Un atome de sucre, x alcool H- i acide carbonique

>J..\ CIIAI'ITRF. VI.

« Lki;0\ 17. — LkS KhKMK.NTS (IIIMIQIES.

» Le S jet des deux leçons précédentes ('), les éléments chimiques et leurs combinaisons, est sutlisamment nouveau et. imponant pour motiver un petit exposé historique sur l'évolution de la pensée et des expériences ((ui m'ont conduit aux conclusions qui vont être précisées.

)) M'étant applicjué pendant lonotemps aux observations météorologiciues, et ayant longuement réfléchi à la nature et à la constitution de l'atmosphère, j'ai été souvent frappé du fait qu'une atmosphère composée ou un mélange de deux ou plusieurs fluides élasticjues puisse constituer une masse apparemment homogène et assimilable, par toutes ses relations mécaniques, à une atmosphère simple.

» Dans la .23^ prop. du Livre II de ses Principes, Newton a démontré clairement ciu'un fluide élasticjue est formé de petites particules de matière ou atomes qui se repoussent mutuellement avec une for e qui s'accroît à iTiesure que leur distance diminue. Mais les recherches modernes ont établi que l'atmosphère contient au moins trois fluides élastic[ues de poids spécifique différent, et je ne m'expliquais pas comment la proposiliou de Newton pouvait s'appliquer à un cas dont il ne ])ouvait avoir aucune idée.

» Le D^ Priestley rencouiraiL la même dilliculté en découvrant la nature com])osée de l'atmosphère. Il ne pouvait concevoir [tourcpioi l'oxygène d'un poids spécifique plus élevé ne formait ])as une couche distincte au bas de l'atmosphère, et le gaz azoiique une autre c()U(;he au haut. Quelques chimistes du continent, notamnicul dfs l'raucais. oui cru trouNcr une sohriiou à cette (lifTicidié. (,('. serait l'ailinité chimi(pie. Lu gaz tiendrait l'autre vu sohiiioii; ci. à son tour, ce composé dissoiuh'aii l'eau; de là. l'éva])i>iai KHI. la [iluic. etc. Lette opinion coiu'ci'naul \i\ sohri.Kui de l'eau dans l'an' a\aii longtemps pré\alu et lU'éparait la voie à la niiiioii (l'un gaz se dissolvant dans un autre. On objectait qne le mélange des deux gaz ne s'acconn)agnaii [)as des signes

(') Les leçons t.") cl I (> jnaiciii |m)ui' olijiM la clialcur.

distinctifs de l'action chimique; mais raffinité était très faible et d'une autre nature que celle observée dans la plupart des cas.

» Nous pouvons ajouter que,jusqueniaintenant, ou jusqu'à ces derniers temps, cette doctrine a prévalu dans les principales écoles de Chimie en Europe.

» En vue de concilier ou plutôt d'adapter cette théorie chimique de l'atmosphère à la notion newtonienne de la répulsion des atomes ou particules, je me mis en devoir de combiner mes atomes sur le papier. Je pris un atome d'eau, un d'oxygène et un d'azote, je les mis ensemble et les entourai d'une atmosphère de chaleur, comme sur le diagramme; je répétai cette opération, mais constatai bientôt que les particules d'eau formant une faible partie de l'atmosphère étaient épuisées. Ensuite je combinai un à un mes atomes d'oxygène et d'azote; mais je trouvai en temps voulu que mon oxygène faisait défaut; j'introduisis alors dans le mélange toutes les particules d'azote restantes et commençai à considérer comment l'équilibre général pourrait être obtenu.

)) Mes combinaisons triples d'eau, d'oxygène et d'azote avaient un penchant invincible, à cause de leur poids supérieur, à descendre et à gagner la place la plus basse. Le composé double d'oxygène et d'azote était disposé à prendre une situation médiane, et l'azote tendait à surnager en haut. Je remédiai à cette défectuosité en allongeant les ailes de mes particules les plus lourdes, c'est-à-dire en les entourant de plus de chaleur, de façon à les faire flotter dans n'importe quelle partie du vaisseau; mais ce changement, donnant malheureusement au mélange le poids spécifique du gaz azotique, n'était pas soutenable. En somme, je me voyais forcé d'abandonner, comme inconciliable avec les faits, l'hypothèse d'une constitution chimique.

» Il ne restait qu'un moyen : entourer de chaleur individuellement chaque particule d'eau, d'oxygène et d'azote, et faire de chacune un centre de répulsion, aussi bien à l'état de mélange qu'à l'état isolé. Cette hypothèse était entourée de dillicultés, puisque mon oxygène devait prendre la situation la plus basse, l'azote la médiane, et l'eau la plus élevée.

« En 1801, j'adhérai à une hypothèse qui effaçait toutes ces difficultés. Un atome repousserait les atomes semblables, mais seulement les semblables. Quelle que soit la densité des gaz, cette hypothèse prévoit leur diffusion l'un dans l'autre, et concilie les mélanges gazeux, quels qu'ils soient, avec le théorème de Newton. Dans un mélange gazeux de deux ou plusieurs gaz, chaque atome est un centre de répulsion pour ceux de même nature, mais non pour ceux d'une autre nature. Tous les gaz unissent leurs efforts pour résister à la pression de l'atmosphère ou à toute autre qu'on pourrait leur faire subir.

» Malgré la beauté de ses applications, cette hypothèse souffrait quelques critiques.

» Nous devions supposer que la nature du pouvoir de répulsion varie avec chaque gaz, et que ce pouvoir de répulsion n'est pas dans chacun des cas la chaleur; toutes assertions peu probables. D'autre part, il résultait d'unejsérie d'expériences, que j'avais publiées dans les Manchester Memoirs, que la diffusion d'un gaz dans un autre est un phénomène lent et nous apparaît comme le résultat d'un effort considérable.

» En considérant à nouveau le sujet, je m'aperçus que je ne m'étais jamais inquiété de l'influence des différences existant entre les dimensions de particules de fluides élastiques. J'entendais par dimension la particule solide au centre avec l'atmosphère de chaleur qui l'entoure. Si, par exemple, dans un volume d'air, il n'y a pas exactement le même nombre d'atomes d'oxygène que d'azote dans un même volume, c'est que les dimensions des particules d'oxygène sont différentes de celles de l'azote. D'autre part, si les dimensions sont différentes, et que le pouvoir répulsif soit la chaleur, aucun équilibre ne peut s'établir contre les particules de dimensions différentes exerçant une pression les unes sur les autres.

» Cette idée me vint en i8o3 (^), j'avais souvent trouvé que les dimensions des particules de fluides élastiques doivent être différentes. Un volume de gaz azotique et un d'oxygène, unis

(') Et non à la date de i8o5 connue le texte de Dalton l'indique ici par cireur.

chimiquement, devraient produire deux volumes de o-az nitreux, et ces deux volumes ne devraient pas avoir plus d'atomes de gaz nitreux qu'un volume ne contenait d'atomes d'azote ou d'oxygène. Il s'ensuit que les gaz différents ont des atomes de dimensions différentes ; ainsi nous apparaît la raison de la diffusion d'un gaz à travers un autre, sans que nous devions invoquer un autre pouvoir répulsif que celui de la chaleur.

» Telles sont les vues que j'ai actuellement sur la constitution des mélanges de fluides élastiques.

» Le fait de la différence de dimensions des particules de fluides élastiques dans des conditions semblables de température et de pression étant établi, le problème se pose de déterminer les dimensions, les poids, et en même temps le nombre relatif des atomes dans un volume donné... »

Il sera curieux de voir comment, des brumes de la spéculation, va sortir peu à peu le fait si clair et si précis de la proportion chimique, qui n'est pas autre chose que l'œuvre de Dalton.

Et tout d'abord, le grand savant anglais n'a pas, à l'origine de ses recherches, connu les travaux de Richter. Cependant cette affirmation, qui nous paraît ressortir d'une manière si nette du caractère de son œuvre, ne peut être admise sans discussion. Elle souffre de contradictions, comme les autres points que nous aurons à examiner, et ces contradictions sont trop souvent dues aux idées qu'ont émises les biographes contemporains de Dalton, ou lui-même à la fm de sa vie. A la suite des spécialistes qui se sont occupés de l'étude du savant anglais, nous chercherons à rétablir le développement logique des idées et des faits.

Deux citations de Henry (i) donneraient à croire que ce sont les idées de Richter qui auraient fait germer celles de Dalton. Elles sont le résumé de conversations avec celui-ci. La première date du i3 février i83o :

« M. Dalton a demeuré trente-six ans (^) à Manchester.

(^) Henry, Life of Dalton. (^) Quarante et un.

■i>8 CHAPITIIE VI.

Son traité de Météorolo<iie était fait, mais non publié, lorsqu'il vint s'y établir. Aux pages 182 et suivantes de ce Volume, il expose des idées svir l'existence indépendante de la vapeur d'eau dans l'air atmosphérique. A cette époque, l'opinion d'une combinaison chimique était généralement admise. Ces vues furent les premiers germes de sa théorie atomique, car il était nécessairement amené à considérer les gaz comme formés d'atomes indépendants. 11 me confirma les indications cpi'il m'avait données antérieurement, et au sujet de ses spéculations conduisant à la théorie des multiples simples, et au sujet de l'influence des tables de Richter pour provoquer ces vues (^) ». La seconde citation de Henry est datée du 5 février 182^ : « Les spéculations qui donnèrent naissance à la théorie atomique ont été suggérées à M. Dalton par les expériences de Richter sur les sels neutres. Ce chimiste établit la quantité d'une base, la potasse par exemple, nécessaire pour satvu'cr 100 d'acide sulfurique. Il détermine ensuite les c{uantités des différents acides nécessaires pour saturer la même quantité de potasse. De même, il fixe les quantités des difïérentes bases correspondant à 100 d'acide sulfurique ; il est évident que celles-ci sont équivalentes aux quantités des différents acides déterminées antérieurement. Sur ces principes, on dressait une table donnant les proportions des acides et des bases susceptibles de constituer par leur union des sels neutres. M. Dalton fut immédiatement frappé par cette idée cjue, si ces combinaisons salines sont constituées par un atome d'acide et un atome d'alcali, les chiffres de la table expriment les poids relatifs des atomes élémentaires. Ces vues furent confirmées et étendues par une nouvelle découverte de Proust; il maintint que les coml)inaisons de fer <;t d'oxygène sont strictement définies; en d'autres termes, que 100 poids de fer se combinent, soit à 28,

(') ]*cj)ro(liii( |>iii' Koscoc cl llardcn (.1 nesy çiav of Londros, Mac-

milian, iS()('), ]>. 7) d apirs Jlciiry [Life oj Dalton, p. 69.-63). Voici le texte ori<iinal de la dernière phrase, ear nous craignons ne lui avoir pas donné toule la précision désirable: « Coiilinncd llie aecount he before gave me of the origin of bis spéculations, leadiiig ol' Ibe doctrine of simple niulliples, an<l of tbe infhieiiee of Jlicblei's lid)le in cxciling thèse views, »

soit à 32 parties d'oxygène, mais pas avec une quantité intermédiaire. Cependant, il n'a pas découvert l'existence des proportions multiples. C'est M. Dalton qui a le premier développé cette loi; celle-ci a contriljué pour une grande part à établir sa théorie des proportions atomi([ues. »

^son sans souligner les contradictions qui peuvent se remarquer entre divers passages de ces deux citations, laissons Henry ajouter (^) :

<' Mon opinion est que, durant trois années (i8o:ï-i8o4), pendant lesquelles il posait les bases de la théorie atomique, Dalton a réfléchi n:iûrement et longuement à tous les phénomènes à lui connus de la combinaison chimique, et touchant tant à ses recherches qu'à celles d'autres ; il a réuni dans une vue d"enseml)le plus significative de profondeur à ses yeux ([u'aux yeux de ses prédécesseurs, non seulement les lois des proportions constantes et réciproques, mais encore sa propre loi des proportions multiples, ainsi que ses recherches sur la chimie des gaz. En conversant 20 ans après sur les travaux passés, Dalton lui-même a pu faire erreur en rappelant l'origine historique de sa grande découverte. Au contraire, les indication cprii a données au D^ Thomson en i8o4, alors qu'il était dans la fièvre de la recherche, sont vraisemblablement plus exactes, spécialement lorsqu'elles accusent la vraie tendance de toutes ses recherches antérieures. 11 est d'ailleurs du simple devoir de tout historien consciencieux de produire fidèlement tous les documents en sa possession. «

Et Henry ajoute (^) encore :

« Dalton n'eut seulement connaissance des écrits de Ricliter qu'après ses expériences sur les carbures d'hydrogène et autres gaz; ces écrits ont plutôt confirmé la théorie atomique que provoqué son éclosion; cette manière de voir est appuyée par les paroles significatives du D^ Thomson : <( Je ne sais pas cjuand » il adopta ces notions, mais il les avait adoptées déjà en i8o4, » alors que je lui rendis visite à Manchester; à ce moment,

(') D'après Roscoe et Hardcn [A new view. . ., p. B). (2) Ibid., p. 8.

23o CHAPITRE VI.

« M. Dalton, aussi bien que moi, ignorions ce que Richter avait « fait dans cette voie. »

A l'exemple des auteurs qui nous servent de guide dans cette étude, nous ajouterons foi de préférence à cette dernière citation. Nous allons en effet nous attacher à résumer leur thèse, que l'œuvre de Dalton est essentiellement originale, qu'elle a sa source dans une conception philosophique qui n'appartient qu'à lui, et qu'elle ne dérive même pas d'expériences faites par lui-même. Ainsi que nous allons le voir, l'expérience n'a fait que suivre la conception.

Mais, pour nous guider dans cette discussion, citons d'abord les dates de l'éclosion des différents Mémoires de Dalton.

Le 21 octobre i8o3, il communique verbalement à la Société philosophique de Manchester un Mémoire Sur Vahsorption des gaz par Veau et (Tautres liquides. Ce travail, qui ne parut dans les Manchester Memoirs qu'en novembre i8o5, constitue le premier document sur la théorie atomique. Il conclut en ces termes (^) :

« La principale dilliculté tenant à l'hypothèse mécanique vient de ce que différents gaz observent différentes lois. Pourquoi l'eau ne se laisse-t-elle pas pénétrer par un volume toujours le même de différents gaz ? J'ai soumis cette question à un examen attentif, et bien que je ne sois pas encore complètement satisfait, je suis intimement convaincu que cette circonstance dépend du poids et du nombre des particules ultimes des différents gaz : ceux dont les particules sont les plus légères et simples étant les moins absorbables, les autres s'absorbant plus suivant l'accroissement de leur poids et de leur complexité. A mon sens, les recherches sur les poids relatifs des particules ultimes des corps sont un sujet tout à fait nouveau, et je les ai récemment poursuivies avec un succès inespéré. Il m'est impossible d'entrer ici dans la discussion des principes; je me contenterai de mentionner les résultats qui semblent établis par mes expériences. »

{') D'après Iloscoe el Hardcii, A new view..., p. I.

Table des poids rehilifs des particules ultimes des gnz et autres corps.

Hydrogène i

Azote i,2

Carbone 4i3

Ammoniac 5,2

Oxygène 5,5

Eau 6,1

Phosphore 7,2

Hydrogène phosphore 8,

Gaz nitreux 9,3 (^)

Élher 9,6

Oxyde de carbone gazeux 9,8

Oxyde nitreux '3)7 (*)

Soufre 1 4 , 4

Acide nitrique i5,2

Hydrogène sulfuré "5,4

Acide carbonique i5,3

Alcool i5, 1

Acide sulfureux 19,9

Acide suifurique .>-5,4

Gaz des marais 6,3

Gaz oléfiant 5,3

Un exposé de la théorie atomique fut fait par Dalton dans les cours qu'il donna à la « Royal Institution » de Londres en décembre i8o3 et janvier i8o4, ainsi qu'à Edimbourg en 1807. Mais on ne pouvait guère compter sur ces leçons, pas plus que sur les Mémoires de Manchester, pour répandre la théorie nouvelle. Ce n'est qu'en 1807 que le grand public en eut connaissance par le court exposé qu'en donna Thomas Thomson dans la troisième édition de son System of Chemisty (^). Enfin Dalton lui-même, dans son New System of chemical Philosophy, n'exposa la question qu'en 1808; nous avons reproduit plus haut ce passage de son œuvre formant le troisième Chapitre de la première Partie. Dans la seconde Partie du même Ouvrage,

(^) Lisez 9,7.

(^) Lisez 13,9.

(3) Vol. III, p. 424-451.

le savant anglais donna une « Nouvelle table des poids relatifs des atomes » (^). Cette seconde partie fut publiée en 1810, la troisième en 1827.

On s'étonnera peut-être qu'une œuvre si capitale pour l'histoire de la Chimie ait paru sous cette forme, que le savant dont elle émanait, bien loin de prétendre à devenir officiel et à jouer dans son pays le rôle qui lui i^evenait à si juste titre, ait poussé le désintéressement jusqu'à laisser exposer par d'autres ses découvertes. Mais, par contre, on ne sera pas surpris que l'histoire de leur évolution ait donné lieu à des controverses.

Longtemps on avait admis que la découverte de Dalton était basée sur le fait expérimental des rapports de poids constatés dans les carbures d'hydrogène (gaz des marais et gaz oléfiant) et dans les oxydes de l'azote. La théorie aurait eu vine origine tout expéiumentale. Il n'en est rien, cependant, et malgré quelques arguments qui, à les examiner superficiellement, paraissent militer en faveur de la thèse ancienne, il semi)le démontré que la conception de Dalton est simplement a priori.

Au inois d'août i8o4, Thomson avait passé un jour ou deux avec Dalton, pour lui parler de la nouvelle théorie qu'il devait exposer dans son System of Chemisty. Il nous dit dans son History of Chemisty, Vol. II, ]>. 291 :

« M. Dalton m'apprit que la théorie atomique lui apparut d'abord ])endant ses recherches sur le gaz oléliant et le gaz des marais, alors inq>arfaitemeut connus, et dont la constitution fut pour la première fois établie solidement par Dalton luimême. Ses expériences montraient clairement que tous deux sont exclusivement formés de carbone et d'hydrogène. Il trouvait de plus ([ue si )U)us rapportons la composition des deux gaz à la même quantité de carbone, le gaz des marais contient exactement deux fois autant d'hydrogène que le gaz oléliant. Il était ainsi amené à exprimer en nombres les rapports des constituants, et à considérer le gaz oléliant comme formé d'un atome de carbone et un atome d'hydrogène, l'hydrogène carboné comnie contenant, po.r un atome de carbone, deux

(') ]\ew sysit'in, clc, t. 11, p. SOo.

atomes d'hydrogène. Cette conception était appliquée à l'oxyde de carbone, à l'eau, à l'aninioniaque, etc., et aux nombres représentant les poids atomi([ues de l'oxygène, de l'azote, etc., et déduits des meilleures déterniiiiations analytiques. ;

Quelque significative que puisse paraître cette citation, au premier abord, il faut bien se résoudre à la considérer comme non avenue. La théorie atomique n'a pas pour origine l'analyse des deux carbures gazeux : c'est Dalton lui-même qui nous le dit :

'<■ La connaissance de la constitution du gaz des marais ne paraît avoir été connue exactement avant l'introduction et l'application de la théorie atonii([ue à ce genre de recherches. ('/est dans l'été de i8o4 <^[ue je recueillis à des époques et dans des endroits différents le gaz inflammable des marais... (^). »

D'ailleurs Henry (") a fait remarquer ([ue Th. Thomson s'est contredit lui-même plus tard. ^ oici comment s'exprime le biographe de Dalton :

« Dans une Note biographique sur Dalton présentée à la Société philosophicjue de Glascow le 5 novembre i845, le D^" Thomson donne le même récit; mais dans sa Notice sur Wollaston en novembre i85o, il dit: «M. Dalton a fondé sa )) théorie sur l'analyse des deux gaz, le protoxyde et le deur. toxyde d'azote... Il considérait le premier comme formé d'un » atome d'azote et d'un atome d'oxygène, et le second d'un » atome d'azote et deux atomes d'oxygène (•'). »

Dalton n'a jamais expérimenté sur le protoxyde et le deutoxyde d'azote ('). L'opinion de Thomson sur ce point n'a aucun

(^) New SysteDi, t. I, p. jl i.

(^) Life of Dalton, p. 80 (d'après Roscoc et Harden, p. 5).

(•^) Henry ajoute à cette citation : « Il n'est pas douteux que le premier exposé est plus exact. Dalton n'a jamais regardé l'oxyde nitreux comme un « composé binaire » mais comme formé de deux atomes d'azote et un d'oxygène, le gaz nitreux comme contenant un atome de chacun. Voir les Tables successives des poids atomiques et ses lettres au D"" Davibeny. » (Alomic Tlieonj, p. 477-)

L'opinion que profère ici Henry, en se ralliant à la manière de voir primitive de Tbomson, ne peut infirmer les preuves qui existent contre elle : la théorie atomique n'a pas sa source dans l'analyse des carbures.

(*) RoscoE et Harden, p. 38.

fondement, et elle suffirait à mettre en doute sa thèse première sur l'influence des carbures; celle-ci, contredite par Dalton luimême, ne résiste pas d'ailleurs à l'examen de ses notes manuscrites publiées par les soins de MM. Roscoe et Harden. En effet, les pages datant du 6 septembre i8o3 ne portent, au sujet des carbures d'hydrogène, que des indications erronées (^). Dalton y signale : un carbure ©O, et un hydrate de carbone JtL; les indications ont été ensuite biffées. Il est significatif que sur la même feuille, et même sur les feuilles précédentes, on retrouve, avec toute la netteté désirable, tous les corps simples et composés qui ont d'abord attiré l'attention du grand savant anglais.

La chose n'est donc pas douteuse : ce n'est pas sur l'analyse comparative des hydrocarbures que Dalton a basé la théorie atomique. Et comme le Mémoire Sur Vahsorption des gaz est du 21 octobre i8o3, que les analyses du gaz oléfiant et du gaz des marais s'y trouvent mentionnées, comme d'autre part, Dalton lui-même nous dit avec précision que ses expériences à ce sujet sont d'une année postérieures, il est évident que l'auteur a complété son Mémoire après son dépôt; il avait d'ailleurs toutes facilités de le faire, étant secrétaire de la Société de Manchester.

Voyons maintenant si la théorie a pour origine l'étude des oxydes de l'azote.

Les expériences de Dalton sont mentionnées dans une Note, Recherches expérimentales sur les proportions des différents gaz ou fluides élastiques constituant V atmosphère. Cette Note, présentée le 12 novembre 1802, fut publiée en i8o5 aux Manchester Memoirs (^), dans le même Volume que celui du 21 octobre i8o3. Sur Vahsorplion des gaz, où, nous nous le rappelons, fut publiée la première Table des poids atomiques. Les indications du Mémoire; sont les suivantes :

.« 12. 100 mesures d'air comiuun, mélangées à 36 de gaz

(') Page 24y di'S notes inanuscrilcs. Nous la reproduisons dans ce Volume, p. 236.

(2) Tome I, p. 249.

nitreux pur dans un tube de yj- de pouce de l'argeur sur 5 pouces de longueur, se réduisent après quelques minutes à 79 ou 80 mesures. On ne retrouve plus ni oxygène, ni gaz nitreux.

» 3. 100 mesures d'air commun sont mélangées à 72 de gaz nitreux dans un récipient large sur l'eau, de manière à faire une mince couche d'air; on agite de suite pendant un instant; on trouvera, comme précédemment, un résidu de 79 à 80 mesures de gaz azote pur.

» 4. Si dans l'expérience précédente on emploie moins de 72 mesures de gaz nitreux, le résidu contiendra du gaz oxygène; si l'on en emploie plus, on retrouvera du gaz nitreux dans le résidu. »

Et Dalton conclut : « Ces faits donnent clairement la théorie du procédé : les éléments de l'oxygène peuvent se combiner avec une certaine portion de gaz nitreux ou avec deux fois cette portion, mais pas avec une quantité intermédiaire. Dans le premier cas, il en résulte de l'acide nitrique, dans le second, de l'acide nitreux : mais les deux se formant ensemble, une partie de l'oxygène s'unissant à une de gaz nitreux, une autre partie s'unissant à deux, la quantité de gaz nitreux absorbé pourrait être variable. »

Ce résultat expérimental est donc censé avoir été acte dès novembre 1802. Si cela était prouvé, il est évident que la constatation du fait aurait, dans l'œuvre de Dalton, précédé la conception théorique. La seule date du Mémoire (novembre 1802), rapprochée de celle du précédent (octobre i8o3) où parut la première Table des poids atomiques, sulfirait à établir le fait.

Cependant nous devons admettre que le Mémoire de 1802, comme celui de i8o3, a été modifié par l'auteur, dans l'intervalle séparant sa lecture de sa publication. En effet, on trouve dans les carnets manuscrits de Dalton, entre les dates du 10 octobre et du i3 novembre i8o3, les indications suivantes :

It appears lliat 100 com. air -+- 36 nil. gas give 79 or 80 azot., and ihal 100 com. air lo 72 nit. gas, in a broad vessel, and suddenly mixed, also give

/ût-^t^-iy

^t,Ayy^ff~>

s,-*— -ifv- <£!-■■■

-y.:lf ni-/r*'^^y^'^-'^'^-' SE,

LES LOIS DE l'OinS. ÎOj

79 or 80 azot, and if 100 coin, aii- be pal lo 100 nil. ijas as above, and jnst agitated, there will be 9.4 or i') nit. gas lelï, supposing 1 or ':> per cent azot en ihe nit. gas.

L'expérience, sur la foi des carnets manuscrits, est donc d'une année postérieure à la lecture du Mémon^e ; elle s'y trouve presque littéralement transcrite. Mais, ce qui est plus significatif encore, c'est que cette même expérience est exécutée en octobre, alors que depuis plus d'un mois, toujours sur la foi des mêmes documents manuscrits, Dalton a jeté les bases de sa théorie.

C'était un mois auparavant, en effet, le 6 septembre i8o3, le jour de son « birthday », que Dalton avait tracé sur son journal les premiers symboles, qui sont à eux seuls toute la théorie atomique. A la suite de cette page historique, que nous reproduisons ci-contre, Dalton a donné la liste d'une série d'éléments et de combinaisons (page 248 de ces manuscrits), avec leur poids atomique et leur formule symbolique.

Les symboles apparaissent dans les Notes de Dalton d'une manière tout à fait soudaine. Avant cela, il ne s'était guère occupé d'expériences de Chimie pure. Il exécute des essais sur les sujets favoris de ses leçons publiques; la diffusion des gaz, leur solubilité dans l'eau, les lois de la chaleur sont les seuls objets de ses investigations.

Avant septembre i8o3, bien ([u'il n'eût certainement pas puisé dans l'expérience des documents relatifs à la loi des proportions multiples, Dalton n'avait pas été sans s'occuper de l'étude des composés oxygénés de l'azote.

A la date du 21 mars i8o3, quatre mois après le dépôt de son Mémoire de 1802, il note quelques expériences sur la solubilité du gaz nitreux dans l'eau et il ajoute : « Il est à présumer cjue 1,7 ou 2,7 de gaz nitreux peuvent se combiner à l'oxygène. » A la date du i*^^ avril i8o3, on trouve une liste d'essais avec le gaz nitreux et l'air commun. Dans presque tous, il est noté si le mélange a été fait rapidement ou lentement; les nombres montrent qu'il s'absorbe plus de gaz nitreux lorsque le mélange est fait rapidement. Et au bas de la page : « Question; l'air nitreux n'est-il pas décomposé par un mélange rapide ? »

238 CHAPITKE VI.

Ce sujet le préoccupe toujours. A la date du 4 août i8o3, il note ce qui suit :

« Il apparaît aussi que ce mélange très rapide de parties égales d'air commun et de gaz nitreux donne, soit 112, soit 120 de résidu. Par conséquent, que l'oxygène s'unit au gaz nitreux suivant 1,7 : i dans certain cas, suivant 3,4 : i dans d'autres (^). »

Cette Note, la plus précise des indications antérieures au 6 septembre i8o3, n'implique nullement qu'elle ait servi de point de départ à la théorie atomique. La question n'est pas de savoir si le fait est démonstratif, elle est de savoir si cette démonstration était de nature à s'imposer à l'esprit de Dalton. Et comment le prétendre?

La page 249 des carnets (6 septembre i8o3) que nous avons déjà signalée plus haut C^), au sujet des carbures, porte il est vrai

l'acide nitreux avec sa formule mo , mais la situation de

cette mention sur la feuille permet de croire qu'elle a été ajoutée après coup; c'est tellement probable que, dans la table du Mémoire du 21 octobre i8o3, il est question du gaz nitreux 03, de l'oxyde nitreux 00(D, de l'acide nitrique GCDQ? mais nullement de l'acide nitreux. Dans cette Table, qui résume toutes ses conceptions, Dalton aurait donc omis de mentionner précisément l'analyse qui aurait été, au dire de plusieurs, le point de départ de sa théorie.

Et si, dans l'étude des composés oxygénés de l'azote, telle qu'elle était connue à t^ctte époque, on recherche des preuves de la loi des proportions multiples, ce n'est certainement pas dans les rapports de l'acide nitreux à l'acide nitrique qu'on pourrait les trouver : les deux formules !^X^' et 000, admises

par Dalton, n'expriment nullement le résultat expérimental du 4 août i8o3. C'est bien plutôt dans les deux oxydes inférieures, le gaz nitreux et l'oxyde nitreux, ([ue l'on trouverait un argument. Mais nous avons vu que celui-ci, déjà invoqué par Thomson, n'a aucune valeur historique.

(') Roscoio vl IIarden, p. 38.

(^) P. 234, et rcprodiiilo p. 230.

LES LOIS DE poms. '^39

Pour conclure, il doit être interdit de nous baser sur les dates de la lecture des Mémoires de Dalton, car il est démontré qu'il les a modifiés dans l'intervalle des deux ou trois années qui ont séparé leur dépôt de leur publication. Au contraire, les Notes journalières nous sont un guide sûr. Elles nous apprennent que, à part quelques rares indications, qui peuvent avoir pour nous une signification, mais dont l'influence sur l'esprit de Dalton est dépourvue de toute preuve, c'est le 6 septembre i8o3 que les symboles se sont fait jour dans la pensée du fondateur de la stochiométrie.

Et remarquons bien que le symbole a désormais une signification absolument nouvelle dans la science. Il diffère radicalement des signes cabalistiques de l'alchimie. Ceux-ci n'avaient que la valeur d'un mot. Les signes de Dalton représentent un poids.

Mais ces poids, dans le début au moins, il s'est très peu occupé de les déterminer par l'expérience. A la même date du 6 septembre, il a donné la formule et le poids atomique d'une série de corps simples et composés, sur lesquels, pour la plupart, il est bien prouvé qu'il n'a jamais expérimenté.

L'expérience ne joue qu'un rôle bien secondaire dans l'oeuvre de Dalton. Ses commentateurs constatent qu'il s'occupait peu de Chimie avant i8o3; qu'il a réuni, à partir de cette époque, certaines données analytiques sur les métalloïdes et leurs composés les plus répandus; que plus tard, vers 1807, il porta ses détermination sur les sels (^). Mais dans toutes ces recherches, Dalton n'a pu sortir de la médiocrité.

Tout savant vraiment expérimentateur voit son métier se perfectionner de jour en jour. Celui de Dalton l'a conduit en 1889 à un échec devant la « Royal Society ». On imagine aisément, avec les maigres ressources dont il pouvait disposer, ce que devait être le réduit où il expérimentait, A un beau laboratoire, il a préféré son indépendance. Un expérimentateur travaille à perfectionner son œuvre; Dalton semble s'en désintéresser, et l'on raconte qu'importuné par des questions sur ses découvertes, il répondit un jour: « J'ai écrit un volume là dessus ;

(^) RoscoE et Harden, loc. cit., p. 98.

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achetez-le, il coûte 3/6. )> Et il ne semble i>uère avoir eu le soiu-i de se tenir au courant de la science de son temps. « Je porterais facilement sur mon dos, disait-il, la coll(;ction des livres que j'ai lus dans toute mon existence. "

S'il n'est pas expérimentateur, c'est ({u'on pourrait presque dire c[ue l'expérience lui est superflue. N'a-t-il pas un champ suffisamment vaste dans les données de ses prédécesseurs? Que pouvaient faire les quek[ues expériences cpi'il aurait ajoutées aux documents de son épociue, ])uisipril n'eut jamais la prétention de faire de la précision?

Mais cette idée n'est pas une hypoihèse; elle s'applicjue immédiatement à la science de son épo([ue. Il est vrai que Dalton. pour édifier son système, a besoin d'un corollaire, et il invoque la règle de plus grande simplicité .pour représenter les atomes composés. Cependant cette classification, peut-être artificielle, se greffe seidement sur le système sans compromettre sa solidité.

On a fait jiarfois un grief à Dalton de n'avoir jamais admis la loi des volumes de Gay-Lussac. Faut-il s'en étonner? Pour montrer que cette loi, si utile au piogrès de la science, était surtout doctrinale, tout au moins à son origine, il suffirait de rappeler combien ses débuts ont été pénibles. Ce scepticisme de Dalton est, si l'on veut, regrettable, mais il est conforme à la nature de son esprit. Sa conception à lui n'a rien de doctrinal; elle s'inq)ose, car elle a toute la solidité des mathématiques dont son esprit est nourri. Les objections qu'elle put soulever se retiièicul spoulaiiément. et Ton n it Davy (^), d'al)t)rd hostile, regar(l(M' bientôt le nouveau système de Philosophie chinuque comme « h' plus grand progrès de la science moderne ».

Et cet éloge, émanant de Tuu des ])lus graiuls chimistes de l'Angleterre, n'est ludlement exagéré, l'ant que l'on a admis <pie Dalton ])ai'iait de déterminations analytiques, ([u'il établissait ua ra])])oil de (^onqoosition entre le gaz des marais et le gaz défiant, enirc les aculcs iiitrcux cl uilricpics, entre les oxydes

(*) La « lîoyal Socioly » lui avait altrihiK- le prix aiinuol fondé par G('or<ics IV. Davy, dans son discours jursidcnliel, compare les services de Dalton à ceux df Jxrplcr ru Asi idiKiniii' I îo ]iovc'nd)re j|8'2G).

LIS l.ols I>1. l'OIDS. ■ 1 I

azoteux et azotique, il lu' pouNaii rire simplement que l'auteur de la loi des proportions nmlli[»les: les chimistes ne pouvaient apprécier à leur mesure les services qu'il a rendus à la science.

On a commis à son égard deux injustices : l'une dans le passé en donnant à croire qu'il au rail seulement apporté un corollaire (loi des proportions midti[)l(;s) à d(uix lois qui auraient été établies et reconnues avant lui (loi des proportions définies, loi des proportions chimi(iues); l'aulri^ dans l'avenir en considérant Berzélius comme l'inNcuteur- de nos symboles.

Cette dernière erreur saute aux yeux. Le chimiste suédois a simplement remplacé les sioju^s un peu bizarres de Dalton par des lettres: il n'y a là aucune découverte, et celle de Dalton reste entière.

(^uant à la première, nous a\'<uis déjà eu l'occasion de fau'e remarquer combien, dans le partaoe des lois de poids, on avait fait la portion congrue au père de la théorie atomique. On n'attache peut-être pas une valeur historique à l'intitulé des lois. Quoi qu'il en soit, le point de \ue que nous avons partagé, tendant à regarder l'œuvre de Daltou (-omme une idée plutôt que comme un résultat expérimental, nous paraît de nature à remettre les choses au point.

Dalton fonde une science nouvelle; sa conception ne doit nen à personne. Si Wenzel. retiq^laçant l'argent de la pierre infernale par le mercure, le bisuuith. et<r., avait eu l'idée de confronter les poids des dilîérents élémtuits devenus libres, il aurait construit la première table des p(»ids « atomiques » ou « équivalents ». Cette table aurait (ui seulement une unité assez bizarre, une once d'argent, par exeuq>l(\ Wais Wenzel ne l'a pas fait.

Nous avons vu Richter et Fischer dresser une table des acides et des bases en partant tle l'acidii sulfurique = looo. D'après Wurtz (^), « ils ont reconnu ([lu' les (juantités des divers métaux nécessaires pour former des sels neutres absorbent en se dissolvant la même quantité d'oxygène. Ce qui veut dire que les quantités de différents oxydes ([ui se combinent à un même

['■) Throric itloiniqiie (JBihl. sr. iiili'iii., I';ni>. iHSo, p.i >).

•.>.4'2 CllAPITRK VI.

poids d'acide pour former un sel neutre contiennent la même quantité d'oxygène ».

Si cette considération de Wurtz est conforme à la vérité historique, Richter s'est approché de la solution définitive. Si les oxydes de métaux différents contiennent la même cjuantité d'oxygène, il suffit de retrancher cette quantité pour connaître le poids atomique de l'élément. Richter se serait approché du but; il faudrait reconnaître qu'il ne l'a pas atteint. Celui-ci reste tout entier la '^■opriété scientifiqvie de Dalton.

Si le père de la théorie atomique avait été un expérimental, son œuvre aurait pu compléter celle de Richter. Mais, outre qu'il n'a pas eu connaissance de celle-ci, la nature de son génie lui est en complète opposition. Dalton ne complète rien; il fonde une stochiométrie nouvelle; si loi remnnie toutes les esquisses précédentes.

Nourri de cette science anglaise qui, si elle n'avait pas encore eu son Lavoisier, n'en avait pas moins été la première sur le terrain expérimental, vivant dans cette même atmosphère, au milieu de ces travaux de chimie pneumatique où le pays de Black a toujours été maître, il a été donné à Dalton, préoccupé de stochiométrie, d'avoir son attention de préférence attirée sur l'oxygène, l'hydrogène, l'azote et d'autres gaz qui s'en rapprochent.

Dans ce milieu, il a pu aisément mettre la main sur l'hydrogène comme atome le plus simple, celui que Proust devait considérer après lui comme l'atome élémentaire universel. Cette hase étant prise, son syml)ole étant indiqué, la science nouvelle était fondée.

Car Dalton n'est pas seulement le père de la théorie atomique ; il est le père des proportions chimiques. Son œuvre essentielle consiste à attribuer à chaque élément une constante de poids. Que l'on appelle cette constante « atome » ou « équivalent ». c'est là une querella de nutts. (|uc Dalton n'a pas soulevée, et qui ne touche en rien à son omuic.

Certains historiens ont nu'nic émis ^a^■is que Dalton est le contiutiiilciii- des })hil(is(inli»'s grecs, l'aire ce rapprochement, r.'est aindliidrii' le gi;iH(l sa\;iiil anglais. Ce qu'il y a de A'ital

dans sa conception, c'est le poids qu'il attribue aux atomes, et, sur ce point, il est ^bien certain qu'il ne doit rien à personne. Comme tout grand savant, comme tout grand artiste, Dalton est l'expression de son temps et de son pays. Dans ce*te brillante école anglaise, si profondément expérimentale, il occupe, si l'on considère son métier souvent hésitant, une place bien modeste. On ne retrouve en lui, ni la logique de Black, ni la précision de Cavendish, ni la variété de Priestley, ni l'élégance de Davy. Mais il semblerait que toutes ces qualités qui lui manquent n'ont fait que donner plus de force à son œuvre; elle tient eu un seul signe, indéniable et indiscuté, le symbole. C'est p:.r lui seul que Dalton s'est élevé au-dessus de tous les chimistes de son pays et mérite d'être appelé le Lavoisier de l'Angleterre.