DE LÀ CRISTALLISATION

lotion est abandonnée à elle-méme ou soumise à une douce chaleur* par ce moyen, le liquide s’évapore, les molécules solides se rapprochent et fournissent des 'cristaux réguliei-s. En génial les solides qui cristallisent dans l’eau en retiennent une porüohi

Le même corps peut, en cris^llfeant , donner des solides dont la forme varie; ces formes diverses dérivât lantôfej’iine de l’autre, tantôt le contraire a lieu. Ainsi, pour le.^r(^îer üh corps.:^5*peut cristalliser en rhombes, en prismes -]>exaèdres, etrdodécàe^res, etc.; on désigne ces formes sous le nom de formes secondairt^. Cliadtin de ces cristaux peut être transformé, par la divisiop^mécatiiqué, en U{^e forme qui sera la même pour tous, et que l’on connaît sous le nom 'àe forme primitive ; ainsi on relire, dans quelques circonstances, un rhomboïde du^prisme héxaèdre, du dodécaèdre, et du rhomboïde dont je>ien§ de parlei'. Le cristal qui constitue la forme primitive peut encore être subdivisé et fournir de plus petits cristaux , que l’on appelle molécules intégrantes ; la forme de ces molécules peut être différente de celle de la forme primitive.

Le second cas, celui dans lequel les formes diverses sous lesquelles un corps peut cristalliser ne dérivent pas l’une de l’autre, a été désigné sous le nom de dimorphie ; on ne l’a encore reconnu que dans un petit nombre de corps, tels que le soufre, peut-être le diamant et le graphite, les acides titanique et arsénieux, le persulfure de fer, les sulfates de magnésie, de zinc et.de nickel, le mellilate d’ammoniaque, le carbonate de chaux dans l’arragonite , le spath calcaire, etc. Dans tous les cas où l’on peut produire artificiellement cette transformation d’une forme dans une autre, ce phénomène se manifeste par la perte -de transparence des cristaux, parce qu’alors le cristal d’une forme se trouve changé en un agrégat de beaucoup d’individus de l’autre forme.

Isomorphisme. — Il est des corps très-différents par leur nature qui peuvent se remplacer mutuellement dans une série de composés, qui jouissent de la propriété de cristalliser sous des formes appartenant au même système cristallin , sans altérer sensiblement la forme cristalline primitive de ces composés , quoique la valeur des angles ne soit pas rigoureusement la même : ces corps sont appelés isomorphes ( de wo? , semblable, et de forme). Exemples: 1° que l’on ait des cristaux éit-

hiques d’iodure de potassium (iode potassium) : si on fait ‘dissoudre cet iodure dans l’eau, et qu’on le décompose^par du chlore, on obtiendra du chlorure de potassium, qui fournira aussi des cristaux cuUqûes : on voit que le chlore a remplacé l’iode^ sans que la forme cubique ait été changée; le chlore et l’iode sont donc des corps isomorphes. 2® Que. le carbonate de protoxyde de fer (composé d’acide carbonique et de

protoxyde de fer), dont la forme cristalline rentre dans le système rhombôédrique y soit décomposé par des oxydes qui.se substituent au protoxyde de fer et qui se combinent avec l’acide carbonique , tels que les protoxydes de plomb, de baryum, de strontium, de calcium, de magnésium et de manganèse, il en résultera des carbonates de protoxyde de plomb, de baryum, etc., dont les cristaux affecteront la même forme rhomboédrique, si ce n'est que les angles varieront. On dira que les. protoxydes de fer, de plomb, de baryum, de strontium, de calcium, de magnésium et de manganèse, sont isomorpAes.il ne faut pas croire cependant que les différences des angles de ces rhomboèdres doivent être trèsnotables : ainsi ces angles seront 107“ pour le carbonate de fer, 107“, 20 pour le carbonate de manganèse, 107“,40 pour celui de zinc, 107‘’,25 pour celui de magnésium , et 105“, 5 pour celui de calcium. 3“ Que l’on ait de l’alun octaédrique composé d’acide sulfurique , d’alumine , de potasse et d’eau; qu’on substitue à l’alumine du sesquioxyde de fer, il se formera des cristaux octaédriques composés des mêmes proportions d’acide sulfurique, de potasse et d’eau, que les premiers, et dans lesquels le sesquioxyde de fer aura remplacé l’alumine: on dira que l’alumine et le sesquioxyde de fer sont isomorphes. \

L’expérience prouve que lorsque deux corps présentent des composi^ fions semblables, ils affectent , en général, des formes cristallines presque identiques , et réciproquement, lorsque deux corps composés présentent des formes cristallines à peu près identiques, quand ils sont isomorphes , ont en général des compositions semblables.

»E E’ArFIWlIÉ.

L’affinité est cétte modification de l’attraction qui porte les corps de nature différente â s’unir entre eux ; c’est en vertu de cette force que les molécules des corps simples se combinent pour former les corps composés. Beaaucoup de causes peuvent la modifier ou la favoriser.

V 1° L’affinité s’exercera avec d’autant plus d’intensité que la cohésion des corps sera moindre ; dès lors toute force qui tendra à diminuer la cohésion favorisera l’affinité.

2° La chaleur, en écartant les molécules des corps , en di minue la cohésion, et doit par conséquent favoriser l’affinité. Cependant on serait induit en erreur si l’on admettait ce principe sans restriction ; car il peut arriver que deux corps se combinent avec facilité à une certaine température, et qu’étant soumis à une chaleur plus intense, ils soient désunis.

3“ La lumière agit dans le même sens que la chaleur.

DE l’AFFDÎITÊ. T

4® L’état électrique dans lequel se trouvent les molécules influe puissamment sur leurs combinaisons, comme je le prouverai bientôt.

5° La tendance des corps à s’unir entre eux sera d’autant plus grande que leurs propriétés seront plus dissemblables : ainsi un acide qui rougit la teinture du tournesol a beaucoup d’affinité pour un de ces oxydes qui possèdent au contraire la propriété de ramener à la couleur bleue primitive le tournesol rougi par un acide.

6" Lorsque deux corps sont susceptibles de s’unir, la réaction s’opérera en général beaucoup plus facilement s’ils sont libres, que si l’un d’eux est déjà combiné avec un autre corps : ainsi l’or et le mercure se combinent aussitôt qu’ils sont en contact; au conlraiz-e, l’or ne s’unit plus au mercure, si celui-ci est combiné avec le chlore.

Cependant il est des corps qui ne peuvent bien se combiner que lorsqu’un des deux au moins prend naissance sous l’influence de l’autre: l’hydrogène et l’arsenic sont dans ce cas ; on dit alors qu’ils se combinent h V état naissant.

. 7° La pression exercée sur les corps soumis à quelque réaction , en déterminant le rapprochement des molécules, influe beaucoup, sur le résultat des combinaisons : ainsi , que du carbonate de chaux (corps formé d’oxyde de calcium, qui est solide, et d’acide carbonique, qui est ün corps gazeux) soit porté à la température rouge sous la seule influence de Impression atmosphérique, l’acÿle carbonique se dégagera, et l’oxyde restera seul; tandis que, si l’on fait l’expérience en plaçant ce carbonate dans un canon de fusil dont les ouvertures soient bien ferf&ées, et par conséquent sousjine forte pression , le carbonate fondra^seulement sans éprouver la mof^pé altération. .

On conçoit, d’après cela, combien la pression peut influer surrunion. d’un corps gazeux avec un corps solide ou liquide.

8° La quantité des corps que l’on fait réagir les uns sur les autres exerce aussi de l’influence sur les combinaisons que l’on peut obtenir: c’est ce que l’on a désigné sous le nom àHnfluence des masses. Que l’on fasse passer de la vapeur d’e au sur une grande quantité de fer chauffé au rouge dans un tube de poi'celaine. Veau sera décomposée, son oxygène formera de l’oxyde de fer avec le métal , et il se dégagera du gaz hydrogène, lequel , étant emporté par le courant de la vapeur, ne se trouvera qu’en petite proportion au milieu de celle-ci. Maintenant, que l’on fasse passer du gaz hydrogène à travers le mênie oxyde de fer, k la même température, ce gaz se combinera avec l’oxygène de l’oxyde de fer, et formera de Veau. Comment concilier ces deux faits , si ce n’est en ayant égard à V influence des masses? Ne voit-on pas que, dans cette dernière

8 PRE5IIÈRE PARTIE.

fexpérience, chaque molécule d’oxyde de fer se trouve dans la sphère d’activité d’«n grand nombre de molécules de gaz hydrogène ? Je pourrais citer un grand nombre de faits à l’appui de celte proposition.

9° Un corps A peut se combiner en diverses proportions avec un autre corps B, et donner des composés différents : ainsi le produit formé de A et d’une partie de B jouira d’autres propriétés qu’un composé d’une partie de A et de deux ou trois parties de B. Exemple : Le plomb forme, avec quatre quantités différentes d’oxygène, quatre oxydes ou quatre composés qui ne se ressemblent pas; en effet, l’un est noir, un autre est jaune, le troisième est rouge, et le-dernier est couleur de puce.

10° Il y a plus, un corps A peut se combiner avec un corps B dans un même nombre relatif d’équivalents , et donner naissance à des composés qui ont le même poids atomique, qui possèdent des propriétés différentes, et qui partant ne sont point identiques. On désigne celte classe de corps sous le nom de corps isomères, du grec qui signifie

composé départies égales. Je citerai, parmi ces corps isomériques, différents carbures d’hydrogène, tels que

Le métylène. ... H* G*.

Le gaz défiant. . H* C*.

Le gaz de l’huile. H® C*.

L’amylène . C’°.

Le cétène.^ .... H®* C®».

Bans tous ces corps, la quantité d’hydrogène égale la quantité de carbone; mais tandis que, pour faire une molécule de métylène, il suffit de deux molé^jles de carbone et de deux molécules d|||krogèhe, il faut, pour faire u^roolécule de cétène, 32 molécules de rambone et 32 d’hydrogène. Le carbone et l’hydrogène sont donc bien plus condensés dans le cétène que dans le métylène. Il est aisé de prouver que les cinq corps dont Je parle possèdent des propriétés différentes : le métylène est un gaz permanent; le gaz oléfant est assez facilement liquéfiable; le gaz de VTmile est un gaz beaucoup plus liquide que ceux qui le précèdent;- Xamylène est un liquide ; le cétène a une consistance qui le ferait prendre pour de l’huile d’olives.

Quelques chimistes sont disposés à croire que Yisomérie s’étend même aux corps élémentaires, et Berzelius a propnsé de désigner cette propriété particulière des corps simples par le mot allotropie (tiié du grec SècoTfoîto? , qui est dans «« état différent) : ainsi le diamant et le graphite ne sont que'du carbone ; le platine réduit de ses sels par l’alcool et celui qui provient de la calcination du sel ammoniacal de platine nesont

DE l’affinité. 9

que du platine, et pourtant ces corps offrent des propriétés différentes.

Il existe encore une force particulière qui , en désunissant mécaniquement les molécules des corps, exerce une très-grande influence sur leur disposition , et par cela même sur leurs combinaisons : c’est la force de dissoliUion que possèdent certains liquides.

Lorsqu’un corps solide disparait dans un liquide sans éprouver d’autre altération qu’une séparation' des molécules soit simples, soit composées , on peut dire que le corps est dissous. Le sucre et le sel qui fondent dans l’eau sont des exemples connus de tout le monde: en effet, on peut se convaincre facilement que le sucre ou le sel , quoique ayant disparu dans l’eau , n’ont éprouvé qu’une division mécanique en particules tellement ténues, qu’elles échappent à tout moyen d’observation; car il suffit de faire évaporer l’eau pour*que l’on retrouve ces substances sans qu’elles aient rien gagné ni rien perdu sous le rapport de leurs quantités ou de leurs propriétés. La force de dissolution ne fait donc qu’écarter les molécules des corps en en diminuant la coliésion; par conséquent elle doit favoriser l’affinité; aussi les anciens chimistes avaient-ils pris ce fait comme une règle absolue en érigeant en principe : Corpora non agunt nisi soluta.

La force de dissolution est caractérisée par des propriétés différentes de celles qui appartiennent à la force d’affinité : ainsi par son action les corps éprouvent une division moléculaire portée au dernier terme,' sans subir d’altération dans leur nature chimique; elfe s’exerce d’autant plus facilement entre un liquide et un solide , que la composition des deux corps sera jjIus semblable, tandis que le conlraiij^^k^pour l’affinité : ainsi lesflBnes , qui contiennent beaucoup d’i^m^ne et de carbone, ne se dissolvent que dans les corps qui offrent une composition presque identique, tandis qu’elles sont entièrement insolubles dans l’eau et dans tous les liquides qui , comme celle-ci , contiennent une proportion très-considérable d’oxygène.

La nature du liquide dissolvant et le degré de concentration des dissolutions influent beaucoup sur les résultats : ainsi tout le monde sait que de l’acide chlorhydrique ordinaire, c’est-à-dire dissous dans l’eau, décompose la craie; tandis que le même acide dissous dans l’alcool n’agit en aucune manière. L’acide azotique étendu d’eau dissout certains métaïuf, et décompose les carbonates; tandis que le même acide trèsconcentré n’exerce aucune action sur quelques-uns de ces métaux ni sur quelques carbonates.

Force catalytique ou de contact. — Indépendamment des combinaisons et des décompositions chimiques produites par les affinités, ilenestun

grand nombre qui ne se manifestent que par suite du contact entre les agents susceptibles de se combiner ou de se décomposer, et des matières qui ne subissent aucune altération et qui jouent un rôle tout à fait passif; ces matières sont le platine en éponge, Idipierre ponce, le charbon, et prohdAA&mmtplusieurs autres. Pour ne citer que quelques exemples, je mentionnerai la combinaison à froid de l’oxygène et de l’hydrogène par le moyen de la mousse de platine, la décomposition sous l’influence du même agent de toutes les combinaisons oxygénées de l’azote mêlées d’une quantité suffisante d’hydrogène, et leur transformation en ammoniaque; enfin l’azotate d’ammoniaque, qui, étant chauffé seul, ne sé décompose qu’à 230®, et donne de l’eau et du gaz protoxyde d’azote; tandis que s’il est en contact avec la mousse de platine, à 160®, il fournit de l’acide azotique, de V azote et de Veau; à l’aide de là pierre ponce , on le décompose à 230® en azote et en protoxyde, et le charbon produit la dissociation de ses éléments à 170®, avec une telle violence, que le tube dans lequel on fait l’expérience se brise avec explosion. On voit donc que la «lousse de platine, la pierre ponce et le charbon , sont doués d’une activité de contact qui^ par ses résultats extérieurs, présente tous les caractères des grands agents physiques, tels que le calorique, l’électricité et la lumière. (Voy., pour plus de détails, le mémoire de MM. Reiset et Millon , Annales de chimie, juillet 1843.) Ce qui frappe surtout dans les circonstances ou se manifeste la force de contact, c’est cette facilité avec laquelle elle détermine, à des températures ordinaires, des combinaisons qui sans elle lie peu^at se produire qu’à des températures élevéesj c’est par conséquen||^™|popriété singulière de se substituer^^ quelque sorte à la chaleifl^BSe la remplacer complètement : aussf|^Dumas, après avoir démontré que c’est principalement comme corps poreux que la mousse de platine, le charbon, etc., jouissent de cette force si spéciale, se demande-t-il si l’on n’a pas la clef de toutes les modifications chimiques qui s’opèrent dans les plantes , sans augmentation sensible de chaleur, mais en présence de corps poreux beaucoup plus efficaces encore que la mousse de platine et le charbon , c’est-à-dire des tissus des plantes, et même si, dans l’histoire des.ferments, la divergence des opinions émises jusqu’à présent n’est pas due à ce que précisément l’on n’a point encore introduit cette force si remarquable comme un des éléments essentiels de la question. #. ' V *

Enfin il est encore d’autres conditions sous l’influence desquelles l’affinité est modifiée; je n’en parlerai qu’en traitant des lois qui président à la composition et à la décomposition des sels.

Il résulte de ce qui vient d’être établi que lorsque les corps agissent

LOIS Oül PRÉSIDENT A LA COMPOSITION DES CORPS. - 11 les uns sur les autres pour se combiner, on doit, pour concevoir les phénomènes qu’ils présentent, avoir égard à toutes les influences que je viens d’énumérer.

On voit qu’il y a loin de cette manière d’envisager les forces qui président aux combinaisons chimiques , et par conséquent aux diverses décompositions , à l’opinion de Geoffroy, qui faisait dépendre principalement les réactions chimiques de l’affinité pure et simple des corps les uns pour les autres.

Bien des chimistes nient aujourd’hui l’affinité et s’expriment ainsi à l’égard de cette force: «Ce que l’on appelle affinité chimique paraît être le résultat de l’action combinée de la constitution mécanique des -systèmes moléculaü'es , de la cohésion , de la caloricité , de l’électricité et de la luminicité» (Baudrimont).

Ces résultats, dont la plupart sont dus au savant auteur de la Statique chimique, me conduisent naturellement à donner une définition de la science dont je vais m’occuper. La chimie a pour objet de déterminer l’action que les corps simples ou composés excercent, au contact, les uns sur les autres, en vertu d’un certain nombre de forces, et de faire connaître leur nature et les moyens de les obtenir.