RIO

Le cétène

Rîï

Dans tous ces corps, la quantité d’hydrogène égale la quantité de car- ' bone; mais tandis que, pour faire une molécule de métylène, il suffit] de deux molécules de carbone et de deux molécules d’hydrogène, il faut, I pour faire une molécule de cétène, 32 molécules de carbone et 32 d’hy- * drogène. 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 l’huile est un gaz beaucoup plus liquide que ceux qui le précèdent; Vamylène est un liquide; le cétène a une consistance qui le ferait prendre pour de l’huile d’olives.

Quelques chimistes sont disposés à croire quel’tsoméne s’étend même aux corps élémentaires, et Berzelius a proposé de désigner cette propriété particulière des corps simples par le mot allotropie (tiré du grec àxxoTpoiTOî , qui est dans un état différent) : ainsi le diamant et le gra- | phite 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.

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

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

Lorsqu’un corps solide disparaît 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 cohésion; 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; elle s’exerce d’autant plus facilement entre un liquide et un solide , que la composition des deux corps sera plus semblable , tandis que le contraire a lieu pour l’affinité: ainsi les résines, qui contiennent beaucoup d’hydrogène 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 métaux, et décompose les carbonates; tandis que le même acide trèsconceniré n exerce aucune action sur quelques-uns de ces métaux ni sur quelques carbonates.

torce catalytique ou de contact. — Indépendamment des combinaisons et des/iécomposiliofis chimiques produites par lesaffinités, il enestun

io PREMIÈUE PARTIE.

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, \di pierre ponce, le charbon, et probablement^j/wsiewrs 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 V 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 se 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 Vazote et de Veau; à l’aide de la 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 mousse de platine, la pierre ponce et lé 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. Reisetet Millon , ^nna/es de chimie, juillet 1843.) Ce qui frappe surtout dans les circonstances où se manifeste la force de contact, c’est cette facilité avec laquelle elle détermine, à des températures ordinaires, des combinaisons qui sans elle ne peuvent se produire qu’à des températures élevées; c’est par conséquent cette propriété singulière de se substituer en quelque sorte à la chaleur, et de la remplacer complètement : aussi M. 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.

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 QUI 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 prmci/xz/ement 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 parait être le résultat de l’action combinée de la constitution mécanique des systèmes moléculaires, 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 V 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.

LOIS QUI PRÉSIDEIVT A LA COMPOSITIOIV DLS CORPS.

Les lois qui président à la composition des corps sont au nombre de deux : 1“ la loi des proportions multiples ; 2° la loi des équivalents ou des nombres proportionnels , que l’on désigne plus souvent sous le nom de proportions.

S Loi des proportions multiples. >

1“ Les corps ne peuvent se combiner qu’en un très-petit nombre de proportions et dans un rapport fort simple, s’ils ont beaucoup d’affinité : ils forment alors des combinaisons que l’on appelle définies. On pourrait citer un nombre prodigieux d’expériences pour prouver que les corps doués d’une très-grande affinité ne se combinent le plus souvent qu’en une, en deux ou en trois proportions, rarement en quatre, et plus rarement encore en cinq ou six. Cette vérité sera mise hors de doute par la suite; il faut démontrer maintenant que les proportions dans lesquelles ces corps se combinent sont dans un rapport fort simple.

Le chimiste allemand Wenzel parait être le premier qui ait cherché

l'RIiMlERE PARTIE.

ces rapports par l’expérience; mais c’est surtout à Richter, de Berlin, que l’on doit les premières indications positives des rapports qui existent dans les combinaisons chimiques. Il publia vers 1790 les résultats de nombreuses ex])ériences faites à ce sujet. Enfin Dalton et Berzeliiis précisèrent les faits et les firent connaître sous forme de lois de lapins grande simplicité. Voici les plus importantes de ces lois: A. Lorsque deux corps simples sont susceptibles de' s’ unir en diverses proportions, ces proportions sont constamment le produit de la multiplication par 1, 2, 3, 4, etc., de la quantité d’un des corps, la quantité de l’autre restant toujours la même; en d’autres termes, une molécule d’un de ces corps se combinera avec 1, 2, 3, 4 molécules de l’autre corps.

Ainsi l’azote, en se combinant avec l’oxygène, peut, si l’on fait varier les quantités de ce dernier corps , donner naissance à cinq composés différents :

175 d’azote et 100 d’oxygène donnent le protoxyde d’azote.

id.

— bioxyde d’azote.

id.

— acide azoteux.

id.

— acide hypoazotique.

id.

— acide azotique.

D’où l’on voit qu’entre 100, 200, 300, 400 et 500 d’oxygène, c’est-à-dire entre les termes exacts de ces quantités, qui sont multiples les unes des autres, il n’existe pas d’autre combinaison.

B. Dans certaines circonstances, deux molécules d’un des corps simples se combineront avec 1, 2, 3, 4, 5, 7, molécules de l’autre corps ; ou bien trois molécules d’un corps A pourront se combiner avec 1, 2, 3, 4, 6, 7, molécules de l’autre corps.

Telles sont les lois simples et précises qui président à la combinaison de tous les corps entre eux, et que Gay-Lussac vint enrichir d’une autre observation non moins digne d’intérêt, en faisant des recherches avec M. de Humboldt sur les combinaisons des gaz. Il remarqua G. que les gaz en général se combinent de telle manière, qu’une mesure d’un gaz absorbe 1, 1 1/21 2, 3, etc., mesures d’un autre gaz en donnant naissance à un nouveau corps, c’est-à-dire que les gaz se combinent en volumes égaux, ou que le volume de l’un est multiple de celui de l’autre ; ainsi ;

100 volumes d’azote et 50 d’oxygène = protoxyde d’azote.

id.

bioxyde d’azote.

id.

acide azoteux.

id.

acide hypoazotique.

id.

acide azotique.

LOIS QUI PRÉSIDENT A LA COMPOSITION DES CORPS. 13 Le même chimiste fit encore voir D. que les gaz^ en se combinant, ne produisent jamais un composé dont le volume soit plus considérable que le volume primitif. E. Que lorsque, par suite de la combinaison, le volume des gaz est contracté , la contraction a un rapport simple avec les volumes des gaz, ou plutôt avec celui de l’un d’eux. Par exemple :

S’unissent avec et forment

100 vol. de gaz oxyg. 200 vol. de gaz. hydrog. 200 vol. d’eau.

100 vol. de gaz azote

id.

200 — de gaz ammoniac.

50 vol. d’oxygène

100 de protoxyde d’azote,

id.

200 — de bioxyde.

id.

de l’acide hypoazoteux.

id.

de l’acide azoteux.

id.

de l’acide azotique.

100 Y. de gaz hydrog. 100 v. de chlore 200 v. de gaz chlorhydrique.

A la vérité , cette loi présente im petit nombre d’exceptions qui ne diminuent en rien son importance.

S II. Loi des équivalents ou des nombres proportionnels ^ appelés vulgairement proportions.

Si la loi des proportions multiples ne s’applique qu’à des corps composés de deux éléments ou de deux corps composés qui sont toujours les mêmes, mais dans des proportions différentes, il n’en est pas ainsi de la loi des équivalents, qui a pour but de régler tout ce qui se rapporte à la combinaison des corps simples ou composés de différente nature. Avant de dire ce que l’on entend par équivalent, féidibWrdX qu’il existe des corps composés fort différents les uns des autres, etf(ui pourtant sont des corps composés du même ordre : ainsi le protoxyde de cuivre, le protosulfure et le protochlorure du même métal, sont des composés dw même ordre; le bioxyde, le bisulfure et le bichlorure de cuivre, sont aussi des composés du même ordre ; les sulfates de protoxyde de fer, de protoxyde de sodium, de potassium et de zinc, sont également des corps composés dw même ordre.

Cela étant, on désignera sous le nom d'équivalent la quantité en poids d’une substance qu’il est nécessaire d’ employerpom' décomposer un corps composé d’un certain ordre, de manière que le nouveau composé qui se formera soit du même ordre que celui qui a été décomposé. Ainsi je suppose que l’on ail déterminé par l'expérience (jiie 395,6 parties de cuivre exigent lOü parlies d’oxygène pour former le bioxyde de cuivre brun ,

et que l’on apprenne également par l’expérience que pour séparer les 100 parties d’oxygène combinées avec le cuivre, il faille 200 parties de soufre, ni plus ni moins, pour former du bisulfure de cuivre, on dira que ces 200 parties de soufre équivalent exactement aux 100 parties d’oxygène.

Je me hâte de dire que tous les composés dont la nature est bien définie offrent des rapports analogues, et je cite, à l’imitation de M. Dumas, des exemples propres à mettre cette vérité dans tout son Jour.

1350 et 100 d’oxygène forment le protoxyde d’argent.

Argent.

Baryum. 858 et 100 id.

Calcium. 250 et 100 id.

Cuivre. 395,6 et 100 id.

Potassium. 490 et 100 id.

le protoxyde de baryum, le protoxyde de calcium, le bioxyde de cuivre, le protoxyde de potassium.

Argent.

200 de sou

Baryum.

id.

Calcium.

Cuivre.

395,6 et

id.

Potassium.

id.

— le protosulfure d’argent.

— le protosulfure de baryum.

— le prolosulfure de calcium.

— le bisulfure de cuivre.

— le protosulfure de potassium.

Il est aisé de voir que partout il faut 200 parties de soufre pour changer en sulfures du même ordre que les oxydes des quantités de métal que 100 parties d’oxygène avaient transformées en oxydes; et s’il était possible que l’oxygène enlevât les métaux aux sulfures de ces métaux, il n’en faudrait que 100 parties pour séparer les 200 parties de soufre. Ainsi, dans cette hypothèse, le sulfure d’argent, par exemple, qui est composé de 1350 d’argent et de 200 de soufre, serait décomposé par 100 parties d’oxygène, c’est-à-dire que l’on aurait un composé de 1360 d’argent et de 100 d’oxygène.

La loi des équivalents s’applique aussi bien aux corps formés de corps composés , qu’à ceux qui sont produits par des corps simples : ainsi le sulfate de protoxyde de fer renferme un équivalent d’oxyde de fer exprimé par 350 de fer et 100 d’oxygène, et par un équivalent d’acide sulfurique formé d’un équivalent de soufre =200 et de ItO d’oxygène multiplié par trois =300. Que i’on décompose ce sel parle protoxyde de sodium, composé lui-même de 287,2 de sodium et de 100 d’oxygène, on obtiendra un sulfate de protoxyde de sodium constitué selon les mêmes lois, puisque l’oxyde de fer contient la même quantité d’oxygène que l’oxyde de sodium , et que les quantités de fer et de sodium peuvent se remplacer près de cet oxygène, quoique ces quantités diffèrent; elles sont donc équiva^ lentes.

LOIS QUI PRÉSIDENT A LA COMPOSITION DES CORPS

Avantages qui résultent de la connaissance des équivalents dans l’étude

de la chimie.

L’un des grands avantages de la loi des équivalents , c’est de pouvoir calculer la composition d’un corps binaire sans l’analyser : ainsi , dès que l’on sait que 200 sont l’équivalent du soufre, et que le protoxyde d’argent, par exemple, est formé de 1350 de métal et de 100 d’oxygène, on peut assurer que le protosulfure d’argent correspondant à cet oxyde, et dont on ne connaît pas la composition , sera formé de 1350 d’argent et de 200 de soufre. On procède souvent ainsi en chimie, pour déterminer les proportions d’un composé qu’il n’a pas encore été possible d’analyser.

Il importe toutefois d’éviler un écueil que je vais signaler, si l’on ne veut pas commettre des erreurs graves. Lorsqu’un métal est susceptible de former avec l’oxygène trois oxydes et trois sulfures, qui diffèrent entre eux par les proportions d’oxygène et de soufre, il est évident que la composition du protosulfure correspond à celle du protoxyde, celle du bisulfure à celle du bioxyde, et celle du trisulfure à celle du trioxyde. Combien l’erreur ne serait-elle pas grave, si on déterminait la composition du trisulfure d’après celle du protoxyde! Ainsi supposons que l’on sache que l’acide arsénieux est formé de

1 proportion d’arsenic = 937,50 3 — d’oxygène = 300,00

tandis que l’acide arsénique est composé de

1 proportion d’arsenic = 937,50 5 — d’oxygène = 500,00

il est évident qlie l’on se tromperait grossièrement si l’on admettait que la composition du sulfure arsénique (celui qui a été obtenu avec l’acide . ai sénique et l acide sulfhydrique) correspond à celle de l’acide arsénieux, et celle du sulfure arsénieux (celui qui est le résultat de la décomposition de l’acide arsénieux par l’acide sulfhydrique) à celle de l’acide arsénique ; il faut, au contraire, fixer les proportions de ces deux sulfures , en comparant le sulfure arsénieux à l’acide arsénieux, et le sulfure arsénique à l’acide arsénique. D’après ces données, on voit que le sulfure arsénieux sera composé de

1 proportion d’arsenic = 937,50 3 — de soufre — 600,00

et celle du sulfure arsénique de

1 proportion d’arsenic = 937,50 5 — de soufre = 1000,00

On peut établir d’une manière générale que, lorsqu’un métal est susceptible de s’unir avec plusieurs quantités d’oxygène et d’un autre corps, V expérience seule permet de fixer quelles sont celles de ces combinaisons qui se correspondent.

Détermination du poids des équivalents des corps simples.

Les méthodes employées pour déterminer les poids des équivalents des corps simples sont loin d’étre toujours les mêmes, comme on pourra s’en convaincre par un certain nombre d’exemples que je vais citer.

1® En partant de ce point que le poids de l’équivalent de l’oxygène est de 100, nombre choisi arbitrairement comme unité à laquelle on rapporte les poids de tous les autres équivalents simples, on déterminera les équivalents du soufre, du chlore, de Viode et du brome, en fixant les poids de ces quatre corps , qu’il est nécessaire d’employer pour remplacer 100 parties d’oxygène contenues dans un oxyde iVun certain ordre, et pour donner naissance à un sulfure, à un chlorure, à un iodure, ou à un bromure du même ordre que l’oxyde. Ainsi les 6 oxydes suivants sont formés de

100 d’oxygène, 1350 d’argent = protoxyde d’argent.

id.

250 de calcium =

id.

de calcium.

id.

151,3 de magnésium =

id.

de magnésium.

id.

490 de potassium =

id.

de potassium.

id.

858 de baryum =

de baryum.

id.

1294,5 de plomb =

id.

de plomb.

L’expérience démontre que pour former avec ces métaux des protosulfures, des protiodures, des protochlorures, et des protobromures, il faut 200 p. de soufre, 443,2 de chlore, 1578,2 d’iode, et 978,3 de brome; évidemment ces nombres sont les équivalents du soufre, du chlore, de Viode et du brome.

2° On déterminera les poids des équivalents d’un grand nombre de métaux en appréciant, jpor Tona/i/se^ la quantité de ces métaux qu’il est nécessaire de combiner avec 100 parties d’oxygène, 200 de soufre, 443,2 de chlore, 1578 d’iode, et 978,3 de brome, pour former des protoxydes, des protosulfures, des prolochlorures, des protiodures, et des

LOIS QUI PRÉSIDENT A LA COMPOSITION DES CORPS

protobromures ; ainsi supposons f|ue l’on veuille connaître les équivalents du sodtmn, du strontium^ du fer , tic. ^ on verra qu’il faut:

Sodium. . 287,2, lOOd’oxys. , 200 s ouf., 443,2 chlore, 1578 iode, 978,3 brome.

Strontium 548, id. id. id. id, id.

Fer. ... 350, id. id. id. id.

3" On aura quelquefois recours t\ Visomorphisme pour fixer l’équivalent de certains corps : ainsi on sait que le protoxyde d’aluminium (alumine) n’est pas composé de Al 0 , mais bien de A12 03. Évidemment, si l’on calculait l’équivalent de l’aluminium d’après la méthode qui vient d’ètre indiquée (2") , on arriverait à un résultat erroné; tandis que sachant que l’alumine, qui est isomorphe avec le sesquioxyde de fer Fe2 03, contient aussi deux équivalents d’aluminium et trois d’oxygène, on établira la proportion suivante :

Quantité d’oxygène contenue ' Quantité d’aluminium contenue * * Oxygène. • ^ î “>

dans 100 d’alumine. dans 100 p. d’alumine.

nombre qui représente deux équivalents d’aluminium ; la moitié de ce nombre = 170,98 sera donc l’équivalent de l’aluminium.

Je n’ai pas la prétention d’avoir tout dit sur les diverses méthodes qui peuvent être mises en usage pour déterminer les poids des équivalents des corps simples ; je n’ai pas non plus indiqué diverses causes d’erreur qui peuvent surgir, et entre autres celles qui résultent de l’incertitude où l’on est, par rapport à la composition de certains oxydes que l’on croit être des protoxydes, et que l’expérience démontrera plus tard, si déjà elle ne l’a pas démontré, n’êlre pas les premiers composés d’oxygène et d’un autre corps. J’ai cru qu’il suffisait, dans un ouvrage de ce genre , de poser des principes généraux suffisants pour servir de guide aux commençants.

Détermination du poids des équivalents des corps composés.

On additionne les poids des équivalents des corps simples qui forment le corps composé; ainsi l’équivalent de l’eau est de 112,50, poids égal à celui d’un équivalent d’oxygène 100 et à celui d’un équivalent d’hydrogène 12,50. L’équivalent de l’acide sulfurique est de 500, savoir: 200 pour un équivalent de soufre, et 300 pour 3 d’oxygène. L’équivalent du sulfate de protoxyde de potassium est de 1090 (un équivalent d’acide = 500, I- 2

el un équivalent de protoxyde de potassium 590, c’est-à-dire 100 d’oxygène et 490 de potassium). .

Tableau des équivalents et des initiales des corps simples.

CORPS NON MÉTA.ItIQl)ES.

Se.

Te.

Bo.

Si.

Fluor. . . .

Chlore. . .

Brome. . .

Iode. . . .

Phosphore.

Azote. . . .

Arsenic. . .