HH + C1C1 = HC1 + HC

'énergie cinétique qu'elle développe est exprimée par la relation* : (H* : CP) = 2 (H, Cl) — (H, H) — (Cl, Cl) = 44,000 calories... L'équation montre que la détermination expérimentale de la somme des tonalités thermiques ne suffit pas pour mesurer l'affinité de H pour Cl, la grandeur (H, Cl). Nous pourrions, il est vrai, éliminer les tonalités thermiques autres que celle-là, par exemple (H, H), en cherchant une autre réaction dans laquelle entrerait, soit (H * : Br *) = 2(H, Br) — (H, H) — Br, Br) = 16,880 calories ; mais chaque expression de ce genre introduit au moins une inconnue nouvelle, et généralement davantage, de telle sorte que nous avons toujours plus d'inconnues que d'équations ^ » Le problème offre donc des difficultés presque insurmontables, bien que, à Taide d'une hypothèse auxiliaire*, Thomsen ait réussi à obtenir un nombre d'équations égal au nombre des inconnues ; mais ce qui prouve qu'il est exactement posé et

(1) C est nous qui ajoutons ces deux parenthèses au texte de Loth. Meyer»

(2) m Dans cette relation, d'après une notation introduite dans la science par J. Thomsen, les parenthèses contiennent Faction calorifique ou tonalité thermique (en abrégé T.T.) produite dans la réaction réciproque des grandeurs séparées par deux points, ou dans l'union de celles qui sont séparées par une virgule. Cette tonalité thermique est positive lorsqu'il se manifeste une élévation de température, c'est-à-dire lorsque l'énergie potentielle se transforme en énergie cinétique, et négative dans le cas contraire. »

(3) Loth. Meyer, op. cit,, II, p. 57.

(4) Id. ibid., p. 59.

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que la quantité de chaleur qui accompagne la production d*un composé n*est pas due seulement à la réaction des affinités qui se lient, c'est que mainte combinaison d'éléments (/ donne lieu à une absorption de chaleur ou à une tonalité thermique négatives : « Ainsi la formation de l'acide iodhy- ;| drique par l'iode et l'hydrogène possède une tonalité ther- ' ;| mique négative = — 6,036 calories, et réciproquement la destruction de ce composé a une tonalité thermique positive = -|- 6,036 calories. » L'examen des formules montre alors « que l'affinité de l'iode pour Thydrogène est de 6,036 unités de chaleur plus petite que la somme des affinités avec .^ lesquelles chaque élément est attiré par son semblable * », ce qui ne l'empêche pas néanmoins d'être très grande. On peut juger, par ces deux cas relativement simples, de la complexité du problème, quand augmente le nombre des affinités simultanément mises en jeu *.

Une autre difficulté très grave de la recherche des tonalités thermiques dues à l'affinité est signalée par Loth. Meyer dans les termes suivants : « Souvent, à côté des tonalités thermiques produites par les permutations chimiques, il y en a d'autres, soit positives, soit négatives, qui correspondent aux changements d'état accompagnant le phénomène chimique, et font que la tonalité thermique totale est différente de celle qui dépend directement de la permutation chimique et qui, par suite, est réellement le résultat de l'affinité.

« Ces phénomènes thermiques, dus à des causes physiques, et qui compliquent les manifestations thermiques résultant de l'action chimique, proviennent de ce fait que tous les états de la matière accessibles à notre observation sont des états de mouvement qui, par suite, possèdent constamment de la force vive ou de l'énergie cinétique en quantité variable avec les circonstances extérieures, sans qu'il nous

(1) Loth. Meyer, op. cit., p. 63.

(2) Voy. /d. ibid., p. 66 sq.

?^.»r*ri'

soit toujours possible de déterminer la grandeur do leurs variations. Il peut aussi se faire qu'à côté de l'énergie cinétique existe de l'énergie potentielle, différente de laffinité proprement dite, c'est-à-dire de l'attraction des atomes, et qui précisément est susceptible d'éprouver des variations . Mais la chaleur dégagée par suite d'un changement chimique ne peut servir à mesurer les affinités mises en liberté, si, après sa disparition, la somme de l'énergie cinétique restant au système et de l'énergie potentielle qu'on ne peut considérer comme affinité, n'est pas précisément aussi grande qu'elle l'était avant le changement. Cela n'arrive presque jamais exactement, rarement à peu près, el, dans beaucoup de cas, pas môme d'une manière approximative. Au contraire, beaucoup de permutations chimiques sont accompagnées de changements d'état physique remarquables, changements de densité, d'état d'agrégation, de forme cristalline, de capacité calorifique, etc., que Clausius a désignés sous le nom de disgrégatlon. »

Quoi qu'il en soit de ces difficultés, peut-être plus gênantes dans la pratique que vraiment menaçantes pour la théorie, les principes A(î la thermochimie ont été énoncés par M. Bertholot dans les trois théorèmes suivants :

« I. Principe des travaux moléculaires, — La quantité de chaleur dégagée dans une réaction quelconque mesure la somme des travaux chimiques et physiques accomplis dans cette réaction

<* II. Principe de C équivalence calorifique des transformations chimiques^ autrement dit : Principe de l'état initial et de l'état final. Si un système de corps simples ou composés, pris dans des conditions déterminées, éprouve des changements physiques ou chimiques capables de l'amener à un nouvel état, sans donner lieu à aucun effet mécanique extérieur au système, la quantité de chaleur dégagée ou absorbée par l'effet de ces changements dépend uniquement de l'état initial el de l'état final du système ; elle est la même ,

quelles que soient la nature et la suite des états intermédiaires

« III. Principe du travail maximum, — Tout changement chimique accompli sans Tintervontion d'une énergie étrangère tend vers la production du corps qui dégage le plus de chaleur*. »

De ces trois théorèmes, il résulte nettement qu'aux yeux des partisans de la thermochimie, Taflinité ou la puissance chimique de combinaison n'est rien de plus qu'une forme de l'énergie universelle, susceptible comme toutes les autres de devenir cinétique, et, comme telle, d'apparaître sous forme de chaleur; qu'elles soient endothermiques ou exothermiques, qu'elles se manifestent à l'observation par une absorption ou par un dégagement de chaleur, les réactions chimiques n'en rentrent pas moins sans aucune exception sous la loi générale des transformations de l'énergie et se mesurent à l'accroissement des forces vives, tantôt positif et tantôt négatif, entre les deux états initial et final du système observé. En fait, nous n'effectuons jamais de synthèse absolue : quand nous voulons, dans les cas les plus simples, former un composé et par exemple de l'acide chlorhydrique, nous sommes tenus de dissocier les molécules des éléments, ici du chlore et de l'hydrogène, pour mettre en liberté l'affinité mutuelle des atomes d'hydrogène et des atomes de chlore ; au lieu de cela, si nous pouvions isoler la synthèse proprement dite des décompositions qui la préparent, toute combinaison dégagerait de la chaleur, puisqu'elle serait une transformation d'énergie potentielle (affinité) en énergie cinétique (chaleur) ; et dans le sens où l'on peut dire que tout changement chimique suit la voie des affinités les plus fortes, on peut dire également qu'il tend vers la production du corps ou du système de corps qui dégage le plus de chaleur. Ainsi se justifie le principe du travail maxi-

(I) Berthelot, Mécanique chimique^ I, p. xviii.

mum *, qui ne fait qu'affirmer, tout en rendant possible la prévision des phénomènes chimiques, le caractère essentiellement mécanique de Taffinité.

En somme, en devenant des moments spéciaux de Tuniverselle transformation de Ténergie, les phénomènes chimiques, bien plus étroitement encore que ne le laissait supposer la loi des proportions définies, nous apparaissent comme des fonctions de masse et de mouvement. Tout bien compté, l'affinité se concentre dans Tatome chimique et y résulte, en tant qu'énergie potentielle, de deux facteurs : la masse ou le poids de l'atome et sa vitesse virtuelle ; le phénomène de la combinaison n'est, en définitive, que l'intégrale de ses travaux élémentaires, en sorte que le composé dépend exclusivement du poids et des vitesses des atomes coQiposants. La mécanique chimique pourrait donc établir, si ses méthodes étaient suffisamment perfectionnées, les équations du mouvement des atomes en fonction de leur masse et (les vitesses dues à l'affinité. Elle irait môme sans doute encore plus loin, si nous nous souvenons que toute force attractive n'est jamais qu'un symbole, et si derrière l'énergie potentielle nos théories aperçoivent toujours quelque énergie cinétique enveloppée et rendue insensible. Des horizons sans fin s'ouvrent ainsi sur une région d'infiniment petits qui seraient à Tatome du corps simple chimique ce qu'il est lui-même à la molécule. Toujours est-il que, pour aller jusqu'où le conduisent ses principes, le mécanisme n'a pas à reculer devant cette hypothèse, et que l'affinité se résout en dernier ressort en des vitesses actuelles d'infiniment petits.

A ces atomes vraiment indivisibles d'une matière proba-

(1) 11 importe d'ailleurs de remarquer que le principe du travail maximum n'est point encore à Theure actuelle accepté de tous les chimistes, bien qu'ils soiciil tous d'accord sur la possibilité de subordonner un jour tous les phénomènes chimiques à la loi lie la conservation de rénergie. — Voyez à ce sujet les critiques de Rathke, Sur les principes de la Thei^tnochimie et leur emploi^ Halle, 1881 (cité par Loth. Meyer), et de Loth. Meyer, op, cit., II, p. 92 sqq.

blcment unique, quels mouvements initiaux convient-il d'attribuer? Remarquons tout d'abord qu'il importe de ne leur donner ni attraction ni répulsion mutuelles, puisqu'il faudrait une régression nouvelle pour en rendre compte, et que nous sommes, par hypothèse, à la limite de toute régression; il reste donc qu'ils soient animés de mouvements rectilignes, dirigés en tous sens, et vraisemblablement aussi de vitesses énormes ; puis, de leurs chocs innombrables des arrangements suivraient, qui les lieraient et les associeraient en des atomes chimiques, microcosmes véritables constitués sur le plan des mondes astronomiques, chacun avec ses règles et sa loi intérieures. Cela posé, il va de soi que nos poids atomiques seraient sans doute proportionnels au nombre des particules composantes, et que l'affinité de l'élément ne ferait qu'exprimer, sous la forme grossière d'une attraction, les mouvements intérieurs de Tatome chimique. Mais, en dépit de sa grande simplicité apparente, cette hypothèse , nous parait comporter d'insurmontables difficultés. Elle consisterait essentiellement, comme on vient de le voir, à ramener l'énergie d'un système fermé, tel que l'atome chimique, aux mouvements incessants d'infiniment petits ; quant à donner à ces derniers aucune attache primitive, il n'y faut point songer, sous peine de revenir aux forces attractives et aux vertus occultes incompatibles avec le mécanisme. L'analogie tirée des théories cinétiques ordinaires nous oblige donc à supposer qu'ils étaient animés primitivement dans toutes les directions de mouvements rectilignes, et à déduire de leurs chocs répétés, qui constituent toutes leurs actions mutuelles, leur arrangement et leur nature actuels. Mais c'est cela précisément qui reste inexplicable : car si l'atome chimique emprunte son énergie propre qui, cela au moins nous le savons d'une science certaine, comporte des limites précises, à cette source universelle d'énergie mécanique, où trouver une raison de mettre un terme à cette conversion ? Bien plutôt semble-t-il

qu un tel échange puisse, selon les circonstances, rester en deçà ou aller au delà des limites convenables ; il n'est point, on tout cas, dans la nature du mouvement, et notamment du mouvement rectiligne, de retenir les masses infinitésimales qu'il anime, môme en tenant compte des chocs et des rencontres, à Tintérieur d'un système sans barrières ou sans parois rigides ; et à moins de prêter aux particules momentanément unies dans ce système un pouvoir de coercition qui les y emprisonne et qui, du môme coup, arrête la conversion de l'énergie mécanique en énergie chimique, l'individualisation de l'atome par le mouvement, et plus tard celle des molécules simples ou composées, reste un problème que le mécanisme ne sera probablement jamais en mesure de résoudre. La difficulté en tout cas s'en trouve, s'il est possible, encore redoublée par la disproportion énorme de l'énergie chimique et de celle qu'on serait tenté d'attribuer à d'aussi faibles masses que les atomes chimiques : écoutons à ce propos le résultat des recherches de W. Weber et Kohlrausch > : « Si toutes les particules d'hydrogène d'un milligramme d'eau contenues dans une colonne de la longueur d'un milimèlre étaient attachées à un fil, les particules d'oxygène étant attachées à un autre fil, chaque fil devrait être soumis à une tension, dans une direction opposée à celle de l'autre, de 2.936 cwt. (147.830 kilogrammes) pour effectuer une décomposition de l'eau avec une vitesse d'un milligramme par seconde. » — « Et, ajoute Stallo, on considérant les équivalents d'énergie chimique en termes d'unités de chaleur, on a trouvé que la combinaison d'un gramme d'hydrogène avec 33,3 gr. de chlore, pour former 36,5 gr. d'acide chlorhydrique, est accompagnée du dégagement d'une quantité de chaleur capable d'élever d'un degré la température de 24 kilogrammes d'eau; donc, comme la chaleur requise pour élever d'un degré la température d'un

{{) Cités par Stallo, op. cit., p. 213, d'après Pof/g, Ann.y vol. XCIX, p. 21.

kilogramme d'eau est mécaniquement équivalente h 425 kilogrammètres, la formation de 36,5 gr. d'acide chlorhydrique donne naissance aune force par laquelle un poids de 10.000 kilogrammes pourrait être levé à la hauteur d'un mètre en une seconde. »

Ces indications suffisent pour nous montrer quelle vitesse prodigieuse devraient avoir des masses infiniment petites pour que leur force vive pût rendre compte do l'énergie chimique que leur attribue Texpérience. En nous portant si loin dans Tinimaginable, le mécanisme atomistique, incapable d'ailleurs de donner au problème de Tindividualisation des atomes une solution quelconque, nous fait payer trop cher la clarté de ses théorèmes, et tomberait dans la chimère, s'il était autre chose qu'une hypothèse féconde et qu'un produit de l'entendement.