CHAPITRE VII

Expériences sur la dématérialisation de la matière par les réactions chimiques.

Nous avons découvert un grand nombre de réactions chimiques produisant la dissociation de la matière. Elle est révélée par les caractères qui prouvent cette dissociation, et notamment par l'aptitude à rendre l'air conducteur de l'électricité et parfois par la production de phosphorescence.

Pour constater cette dissociation, au lieu d'opérer suivant la méthode dont la figure 36 donne le principe, il est beaucoup plus simple, quand il ne s'agit que d'expériences qualitatives, de placer le corps à 'expérimenter sur le plateau de l'électroscope qu'on charge ensuite (fig. 51). Pour des recherches plus précises il faut enfermer les corps devenant radio-actifs par leur combinaison dans un vase clos en relation avec l'électroscope.

Voici maintenant quelques exemples de réactions s'accompagnant de dissociation de la matière.

Parmi les diverses réactions que j'ai indiquées autrefois comme s accompagnant de radio-activité de la matière se trouve l'hydratation du sulfate de quinine. Ce corps, comme on le savait depuis longtemps, devient phosphorescent par l'action de la chaleur; mais ce qu'on ignorait complètement, c'est que, quand il a perdu sa phosphorescence après avoir été chauffé suffisamment, il redevient vivement lumineux par le refroidissement et en même temps radio-actif. Après avoir recherché la cause de ces deux derniers phénomènes, j'ai reconnu qu'ils étaient dus à une hydratation très légère. La radio-activité ne se manifeste qu'aux débuts de l'hydratation et ne dure que quelques minutes. La phosphorescence persiste, au contraire, pendant un quart d'heure.

La propriété du sulfate de quinine de devenir phosphorescent par le refroidissement est tout à fait contraire à ce que l'on observe pour les divers corps phosphorescents qui ne donnent jamais de phosphorescence en se refroidissant-

Pour réaliser les expériences de phosphorescence par refroidissement et de radio-activité avec le sulfate de quinine on le chauffe à 1250 sur une plaque métallique jusqu'à disparition entière de toute phosphorescence. Retiré de la plaque où il a été chauffé, le sulfate de quinine redevient phosphorescent en se refroidissant et, placé de suite sur le plateau de l'électroscope, donne pendant trois ou quatre minutes un abondant dégagement d'effluves qui produisent le rapprochement des feuilles de l'instrument (12° pendant la première minute, 4° dans la deuxième). La dose employée dans nos expériences était d'environ 2 grammes de sulfate da quinine. L'arrêt de la phosphorescence se produit bien avant la disparition de la décharge. Les deux phénomènes sont donc indépendants.

Il suffit, d'après les mesurée qu'a bien voulu effectuer pour moi M. Duboin, professeur de chimie à la Faculté des sciences de Grenoble, de l'absorption de moins de

I milligramme de vapeur d'eau pour rendre phosphorescent et radioactif 1 gramme de sulfate de quinine desséché.

L'opération précédente peut se répéter indéfiniment. Quand le sulfate de quinine est hydraté, il n'y a qu'à le chauffer de nouveau.

II devient phosphorescent par la chaleur, s'éteint, puis brille de nouveau par refroidissement en s'hydratant et redevient radioactif.

Puisque l'hydratation et la déshydratation sont les causes de la phosphorescence du sulfate de quinine, on peut, en l'hydratant ou le déshydratant par un moyen autre que la chaleur, obtenir la

Fie. 51.

Etude de la dissociation de la matiire par les réactions chimiques.

— Les corps susceptibles de produire de la dissocialion de la inatière par leurs réactions sont introduits dans le récipient placé sur le plateau de l'électroscope qu'on charge ensuite et dont on observe la décharge. Ce dispositif est très simple et donne de bons résultats quand il n est pas nécessaire de faire des mesures.

même phosphorescence. Introduisons dans un flacon à large ouverture du sulfate de quinine avec un peu d'acide phosphorique anhydre et fermons-le. L'acide phosphorique dépouillera aussitôt le sulfate de quinine de son eau. Il suffira alors d'ouvrir le flacon et de souffler dajis son intérieur, pour voir le sulfate de quinine devenir vivement phosphorescent. Si on referme ensuite le flacon, le sel de quinine se

déshydrate de nouveau et les mêmes opérations peuvent être répétées un grand nombre de fois.

Le sulfate de cinchonine donne les mêmes résultats que le sulfate de quinine, mais les phénomènes, surtout ceux de phosphorescence, sont moins intertses.

Dissociation de la matière pendant la formation de divers gaz. — Parmi les réactions très nombreuses produisant la dissociation de la matière, je citerai encore les suivantes :

Formation d'oxygène jmr décomposiiïon de l'eau oxygénée au moyen du bioxyde de manganèse. — Les produits sont mis dans la capsule métallique sur le plateau qu'on charge ensuite (fig. 51). La réaction dure un peu plus d'une minute. La perte de l'électroscope est d'environ 9*.

Formation d'hydrogène par décomposition de l'eau au moyen de l'amalgame de sodium. — On opère comme précédemment. Perte, 9° par minute. La décharge est exactement la même, que l'électroscope soit chargé positivement ou négativement. En décomposant l'eau au moyen de l'acide sulfurique et du zinc on obtient les mêmes résultats.

Formation d'acétylène par action de l'eau sur le carbure de calcium. — On opère toujours comme précédemment. Perte, 11" par minute.

Formation d'ozone. — L'air chargé d'ozone au moyen d'une grande bobine et d'un ozonateur est dirigé avec une soufflerie sur le plateau de l'électroscope. La perte est très faible, à peine 1" par minute, si l'instrument est chargé négativement, et 4° s'il cet chargé positivement.

Il serait fastidieux de multiplier ces exemples. On observe la dissociation de la matière dans beaucoup de réactions, et notamment les hydratations. Les oxydations, même les plus énergiques (oxydation du sodium à l'air humide par exemple), ont généralement peu ou pas d'action.

Pour terminer ce sujet, je me bornerai à citer encore la dissociation de la matière pendant l'oxydation du phosphore.

Dissociation de la matière pendant l'oxydation du phosphore. — Le phosphore est un des corps dont la radio-activité est la plus intense. Pour la constater, il suffit de frotter le phosphore avec nue peau humide, placée ensuite sur l'électroscope : on observe 80" de décharge par minute (déduite de la perte pendant 20 secondes) et quel que soit le sens de la charge. La dose employée a été 1 centigramme de phosphore. Quand la peau est sèche, la décharge s'arrête presque entièrement. Le phosphore rouge et le sesquisulfure de phosphore sont sans action.

La phosphorescence du phosphore tient à des causes mal. déterminées encore, mais qui ne paraissent pas dues seulement à une

oxydation ni aune hydratation. En desséchant très soigneusement le phosphore au moyen de l'appareil représenté figure 52, la phosphorescence est fort légère, alors qu'elle devient très vive sous l'influence d'une trace de vapeur d'eau.

Les nombreux mémoires publiés depuis un siècle sur la question n'ont pas encore élucidé les causes de la phosphorescence du phosphore. Plusieurs auteurs assurent qu'elle se maintient dans un courant d'hydrogène pur soigneusement dépouillé de toute

Fis. 52.

Appareil de Gustave Le Bon et Martin, employé pour rechercher le râle de la vapeur d'eau datis la phosphorescence du phosphore.

Les deux compartiments A et B étant garnis d'acide phosphorique anhydre, on introduit en A du phosphore, puis on sépare A de B en serrant la vis V. Le phosphore absorbe l'oxygène de A, brille puis s'éteint. On desserra alors la vis V, et l'air sec de B pénètre en A. On observe seulement une phosphorescence très légère, localisée à la surface du morceau de phosphore. Si, alors, au moyen de l'entonnoir représenté sur la figure, on laisse tomber une goutte d'eau en B, la faible quantité de vapeur qu'elle émet suffit à rendre le phosphore plus brillant et il se forme autour de lui un nuage lumineux. La vapeur d'eau joue donc an rCle manifeste dans la phosphorescence.

trace d'oxygène, mais nous n'avons jamais rien observé de pareil dans nos expériences. La présence de l'air a toujours paru indispensable.

L'excès ou l'insuffisance d'oxygène empêchent comme on le sait la phosphorescence. Elle est certainement le résultat d'un phénomène chimique. Suivant M. Bloch, un courant d'air ayant passé sur l'anhydride phosphoreux, décharge l'électroscope beaucoup plus que le phosphore. D'après lui l'ionisation par le phosphore serait le résultat de l'oxydation de l'anhydride phosphoreux émis du phosphore.

Des expériences exécutées avec le concours de M. Martin,

ingénieur de la grande usine de phosphore de Lyon, nous ont donné les résultats suivants :

lo Dans le vide barométrique le phosphore n'est jamais phosphorescent.

2° Dans une atmosphère d'acide carbonique sec ou saturé de vapeur d'eau, le phosphore ne brille pas. Si on introduit dans le ballon d'acide carbonique contenant le phosphore une simple bulle d'air, cette bulle devient immédiatement phosphorescente.

3" La phosphorescence dans l'air humide ne s'accompagne pas de la production d'hydrogène phosphore.

4° La vapeur d'eau joue un rôle important dans la phosphorescence du phosphore.

5° Il y a pendant la phosphorescence une production d'ozone révélée par la coloration bleue du papier de tournesol ioduré. Pour mettre hors de doute sa présence, l'air est dépouillé de l'ozone qu'il pourrait contenir naturellement par son passage à travers deux flacons, l'un qui renferme du mercure, l'autre du protochlorure d'étain. Ainsi dépouillé de son ozone naturel, comme on le constate par l'absence de coloration du papier ioduré, l'air arrive sur du phosphore desséché à 200 degrés dans un courant d'acide carbonique. Le papier ioduré bleuit fortement dès qu'il a traversé le ballon contenant du phosphore. Ce dernier jouit donc de la propriété de transformer en ozone l'oxygène de l'air.

Dans un travail fait au laboratoire du professeur J.-J. Thomson, à Cambridge, et publié dans le Philosophical Magazine d'avril 1905 sous ce titre « Radio-adivity and Chemical change », M. Norman Campbell a combattu mes conclusions sur la radio-activité par réactions chimiques. Il ne contest€ pas la décharge observée à l'électroscope, mais il l'attribue à l'action de la chaleur produite par diverses réactions. Il se déclare d'ailleurs incapable d'expliquer comment la chaleur peut produire la déperdition électrique observée.

Je n'ai jamais contesté l'influence de la chaleur dont j'ai expliqué les effets en montrant qu'elle agit en expulsant la provision de radio-activité contenue dans les corps, mais il est évident qu'on ne peut invoquer son rôle dans les réactions chimiques accompagnées d'une faible élévation de température. 11 y a au contraire des réactions accompagnées d'élévation notable de température, telles que l'oxydation du sodium, qui ne produisent aucune radio-activité. L'influence de la chaleur et celles des réactions chimiques constituent deux facteurs dont l'action est très distincte bien qu'ils puissent parfois se superposer.