner que les entiers. Les changements d'unité se traduisent par un simple déplacement de la virgule. — On comprend pourquoi le système niétrique s'appelle aussi système décimal dss p()ids et mesures. (On avait môme proposé de diviser décimalement le temps, jour de vingC heures, heure de cent minutes, etc., et le cercle en cent grades de cent minutes chacun, etc.)

5" Nomenclature expressive et ne comprenant qu'un i^etit nombre de mots. — Les mesures antérieures portaient des noms très variés et n'indiquant pas les rapports, qu'il fallait retenir à pan. — Nous n'avons maintenant que six mesures principales, le mètre, l'are, le litie, le kilogramme et le franc; à ces six mots il suffit de joindre sept abréviations, tirées du grec et du latin, pour composer h s noms dos multiples et des sous-multlples. Déca signifie dix, hecio cent, kiij mille et mi/ria dix mille; d^'t signifie dixième, centi centième et mi//t millième. Dès qu'on parle du décamètre et du décimètre, chacun se rappelle qu'il s'agit de dix mètres et du dixième dii mètre. — Cependant, quelque commode que soit la no-