ATOMES ET M0LÉCUI>ES
§ I. — 1)5 l’atome et do la molécule. — Molécules; détermination (les poids moléculaires. — piscussion de rhvpothèse d’Ampère et d’Avogadro.
De ï atome et de la molécule.
L’eau est composée d’oxyg*ène et d’hydrog'ène, l’acide chlorhydrique d’hydrog'ène et de chlore. Soumettez-les l’im et l’autre à tous les moyens physiques de division, poussez la division jusqu’aux limites du possible par le raisonnement, la plus petite quantité d’eau ou d’acide chlorhydrique ainsi obtenue aura la même composition que la masse tout entière. Cette particule d’eau renfermera de l’hydrog'ène et de l’oxyg^ène; cette particule d’acide chlorhydrique renfermera du chlore et de l’hydrog*ène. Ces petites masses sont donc elles-mêmes composées. Par les ag'ents chimiques vous les dédoublerez : de l’acide chlorhydrique, vous retirerez du chlore et de l’hydrog'ène.
Les particules obtenues par la division physique delà matière sont donc composées; on les a appelées atomes (de a privatif, rsy.va, je sépare); mais puisqu’elles ren- ’ ferment des éléments divers qui ne chang’eront de nature ni par les forces physiques , ni par les forces chimiques^ on a dit : les premières sont des atomes conqDOsés, des atomes sécables , des atomes physiques , les seconds sont des atomes simples. Il y avait là une acception vicieuse du mot atome; puisque les particules de la
inalière obtenues par division sont encore composées, c’est négdig’er l’étymolog’ie que de les appeler atomes. On dira, il est vrai : «Qu’importe le mot, si nous savons bien ce que nous entendons par atome composé, atome simple. » Malg'ré tout, l’esprit log’ique attache à un mot un sens dérivé de l’étymolog'ie. La science doit tendre à employer un lang^ag’e précis, débarrassé d’obscurités et d’ambag'cs. M. Dumas avait indiqué, il y a long*temps, les inconvénients inhérents au mot atome, et avait proposé d’appeler les atomes composés, groupes moléculaires.
La plus petite quantité d’un corps qui puisse exister à l’état libre, quantité indivisible aux ag’ents physiques, nous l’appellerons molécule.
La molécule de l’acide chlorhydrique , par exemple , est composée de chlore et d’hydrog’ène , que nous pouvons séparer l’un de l’autre par les ag*ents chimiques : la molécule de l’acide chlorhydrique renferme une particule de chlore et une particule d’hydrog’ène : ce sont ces particules que nous appellerons atomes.
Les atomes représentent la plus petite quantité d‘un élément qui puisse exister dans une molécule; puisque l’atome est ainsi rapporté à la molécule , les poids atomiques , c’est-à-dire les rapports de poids des atomes entre eux ne peuvent s’établir qu’après la détermination des poids molécùlaires.
Ce fait de la divisibilité de la matière par les forces physiques ou chimiques a quelque chose d’abstrait et de dillicile à saisir : nous en aurons une notion plus précise en entrant dans des raisonnements et l'étude des
faits sur lesquels se base la délerminalion des poids mo» I
lüculaires et des ])oids atomiques. '
Molécules ; détermination des poids moléadaires. j
La matière est composée de particules infiniment petites, indivisibles : nous avons appelé ces particules indivisibles par tous lesag'ents physiques, des molécules.
On ne peut cherclier à connaître le poids absolu, le volume absolu de ces molécules ; mais on saisit entre elles des rapports de poids et de volume ; ce sont ces rapports qui, une fois établis, constituent les poids et les volumes moléculaires. Par quels procédés arrive-t-on à fixer ces poids relatifs?
Une loi et une hypothèse nous permettent d’atteindre ce but : la loi est établie; elle est indiscutable : c’est la loi des volumes de Gay-Lussac. L’hypothèse est de celles qui satisfont l’esprit presque à l’ég^al d’une certitude : c’est l’hypothèse émise sur les volumes g*azeux, d’abord par Avog’adro, puis par Ampère, et plus connue sous le nom de ce dernier savant. .
Loi de Gay-Lussac. Gay-Lussac et Humboldt reconnurent, en 1805, que l’iiydrog’ène et l’oxyg’ène se corn- ,1 binent exactement dans le rapport de deux volumes du premier de ces g’az et de un volume 'du second. En étudiant les combinaisons d’autres g’az, Gay-Lussac arriva à déterminer la loi qui porte justement son nom :
«Il existe un rapport simple entre les volumes de « deux g'az qui se combinent.
(( Il existe de même un rapport simple entre la somme «des volumes des g’az ([ui entrent en combinaison et le
«volume qu’occupe la combinaison prise à l’état g’a-
zeux. »
Ainsi :
1 vol. hydrogène et 1 vol. chlore donnent 2 vol. d’acide chlorhydrique.
2 vol. azote et 1 vol. oxygène — 2 vol. protoxyde d azote.
2 vol. liydrogène et 1 vol. oxygène — 2 vol. vapeur d eau,
3 vol. hydrogène et l vol. azote — 2 vol. gaz ammoniac.
Dans le premier cas, les deux g*az s’unissent sans condensation ; dans le deuxième et le troisième, la condensation est d’un tiers ; dans le quatrième elle est de moitié; dans tous, les rapports sont simples entre les volumes des g’az constituants et le volume de la combinaison formée.
La loi de Gay-Lussac donne une notion nouvelle, un rapport que les nombres proportionnels étaient impuissants à faire prévoir. L’hypotbèse d’Ampère va nous permettre d’en tirer des conclusions importantes et de comparer es rapports volumétriques aux rapports pondéraux.
Hypothèse cF Ampère. Tous les g*az, sous des pressions identic[ues, se dilatent ou se contractent d’une même quantité; c’est là une loi physique parfaitement établie. On peut donc admettre que cette identité dans les CiToh’. produits par les forces physiques, vient de ce que les gnz sont constitués par des particules inflniment petites, placées à égales distances; ces particules ou molécules s’écartent ou se rapprocbènt d’une meme quantité dans les memes circonstances, et par suite il y a lieu de penser qu’à volume ég’al, il y en a le même nombre dans deux gaz différents.
En d’autres termes, volumes égaux de gaz renferment un nombre égal de molécules.
Telle est. l’iiypnlhèse d’Avog’adro et d’Ainpère. Cette hypothèse, fondement de la théorie atoinicpie^ fut l’objet de nombreuses attacpies, lors de l’étahlissement de eette théorie: mais ces critiques ne sont fondées fjue sur une confusion de mots.
L’hypothèse se base sur un fait physique , et ne considère que des masses physiques, celles que nous avons appelées molécules.
On disait: les g’az renferment à volume ég’al le même nombre d’atomes physiques. Mais dans la discussion,
O 11 confondait \ atome physique (la molécule) et l’atome chimique. D’où venait cette confusion? C’est que pour la plupart des g^az simples, qui renferment deux atomes par molécule, l’hypothèse concordait parfaitement, ; qu’on parlât de molécules ou d’atomes. D’où on con- 1 cluait que les g’az renferment à volume ég’al le même nombre d’atomes chimiques, alors que l’hypothèse avait été posée seulement en vue des molécules.
Il est de toute évidence que les g’az composés ne renferment pas sous le même volume le même nombre (ï atomes chimiques^ un volume d’acide chlorhydrique est composé d’un atome de chlore et d’un atome d’hydrog’ène ; un volume d’ammoniaque renferme 3 atomes d’hydrog'ène, et un atome d’azùte.Les g-az composés ne renferment donc pas sous le même volume, un même nombre d’atomes; et de cette confusion, on s’est cru eu \ droit de conclure au rejet de l’hypothèse d’ Ampère.
Mais que nous la rétablissions dans toute son intég*rité, ([lie nous rappli([uions seulement aux molécules, et l’objection tombe tout entière. '
l.’liypolhèse est donc celle-ci : J
« Les g*az renferment sous le meme volume un meme nombre de molécules. »
Il n’y a qu’à lire les considérations de M. Dumas sur les volumes g’azeux, pour voir qu’ainsi comprise et formulée, l’hypothèse eût été acceptée sans conteste: « Les g’az, meme quand ils sont simples, dit-il, ne renferment pas à volume ég’al le même nombre d’atomes chimiques. »
C’est là une vérité incontestable : aussi ne cherchonsnous plus à déterminer le poids des atomes chimiques (les poids relatifs) en nous basant sur les lois de Gay- Lussac et l’hypothèse d’Ampère; nous ne voulons que déterminer les poids moléculaires c’est-à-dire les poids relatifs des éléments ou des gToupes d’éléments qui prennent naissance ou se détruisent dans les réactions chimiques (1).
Puisque les g’az renferment sous le même volume le même nombre de molécules, les rapports des volumes entre eux sont représentés par les mêmes chiffres que les rapports des molécules.
Par suite les poids 'moléculaires des corps sont proportionnels à leurs densités gazeuses. Si un volume de chlore renferme 50 molécules de chlore, un volume d’hydrog*ène renferme 50 molécules d’hydrog’ène, et comme la densité du g>az chlore est 35,5 fois celle de l’hydrog'ène, la molécule du premier est 35,5 fois plus considérahle que celle du second.
(i) M.Cannizzaro a bien fait ressorlir l’erreur dans laquelle on tombait relativement à l’hypothèse d’Ampère; il a remis celle-ci en honneur, en montrant que les densités des gaz et des vapeurs expriment les poids relatifs des molécules. Avogadro du reste ne parlait que de molécules.
1186. — Grimaux ^
Hes considérations des densités g’azeuses;, se déduisent donc les poids relatifs des molécules: à quelle unité devra-t-on les rappoider?
lüut ce que nous savons des inoléeules des corps composés ne laisse aucun doute sur leur constitution atomique; chaque molécule d’un corps composé renferme plusieurs atomes d’espèces différentes, que les ag’ents chimiques peuvent séparer. En est-il de môme des corps simples? La molécule de l’hydrog’ène, par exemple, renferme-t-elle plusieurs atomes de même espèce qui se sépareront dans les réactions chimiques? Quand l’hydrog’ène et le chlore réagissent pour donner de l’acide chlorhydrique, la réaction se fait-elle dans ce sens H -f Cl = HGI,ou dans ce sens HH -f Cl Cl ^ HCl H- HCl.
Par l’étude de la réaction qui produit l’acide chlorhydrique, on voit qu’elle se fait dans le sens indiqué par la dernière équation, et que la molécule du chlore et celle de l’hydrog’ène sont composées de deux atomes. Je n’ai pas l’intention de donner ici toutes les preuves à l’appui de la complexité de la molécule des corps simples; je veux seulement l’établir par le raisonnement suivant, afin d’appliquer cette donnée a la détermination des poids moléculaires {!). Je reviendrai dans la suite sur l’élude de la molécule des corps simples.
D’après l’hypothèse d'Ampère, les g*az sous le môme
volume renferment le môme nombre de molécules. Lu
volume de chlore, renfermant un nombre n de molécules
de chlore, un volume d’hydrog'ène renferme ce môme nombre n. de molécnies d’hydrog’ène.
n) Voir A. Naqnel !>iir In roiv^liliilinn ilo h vintlcro-. Drocli. iii-8, p. 3.
Si la molécule du chlore et celle de l’iiydrog’ène se juxtaposent pour constituer une, molécule d’acide chlorhydrique, nous aurons }i molécules d’acide chlorhydrique, c’est-à-dire que 1 volume de chlore H- i volume d’iiydrog’ène donneront 1 volume d’acide chlorhydrique, ceci résulte de l’hypothèse d’Ampère. Mais l’expérience nous prouve qu’il n’y a pas condensation, qu’il se forme deux volumes d’acide chlorhydrique, et chacun de ces volumes renferme n molécules d’acide chlorhydrique.
mol.
mol.
mol.
mol.
HCl
HCl
1 vol. chlore. I vol. H- 2 vol. acide chlorhydrique.
Puisque la molécule d’acide chlorhydrique ne peut pas résulter de la juxtaposition de la molécule du chlore et delà molécule d’hydrog’ène, il faut admetttre que cellesci se sont scindées et que la réaction a eu lieu par double décomposition.
HH -h Cl Cl = HCl -P HCl
•1 mol. d’hydrog. 1 mol. chlore. 2 molécules
acide chlorhydrique.
La molécule de l’hydrog’ène se scinde en deux dans les réactions chimiques, elle est donc formée de deux atomes de même espèce II +-H, au même titre que l’acide chlorhydrique est formé de deux atomes d’espèces différentes H-hCl (1).
Ceci posé, si l’on lait le poids de l’atome de l’hydrog’ènei^l, on peut comparer le poids moléculaire des
(1) Nous établissons ce fait pour l’hydrogène, il est /i-ai pour le plus plus grand nombre des corps simples; en traitant dos poids atomiques nous verrons qu’il n’est pas général, et qu’il est dos corps dont l’au se confond avec la molécule.
corps à cc poids alomirpio, (jni n’esl autre que le poids delademi-molécule de l’iiydrog'ène. Lamoléculede l’Iiydrog’èue alors est 2, et on n’a qu’à multiplier par 2 les poids rapportés au poids atomique de l’iiydrog’èue, pour avoir le poids moléculaire, c’est-à-dire le rapport sous le meme volume de tous les corps à la molécule de l’iiydrog’ène.
Je reprends les exemples cités plus haut, et je développe les données précédentes en les montrant à l’œuvre dans la fixation des poids moléculaires. Notons qu’ici nous ne voulons nullement nous oceuper des atomes, il nous a fallu seulement montrer que la molécule de l’iiydrog’ène est eomposée de deux atomes, puisque c’est à l’hydrog'ène que nous voulons demander un point de eomparaison.
La densité de l’hydrog’ène comparée à celle de l’air est de 0,0693; eelle du chlore est 2,44.
La molécule du chlore est donc 35,5 fois celle de l’hydrog*ène. Mais nous avons admis le poids atomique de riiydrog*ène ég’al à 1, et ce poids atomique est le poids de la demi-molécule. Alors le chlore pèse 71 fois une demi-molécule d’hydrog’ène, c’est-à-dire 71 fois l’iinité de convention; le poids moléculaire du chlore est 71, celui de l’hydrog-ène est 2.
Calculons de même le poids moléculaire de l’oxyg’ène.
La densité de l’oxyg’ène est 16 fois celle de l’hydrog-ène; la molécule de l’oxyg’ène est donc 32 fois la demimolécule d'hydrog’ène, c’est-à-dire le poids atomique 1; et le poids moléculaire de l’oxyg'ène est 32.
Pour avoir le poids moléculaire d’un corps, il faut diviser sa densité par celle de Fhydrog’ène et multiplier par 2 le rapport obtenu.
Soit la densité de vapeur du soufre ég’ale à 2,22. d’où ^=;32, et comme 1 est le poids de la demimolécule (de l’atome) de l’hydrog’ène, 32 ne représen te que le poids d’une demi-molécule de soufre. Cette molécule pèse alors 64.
La densité du soufre et celle de l’hydrog’ène sont rapportées à l’air, et comme nous rapportons les poids moléculaires de tous les corps à l’hydrog'ène ég’al à 1 (poids d’une demi-molécule), nous pourrons immédiatement de la densité de vapeur du soufre, déduire son poids moléculaire, sans poser l’équation
L’air est 14,44 fois plus dense que l’hydrog’ène : par conséquent on rend la densité de l’hydrog’ène ég’ale à 1 en multipliant par 14,44 la densité 0^0693 rapportée à l’air : 0,0693 x 14,44 = 1.
De même, en multipliant la densité du soufre 2,22 par 14,44, on conserve son rapport à la densité de l’bydrog*ène, et on obtient le chiffre 32. Rien qu’en multipliant la densité du soufre rapportée à l’air, par le chiffre 14,44, on apprend ainsi que la densité du soufre est 32 fois celle de l’hydrog’ène*.
Mais plus haut nous avons admis que le poids 1 d’hydrog’ène ne représente qu’une demi-molécule d’hydrog'ène, et c[ue pour avoir le poids moléculaire, nous doublerions le rapport des densités. Ceci revient à dire f[ue nous multiplierons la densité obtenue relativement à l’air par le double du rapport 14,44, c’est-à-dire par 28,88.
Pow‘ obtenir le poids molécnlaire d'un corps, il suffit de
multiplier sa densité prise relaticenient à l'air par le ehiflre 28,88.
G est dire ([iie les poids moléculaires des corps sont donnés par leurs doubles densités prises relativement à la densité de l’hydrog’ône.
L analyse de 1 eau indique (pi’elle renferme en poids 1 d hydrog’ène et 8 d oxyg’ène; la densité de la vapeur est ég*ale à 0,622.
18 est le poids moléculaire de l’eau, dans lequel nous avons en poids le rapport de l’hydrog’ène à l’oxvg’ène ce rapport est le même que celui de j.
Il n’est pas possible de réduire tous les corps en vapeurs, mais, par la comparaison des corps non volatils à des corps de fonctions analog-ues, dont la molécule est connue, on arrivera à en déterminer le poids moléculaire.
Soit l’acide stéari([ue, un corps. g*ras non volatil. Le potassium se substitue dans cet acide à une certaine quan ti té d’iiydrog’ène .
De même le potassium se substitue à l’hydrog’ène de l’acide acétique; le poids ‘moléculaire de celui-ci est ég*al à 60, et dans 60 d’acide acétique 39 de potassium remplacent 1 d’hydrog’ène. La molécule de l’acétate de potassium renferme ainsi 39 de potassium.
On en a conclu ([ue la quantité de stéarate de potassium (322) ([ui renferme 39 de potassium est la molécule de ce sel; et en remplaçant dans celui-ci 39 de potassium par 1 d’hydrog’ène, on a le poids moléculaire de l’acide stéarique (284).
Ces deux ackles ont une meme constitution ; dans l’un et dans Tautre il ne se substitue qu’une meme quantité de potassium; ils équivalent^ c’est pour cela qu’on a pu les comparer.
On ne saurait par cette comparaison déterminer le poids moléculaire de deux acides de basicités différentes : l’acide citrique qui donne 3 sels de potassium n’est pas comparable à l’acide acétique.
Cette méthode donne des résultats exaets, mais elle est moins certaine que celle des densités de vapeurs. Lorsque les analogies d’un eorps non volatil ne sont pas suffisamment connues, il est impossible de fixer son poids moléculaire avec certitude. Cependant il est des corps non Amlatils, incapables d’entrer en combinaison, dont la g’enèse ou la transformation permettent de fixer le poids 'moléculaire.
Soit le tétrachlorure de naphtaline; la distillation le décompose, il n’entre dans aucune combinaison, et pourtant son mode de production nous fournit les renseig*nements nécessaires.
L analyse élémentaire de ce tétrachlorure montre que sa molécule peut être représentée par ou par
un multiple ou un sous-midtiple de ce nombre. Pas de combinaisons, pas de densité de vapeurs qui mettent sur la voie. Mais nous avons obtenu ee corps dans l’action du chlore sur une substance dont le poids moléculaire cerlain correspond a Comme nous n’observons dans la
réaction rien ([ui fasse soupçonner une destruction de la molécule primitive, comme par analog’ie nous savons que le chlore se fixe directcineiit.sur un gTand nombre fie carbures d hydrognne, tout porte à croire que le nouveau composé est flù à la simple adrlition du chlore à la
imphlalino. ]^a ronniilc,C‘‘*ll^Cl'* csl la plus probable; clic nous donne le poids moléculaire du composé, le lélracblornre de naphtaline; et cette formule est corroborée par la destruction de ce corps chloré, qui rég’énère de la naphtaline.
Pour la mannite (sorte d’alcool), la preuve est d’ordre’ inverse : la mannite est aussi bien €®IP W que mais traitée par l’acide iodhydrique, elle fournit de l’iodliydrate de butylène, qui se scinde facilement en acide iodhydric[ue et en butylène. Le poids moléculaire de ce carbure d’hydrog’ène est parfaitement établi, il correspond à la formule On connaît le mode
g'énéral d’action de l’acide iodhydrique sur les alcools, et la formation du butylène ne peut être exprimée que par l’équation suivante :
G6H14ÔC -f 1 1 HI = C6H‘2,HI + 6 (H20) + S P iodhyd. de butyl.
Cette réaction,, respectant les analog*ies et représentant de la manière la plus probable l’action de l’acide iodhydrique sur la mannite, on est en droit d’admettre que le poids moléculaire de la mannite correspond à la formule
Jusqu’à présent nous n’avons considéré les molécules qu’au point de vue des rapports de poids; cherchons maintenant les rapports de g’randeur.
11 est utile de rappeler le principe : volumes égaux de deux gaz renferment un nombre égal de molécules^ et sa conséquence : les poids moléculaires sont proportionnels aux densités gazeuses.
Pour exprimer les rapports de volumes, on dira en
choisissant les nombres les pins simples : iin volume de chlore pèse 35,5 fois un volume d’hydrog’ène, un volume de vapeur d’eau pèse 9 fois un volume d’hydrog’ène. Mais si l’on veut chercher la composition d’un volume de vapeur d’eau, on trouve qu’il renferme un demi-volume d’oxyg*ène et un volume d’hydrog*ène ; on , a donc l’inconvénient d’introduire des nombres fractionnaires dans les calculs. Il en serait de même pour tous les corps composés. Nous éviterons cet inconvénient en rapportant les molécules de tous les corps à deux volumes de vapeur : on g’ardera comme unité de volume g’azeux un volume d’hydrog’ène. Seulement on devra doubler le rapport trouvé, de même qu’en comparant les molécules des corps à la demi-molécule de l’hydrog’ène, nous avons du doubler les rapports.
Exemple ; un volume de chlore et un volume d’hydrog’ène sont dans le rapport de 35,5 à 1. Pour avoir le poids moléculaire du chlore sous deux volumes, je n’ai qu’à doubler 35,5 et j’obtiens 71. On exprime ce fait en disant que le poids moléculaire de tous les corps est comparé sous deux volumes de vapeur.
Ces notions de volumes et de molécules ont quelque chose d abstrait qui disparaît quand on les compare à des unités de g-randeur et de poids connus. Admettons que ce chiffre 2, poids de la molécule de l’hydrog’ène, soit 2g*rammes; les 2 g’rammes d’hydrog’ène correspondent à 11 litres 1 d’hydrog’ène (1); de même 11 litres 1 d’oxyg*ène pèsent 32 gTammes; 11 litres 1 de vapeur de soufre pèsent 64 gTammes. On voit par là que la mo-
.ocn c/ii/nie (Leçons de la Société chimique;:
léciile (le riiy(li‘og*ène, posant 2 oello de soiifV»', pesant ()4, eelle de l’oxyg’ène pesant 32, sont comparées sous un meme volume de 11 litres 1, d’où il suitfpie la demi-molécule, le poids atomique 1 d’iiydrog'ène correspond à 5 litres 5. Tous nos poids moléculaires comparés sous ce meme volume de 11 litres 1, peuvent donc être calculés d’après le volume de la demi-molécule d’hydrog*ène ou d’un g'rammé d’iiydrog’ône, volume qui est 5 litres o.
Il est donc permis de faire ég*al à im^ ce volume de o litres 5, et de le prendre pour unité de convention, et on aura les molécules comparées sous deux volumes en multipliant par 2 leur rapport à cette unité.
Les règ'les qui précèdent offrent un moyen de calculer la densité des gm et des vapeurs par la seule connaissance du poids moléculaire, sans avoir recours à l’expérience.
Je suppose qu’un chimiste ait trouvé le poids moléculaire de l’acide chlorhydrique ég’al à 36,5.
Les poids moléculaires des corps représentent la double densité g’azeuse rapportée à la densité de l’hydrog’ène ég'ale à 1; soit P le poids moléculaire d’un corps, 2D sa double densité rapportée à l’air, 2 la molécule de riiydrog’ène; si nous prenons la densité de 1 hydrog’ène rapportée à l’air, nous aurons
P *2 “IT) ~ 2>TÔ,06i)3
Divisons par 2 les membres de l’équation, clic devient
d’où la densité cherchée
On obtient donc la densité g’azense d’nn corps en innltipliant la moitié de son poids moléculaire par la densité de riiydrog'ène. Cette formule est d’Ampère.
Jusqu’à présent les corps que nous avons considérés, le soufre, l’oxyg*ène, le chlore, l’iiydrog’ène, nous ont offert ce caractère, que leur molécule renferme deux atomes. La molécule correspondant à 2 volumes, l’atome et le volume se confondent. Ceci est vrai pour un g*rand nombre de corps, mais ce n’est pas g^énéral; nous reviendrons plus tard sur ce point important.
Discussion de l’hyjwthèse d' Ampère.
Les critiques adressées autrefois à l’hypothèse cl’ Ampère n’avaient en vue c|ue le nombre des atomes chimiciues contenus dans les gnz ; mais on reconnaissait (}ue les volumes ég*aux de g*az renferment le même nombre de molécules.
Récemment on a attac[ué cette dernière proposition ; on a avancé que les volumes ég*aux de g’az ne renferment pas le même nombre de molécules; et , comme cette proposition tombant, tombent avec elle toutes les conséquences que nous en avons déduites , il est essentiel de discuter avec soin cette question.
Il est vrai que la densité de vapeurs de certaines substances semble en contradiction avec l’hypothèse d’Ampère ; telles sont les molécules du chlorhydrate d’ammoniaque , du cyanhydrate d’ammoniaque , du perchlorure de phosphore, de Fiodure mercurique, qui ont une densité de vapeur double de la densité qu’elles devraient avoir, si elles correspondaient à deux volumes.
Ainsi lu dcnsilo Lliéori(|ne de vapeur, dédnit(î dti poids moléculaire du eldorliydrated’ammoniaque, sérail 1 ,87: et, eu réalité, la densité trouvée est la moitié de la densité ealculée, e’esl-à-dire que la moléeule oeeupe nn volume double de eelui qu’elle devrait oeeuper.
Pour mettre la densité observée d’aceord avee le poids moléeulaire, il faudrait dédoubler celui-ei, mais il ne peut être dédoublé, puisqu’on devrait séparer en deux
Cl AzlP
des atomes : une molécule — — est impossible.
Ou riiypothèse d’Ampère est fausse, ou il y a dans la détermination de la densité de vapeur du sel ammoniac, quelque cause perturbatrice qu’il nous faut retrouver.
MM. Hermann Kopp, Gannizzaro et Kékulé, ont pensé qu’il y a séparation des parties constituantes de la molécule, alors qu’on prend la densité de leur vapeur. Ces molécules seraient en état de dissociation , expression due à M. Deville. La dissociation indique une disjonction subie par les corps composés , à des températures élevées, une décomposition non encore complète , et telle que le corps se reconstitue par l’abaissemen t de la température.
Ainsi, quand on prend la densité de vapeur du chlorhydrate d’ammoniaque, ce corps se dissocierait en acide chlorhydrique et en ammoniaque^ et la densité observée serait celle de deux molécules , l’une d’acide chlorhydrique, l’autre de g*az ammoniac ; il est évident qu’alors la somme de ces densités correspondrait à deux molécules, correspondant aussi à quatre volumes de vapein\ Par le refroidissement, l’acide chlorhydrique et le g*az ammoniac se combinent de nouveau , et il ne
reste aiiciine trace de la dissociation qu’avait subie le sel ; l’observateur n’est donc jDas averti* qu’il a pris la densité de vapeur d’un mélang’e de deux molécules.
M. Hofmann ayant observé que la densité de vapeur de la base correspond à quatre volumes de
vapeur, interpréta ce fait par la dissociation que subit la base hydratée , et admit que sous l’influence de la chaleur, elle se scinde en l’amine G^H®Az et en eau. M. Wurtz s’est rallié à cette explication des densités de vapeur anomales.
Il manquait à cette opinion des preuves expérimentales. M. Pebal (1) réussit à en fournir une pour le sel ammoniac^ en étudiant la diffusion de la vapeur de ce sel dans l’hydrog'ène.
Si la vapeur du sel ammoniac est un mélangée d’acide chlorhydrique et de g*az ammoniac, celui-ci étant moins dense doit, par diffusion, pénétrer plus rapidement dans rhydrog*ène que l’acide chlorhydrique. Si au contraire elle est une combinaison des deux g>az, ceux-ci passeront dans les proportions où ils existent dans la combinaison.
' L’expérience a montré qu’il y a du g*az ammoniac libre et de l’acide chlorhydrique libre dans la vapeur du sel ammoniac.
MM. Wanklyn et Robinson (2) par la diffusion des vapeurs de l’acide sulfurique monohydraté, et du percblorure de phosphore, prouvèrent encore qu’il y a dissociation. La vapeur d’acide sulfurique monohydraté est un mélang’e d’eau et d’anhydride sulfurique ; la vapeur du
(1) Annales de chimie el de physique, 3“ série, t. LXVII, p. 93.
(2) Comptes-rendus, t, LIV, p. 347.
porclilumi‘(‘ d(* phospliopo psl un mélang*CMJe clilore le (le ppoloclilorure.
M. il. Deville (1) ol)jecla ([iie la (Jissocialicjii de ces corps dans un g’az éli'ang’cr poiivail cire due à la \)vésence de ce g*az lui-merne; si les éléments dncidorlivdrate d’ammonia(|ue se dissocient dans riiydi‘og’(jne, cette dissociation est due au pouvoir ditfusit* ditïérent du g’az chlorhydrique et du g*az ammoniac dans l’hydrog’ène. Il admet qu’il n’y a pas dissociation spontanée de la vapeur du chlorhydrate d’ammoniaque. Ceci était une vue de l’esprit discutable, mais M. Deville apporta à l’appui de son opinion un fait de la plus haute importance.
Il fait arriver du g*az ammoniac et du g*az chlorhydrique dans une enceinte chauffée à S-oO”; au moment où les deux g*az se rencontrent, un thermomètre à air indique que la température de l’enceinte s’est élevée à 394", 5. Ce dég’ag’ement de chaleur est le témoin d’une combinaison chimique; ainsi, non-seulement le chlorhydrate d’ammoniaque ne se dissocie pas à 394"^ mais le gnz chlorhydrique et le g’az ammoniac s’unissent à cette température. S’il y a dissociation, elle n’est donc que partielle.
L’expérience de M. Deville ne resta pas sans réponse. Suivant M. Lichen (2)' elle est insuffisante et ne prouve ni pour, ni contre le fait de la dissociation du chlorhydrate d’ammoniaque.
Lorsqu’un corps se décompose sous l’influence de la chaleur, la présem'.e des produits de la décomposition empêche celle-ci d’être complète; une foule d’exemples
(1) Comptes-rendus, l. LVI, p. 731. '
(■>) lhd''etin de hi Soriêlê chimique, 133.3, t. T, p. PO.
