CHAPITRE X

Chimie.

Les découvertes qui ont le plus accéléré les progrès de la chimie depuis la fin dû xviii* siècle sont : 1° celle des phénomènes de la chaleur latente; 2° celle de la loi qui préside aux proportions selon lesquelles les corps peuvent se combiner ; 3^ celle des effets chimiques de l'électricité.

Nous avons déjà parlé, en traitant des corps impondérables, de la chaleur latente : cette dis* parition subite de chaleur, qui survient lorsqu'un corps se fond ou se vaporise, avait été signalée par Black. Le Suédois Wilke s'est distingué en étàdiant les phénomènes de chaleur ou de froid

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produits par les combinaisons chimiques. A cette découverte de la chaleur latente se rattache la théorie des vapeurs, qui a eu des conséquences si importantes pour 1 industrie et le commerce du monde. On s'aperçut que la pression était un des moyens d'arrêter la vaporisation, et de modifier, quand elle était absolue, la plupart des effets de la chaleur. M. Jacques Hall, d'Edimbourg, appliquant Tun des premiers la belle doctrine de BerthoUet et de M. Gay-Lussac sur la dilatabilité des corps par la chaleur, constata la différence de forme et de consistance que prenaient les corps soumis à un feu violent.

M. Dalton, examinant les effets exercés par chaque degré de chaleur, essaya de déterminer la force élastique de la vapeur d'eau. Ces expériences, perfectionnées par d'autres chimis tes, ont fait reconnaître que l'eau soumise à la température de TébuUition occupait un espace dix-sept cents fois plus grand en se vaporisant qu'en restant liquide. Cette puissance énorme de la vapeur a suggéré l'idée de l'employer comme force motrice dans les appareils mécaniques.

L'Académie des Sciences a publié en 1829 un grand travail que le Gouvernement avait demandé à cette illustre compagnie ; ce travail est une table des forces élastiques de la vapeur. Les expériences délicates et périlleuses que réclamait la r echerche deces formules sontdues à MM. Arago et Dulong.

MM. Dalton et Gay-Lussac ont prouvé l'erreur dans laquelle étaient tombés plusieurs chimistes allemands qui attribuaient l'évaporation de Teau à l'action dissolvante de l'air; leurs belles expériences ont montré que la puisiance du calori-

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Ïue, en forçant les molécules liquides à changer 'état , et en les éloignant les unes des autres, était la seule cause à laquelle pût être rapportée la formation des vapeurs. M. Dalton a reconnu que lorsque les divers liquides étaient mis énébullition,la force élastique des vapeurs qu^ils produisaient était parfaitement égale. Les chimistes ont voulu s'assurer si les corps solides eux-mêmes étaient susceptibles de se vaporiser. M. Biot a reconnu que Teau gelée continuait encore à s'éva- J)orer; il a pu calculer la force de tension que eonservaitla glace à plus de vingt degrés au-dessous de zéro.

A |côté jdes expériences qui vaporisent les li» quides, nous devons placer celles qui ont été faites en sens inverse, c'est-à-dire dans le but de liquéfier les gaz. MM. Faraday et Davy sont parvenus à comprimer et à refroidir un certain nombre de gaz, jusqu'au point de les rendre liquides. L'acide carbonique, l'ammoniaque, lliydrogène sulfuré, considérés jusque-là comme fluides aériformes permanents, ont subi entre leurs mains cette métamorphose.D'ailleurspour les ramener àleur état primitif, il suffit d'une chaleur bien légère : quelquesdegrés de plus dans la température peuvent, en les convertissant de nouveau en gaz, produire le même effet que l'énorme chaleur employée à vaporiser l'eau. Il n'est donc pas impossible d'appliquer ces gaz liquéfiés au même usage que la vapeur d'eau dans les machines locomotives. Si le problème est résolu, on obtiendrait, avec une immense économie, un nouvel agent mécanique dont la puissance est incalculable. L'imagination s'arrête presque éperdue devant les prodiges que permettrait d'accomplir le magique emploi d'une force si peu dispendieuse;

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Ces expériences ont permis de regarder tous les gazy quels qu^ils soient, comme de simples liquides retenus à Fétat de vapeur par la chaleur. Comme les solides eux-mêmes se compriment ou se dilatent suivant la température à laquelle on les soumet, il est permis d'induire de ces faits divers que c'est la chaleur seule qui tient les molécules de tous les corps à une certaine distance les unes des autres , qui leur communique leur force élastique, et qui oppose un contre-poids à leur attraction mutuelle.

La chimie a donc recours , tantôt à la chaleur

{>our soustraire les molécules élémentaires à la oi d'attraction, et tantôt au froid et à la pression pour rapprocher davantage ces mêmes molécules et les rendre plus susceptibles de s'attirer. C'est ainsi qu'elle change les combinaisons des corps, et parvient à séparer ce qui était uni , à joindre ce qui était divisé.

Mais cette science, ambitieuse de pénétrer jusque dans les derniers secrets de la composition intime des corps, ne s'est pas contentée de reconnaître ceux qui étaient composes et ceux qui étaient simples : elle a cherché les lois qui présidaient , dans l'union des substances , à 1 arrangement et à la proportion deleurs molécules mélangées. Cette étude a produit la théorie atomique.

M. Gay-Lussac avait généralisé pour tous les corps une loi entrevue par Richter et M. Dalton, savoir : que le rapport qui existe entre les pesanteurs de deuxsubstances combinées ensemble subsiste dans toutes les combinaisons que cellesci peuvent former avec toute autre substance.

Ce principe, que Berthollet avait combattu, et

3ui veut que deux substances s'unissent toujours 'après des proportions fixes , fut mis hors de

2o4 Uvue quatrième.

doute par le docteur Wollaston. Ses expériences démontrèrent définitiven^ent, non seulement la fixité des proportions dans lesquelles s'opère la combinaison des substances , mais encore la possibilité d'évaluer en nombres entiers les quantités respectives des substances successivement unies dans plusieurs combinaisons ; c'està-dire qu'en évaluant les variations de quantités fournies par les substances dans chaque combinaison nouvelle , ces variations étaient toujours exprimées par des nombres entiers, multiples ou sous-multiples de la quantité primitive. Une telle observation permettait de croire que les corps sont composés de parties élémentaires permanentes, qui se multiplient exactement sans jamais s^ fractionner. Dans les calculs que la science avait à faire, il était donc tout naturel qu'elle représentât par le chiffre i cet atome simple qu'elle devine sans l'atteindre.

Ainsi, vous proposez-vous de mélanger deux substances? si vous trouvez d abord que leurs poids respectifs ne soient pas dans une certaine proportion déterminée , tenez d'avance pour chose assurée que la combinaison n'aura pas lieu, et qu'une partie quelconque de l'un ou de l'autre corps restera en-dehors de l'union. Une liste des proportions fixes de pesanteur dans lesquelles chaque corps peut s'unir avec un autre a été dressé avec autant d'exactitude et d'étendue que le permettait le nombre des expériences déjà faites. Une telle liste, si elle était complète , permettrait de déterminer immédiatement l'exacte proportion des ingrédients de tous les composés naturels.

M. Berzelius a essayé d'établir la loi d'après laquelle les parpcules indécomposables se groupent

SCIENCE DE LA MATURE. aoS

dans la composition des diverses substances, deux à deux, trois à trois , etc. Après avoir essayé de trouver le mode d^agrégation des particules élémentaires des coi'ps, lorsqu'elles sont arrivées à une combinaison fixe, M. Berzélius a déterminé la pesanteur relative des atomes de chaque espèce , en prenant pour point de départ 1 atome d'oxygène dont il représente le poids par i ou 100 {a), MM. Dumas et Stas ont rectifié quelques erreurs qui s'étaient glissées dans ces évaluations : ils ont montré que dans la production de lacide carbonique, par exemple, Foxygène et le carbone s unissent dans le rapport de 800 à 3oo, et non, comme l'admet M. Berzélius , dans celui de 800 à 3o6.

La nomenclature chimique établie par Lavoisier avait divisé tous les corps simples en deux classes, savoir: celle des corps comburents, et celle des corps combustibles. Les corps composés avaient également été divisés en trois classes: la première , comprenant les composés binaires ni oxides ni acides ; la seconde les composés binaires oxides non-métalliques, métalliques, terreux et alcalins, et la troisième les composés ternaires et quaternaires ou les sels.

Mais depuis que cette nomenclature, devenue à peu près universelle, a été établie , les progrès de la chimie ont modifié les idées reçues touchant la composition d'un aussi grand nombre de corps. Des substances que l'on jugeait simples se sont trouvées composées ; d'autres corps se sont fait remarquer par la fixité des proportions dans lesquels ils se combinent.

M. Berzélius a donc proposé une nouvelle no-

(a) Th^orlts dà$ proportions, diimiques par Benéliiis.

la

2q6 livre quatrième.

menclatore, qu'il a fondé e sur les principes mêmes de Faction chimique, je veux dire sur les causes auxquelles il attribue le rapprochement des atomes. Cette force d'attraction particulière qui unit les molécules des corps composés est nommée affinité.

Pendant longtemps la doctrine des affinités demeura entourée de nuages. Geoffroy et Bergman sont les premiers qui aient dressé des tables d'afQnités, mais ils ne rendaient point compte d'une foule de phénomènes importants. Berthollet chercha à dissiper le vague qui régnait dans cette partie de la science : il s'appliqua à découvrir les conditions nécessaires pour que, dans la combinaison des substances, les propriétés primitives de chacune d'elles se trouvassent plus ou moins masquées par l'effet du mélange; il ne vit dans l'affinité qu'une tendance générale d'un corps à s'unir avec d'autres, tendance mesurée par la quantité de substance qu'il peut saisir en eux, et dont il est saturé jusqu'au point de disparsdtre lui-même, soit entièrement, soit en partie.

Les expériences faites sur certaines propriétés électriques de la pile de Volta par Ritter en Allemagne, et par MJVI. Hisinger et Berzélius en Suède, conduisirent Davy à introduire une nouvelle doctrine sur l'affinité chimique. Il résultait de ces expériences que, sous l'action de la pile, les éléments qui, dans les corps, sont électrisés d'une manière invariable sont isolés et divisés selon le caractère spécial de leur état électrique. Davy en conclut que l'affinité chimique devait dépendre uniquement de l'état électrique des corps : il établit donc que la tendance des molécules à se combiner ensemble n'était autre chose

SCIENCE DE LA NATURE. ao)

que cette propriété qu'a l'électricité de se diviser en deux fluides, l'un positifs l'autre négatif. On sait que les molécules ne s'attirent que lorsqu'elles sont électrisées en sens contraire, c'està-dire les unes positivement et les autres négative" ment, Davy proclama donc l'affinité chimique, Ténergie des poui^oirs électriques opposés [a).

Cette belle décoaverle a été la base de la nouvelle classification chimique proposée par M. Berzélins*. Il partage les substances en électro-négatives et électro-positives : dans la première classe il range loxy gène, les acides et les corps qui, agissant comme ceux-ci, vont se dégager vers le pôle positif de la pile, et sont par conséquent électrisés négativement, puisque c'est le pôle négatif qui les repousse; dans la seconde classe il range l'hydrogène, les alcalis, et les bases salifiables qui sont repoussées par le pôle positif de la pile.

La découverte de Davy sur les effets chimiques de l'électricité , dont nous avons men- *tionné plus haut les conclusions relativement à l'affinité, le conduisit à d'autres observations non moins importantes. Il trouva d'abord la nature métallique des alcalis fixes ; ensuite il opéra une autre révolution dans la chimie, en détruisant Id généralité du principe que Lavoisier avait établi en faveur de l'oxygène , proclamé par lui et par tous les chimistes français et européens comme le seul agent de la combustion, et comme le principe général de Tacidité.

Il découvrit d'abord que l'hydrogène possédait, comme l'oxygène, le pouvoir de produire des acides, c'est-à-dire de s'allier avec des corps

(a) Soc. roy. de Lond.> 20 novembre 1 8o6« Philos, trans.^ vol. XCVH, p. 1807.

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simples qui acquièrent, par Feffet de ce mélange, la propriété de rougir la couleur bleue du tournesol. Bientôt il trouva un nouveau gaz, auquel on a donné le nom de chlore^ et qui était un agent de combustion à l'égal de l'oxygène \a) : dès-lors la théorie hardie qu'il avait proclamée fut victorieuse. Ce qui acheva de la faire recevoir par le monde savant fut la découverte de deux nouvelles substances non inférieures à l'oxygène dans le pouvoir de produire la combustion : la première de ces substances est Yiode , trouvée par M. Courtois; la seconde, lefluory déjà connu sous le nom d'acide fluorique, dont la propriété comburente fut indiquée par M. Ampère et démontrée de nouveau par Davy.

M. Berzélius explique par sa doctrine électrochimique, cette découverte de Davy : regardant la combinaison des substances comme une neutralisation mutuelle, produite par les deux électricités opposées, il attribue, dans les corps où il entre de l'oxygène, le caractère éîectro-chimique» au radical, et non à l'oxygène. Selon cette doctrine, la chaleur et l'ignition produites par la combinaison chimique sont exactement de même nature que celles qui produisent l'éclair et la commotion électrique (i).

En suivant le progrès des études de Tillnstre Davy, on voit qu'il s'est demandé si rhydrogônc ne serait pas le principe de la métallisation, et si les oxides ne se réduiraient pas à des combinaisons des bases avec l'eau.

Il nous serait impossible d'exposer en détail les

(a) Soc.roy. de Lond-, i5 novembre 1810. Philos, trans., vol. CI, p. I .

(6) Influence chimique de Vélectriaté, par Berzélius.

progrès de la chimie relativement à la décomposition des substances, et à leurs propriétés à regard les unes des autres. 11 nous suffira de dire que la découverte la plus importante qui ait été feite récemment est celle des propriétés de la terre qui compose Técorce solide de notre planète : on Va reconnue formée d'un certain nombre de subtances diverses qu'on regarde comme de vrais oxides métalliques; c'est la reconnaissance encore peu avancée de ces métaux terreux qui fixe lattention des chimistes et qui deviendra sans doute Tobjet de nouvelles découvertes non moins importantes que celles que nous avons signalées.

Le nombre des corps simples, parmi lesquels ne sont pas compris les quatre agents impondérables, s élève aujourd'hui à cinquante-cinq.

La chimie n'a pas fait moins de progrès dans letude de l'organisation des végétaux et des animaux que dans celle des propriétés des substances inorganiques. En entrant dans Fexamen des corps vivants, la chimie ne trouve plus cette composition constante et homogène des molécules, ni ce repos invariable qu'elles conservent dans les minéraux : là, elles sont dans un flux et reflux perpétuel; elles se renouvellent sans cesse; et il n'y a de constance que dans la puissance qui les contraint au mouvement.

Scbeele et Saussure se sont livrés à d'utiles ex* péri en ces touchant la formation, la nutrition et l'accroissement des végétaux. On a découvert l'importante particf^tion du fluide électrique dans l'acte de la germination. Davy a constaté par l'expérience qu'une graine poussait plus vite dans un champ arrosé d'une eau électrisée positivement : ce fait singulier s'explique par l'affi*

nité que 1^ terre, qui est toujours à l'état d'électricité négative, doit avoir pour les molécules liquides douées de réiectricité contraire. On a approfondi également Tinfluence de la lumière sur la végétation, et lavidité avec laquelle les plantes placées dans Tombre s'allongent et se dirigent vers les points d'où le jour peut pénétrer. L'examen des cendres fournies par les végétaux a donné le moyen de vérifier les éléments qu'elles absorbent et les liquides qu'elles aspirent : de là on a tiré les moyens d'améliorer le sol par les engrais.

MM. Gay-Lussac et Thénard ont trouvé les végétaux formés presque toujours des quatre subsûmces suivantes: l'oxygène, le carbone, l'hydrogè6e et l'azote. Ils ont reconnu que les végétaux avaient stH'toist besoin d'eau et d'acide carbonique pour se nourrir. Les expériences dePriestley et d'Ingenbous avaient déjà montré que la lumière fait exhaler aux plantes leur oxygène surabondant , ce qui explique comment elles purifient l'air pendant le jour. M. Boussingault a mis hors de doute les emprunts que les plantes font à Fatmosphère. Mais il était réservé à M. Dumas de soulever quelques-uns des voiles qui couvrent le mystère de l'organisation végétale et animale, il nous a montré l'atmosphère comme l'immense réservoir où le règne végétal puise les éléments qu'il façonne et qu'il rend propres à la vie des animaux : « Tout ce que l'air donne aux plantes, « les plantes le cèdent aux animaux, les animaux » le rendent à l'air; cercle éternel dans lequel » la vie s'agite et se manifeste, mais où la matière « ne fait que changer de place, {a) »

(a) Essai de statistique dûmique des êtres organisés, par M. Dumas.

SCIENCE DE LÀ NATURE. an

Les progrès récents de la chimie végétale consistent principalement dans l'extraction des qualités médicamenteuses et vénéneuses des végétaux. Ces nouvelles substances, dues aux procédés chimiques, sont nommées alcalis végétaux; elles contiennent sous un très petit volume toute la vertu médicale des plantes d'où elles sont tirées : elles sont aujourd'hui au nombre de dix-neuf. Les plus célèbres sont la morphine et la quinine : Tune, découverte dans Fopium par M. Sertuerner, et l'autre trouvée dans le quinquina par MM. Pelletier et Caventou.

Nous dirons peu de chose de la chimie animale, parce que ce serait empiéter sur le domaine de la physiologie. Le propre de l'animalisation est de recomposer de l'eau et de l'acide carbonique, comme le propre de la végétation est d'en décomposer. Le caractère immédiat de la substance animale est lazote. M. Chevreul s'est appliqué * surtout à la décomposition des corps gras que donne l'analyse des substances animales. La plupart des chimistes modernes se sont livrés à la recherche des acides animaux. Le plus célèbre de ces acides a été découvert par Scheele et analysé par M. Gay-Lussac : c'est l'acide prussique ou plutôt hyarocyanique^ dont une seule goutte mjectée dans la veine jugulaire tue uq animal comme s'il eût été frappé de la foudre.

L'analyse des sécrétions animales a beaucoup occupé les chimistes modernes ; on peut consulter à cet égard les travaux de MM. Lassaigne, Wollaston, Marcel, Braconnot, Berzélius, etc.