DE LA CHIMIE ORGANIQUE

I. Définitions. — Différence entre la chimie organique et la chimie minérale.

La chimie organique a pour objet l’étude de la composition et des propriétés des substances qui se sont formées au sein de l’organisme vivant dans les végétaux et dans les animaux. C’est sous ce dernier rapport qu'on a divisé la chimie organique en chimie végétale et en chimie animale.

La chimie végétale se rattache à la chimie minérale; car les végétaux se nourrissent de minéraux; et personne ne contestera l’étroite connexion qui lie la chimie animale à la chimie végétale.

Les éléments des composés organiques sont les mêmes que ceux de la chimie minérale, avec la différence qu’ils sont moins nombreux. \j oxygène , l 'hydrogène , le carbone et ï azote, voilà tous les éléments dont se composent les produits organiques si variés en quantité et en qualité. A ces éléments il faut ajouter, dans quelques cas rares , le phosphore , le soufre et le sélénium.

Nous n’avons aucune idée des moyens dont se sert la nature pour opérer ces transformations qui nous étonnent, pour puiser dans le sol et pour tirer de l’atmosphère les éléments convenables, en un mot pour engendrer le sucre, la

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gomme, l’amidon , la fibre ligneuse , la fibre musculaire , la graisse , etc. , avec quatre ou cinq éléments diversement groupés. «C’est la vie, c’est la force vitale qui engendre tout cela. » Mais ces paroles sont l’aveu de notre impuissance à résoudre un problème dont la solution nous échappera probablement toujours. Nous ne connaissons la vie, comme en général toute force , que par ses manifestations , que par ses effets. Il ne nous est pas donné d’en apprécier la cause ni de remonter jusqu’à son origine.

Au problème de la vie se joint un autre problème , non moins difficile à résoudre , celui de Y espèce et de l’individualité. La vigne tire le jus de ses grappes du même sol dont la belladone tire son poison. Le pavot, qui fournit l’opium, croît à côté des plantes potagères. Les espèces et les individualités sont bien plus tranchées encore dans le règne animal. Le poison qui nous tue et l’aliment qui sert à notre entretien ne dilïèrent l’un de l’autre , chimiquement parlant , que par une plus ou moins grande quantité d’oxygène , d’hydrogène , de carbone ou d’azote. Tout ce que nous savons , c’est que les plantes, comme les animaux, ne peuvent s’approprier ces éléments que lorsque ceux-ci leur sont présentés sous certaines formes et dans des conditions données.

On a beau plonger une plante dans un mélange de car- ” bone, d’oxygène , d'hydrogène et d’azote , elle ne s’assimilera aucun de ces éléments , la plante périra faute de nourriture convenable. Il faut lui présenter ces éléments à l’état d’eau, d’acide carbonique, d’humus (débris de matières organiques), d’engrais, etc., pour qu’elle puisse continuer de vivre. Ces matières deviennent elles -mêmes inutiles si les conditions et les circonstances qui les accompagnent ne sont plus les mêmes. Toute organisation serait arrêtée , sinon détruite, si la température ordinaire , la pression atmosphérique, l’état électrique de l’air, la lumière, etc. , venaient à changer. Ce qui est vrai pour les végétaux l’est à plus forte raison pour les animaux. Il est impossible de se nourrir avec du

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carbone, avec de l’eau , avec de l’hydrogène carboné , ou avec de l’azotate d’ammoniaque , lors même que ces substances seraient données exactement dans les proportions convenables pour former de la viande. Le travail vital de l’assimilation ne peut s’effectuer qu’avec des substances tirées soit du règne végétal, soit du règne animal ; c’est-à-dire, avec des substances qui ont déjà servi à la manifestation et à l’entretien de la vie ; et la vie elle-même , pour le répéter , ne continue de se manifester qu’autant que les agents physiques environnants se maintiennent dans leur état actuel.

Bien que nous ne puissions pas, dans nos laboratoires, procéder par les mêmes voies qu’emploie la nature , il nous est cependant permis de former artificiellement un certain nombre de produits semblables à ceux qui se trouvent au sein de l’organisme vivant. Ainsi , en traitant l’amidon par l’acide sulfurique , on obtient du sucre tel qu’il existe dans les fruits sucrés ; et en traitant , à son tour , le sucre par l’acide nitrique, on fait naître un acide (acide oxalique) qui se trouve naturellement dans l’oseille et dans beaucoup d’autres plantes. Le peroxyde de manganèse, chauffé avec de l’acide sulfurique et de la sciure de bois, donne un produit acide (acide formique) qui est le même que celui qu’on extrait des fourmis écrasées. La calcination de la potasse avec du sang donne un gaz d’une odeur piquante (cyanogène) ; et celui-ci , après avoirétô combiné avec l’oxygène (acide cyanique), donne, par la distillation avec l’ammoniaque , un produit qui existe dans l’urine de l’homme (urée).

Il est à remarquer que dans toutes ces réactions on change des produits organiques peu stables en des produits beaucoup plus stables et qui résistent à une température beaucoup plus élevée que les premiers ; en d’autres termes , on rapproche les substances organiques de plus en plus de la nature des substances minérales. Le caractère essentiel de la chimie minérale, c’est la stabilité des composés; celui de la chimie organique, c’est la mobilité des éléments des composés dont s’oc-

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cupe cette science. Nous pouvons changer le sucre successivement en acide oxalique, en acide carbonique et en eau; mais il nous est impossible de changer ces derniers produits en sucre. Là , l'intervention de la vie est absolument nécessaire. Il est permis à l’homme de descendre, si je puis m’exprimer ainsi , l’échelle des produits organiques , mais il lui est impossible de la remonter.

/ II. Des métamorphoses des substances organiques.

Les conditions les plus propres à altérer les substances organiques, sont l’air saturé d’humidité (80" de l’hygromètre de Saussure) et une température variant de 10° à 25° du thermomètre centigrade. Les deux extrêmes de l’échelle thermométrique sont , au contraire , favorables à la conservation de ces substances. Les conditions d’électricité et de saturation de l’air par différents gaz n’ont point encore été assez examinées pour que l’on puisse dire quelle est leur part d’action dans la conservation des matières organiques.

On a désigné par les noms de fermentation , de putréfaction et à’ érémacausie (combustion lente) (1) les phénomènes qui ont pour résultat l’altération des matières végétales et animales, et leur décomposition en d’autres composés moins complexes et plus stables. Ces derniers composés , dont la plupart appartiennent à la chimie minérale, sont l’acide carbonique, l’ammoniaque, l’eau, divers car bures d'hydrogène, l’hydrogène sulfuré, l’hydrogène sélénié, l’acide acétique, l’acide formique , l’acide prussique , etc.

Le nom de fermentation a été , dans le langage ordinaire, particulièrement consacré à la transformation du sucre en alcool ( fermentation alcoolique). Mais \a put réfaction elle-

(i) Le nom à'érémacausie ( du grec , désert, et «ai» , je brûle) , proposé pour signifier comlutlion lente , est fort mal choisi ; car tftyce n’a jamais voulu dire lent , longtemps prolongé. 11 vaudrait mieux employer chroniocatuie { de ^police, ce qui dure , et de «ai» , je brûle ) à la place A’èrèmacausie.

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même n’est autre chose qu’une véritable fermentation . La seule différence qu’il y ait, c’est que , dans la putréfaction, la fermentation s’opère sur des matières animales azotées, et que les gaz qui se dégagent sont odorants, fétides , tandis que , dans la fermentation proprement dite (alcoolique), les matières fermentescibles sont tirées du règne végétal, non azotées , et les gaz qui se dégagent sont inodores ou nullement fétides.

Uérémacausic est une espèce de combustion lente, cause de ces mille transformations que les substances organiques sont susceptibles de subir, par un séjour prolongé à l’air, ou par suite de l’absorption de l’oxygène (Liebig).

La pourriture sèche du bois , la dessiccation des huiles , la transformation du bois en terreau (uimine), celle de l’alcool en vinaigre (1) , la production du salpêtre , etc. ; tous ces phénomènes ont été rangés dans la classe des décompositions par érémacausie.

a. De la fermentation du sucre.

Le moût de vin, le moût de bière, et en général le jus des plantes sucrées, exposés au contact de l’air et à une température de 20° à 25°, se troublent; il s’en dégage du gaz|acide carbonique , le sucre disparait , et à sa place se trouve l’alcool : en même temps il se dépose dans la liqueur une substance particulière, de couleur jaune ou grise, riche en azote et insoluble dans l’eau. C’est cette substance qui porte le nom de fermente t qui possède, au plus haut degré, la propriété de reproduire \&fermentation,c’es\.-h-A\re la transformation de l’eau sucrée en alcool et en acide carbonique (2).

(i) La transformation de l'alcool en vinaigre est considérée par beaucoup de chimistes comme une sorte de fermentation , et appelée fermentation acide.

(a) Suivant MM. Cogniard-Latour et Turpin , la fermentation ( de la bière ) est une opération chimique produite par des êtres organisés au sein d'une substance organique ; ces êtres grossissent et se développent dans une atmosphère d'acide carbonique.

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L'alcool et l’acide carbonique se sont formés aux dépens des éléments du sucre , tandis que le ferment doit son existence aux éléments des matières azotées]( gluten, albumine végétale) renfermées dans le moût de vin ou dans le moût de bière.

D’après l’analyse de M. Thénard , 100 parties de sucre de canne ont donné :

51 ,27 d’acide carbonique ,

52,62 d’alcool.

D’après la composition du saccharate de plomb (combinaison du sucre de canne avec le protoxyde de plomb), on a tout lieu de croire que l’équivalent du sucre est =C“ Hu O”, que l’on peut représenter par

C4 O8 — h équiv. d’acide carbonique ,

C4 He O’ = 1 équiv. d’alcool ,

C* H! O = 1 équiv. d’éther ,

total : C,!H11 0“ = 1 équiv. de sucre (dans le saccharate de plomb).

Or, comme l’expérience démontre, d’un côté, que le sucre se transforme , pendant la fermentation , en alcool et en acide carbonique, et que , d’un autre côté , on peut représenter l’éther par la formule d’un monohydrate d’alcool (G4 H5 O'-j-HO), il s’ensuit que l’eau prend une part active dans cette transformation.

Le sucre est , non pas un composé d’alcool et d’acide carbonique ( car ni l’un ni l’autre ne s’y trouvent tout formés) , mais un composé peu stable , qui renferme les éléments nécessaires pour donner , avec le concours de l’eau et sous l’influence du ferment , naissance à de l’alcool et à de l’acide carbonique. Les éléments du ferment ne prennent aucune part sensible à la formation de ces produits.

Cependant , à la température de 35° à 40° , le ferment loi— même prend une part active à la formation des produits qui

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se multiplient. Il se manifeste alors un abondant dégagement de gaz d’une odeur fétide ; le sucre disparaît, et à sa place il se produit de l’acide lactique , isomère avec le sucre, et de la mannile. En même temps il se forme de l’ammoniaque aux dépens de l’azotfe et de l’hydrogène du ferment, et une masse solide, semblable à de la gomme arabique. «Ces trois produits, indépendamment des gaz qui se sont dégagés, pèsent plus que le sucre ; ils ne sont donc pas formés exclusivement des éléments du sucre. Comme aucun de ces produits ne se trouvait dans la liqueur (jus de betteraves , d’oignons, etc.) avant la métamorphose , il est évident qu’ils ont pris naissance par la décomposition réciproque des éléments du sucre et des substances étrangères ; c’est précisément cet enchaînement de métamorphoses que nous appelons putréfaction . » (Liebig, Introduction à la chimie organique. 8. Paris. 1840.)

b. De la putréfaction.

D’après ce que nous venons de voir, la putréfaction appartient au même ordre de phénomènes que la fermentation ; comme pour la fermentation , une température convenable , le contact de l’air ( de l’oxygène) et de l’eau sont nécessaires pour la putréfaction.

La plupart des substances végétales et des substances animales sont susceptibles d’éprouver la fermentation putride. Pendant cette action, il se dégage des gaz nombreux, fétides ; on remarque particulièrement l’acide carbonique , l’hydrogène sulfuré, l'hydrogène sélènié, l’hydrogène proto-carboné, l’ammoniaque. Tous ces gaz entraînent , en se dégageant , des parcelles de la matière en putréfaction (1). Après que tous ces gaz se sont dégagés, il reste pour résidu une substance brune,

(i) La production de ces gaz explique le ballonnement du ventre, la saillie des yeux , etc. , des cadavres dans les amphithéâtres de dissection , et pourquoi on retrouve quelquefois, après l'exhumation , les cadavres tournés de côté dans le cercueil. C'est ce que l'on a pu constater lors de la translation des ossements du cimetière des Innocents dans les catacombes de Paris.

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pulvérulente, dont la décomposition en acide carbonique et en eau est très-lente. Cette substance joue un rôle trèsimportant dans la nutrition des plantes et des animaux infusoires; elle constitue, avec d’autres débris organiques, ï humus ou la terre végétale.

Le contact de toute matière azotée , facile à se putréfier , est éminemment propre à hâter le progrès de la putréfaction dans les substances organiques susceptibles de fermenter ou de se putréfier. C’est pourquoi le ferment, qui est lui-même un corps en putréfaction , peut être remplacé par le sang, la colle de poisson , la chair musculaire , l’urine , le fromage , le blanc d’œuf, etc. Toutes ces substances se composent d’oxygène , d’hydrogène , de carbone , d’azote , et quelquefois de soufre : ce sont, en un mot, des composés trèscomplexes , et il ne faut rien moins que la vie , c’est-àdire une force dont l’homme ne connaît que les effets, pour maintenir les nombreux éléments de ces composés dans un état préétabli d’équilibre et de stabilité. Dès que cette force inconnue vient à cesser , l’équilibre est rompu ; les molécules des éléments organiques obéissent exclusivement aux forces physiques qui régissent le règne minéral. Aussi , le mouvement qui s’établit alors a-t-il pour résultat de grouper les éléments dont nous venons de parler , de manière à donner naissance à des composés stables qui résistent aux agents atmosphériques ordinaires , à des composés dans lesquels l’antagonisme d’acide et de base est souvent bien marqué ; en un mot, à des composés qui appartiennent à la chimie minérale. Le sang, le blanc d’œuf et la chair musculaire sont devenus acide carbonique, ammoniaque et eau.

Considérée comme un enchaînement de métamorphoses de plusieurs substances , la putréfaction appartient , par ses résultats , aux plus fortes actions désoxydantes.

Exemple. Lorsqu’on abandonne dans un vase clos une dissolution aqueuse de sulfate de chaux avec une décoction de sciure de bois ou de toute autre matière putrescible , on n’y

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trouve plus, au bout d’un certain temps , d’acide sulfurique, mais à sa place on trouve de l’acide carbonique et de l’acide sulfhydrique qui se partagent la chaux ( Liebig ).

Les substances qui s’opposent à la fermentation entravent également la putréfaction. Parmi ces substances, on compte le sel marin , l’alcool , l’oxyde de mercure , le sublimé corrosif, l’acide pyroligneux, l’acide sulfureux, le bioxyde d’azote, le nitrate d’argent, les huiles essentielles , le sulfate d’alumine , etc. La plupart de ces substances se font remarquer par leur action désoxydante énergique. La méthode de conservation d’Appert repose principalement sur l’éloignement de l’oxygène des substances animales qu’on cherche à conserver.

c. De l'érémacausie ( chroniocausie ).

Un assez grand nombre de substances éprouvent, sous l’influence de l’oxygène de l’air et par suite sous l’influence d’un séjour prolongé dans le milieu atmosphérique , des transformations variées dont plusieurs avaient été jusqu’ici confondues avec les phénomènes de la fermentation. Ces transformations sont dues à une véritable combustion lente à laquelle on a donné le nom d’érémacausie , et à laquelle je propose de donner le nom de chroniocausie. ( Voy. page 596.)

A cet ordre de phénomènes appartiennent les transformations de l’alcool en vinaigre , de l’acide gallique en ulmine , de l’acide prussique en formiate d’ammoniaque , delorcine, de la phlorizine, etc. , en matières colorantes rouges ou violettes ; la nitrification , la pourriture sèche , etc.

La présence d’une base alcaline ( potasse , soude , ammoniaque) hâte singulièrement la production de ces phénomènes ; elle est même nécessaire pour quelques-uns d’entre eux. 11 y a de l’eau et quelquefois de l’acide carbonique mis en liberté.

Chroniocausie de l'alcool [fermentation acide). L’alcool (C‘ H* O*) , exposé au contact de l’air , absorbe de l’oxygène

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en même temps qu’il perd de l’hydrogène, qui forme de l’eau avec l’oxygène absorbé. L’alcool , avant de se convertir en vinaigre (C*H3Os), passe par l’état intermédiaire d’un produit particulier qui porte le nom d’aldôhyde ( alcool dcshjdrogcnc) = C*H‘ 0\

Une dissolution alcoolique de potasse absorbe promptement l’oxygène de l’air et se colore en brun. La liqueur contient de l’acide acétique , de l’acide formique, et les produits de la décomposition de l’aldéhyde, parmi lesquels on distingue surtout un corps résineux colorant.

Chroniocausie de l’orcine. La matière incolore et sucrée du lichen, appelée orcine, se change, sous l’influence de l'oxygène et de l’ammoniaque , en une belle matière colorante appelée orcéine (couleur de pensée , orseille) employée en teinture. Dans cette action , 5 équivalents d’oxygène enlèvent à l’orcine 5 équivalents d’hydrogène pour former de l’eau , 1 équivalent d’ammoniaque se combine avec Porcine et la transforme en une matière azotée colorante (orcéine).

L’équivalent de Porcine est = C9 O8 Ii1*.

L’équivalent de Porcèine est = C9 O9 H18 N.

Formule de cette transformation :

C9 O8 H1* + 50 + NHS = C» O8 H7 + 5 HO + NH» = C9 O8 H10 N + 5 HO.

Chroniocausie du ligneux. Le ligneux ( bois , papier) se compose de 15 p. 100 de carbone ; le restant est de l’hydrogène et de l’oxygène dans les proportions convenables pour former de Peau. Or, le ligneux humide s’altère rapidement dans l’oxygène. Pour chaque volume de ce gaz qu’il absorbe , il dégage un volume égal d’acide carbonique qui , comme on sait, contient son volume d’oxygène. (Expériences de Th. de Saussure.)

Toutes ces décompositions , dont nous pourrions multiplier les exemples , sont dues à une combustion lente ; ce qui le prouve , c’est qu’une température élevée produit le plus sou-r

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vent les mêmes résultats. L’alcool , l’acide prussique , en contact avec un alcali , se transforment rapidement , à l’aide de la chaleur , l’un en acide acétique , l’autre en acide formique. Ce que la chaleur fait ici dans t espace de quelques instants , le contact de l’air le produit , dans les circonstances ordinaires de l’atmosphère , dans l’espace de plusieurs jours. L’arbre , à mesure qu’il vieillit , perd sa sève ; le tronc se dessèche , les feuilles et les branches tombent. La peau , la chair, les os , enfin tous les tissus de l’homme qui avance en âge , durcissent, se dessèchent comme par l'effet d’une combustion lente. Le temps, c’est-à-dire l’action continue de l’air et des conditions physiques de l’atmosphère ( température , humidité, lumière , électricité) , agit donc comme la chaleur.

D’après ces idées , appuyées sur des faits , la vie , considérée comme manifestation physique , serait la lutte d’une force inconnue ( force vitale ) contre l’action du temps , c’est-à-dire contre l’action d’une combustion lente. Cette dernière venant à l’emporter , les molécules du monde organique obéissent à la seule force des agents physiques , se groupent de manière à former des composés stables dont la plupart rentrent dans le règne minéral d’où ils. étaient primitivement sortis. Les plantes et les animaux se métamorphosent , après leur mort , en acide carbonique , en eau , en ammoniaque, en hydrogène carboné , en ulmine et en terre végétale ; et celle-ci , débris des plantes et des animaux morts , sert à l’entretien et à la nutrition des plantes et des animaux vivants. C’est là le véritable perpetuum mobile , ro <ùi «voûficvov , le mouvement perpétuel. Pas un atome de la matière primitivement créée ne se perd ; la matière ne se détruit pas ; elle subit des transformations. C’est le rôle du chimiste de se rendre compte de ces transformations et de les imiter, autant qu’il est possible , par tous les moyens qne le Créateur a mis à sa disposition.

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