LOI DES CHALEURS SPÉCIFIQUES

spécifique des corps simples et leurs poids atomiques; la seconde est celle de l’isomorphisme qui est due à Mitscherlich.

Loi des chaleurs spécifiques. — Dulong et Petit ont montré que la chaleur spécifique des corps simples est en raison inverse de leurs poids atomiques, de telle sorte que si l’on multiplie ces deux quantités l’une par l’autre, on obtient un produit constant.

Cela revient à dire que les atomes des corps simples, si différents les uns des autres par leurs poids relatifs, possèdent sensiblement la même chaleur spécifique. C’était là un résultat fort inattendu, qu’on pouvait regarder comme une confirmation éclatante de l’hypothèse des atomes.

Voici les résultats obtenus par Dulong et Petit :

Corps

Chaleur

Poids

Produit du poids atomique

simples.

spécifique.

des atomes.

par la chaleur

Soufre

spécifique.

Or

Platine....

Étain

Bismuth. . .

Cuivre. .. .

Plomb

Zinc

Nickel. . . .

Fer

Quelques

exceptions

à la loi des chaleurs spéci-

fiques ont été signalées.

Parmi les corps

simples expé-

rimentés par Dulong et Petit, l’arsenic, l’antimoine, l’argent, le tellure, le cobalt, n’ont pas présenté cette relation remarquable entre les poids atomiques et les chaleurs spécifiques. Mais les exceptions dont il s’agit

ISOMORPHISME.

peuvent être attribuées, d’une part, T l’ignorance où l’on était des vrais poids atomiques; de l’autre, à des erreurs commises dans la détermination des chaleurs spécifiques, erreurs que les recherches classiques de M. Régnault ont fait disparaître plus tard. Nous reviendrons sur ce sujet.

Pour faire apprécier le secours que la loi des chaleurs spécifiques a apporté, à l’époque dont il s’agit, à la théorie atomique, il nous suffira de faire remarquer que, dans le cas du cuivre et de quelques autres métaux, elle a contribué à faire connaître la vraie série d’oxydation de ces métaux et à fixer le choix en faveur des poids atomiques qui ont été généralement adoptés(1 ). Ainsi le poids atomique du cuivre, rapporté à 100 d’oxygène, est 395,7 et non pas 791,4 : le premier nombre s’accorde avec la loi des chaleurs spécifiques.

Isomorphisme. — La grande découverte de Mitscherlich a rendu des services du même genre. Elle peut être énoncée ainsi : Les corps composés d’un égal nombre d’atomes disposés de la même manière cristallisent sous des formes identiques ou presque identiques. La ressemblance des formes extérieures résulte de la similitude de la structure atomique. Et les corps isomorphes offrent cette particularité remarquable, qu'ils peuvent se mêler en proportions indéfinies dans les cristaux, sans que la forme de ceux-ci soit sensiblement altérée.

Mais voici une conséquence nécessaire de cette loi. Toutes les fois que deux corps sont réellement isomorphes, ils possèdent une structure atomique semblable.

(1) Bcrzelius, Irait? de chimie, édition française do 1831, t. IV, p. 601 (voir aussi la note de la page 23).

ISOMORPHISME.

Leur composition doit donc être exprimée par des formules analogues. Le sulfate de cuivre et le sulfate ferreux peuvent se mêler dans les cristaux, et la forme de ces cristaux est celle du sulfate ferreux, toutes les fois que la proportion du sulfate de cuivre est moindre que -jl- Les cristaux mixtes renferment sept molécules d’eau, comme les cristaux du vitriol vert. Si, au contraire, la proportion du sulfate de cuivre dépasse -J-jJ-, le sel mixte affecte la forme du vitriol bleu (prisme dissymétrique) et renferme alors, comme celui-ci, cinq molécules d’eau. Cesdeux vitriols, qui peuvent cristalliser ensemble, doivent donc posséder la môme structure atomique. Et si le vitriol vert renferme un atome de fer, le vitriol bleu doit renfermer de même un atome de cuivre. Il en résulte que l’oxyde ferreux et l’oxyde cuivrique renferment chacun un atome de métal et un atome d’oxygène, et qu’il faut prendre pour poids atomique du cuivre la quantité de ce métal qui se combine avec un atome d’oxygène (100 d’oxygène), pour former le second oxyde du cuivre, c’est-à-dire l’oxyde cuivrique.

L’isomorphisme et la loi des chaleurs spécifiques s’accordent donc à faire adopter pour cet oxyde la formule CuO, circonstance qui fixe le poids atomique du cuivre. On sait, d'un autre côté, que les deux oxydes dont il s’agit sont isomorphes avec les protoxydes de nickel et de cobalt, de manganèse, avec l’oxyde de zinc et avec la magnésie. Tous ces oxydes possèdent la même composition atomique. Voici un autre exemple . l’alun de fer et l’alun ordinaire peuvent cristalliser ensemble, et quelles que soient les proportions du mélange, la forme des cristaux est toujours l’octaèdre régulier. Le sulfate double d’alumine et de potasse est isomorphe avec le sulfate ferrico-potassique. Les deux sulfates, les deux oxydes doivent donc posséder la

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même composition atomique, et si l’oxyde ferrique renferme deux atomes de fer et trois atomes d’oxygène, l’alumine doit être formée de deux atomes d’aluminium et de trois atomes d’oxygène.

Tel est le secours que la loi de l’isomorphisme prête à la construction des formules et à la fixation des poids atomiques.

Notation en équivalents. — Les découvertes de Gay-Lussac, de Dulong et Petit, de Mitscherlich avaient apporté aux idées de Dalton une puissante confirmation et les immenses travaux de Berzelius leur avaient donné une base solide. Pendant vingt ans, le système de poids atomiques et la notation du grand chimiste suédois ont régné dans la science, grâce à l'autorité légitime et incontestée de son nom. Pourtant quelques objections se sont élevées contre cette notation et l’idée des atomes doubles a rencontré une certaine opposition. Pourquoi admettre, disait Gmelin (1), que les équivalents de l’hydrogène, du chlore, du brome, de l'azote, etc., sont formés par des atomes doubles, alors que les atomes simples de ces corps n’existent en réalité dans aucune combinaison? L’atome, c’est la plus petite quantité d’un corps qui entre dans un composé. Les équivalents des corps précédents représentent donc des atomes, et il convient de prendre pour leurs poids atomiques des nombres doubles de ceux qu’avait fixés Berzelius, conformément à la théorie des volumes. Les formules de l’eau, de l’acide chlorhydrique, de l’ammoniaque, deviennent ainsi HO, HCl, AzlF,

Élever de telles objections, c’était s’inspirer de nouveau des idées de Dalton et de Wollaston; c’était,

(1) Handbuch der Chemie, (v édit., t. I, p. 47.

en réalité, faire un pas en arrière, car on ne tenait aucun compte des découvertes de Gay-Lussac. Et pourtant cette notation en équivalents, qui était ainsi inaugurée, a fini par conquérir, pendant les années 1843 et 1844, l’assentiment unanime des chimistes. L’idée des atomes, disait-on, et la notation atomique reposent, en définitive, sur une hypothèse; les équivalents sont une réalité. La notation en équivalents est donc préférable : elle s’en tient aux faits.

C’est ainsi que les objections élevées contre l’idée des atomes doubles, qui formait en effet le point vulnérable de la doctrine de Berzelius, ont fait abandonner la notation atomique et adopter la notation en équivalents, dont beaucoup de chimistes se servent encore aujourd’hui. Les équivalents qui servent de base à cette dernière notation sont, à peu d'exceptions près, ceux qui sont indiqués dans la cinquième colonne du tableau des pages 21 et 22. Seulement, on est convenu aujourd'hui de les rapporter à l’hydrogène pris pour unité.

Les voici sous cette dernière forme :