CHIMIE MINÉRALE

Sommaire. — Définitions. — Distinction des corps en animaux, végétaux et minéraux . — Molécules, atomes, particules, pores. — Cohésion. — État des corps : solides, liquides, gaz. — Propriétés les plus générales de ces corps. — Distinction des corps en simples et composés. — Éléments métalliques et non métalliques. — De l'analyse et de la synthèse. — Des réactifs. — Caractéristique d'un coi^ps. — De la combinaison chimique. — Force qui la détermine ; affinité. — Atomes intégrants et constituants. — Phénomènes chimiques. — Indestructibilité de la matière. — Puissance du chimiste.

Orlirin^B de la chimie. — C'est dans les Indes, en Chine, dansTancienne Egypte et la Chaldée qu'apparurent, Messieurs, les premières notions de la science qui porte le nom de Chihi£, pratiquée alors avec mystère sous le nom d'art sacré ou divin. Les premiers ouvrages qu'on connaisse sur cette science nous viennent des Byzantins et des Arabes, qui, pour donner une haute idée de leurs travaux, imaginèrent de publier qu'ils possédaient la doctrine et les secrets des anciens Égyptiens ; ils attribuèrent môme les livres qu'ils composaient à Hermès Trismégiste, considéré comme l'inventeur des sciences, et qui aurait vécu deux mille 2000 ans avant Jésus-Christ. De là le nom de Science hermétique, et un peu plustard, celui de Chimie^ dérivé du mot Chim ou C/iem,pai' lequel on désigna d'abord FÉgypte.

C'est à la suite du mouvement produit par les croisades, vers le treizième siècle, que les connaissances chimiques pénétrèrent en Europe,

GiRARDiN. — !• i

D'autres, qui paraissent aussi doués de vitalité, qui naissent d'individus analogues et meurent au bout d'un certain temps, comme les animaux, s'en distinguent essentiellement, en ce qu'ils sont forcés de vivre au lieu môme où leur existence a commencé, et qu'ils sont privés de cette volonté qui préside aux différents actes de la vie. On les nomme VÉGÉTAUX.

Enfin, une troisième classe d'ôtres naturels comprend ceux chez lesquels on ne peut distinguer aucun principe de vie, qui sont inhabiles à se reproduire à la manière des premiers; ils existent de toute éternité, et conservent le môme aspect toutes les fois que les circonstances extérieures dans lesquelles ils sont placés ne changent pas. Ces derniers sont les Corps bruts ou les MINÉRAUX.

Divisibilité de la matière. — Tout coi*ps est formé par la réunion d'une multitude de particules de môme nature que lui, et chacune de ces particules, prise isolément, possède toutes les propriétés du corps dont elle provient. C'est ainsi qu'en divisant en huit ou dix parties, en cinquante ou cent parties, un morceau de bois ou un fragment de sucre, vous retrouvez toujoui's, dans chacune de ces parties isolées, quelle que soit d'ailleurs sa petitesse, les caractères du bois ou du sucre. Si vous poursuivez cette division d'un corps aussi loin qu'elle peut s'étendre par des moyens mécaniques, vous arrivez à une ténuité extrême, mais qui n'est pas toutefois le dernier terme de la divisibilité, comme je vais vous le démontrer.

Voici de l'eau dans laquelle j'ai fait préalablement fondre ou dissoudre du sel de cuisine. J'en prends une goutte qui ne doit, n'est-ce pas ? renfermer qu'une bien petife quantité de ce sel. Je la môle à une grande masse d'eau pure, et j'agite. N'est-il pas évident que chaque goutte de

cette masse renferme maintenant un peu du sel qui était contenu dans la première goutte salée? Le sel a donc dû éprouver une bien grande division pour se répartir ainsi eu égale quantité dans toute la masse de l'eau.

Et pour vous prouver que cet effet a eu lieu, je n'aurai besoin que de verser dans une partie de ce liquide une goutte d'une liqueur qui aura la propriété de faire précipiter sous forme solide le sel divisé qui s'y trouve. C'est ce que je fais, et vous voyez apparaître au sein de l'eau {fig. ^ ) des flocons blancs, opaques et solides, qui attestent bien qu'il y a là un corps Fig, 1. — Trouble formé au particulier en dissolutiou; car dans Teau tout

sein de l'eau salée. ; n •. ui i i

à fait pure aucune apparence semblable ne se manifeste par l'addition de la liqueur précipitante. Molécules. — Atomes.' — Eh bien \ à ces parties si ténues d'un

corps, qui écliappenl à la vue, on a donné le nom de Molécules (i) ou

d'AT0MES(2).

Nous dirons donc qu'un corps est formé de molécules; que ces molécules sont similaires ou semblables entre elles, et nous conserverons le nom de particules aux agglomérations de molécules encore assez grandes pour être perceptibles à l'œil, et qu'on obtient par la division méca-, nique.

Porosité de la matière. — Ne croyez pas toutefois', Messieurs, que les molécules, dans un corps, soîfent placées immédiatement les unes sur les autres; môme dans les corps les plus compactes, elles laissent entre elles des vides plus ou moins grands.

Un morceau de craie ou de pierre calcaire qu'on arrose d'eau absorbe le liquide avec promptitude, sans acquérir pour cela de plus grandes dimensions. Or, comme la matière est impénétrable, c'est-à-dire qu'un corps ne peut se placer dans la portion de l'espace qui est actuellement occupée par un autre, il faut bien, pour expliquer cette pénétration d'eau dans l'intérieur de la pierre, concevoir que l'eau se loge dans des vides qui se trouvent entre les molécules solides de la pierre.

L'éponge qu'on immerge dans l'eau produit un phénomène analogue ; il est seulement plus apparent en raison de la grandeur des intervalles qui séparent ses fibres.

Si les corps se laissent comprimer, c'est-à-dire réduire à un moindre volume apparent, s'ils diminuent également de volume quand on les refroidit, c'est qu'évidemment les molécules se refoulent les unes sur les autres, et peuvent alors former une masse plus çerrée.

Ces vides, ces intervalles qui isolent ainsi les molécules des corps, sont ce qu'on appelle des Pobes, et cette disposition est si générale, qu'on en a fait une propriété essentielle de la matière, sous le nom de Pobosité.

Dans un corps quel qu'il soit il y a donc deux choses à considérer: les pores, plus ou moins apparents ; et lesmolécules solides^ matérielles, plus ou moins nombreuses, plus ou moins pesantes, mais toujours indivisibles, impénétrables et inaltérables.

Volame d'un corps. — Le volume d'un coi'ps est la place qu'il occupe dans l'espace, sous les trois dimensions, hauteur, longueur, largeur, tant par ses pores que par ses molécules.

Poids spécifique ou densité. — Le poids Spécifique OU la densité d'un corps est le poids de l'unité de volume de ce corps. Supposons, par exemple, que nous ayons mesuré avec soin un décimètre cube de chacune des matières suivantes : plomb, fer, cuivre, bois, craie, esprit de vin, huilç, eau, etc., et que nous pesions tous ces décimètres cubes les uns après les autres, en nous sen'ant comme d'un point de comparaison, ou conmie unité, du poids du décimètre cube d'eau ; les poids

(1) Molécule veut dire petite masse.

(2) Atome signifie qui ne peut être coupé ou divisé.

différents que nous trouverons seront les poids spécifiques ou les densités du plomb, du fer, du euivre, etc.

On peut donc dire que le poids spécifique ou la densité d'un corps est le rapport de son poids à son volume, car ce rapport . exprime évidemment le poids de l'unité de volume. Il suit de là que lorsqu'on dit qu'un corps est plus pesant ou plus dense qu'un autre, on entend qu'à volume égal il pèse plus que lui.

Cohésion. — Une réflexion bien simple et très-naturelle doit se présenter tout d'abord à votre esprit. Vous devez vous demander comment il se fait que les molécules d'un corps soient réunies les unes aux autres, de telle sorte qu'il faille employer un certain effort pour opérer leur séparation. Eh bien î on attribue ce rapprochement à l'action d'une force particulière, dont la nature est inconnue, mais dont les effets indiquent positivement l'existence; et comme il faut des* mots pour peindre les idées, on a donné à cette force occulte le nom de Cohésion.

C'est donc la couésion qui réunit, qui rapproche les molécules des corps ; mais son action n'a pas la môme intensité dans tous. Ainsi, comme vous le -savez déjà, le verre, le bois, le fer ne se brisent pas avec la même facilité ; le fer résiste plus que le bois, le bois plus que le verre; cela démontre bien que la cohésion qui unit les molécules du fer est beaucoup plus énergique que celle qui tient rapprochées les molécules du bois, et, à plus forte raison, que les molécules du verre. t tÈiieru éiatu de la matière. — C'est aux variations de celte force moléculaire, appelée cohésion, qu'il faut évidemment rapporter les différents états qu'affecte la matière. Celle-ci se présente à nous sous trois états distincts, dont vous avez tous déjà une idée assez nette. Tantôt elle est solide, comme le bois, la pierre; tantôt elle est liquide, comme l'eau, le lait, le sang; d'autres fois, elle est gazeuse, c'est-à-dire invisible, comme l'air qui nous entoure.

Le même corps peut quelquefois affecter simultanément ces trois formes. L'eau en est un exemple frappant. Nous la connaissons, en effet, à l'état de glace ou de neige, c'est-à-dire solide ; à l'état liquide, et à l'état de vapeur invisible ou de gaz. L'air que nous respirons contient toujours de la vapeur d'eau, et ce qui le prouve, c'est qu'en mettant dans un vase dont l'extérieur est bien sec une certaine quantité de glace et de sel, on voit bientôt une légère couche de givre se former à la surface externe du vase.

Du reste, on peut facilement faire passer l'eau de l'une de ces formes à l'autre. La glace échauffée ne tarde pas à fondre et à donner un liquide qu'une nouvelle dose de chaleur réduit complètement en vapeur (fig, 2); cette vapeur refroidie se transforme bientôt en gouttelettes liquides, qu'un plus grand abaissement de température congèle ou solidifie, ainsi que vous venez de le voir.

A chaque inslanl, de pareils phénomùues se passent sous nos ycu\. De la surface des mers, des rivières, des ruisseaux, s'élève incessamment dans les aiis une immense quantité de vapeurs aqueuses ; suspendues dans ces hautes régions, elles produisent les nuages, les hrouillards, et, dans certaines circonstances, elles retombent sous forme de

pluie, de neige ou de grêle les mêmes causes ramènent les mêmes effets, en sorte que rien n'interrompt la succession de ces phénomènes si curieux, dont l'étude se rattache ii la physique générale.

Bien d'autres corps possèdent, comme l'eau, la faculté de prendre CCS trois étals difFércnts ; mais il en est beaucoup qui n'en affectent que deux, d'autres même, ne s'offrent que sous un seul. Les os des animaux sont toujours solides, et on ne peut, sans les altérer, profondément, les faire changer de forme ; le plomb, habituellement solide, peut devenir liquide par l'aclion du feu, mais nos moyens sont impuissants pour le réduire en vapeur; l'esprit de vin, que nous voyons ordinairement à l'état liquide, ne peut âtre solidifié, mais la plus légère chaleur suffit pour le convertir en gaz. L'air au milieu duquel nous agissons conserve éternellement sa forme gazeuse, et beaucoup d'autres espèces d'atVs sont dans le même cas.

flans les circonstances ordinaires, les solides sont les plus nombreux i la surface de la terre ; viennent ensuite les liquides ; quant aux gas proprement dits, leur nombre est assez restreint, puisqu'il ne ja pas au delà de trente.

se rerroidit, ses molécules, en se rapprochant de plus reprendre son état solide primilif.

Si, d'uQ aulre cClé, je plonge dans de l'eau un peu cbaude l'une des branches d'un tube courbe, fermé aux deux bouts {fig. 5), contenant une petite quantité d'éther, ce liquide, d'odeur ai pénétrante, qu'on fait respirer aux personnes tombées en défaillance ou en syncope, va subi-

tement se réduire en vapeur et disparallre complètement; mois df s que celte vapeur arrivera dans l'autre branche, qui est vide et entourée d'eau froide, elle repassera immédiatement A l'état liquide. Celui-ci retournera dans la première branche, en substituant de l'eau chaude à l'eau froide, et inveraemenl.

Canseï de l'état «ctnel d'Mn «orpa. — Il suit donc de là que

l'état des corps dépend d'une luHe continuelle entre la force de cohésion qui tend à rapprocher legmoléculcB et la chaleur qui tend au contraire A les éloigner, en sorte que les corps sont solides, liquides ou gazeux, suivant les circonstances de celte lutte. Quand le calorique prédomine sur la fotce de cohésion dans un corps, celui-ci est gazeux ; il est solide dans le cas contraire; enfin, il est liquide quand les deux Torces se font mutuellement équilibre.

PaalblIitA. — VolBtlIllA. — La faculté d'un corps solide de prendre la formeliquidepar l'action delà chaleur, s'appelle la /iwiftiKM/ celle d'un corps solide ou liquide d'acquérir la forme ga'zeuse sous l'influence de la mCme cause, se nomme la volatiKté.

Le point de fusion i'uB solide cstlcdegré constant de température auquel,s'effectue sa liquéfaction, de mSme que le fmnt d'ébuttition d'un liquide est le terme fixe et invariable de température auquel s'opère son passage à l'état gazeux.

Vapean. — Clks eoerciblei. — Cikc p«rmanen(a. — On appelle Spécialement vapeur le fluide aériforme produit par un solide ou un liquide dont la chaleur a modifié momentanément l'état et qui retourne à son état primitif dËs que cette cause cesse d'agir.

Les gaz qui peu vent être amenés par la pression ou un froid considérable à l'étal liquide ou solide sont dits gaa coercibles; ceux qui conservent invariablement leur état de fluides élastiques sont dits gaz permanents.

Le nombre de ceux-ci diminue de plus en plus à mesure que nos moyens de compression ou de production du froid se perfectionnent, et tout prouve qu'un jour il n'y aura plus de gaz qu'on ne puisse liquéfier et même solidifier,

Crlalalllaktlon. — Toutes les fois que dans un corps dont la cohésion a été détruite par la chaleur, celle-ci cesse de faire sentir son action, la première force reprend son empire, et dès lors les molécules, d'abord Irès-écartées les unes des autres, se rapprochent, s'accolent par les faces qui se conviennent

^«-6. — Sdgemnn.

le mieux, se disposent symétriquement et produisent alors des solides réguliers, terminés par des faces planes et analogues aux solides de la géométrie.

i2 PREMIÈRE LEÇO:<.

Ce sont ces solides, d'une forme sf métrique cl coaslante pour chaque nature de matière, qu'on a nommés d'une maniùre générale crislaux, quelle que «oit la substance qui en ait Tourni les matériaux. Le phénomène particulier de solidification gui les a produits a reçu le nom de CrisUUlUation.

On dit donc qu'un corps crislallise, quand ses molécules se groupent de manière à donner naissonce à des figures régulières et déterminées, telles que le cube pour le sel gemme (fig. 6), l'octaèdre pour l'alun {fig. 7), le frisme à sût pans bipyramidé pour le cristal de roche (fig. 8), le rhomboèdre obtus pour le spath d'Islande (fig. 9], etc.

Quand le retour à l'état solide s'elTectue d'une manière brusque, instantanée, les mo^, lécnles n'af ani pas le temps de se grouper sjmélriquemcnt, les corps ne peuvent affecter de formes géométriques ; ils apparaissent alors en grains, en poussière plus ou moins fine : on dit, dans ce cas, qu'ils sont omorp^s.

Katore chimique d«a corpi. — Il est facile de constater par la seule observation des faits que tous les corps de la nature ne sont pas fonnésd'uneseuleetmCmematière.Vousdistinguez tous, par exemple, le plomb du cuivre, le cuivre du fer ; vous ne confondez pas non plus l'un avec l'autre le îwis, l'eau, la craie, le sable j et les propriétés différentes que voua reconnaissez à ces divers corps, vous conduisent & penser que la nature intime delà matière qui les compose doit varier pour chacun d'eux. Lorsqu'on examine plus atfenlivemenl ces corps, on acquiert bientôt également la preuve que les uns ont

une composition très-compliquée, tandis que celle des autres est aussi simple que possible.

Soumettez, par exemple, le plomb ou le fer soil à l'action du feu le plus violent, soit à celle d'autres agents aussi énergiques, jamais vous ne parviendrez à en séparer autre chose que du plomb' ou du hr.

Placez le bois, au contraire, dans les mêmes circonstances, et vous en isolerez des gaz différents de Tair ordinaire, de l'huile, du charbon, etc.; chauffez la craie dans un de ces vases que les chimistes appellent retorte, cornue (fig, 10), à cause de leur forme, et vous obtiendrez, dans ce cas, de la chaux et un corps gazeux particulier.

Que devez- vous conclure de tout cela ? Évidemment que le bois, la craie, sont des substances formées de plusieurs sortes de matières, tandis que le plomb et le fer n'en contiennent qu'une seule, mais différente pour chacun d'eux.

Corps simples. — Corps composés. — Ces faits, comme vous le voyez. Messieurs, nous conduisent à partager tous les corps que nous connaissons, de môme que ceux qui nous sont encore inconnus, en deux grandes classes : les CORPS SIMPLES et les CORPS COMPOSÉS. Les premiers s'appellent encore Eléments, parce que ce sont eux qui, par leur réunion un à un, un à deux, etc., enfin toujours en petit nombre, concourent à la formation des seconds.

Pendant bien des siècles, on ne reconnut, à l'imitation des philosophes de l'Inde et de la Grèce, que cinq éléments : deux opposés, la terre ei le feu ; àenx intermédiaires, Teau et l'air y et un cinquième, Véther, plus mobile que le feu, constituant le ciel et entretenant la chaleur vitale des animaux.

Robert Boyle, chimiste irlandais, l'un des hommes les plus judicieux du dix-septième siècle (i), combattit le premier cette doctrine, et considéra les cinq éléments des anciens comme des corps complexes. La science moderne, avec ses méthodes rigoureuses d'expérimentation, a mis cette opinion de Boyle au rang des vérités les plus solidement établies et a découvert, en revanche, d'autres corps simples ou- éléments, dont le nombre est aujourd'hui porté à 65. En voici les noms :