SI

Ttingslène .

M- ou Tu

Bismuth, . .

Vanadium .

Potassium. .

Uranium. . .

Sodium. . .

Aluminium.

Lithium. . .

Or 1

j Césium . . .

Platine . . .

Uuhidium. .

Osmium. . .

Thallium. .

T ha

Iridium. . .

ïr

Argent . . .

Rhofli im. .

Barvum. . .

Palladium. .

Strontium. .

St ou Sr

Ruthénium.

La fixation des poids atomiques trouve son contrôle dans la loi des chaleurs spécilkpies de Dulong’ et Petit.

Loi des chaleurs spécifiques.

La clialeiir spécifique d’un corps est la fiuaniité de chaleur que ce corps absorbe^, lorsque sa température s’élève de 1°, quantité de chaleur comparée à celle qu’un même poids d’eau absorberait pour élever ég*alement sa température de 1°.

Si l’on mélangée un poids de mercure à 100“ avec le même poids d’eau à 0°, on constate que la température du mélang’e est à 3°. Par conséquent, pour échauffer l’eau de 3°, il a fallu une quantité de chaleur représentée par les 97“ qu’a perdus le mercure. L’eau absorbe donc, à peu près, 33 fois plus de chaleur que le mercure pour une même élévation de température. En prenant pour unité de chaleur spécifique la quantité de chaleur nécessaire pour élever de l’unité de poids de l’eau, on en conclut que la chaleur spécifique de l’eau étant un, celle du mercure ég’ale 0,033.

Petit et Dulong* déterminèrent les chaleurs spéeifiques de 13 corps simples ; la comparaison des chiffres obtenus n’amena h aucun résultat, mais plus tard ces deux savants, en rapportant les chaleurs spécifiques, non plus à l’unité de poids des corps, mais à leurs poids atomiques, reconnurent que :

Les atomes de tous les corps simples ont exactement la même capacité pour la chaleur.

C’est dire qu’il faut une quantité de chaleur eonstante pour élever de 1“ la température des corps simples, rpiand on en prend des poids proportionnels à leurs poids atomiques. Ainsi , 23 gaaimmes de sodium , 32g‘rammes de soufre exig-ent une même quantité de chaleur pour élever leur température de 1". Mais la cha-

lem* spécifique d’un cui’ps osL celle ((ui élève de J" l’uuité de poids du eoi’ps. 1 «M'aiuiue de sodium exig’cra donc pour élever sa teinpéraiure de 1°, une quantité de clialeur, qui sera le ving*t-troisième de la constante observée; pour le soufre il ne faudra que le trei dedeuxième de cette constante.

Représen tons-la par P : la chaleur spécifique duso-

dium sera —, celle du soufre — .

Jàô OÂ

Donc , les chaleurs spécifiques décroissent quand augmientent les poids atomiques et cela dans le meme rapport. On peut formuler la loi de Petit et Dulong* de la manière suivante:

Les chaleurs spécifiques sont inversement proportionnelles aux poids atomiques.

Par suite le produit de la chaleur spécifique d’un corps par son poids atomique donnant un nombre constant, soit G la chaleur spécifique, A le poids atomique, | P la constante, on a l’équation : i

d’où l’équation :

d’après laquelle en divisant la constante par la chaleur spécifique d’un corps simple, on obtient le poids atomique de celui-ci.

Telle est la loi de Dulong’ et de Petit.

Cette loi a été basée sur la comparaison d’un certain nombre de poids atomiques; en choisissant des poids atomiques déduits des densités de vapeur des composés volatils, et multipliant ces poids atomiques par les

chaleurs spécifiques, on Irouve que la conslante esl sensiblement ég’ale à 6,4.

Cliülcur spécifique. Poids atomique. Chaleur atomique.

Soufre. 0,20“2G 32 G, 483

Mercure. 0,U3247 200 G, 49-4

Pour contrôler à l’aide de cette loi les poids atoniitpies déduits des poids moléculaires, il suffit donc de multiplier ces poids parla chaleur spécificjue des corps; on doit obtenir la constante 6,4 ou un nombre trèsrapproebé.

Exemple : Le poids atomique du mercure est-il 100 ou 200?

La chaleur spécifique est 0,03247 : en la multipliant par 200; on a pour chaleur atomique du mercure 6,494; le poids atomique du mercure est donc 200.

Réciproquement par la formule =: .r, G étant la

chaleur spécifique du corps, on calcule le poids x de l’atome.

L’étain a une chaleur spécifique ég’ale à 0,05623,

d’où

= 114; déduit des autres considérations, le

poids atomique de l’étain est 59 ou 118; le nombre 114 étant plus rapproché de 118, c’est ce dernier chiffre qu’on choisira pour poids atomique de l’étain.

Pourquoi n’arrivons-nous pas au chiffre exact de l’atome avec cette formule? c’est que 6,4 ne représente qu’une moyenne; la chaleur atomique des corps simples oscille entre 6,1 et 6,8. Les nombres sont assez sensiblement concordants pour ne pas infirmer l’exactitude

(lo la loi. Iî]ii choisisscinl pour moyenne G,(>, on trouve

exîicleinent le poids atomique de lYdain par réfjuatioii

M. Wœstyn a posé l’iiypolhèse suivante : la elialeiir atomique d’un corps composé est la somme des chaleurs atomiques des éléments rpi’il renferme. La chaleur alomicjue des corps simples étant représentée par la constante 6,4, cette relation est exprimée par la formule ;

CA (chaleur atomique) = « x 6,4..

n étant le nombre des atomes qui existe dans la molécule.

Cette relation n’est pas g’énérale, elle est vraie pour les alliag’es et pour les chlorures, les bromures, les indurés et les sulfures; quand on veut l’appliquer-à d’autres composés, on la trouve en défaut; cependant, du moment qu’elle est vraie pour les g*roupes cités plus haut, elle peut avoir un emploi limité. Ainsi elle sert à contrôler le poids atomique du mercure.

De l’équation GA = nX6,4, connaissant la chaleur moléculaire du chlorure de mercure, c’est-à-dire la quantité GA, on trouve la valeur de n, qui est ég’ale à trois. La molécule du chlorure mercurique renferme donc trois atomes, et comme elle estég’ale à 271, qu’elle

renferme 71 de chlore, c’est-à-dire deux atomes de chlore, le poids de l’atome de mercure est ég'al à 200.

Il n’est pas essentiel qu’on ait le poids moléculaire du corps composé; il suffit en effet d’avoir un multiple ou un sous-multiple de ce poids moléculaire.

Ainsi la molécule du chlorure mercureux est repré sen tée par ugCl ou Hg^ci-h iigCl = 235,5 et Hg2ci2= 235,5 X 2. L’équation GA = ?? X 6,4, devient avec HgCl :

eL avec Hg2ci2 :

Les deux membres dç l’équation étant multipliés par 2. le résultat est le même; et, par un raisonnement analog’iieà celui qu’on aétabli pour le chlorure mercurique, on reconnaît que le poids atomique du mercure est 200.

En les restreig’iiant à certains gToupes de corps, les relations découvertes par M. Wœstyn rendent quelques services dans le contrôle des poids atomiques.

M. Reg’nault, dans ses beaux travaux sur les chaleurs spécifiques, a découvert cette loi : « Dans /.ans les corps composés^ de même composition atomique, et de constitution chimique semblable, les chaleurs spécifiques sont en raison inverse des poids moléculaires. »

Par conséquent, dans ces composés, le produit de la chaleur spécifique par le poids moléculaire sera une constante (1).

Suivant M. Hermann Kopp, cette loi présenterait quelques exceptions.

Mais elle se vérifie pour un très-g’rand nombre .le gM’oupes, si l’on adopte les nouveaux poids atomiques.

Cette relation a été déduite de l’étude de plusieurs corps dont on avait établi sans conteste l’analogée de constitution chimique, et l’identité de composition atomique.

On dii'a donc inversement que lorsque deux corps composés présentent la même chaleur moléculaire, ils

(1) Nous appellerons chaleur moléculaire le pmrluitflu poids moléculaire par la clialeiir si)écifi([ue.

— ÜK

onl la mrmo ooniposilion atomique, la meme eoustiliilion ehimique.

Ainsi, M. Ue^’nault ayant eonstaté que, si on admet pour le silicium le poids atomique 28, les eliloiaires de titane, d’étain et de silicium ont la même chaleur atomi- (pie, le chiffre 28 trouvé déjà par la densité de vapeur du • chlorure de silicium, se trouve confirmé par sa chaleur spécifique.

Si Fou prend deux sulfates réellement identiques, le sulfate de potassium et le sulfate de sodium, on trouve que leur chaleur moléculaire est sensiblement la même.

Prodiiil de la

Poids molécul. Chaleurspécifiquc. chaleur spécifique

pur le poids mol.

Sulfate de potassium SÔ‘‘K2 17/< 0,19010 33,077

Sulfate dd sodium Wl 0,23115 32.823

Mais si l’on prend les sulfates de barium, de plomb, de strontium, de calcium, de mag’nésium, on obtient une autre chaleur moléculaire ; c’est que les sulfates que nous venons de nommer, n’ont pas la même composition atomique que les sulfates de potassium et de sodium; ils ne renferment qu’un seul atome de métal, et le poids de cet atome est double de ce qu’il serait si le sulfate de barium, comparable par tant de cotés au sulfate de potassium, avait la même constitution atomique.

Notons qu’alors les poids atomiques du barium, du calcium, de mag'nésium, du plomb, du strontium sont identiques avec ceux que l’on déduit des considérations chimiques, et de la chaleur spécifique de ces éléments. (Voir le tableau pag^e 62.)

Et tous ces sulfates ont une même composition atomique, leur chaleur moléculaire étant sensiblement ég‘ale.

I^oids inolécul.

Clialeur spécifique.

Chaleur

moléculaire.

Sulfate de Barium

Sô* Ba

— Strontium.

— Calcium.

— Magnésium.

SÔ'* Mg

— Plomb.

80^ Pb

On pourrait multiplier les comparaisons en étudiant les chaleurs des iodures, des bromures, des sulfures, des oxydes, etc*

Les chaleurs moléculaires des sulfates amènent à une remarque doublement importante.

Si l’on divise les chaleurs molécidaires du sulfate de potassium et du sulfate de sodium par le nombre des atomes que renferment les molécules de ces corps, on obtient deux nombres très-rapprocbés, 4,68 et 4,78. — Dans ces deux sulfates, la chaleur atomique moyenne estdonc4,7 environ.

Si l’on adopte ce chiffre de chaleur atomique moyenne pour les sulfates de l’autre g’roupe, on voit qu’ils doivent renfermer 6 atomes, car en divisant leurs chaleurs moléculaires par 6, on a les nombres

Et entre ces nombres il n’y a pas plus de diverg’ences qu’entre ceux des chaleurs atomiques des corps simples : la moyenne est 4,57.

La seconde conclusion de ce fait, c’est que l’hypothèse de M. Wœstyn n’est pas admissible pour les sulfates. — D’après son hypothèse, la clialeur atomique des sulfates devrait être n 6,4; tandis qu’elle est

1866. — rTrirruinx.

n l,;)7. Il 11 L'sl (lune pas (pic les ulonies con-

s(‘i*vcnL leur chaleur spiVîiüipu^ dans les corps eonipos(*s.

Telles sont les consiih'raLious auxipielles doimeiiL lieu les Iravaux si reniarquahles de M. Keg-naulL sur les chaleurs spéei(]([ues des corps composés.

Suivant M. lierthelot le térélieutlicne 11^^ et le jiétrolène C'® ont la meme chaleur spiicifirpie. Puiscjue (leux corps, dont la molécule diirère,ont une meme chaleur spécilîque, on ne saurait, dit-il, appliquer les chaleurs spécilîques à la détermination des poids atomicpies des corps simples.

Il me paraît n’y avoir dans cette objection (ju’une erreur de mots, une nouvelle confusion entre les poids atomiques et les poids moléculaires.

La loi de Duloog et Petit s'applique aux poids atomiques; elle n’est pas en question dans la détermination des poids moléculaires du térébenthène et du pétrolène.

Nous n’avons donc à considérer que les lois des cbaleurs spécifiques des corps composés. Or, que dit la loi de M. lleg’uault?

« Les chaleurs spécilîques des corps ayant même composition atomique et même constitution chimique sont en raison inverse de leurs poids moléculaires. »

Elle s’applique seulement aux corps qui renferment le même nombre d’atomes, et on ne saurait l’invoipier pour le téréh^'uthène ei le jiétrolènc:, puisipie celui-ci l'enferme un nomlii'e d’atomes double.

Les chaleurs sjiéciliques du léréheulhènc et du pi'lrolèiie u(' sont donc (m opposition ave(‘. aucune des lois acceptées pour les ch ileiirs spécifi(pies des corps.

La chaleur moléculaire d’un cor|)s composé est la

somme des chaleurs alomifjues moyennes, et il est vrai pour les chlorures, les hromures, les iodures, les.sulfures et les alliag’es, que chaque atonie conserve en combinaison sa chaleur atomique ég’ale à 6, 4; d’où la chaleur moléculaire est

G M = n X 6,4, n représentant le nombre des atomes.

Mais cette loi, nous l’avons vu, est bien loin d’étre g’énérale : chaque atome ne conserve pas, dans ses composés, sa chaleur atomique ég’ale à 6,4.

Puisque le chlore et les métaux conservent une chaleur atomique ég’ale à 6, 4, nous saurons par l’examen du chlorate de potassium, quelle chaleur atomique a l’oxyg’ène dans ses combinaisons. La chaleur moléculaire du chlorate de potassium est 25,671 ; sa formule est G1KG>^ : retranchons de 25,671 deux fois 6,4 pour la chaleur de l’atome de chlore et de l’atome de potassium : le chiffre 13,2 représente donc la chaleur de trois atomes d’oxyg’ène, d’où la chaleur atomique de

l’oxyg’ène dan s le chlorate de potassium est — —=zi,4 (1 ).

En admettant ce chiffre 4,4 calculons la chaleur atomique du carbone dans ses combinaisons. La chaleur moléculaire du carbonate de potassium, dont la formule est est ég’ale à 2 X 6,4 -|- 3 X 4,4 -f jr. jr sera la

chaleur atomique du carbone dans ses combinaisons.

De la chaleur spécifique du carhonate de potassium , 0,21623 et de son poids moléculaire 138, nous dédui- I sons la chaleur moléculaire qui est ég’aie à 29,83, d’où 1 nous avons :

,r = “29,8^, - (2 X 0.4) - x 4,-Vi. ^ 2.

(1) llormaiiii Kop|). Couiplos-rendiisA. LVIl, p. (is:i ,

l.n rlial(“iir :il(iiiii(|iic dit ciu-buiic dans sr-s fondjinaisons serait doiu* 2 eminm : Al. Ilej-inann Kopp admet rju’elle est de 1,8 (celle du diamant étant de 1.7fH). D’après des considérations du meme ordre, il admet fjiie riiydroo’ène, a dans ses combinaisons, une cbalenr atomif|ue moyenne é^ale à 2,3 envii’on.

La cbalenr moléculaire d’un composé serait donc la somme des cbaleiirs propres à chaque atome. Pour un cblorate Cl K (VL on aurait 2 X 6,1- + 3 X l-,!- — 25,671.

Pour un sulfate 80^K- 3 X 6^ 4 + 4^ X 4,4 = 36,8.

Pour nn sulfate 8(4^Ba 2 X 6, 4 -f- 4 X 4,4 = 30,4 (1). Pour un carbure d’bydrog’ène, on aurait

CM = n l,H + n 2,3.

Appliquons celte formule aut,érébentbène,elledevienl ;

CM = 10 X i-s + 10 X 2,3 = r>4.s.

Pour le pétrolène, nous aurons :

La chaleur moléculaire du pétrolène est donc 109,6. Mais de ces deux équations nous pouvons tirer la chaleur spécitique du térébenthène et du pétrolène.

Le poids moléculaire du térébenthène est 136 ;

d’où 43'-| = chaleur spécifique du térébenthène.

Le poids moléculaire du pétrolene est 2/2 .

j’ofi — chaleur spécifique du pétrolène. i*

Le pétrolène et le t.réhenthène i

(1) Preuve nouvelle du poids atomique du barium et de ses congéuères. I

doivent donc avoir une même chaleur spécifi([ue. Effectuons les calculs, et nous obtenons 0,402.

' L’expérience a donné à M. Reg*naiilt :

Térébenthène. Pétrolène.

La différence entre le nombre calculé et les nombres trouvés vient de ce que les chiffres 1,8 pour le carbone,

et 2,3 pour l’hydrog’ène, ne sont pas exactement déter-

minés.

Quand on déduit la chaleur atomique moyenne de l’oxyg’ène, de composés d’ordres divers, on n’obtient pas des nombres très-eoncordants ; mais, que ces nombres soient bien ou mal déterminés, il n’en est pas moins vra ^ que, dans tous les carbures d’hydrog'ène, le carbone a une même chaleur atomique; rhydrog*ène, une même chaleur atomique; soit A la chaleur atomique du premier, soit B la chaleur atomique du second. Par les équations

G M = Il A B C’M’ = A -h n’ B

on obtient la valeur de G et de G’, et on voit que ces valeurs sont ég’ales.

Tl y a donc cette loi à ajouter : que les carbures d’hydrog*ène polymères ont une même chaleur spécifique.

On peut la formuler autrement en disant : les chaleurs moléculaires des carbures d’hydrog*ène sont pro portionnelles à leurs condensations.

L’expérience a donné pour chaleur spécifique du diamylène et du triamylène le nombre 0,49; par la théorie on calcule le nombre 0,45.

De cette chaleur spécifique calculée on a pour chaleur

nioléculciirc du diciiMyl<*iio ()li,0d; colle du triamylcnc est 98,55 ; on calculeraiL de meme colle de l’amylèiie, cL on voit (|iie la chaleur moléculaire de est ég*alc à 6,3 environ.

M. Berthelot, en calculant les chaleurs moléculaires de GlP et de ses polymères à l’état de g*az, est arrivé exactement à cette même conclusion que ; les chaleurs moléculaires des polymères;2GH2 sont proportionnelles à la condensation; et il trouve pour GtP le chiffre 6,1, peu différent du chiffre 6,3 (jue nous avons donné.

Pourquoi alors repousse-t-il de la discussion des théories atomiques, les chaleurs spécifiques des corps liquides? C’est qu’il a comparé des valeurs dissemblables; pour les corps liquides, il parle des chaleurs spécifiques; pour les corps gvazenx, il parle des chaleurs moléculaires. Mais il aurait évité cette confusion, s’il avait calculé les chaleurs moléculaires des corps liquides. 11 aurait vu, comme nous l’avons établi, qu’elles sont proportionnelles aux condensations. Réciproquement s’il avait, avec les chaleurs moléculaires g’azeuses de GH- et de ses polymères, calculé leur chaleur spécifique, il aurait trouvé que tous ces polymères ont une même chaleur spécifique. Il n’y a donc pas lieu de disting-uer entre les chaleurs moléculaires g*azeuses et les chaleurs moléculaires liquides, et l’arg’ument de M. Berthelot tombe de lui-même.

Table des chaleurs aluiiinjues.

j NOMS

i DUS CORPS SIMPLES SOLIDES