GAZ SIMPLES. DENSITÉS

Poids du vol. d’air

Poids du vol.

égal à 1,000

d’hydr. égal à 1.

Oxygène

Hydrogène

Azote. ............

Chlore

Brome

Iode. .............

Soufre

Phosphore

Arsenic

Mercure

Si l’on compare les nombres de la seconde colonne, où nous avons pris pour unité le poids d’un volume d’hydrogène , avec les nombres correspondants de notre table des nombres proportionnels , on les trouve sensiblement les mêmes, sauf pour le soufre, le phosphore et l’arsenic ; et encore pour ces corps on retombe sur les mêmes chiffres, en multipliant le nombre proportionnel adopté par 2 (phosphore et arsenic), ou par 3 (soufre). Les légères différences en-

tre l’expérience et le calcul tiennent à l’imperfection de nos instruments ou de nos procédés d’investigation.

On conclut des faits précédents, que les densités des gaz simples sont en raison directe de leurs nombres proportionnels pris 1 9 2 ou 3 fois . Remarquons, d’ailleurs, que le phosphore, le soufre et l’arsenic, les seuls corps simples pour lesquels le coefficient n’est pas l’unité, sont solides à la température ordinaire et exigent une très-forte chaleur pour être réduits en vapeur ; il est donc possible que la température à laquelle leur densité a pu être prise , ait été encore trop rapprochée de leur point de condensation.

2t. Ce rapport entre les densités des gaz et leurs nombres proportionnels démontre que les lois fondamentales , développées plus haut pour les combisons en poids , ont la même valeur pour les combinaisons en volumes.

L’azote , par exemple , forme avec l’oxygène trois gaz renfermant :

Le protoxyde d’azote NsO. .. 16 oxygène pour 28 ou 2 fois 14 azote.

Le deutoxyde d’azote NO. . .16 oxygène pour 11 azote.

La vapeur nitreuse NOa . . . 2 fois 16 ou 32 oxygène pour il azote.

Si bon décompose ces trois gaz, on obtient : Pour le protoxyde ( 1 volume d’oxygène qui pèse 16

d’azote. / 2 volumes d’azote — 2X14=28

Pour le deutoxyde ( 1 volume oxygène — 16

d’azote. / i volume azote ■— 14

Pour la vapeur ( 2 volumes oxygène — 2X16=32

nitreuse. ( 1 volume azote — 14

On remarque ici la même notation pour les poids que pour les volumes.

22. Mais il y a une chose essentielle à noter dans la combinaison des volumes : G est que la somme des volumes avant de se combiner , n est pas toujours égale au volume de la combinaison ; il y a le plus souvent contraction.

Ainsi, par exemple, Fhydrogène et Toxygène se combinent dans le rapport de :

2 volumes d’hydrogène,

1 volume d’oxygène,

3 volumes,

qui se condensent de manière à produire 2 volumes de vapeur d’eau.

Dans le gaz ammoniac , on trouve :

1 volume d’azote,

3 volumes d'hydrogène,

4 volumes,

condensés de manière à produire 2 volumes de gaz ammoniac.

Il y a , cependant , quelques cas où le volume produit est égal à la somme des volumes employés : tel est celui du gaz hydroclüorique C1H, qui est formé par la combinaison, sans condensation, de volumes égaux de chlore et diiydrogène.

1 volume de chlore et

1 volume d’hydrogène,

2 volumes,

produisent , en effet , 2 volumes de gaz hydrochlorique.

23. Ces divergences ne permettent pas, dans l’état de la science, de trouver par le calcul , à l’aide des densités connues , la densité vraie ou le poids du volume d’un corps simple , tel que le charbon , ne pouvant pas être réduit en vapeur, et donnant de nombreuses combinaisons gazeuses avec d’autres éléments dont les densités ont pu être déterminées.

Supposons qu’on veuille trouver la densité de l’oxygène, à l’aide de la densité du gaz hydrogène (0,069) et de celle de la vapeur d’eau (0,622), il est indispensable de connaître aussi le mode de contraction de l’hydrogène et de l’oxygène, lors de leur

combinaison. Comme on sait que 2 volumes d'hydrogène , en se combinant avec i volume d’oxygène, produisent 2 volumes de vapeur d’eau , le calcul donnera évidemment la densité réelle de l'oxygène. En effet, on a :

2 vol. de vap. d’eau 2X6*622=1,244

moins 2 vol. d’hydrogène 2 X 0,138=0,138

donnent 1 vol. d’oxygène, 1,106.

Mais lorsqu’il s’agît de corps solides, comme le charbon , qu’on ne peut pas vaporiser , il est impossible de savoir le mode de condensation , et par conséquent de trouver la densité vraie. Il faut alors recourir à des hypothèses, et, comme on ne peut pas toujours s’entendre , les formules chimiques s’en ressentent naturellement.

C’est ce qui explique les divergences dans la notation des formules de beaucoup de corps, et particulièrement des composés carbonés. Plusieurs chimistes , voyant que le gaz oxygène ne change pas de volume, en se transformant en gaz carbonique parla combustion du carbone, supposent, dans le gaz carbonique, volumes égaux de vapeur de carbone et d’oxygène , de telle sorte que la condensation se-

rait alors de 2 volumes à 1. Cela conduit, pour le carbone, aune densité hypothétique égale à 0,423 (air=i). Mais rien ne démontre que ce soit là la densité vraie; ce nombre peut fort bien n’en être qu’un multiple ou un sous-multiple. Aussi , beaucoup de chimistes font valoir d’autres considérations pour adopter le double de ce nombre , en vertu d’un mode de condensation supposé différent. On rencontre donc deux notations pour les combinaisons carbonées : les uns écrivent C20 l’oxyde de carbone , et CO ou CW le gaz acide carbonique ; les autres représentent l’oxyde de carbone par CO, et le gaz carbonique par CO2. Pour les premiers, C a une valeur égale à 6 ; pour les seconds , cette valeur est double.

Il en est de même de toutes les combinaisons carbonées et de beaucoup d’autres corps.

24. J’insiste sur ces divergences, afin qu’on sache bien que les formules chimiques n’ont aucune valeur absolue. Il est donc permis de les modifier, suivant les rapports, les analogies qu’on tient à faire ressortir. Comme il importe, toutefois, d’adopter une notation exprimant le plus de faits à la fois , j’ai proposé, il y a quelques années, de tenir compte des volumes, et de ramener à un même volume les formules des com~

posés volatils t notamment des composés organiques. Cette notation, sans avoir la prétention d'être parfaite, est moins irrégulière que toutes les autres. Ainsi , j’écris plus volontiers OH2 que OH comme beaucoup de chimistes (14), parce que la première formule exprime en même temps les rapports des volumes; mais alors je note aussi les oxydes semblables à l’eau par une formule équivalente : OAg% OPb2, OFe2, etc. Comme OH2 correspond à 2 volumes, j’écris aussi les corps suivants ainsi : CO, CO2, NIF, C1H, NO2, C2H60, SO3, etc.

Au reste, on peut, suivant les besoins , en combinant les exposants avec les indices (16), varier les notations de bien des manières.

25. Une notation régulière nous a conduits, M. Laurent et moi, à la découverte de plusieurs relations remarquables dans la composition des substances carbonées, dites organiques. Ces rapports peuvent se résumer de la manière suivante : Bans toute substance organique représentée par 2 volumes de vapeur , la somme des coefficients des nombres proportionnels de riiydrogène , de l'azote , du phosphore , de l'arsenic , et des corps halogènes > est représentée par un nombre pair.

Ainsi , en prenant pour base, les nombres proportionnels de notre tableau , on a les formules suivantes :

Somme de» coefficients

autres que ceux de l’oxygène et du carbone.

2 volumes d’alcool

— d’éther

— d'acide acétique

— de chloral