UN CORPS SECONDAIRE PEUT SE CHANGER EN UN CORPS UNITAIRE

particulièrement aptes à provoquer de semblables effets.

Ainsi, d'après M. Lôwig, Téther oxalique, traité par Tamalgame de potassium, donne naissance à des acides particuliers et unitaires, où le carbone est plus condensé que dans l'alcool et dans l'acide oxalique- J'ai observé quelques effets analogues avec l'éther formique.

3^ La formation d'un composé cyanique. C'est dans cet ordre le cas de condensation qui a été le plus étudié.

Les corps formés par la combinaison de l'acide cyanhydrique, libre ou naissant, avec une substance organique, et spécialement avec un alcool ou un aldéhyde, sont en général propres à engendrer des composés unitaires. Il suffit en effet de chasser l'azote sous forme d'ammoniaque, ce qui s'effectue par l'influence, soit des acides, soit des alcalis concentrés, pour obtenir un corps nouveau, exempt d'azote et qui renferme les éléments de l'acide formique réunis avec ceux du composé primitif. Ce corps nouveau est le plus souvent unitaire.

Ainsi, par exemple, un alcool, en se combinant avec l'acide cyanhydrique, forme un éther, et cet éther, traité par la potasse, produit de l'ammoniaque et un acide particulier, formé par la réunion complète du carbone de l'alcool et de celui de l'acide cyanhydrique, ou plutôt de l'acide formique. Voici les formules types de ces réactions :

Cî«H2»+«02 H- cm Az — H^O* = C2"+2H2«+i Az, çtn^i^tn^i Az H- 2 H202 = C2«+2 H2"+20* H- Az H3 ;

c'est-à-dire

Alcool -h C^H^O* — H^O^ = Acide nouveau.

Pour compléter l'étude comparée de la formation des composés secondaires et des composés unitaires, il ne

INFLUENCE DE LÀ TEMPERATURE SUR LA NATURE d'uN COMPOSÉ. '247

nous reste plus qu'à chercher jusqu'à quel point la connaissance des conditions dans lesquelles un corps a pris naissance peut éclairer sa constitution. En effet, l'examen des conditions dans lesquelles s'opère la réunion de deux substances, et la discussion des effets produits par cette réunion fournissent des indices trës-dignes d'intérêt sur l'unité ou la complexité du composé résultant. Les phénomènes calorifiques méritent surtout notre attention.

En général, quand la combinaison de deux principes organiques s'opère à une température inférieure à 200 degrés, le composé produit est secondaire. Au contraire, si la température à laquelle s'effectue la combinaison est plus élevée que 3oo ou 4oo degrés, le composé produit est très-souvent unitaire. Il en est ainsi, par exemple, dans la formation des carbures pyrogénés et des acétones. Cette relation entre le caractère de la combinaison et la température à laquelle elle a été produite suffit pour montrer combien est capital le rôle de la chaleur dans la formation des combinaisons unitaires.

On peut invoquer à l'appui de cette opinion l'influence déterminante que certains réactifs énergiques, les métaux en particulier, jouent parfois dans la transformation d'un composé secondaire en composé unitaire, et dans la réunion complète de deux corps distincts en un seul composé également unitaire. En effet, les résultats que je viens de rappeler paraissent liés avec l'aptitude de ces métaux à s'unir à l'oxygène, et avec le dégagement de chaleur énorme qui tend à résulter de leur oxydation.

Tout porte k admettre que la différence qui sépare les deux ordres de composés dépend des quantités de chaleur dégagées par le fait de la combinaison. Étant donnés deux corps, s'ils se réunissent en dégageant peu

258 CONDENSATION DltlEGTB DBS €ARBURES d'hYDEOGÈNB.

ainsi que tous les corps qui en renferment un nombre moindre, et cela en passant par tous les degrés de condensation compris entre le corps obtenu par synthèse et chacun de ses générateurs. Nous reconnaîtrons par les mêmes épreuves si, au contraire, le corps obtenu engendre seulement des séries de dérivés contenant une quantité de carbone moindre que celle qu'il possède et égale au plus à celle des générateurs. Il y a la une discussion nécessaire dans tous les cas pour établir le caractère véritable des résultats; nous avons d'ailleurs exposé les principes de critique par lesquels cette discussion peut être dirigée.

Commençons par étudier la méthode de condensation directe appliquée aux carbures d'hydrogène. Nous examinerons d'abord les principes de cette méthode, puis les procédés de réalisation; enfin nous appliquerons la méthode aux carbures que nous avons obtenus précédemment au moyen des éléments. Nous étendrons ainsi le cercle de la synthèse jusqu'à des séries plus compliquées, susceptibles de conduire à leur tour à de nouvelles séries, dont la condensation s'élève sans cesse et méthodiquement.

Je pourrais vous exposer immédiatement les résultats particuliers des expériences synthétiques; mais je préfère remonter jusqu'aux notions générales sur lesquelles reposent ces résultats, afin d'établir que ce ne sont pas là des faits individuels et isolés, mais qu'ils sont la conséquence de principes généraux, susceptibles d'une extension pour ainsi dire indéfinie. Ainsi procède la science : le plus difficile est de tracer les premières directions, de poser les problèmes, de démontrer les solutions et les principes généraux sur lesquels elles reposent. Il est ensuite facile de pousser plus loin; car, à mesure que l'esprit se familiarise avec un résultat déjà connu, il trouve

POLYMÉâlB. 259

pour y parvenir des voies plus élégantes et souvent plus directes que celles par lesquelles ce résultat a été d*abord acquis à la science.

En général, la condensation d'un carbure d'hydro-^ gène se produit par la réunion de deux, trois, quatre, ou d'un plus grand nombre de molécules ajoutées k elles* mêmes; dans les corps obtenus, le nombre des équivalents du carbone est un multiple du nombre correspondant au corps générateur.

Ainsi, en condensant deuxmoléculesd'amylène,C*®H*^ en une seule, on obtiendra le diamylëne, C^^H*^; en en condensant trois, on obtiendra le triamylëne, C'**H'^; en en condensant quatre, le tétramylène, C*^H***; en condensant un plus grand nombre de molécules d'amylène, on obtiendrait encore d'autres corps analogues, car la série ne se borne pas là. Dans tous ces corps, l'exposant du carbone est un multiple de l'exposant du même élément dans l'amylëne. Mais on n'obtient pas les carbures qui renferment un nombre d'équivalents de carbone intermédiaire.

On prépare de la même manière, avec le térébenthëne, C^**H**, carbure principal de l'essence de térébenthine, le ditérébène, C*^H*^, et d'autres carbures plus condensés, mais dont la formule renferme un nombre d'équivalents de carbone toujours multiple de 20.

De ce qui précède, il résulte que le seul carbure dont les condensations successives puissent engendrer tous les autres carbures est le formène, C-H* ; puisqu'il est le seul qui renferme 2 équivalents de carbone et qui puisse donner des composés renfermant 2, 4> 69 ^tc., équivalents de carbone; en un mot tous les degrés de la condensation.

La relation entre les carbures obtenus et leurs générateurs, dans les cas qui viennent d'être cités, c'est-à-dire

a6o CONDENSATIONS ATEG EXCÈS ET AVEC PEâTE o'hTDEOGÈNE.

pour l'amylène et pour le térébenthëne, s'étend à la fois a l'hydrogène et au carbone. Dans cette circonstance, la formule des nouveaux principes est un multiple de celle du principe primitif : i litre de vapeur du carbure condensé renferme intégralement les éléments de 2, 3, 4» etc., litres de vapeur du carbure originaire. Cette relation, qui peut s'étendre non-seulement aux carbui^es, mais aussi aux aldéhydes, aux acides, aux amides, etc., constitue la pofymérîe.

La polymérie représente un cas particulier dans l'étude de la condensation des composés organiques, des carbures en particulier. En effet, si le carbone du corps condensé est nécessairement multiple de celui du générateur, il n'en est pas toujours ainsi de l'hydrogène : ce dernier peut être plus grand ou plus petit que le multiple correspondant du carbone.

Le cas où la quantité d'hydrogène devient plus grande est exceptionnel; cependant avec l'amylène, C*^H***, et par suite de certains partages, on peut obtenir l'hydrure de diamylène, C^**H^^, qui contient un peu plus de deux fois la quantité d'hydrogène renfermée dans le carbure générateur.

Au contraire, le cas le plus général est celui dans lequel la quantité d'hydrogène est moins grande dans le carbure condensé que dans son générateur.

Ainsi, en transformant le formène, C*H*, en acétylène, C*H^, il y a perte des trois quarts de l'hydrogène:

aC«H* = C*H« + H^

lorsqu'on le change en éthylène, la perte est de moitié :

dans la formation de la benzine, elle s'élève aux trois

THÉOIUB DB LA GONOBNSATlOIf DBS GABBURBS D'HTDâOGftNB. a6l

quarts :

6Pe* = C"ll«-+-H*8;

aux quatre cinquièmes, dans celle de la naphtaline : ioC«H* = CWH8 + Hw.

Les trois cas possibles se rencontrent donc : augmentation, persistance ou diminution de la quantité d'hydrogène, par rapport aux multiples de la quantité de cet élément dans le corps primitif.

Montrons comment ces phénomènes de condensation peuvent être prévus et interprétés dans les théories générales de la Chimie organique.

Il est évident que la formation d'un carbure condensé est un phénomène de combinaison entre plusieurs équivalents du carbure générateur; or je dis qu'une telle combinaison résulte des mêmes affinités qui déterminent la formation des autres combinaisons entre les carbures d'hydrogène et les divers corps simples ou composés.

Soit, par exemple, le formène, C^H*, le plus simple des carbures d'hydrogène et le générateur de tous les autres. Ce corps renferme 2 équivalents de carbone, unis à 4 équivalents d'hydrogène, et l'expérience prouve que le carbone ne peut point s'unir avec une proportion supérieure d'hydrogène, ou d'un corps capable de se substituer directement à l'hydrogène, tel que le chlore, le brome, etc. Mais l'hydrogène peut être remplacé dans le formène par divers autres corps, qui se substituent à l'hydrogène à volumes égaux.

Ainsi I, 2, 3, 4 équivalents de chlore, c'est-à-dire 2, 4, 6, 8 volumes de ce gaz, peuvent remplacer dans le formène 1, 2, 3, 4 équivalents d'hydrogène, c'est-kdire 2, 4> 6, 8 volumes.

Ainsi I équivalent d'acide chlorhydrique, HCl, c'est-

262 THfiOKlB DE LA CONDENSATION

k-dire 4 volumes» peut remplacer dans le formëne 4 volumes d'hydrogène, H^, c'est-à-dire 2 équivalents, d'où résulte l'éther méthylchlorhydrique :

PH*-hHCl-H« = C«H3CI.

Ainsi I double équivalent d'eau, H*0^, c'est-à-dire 4 volumes, peut remplacer dans le formëne 4 volumes d'hydrogène, H^, d'où résulte l'alcool méthylique :

Ainsi encore i équivalent d'ammoniaque, AzH', c'està-dire 4 volumes, peut remplacer dans le formène 4 volumes d'hydrogène, H^, (f'où résulte la méthylammine :

C«H4-|-AzH3— H« = C«H8Az.

On voit que la production des dérivés forméniques est assujettie à une condition très-simple : cette production n'a jamais lieu sans une perte d'hydrogène telle, que le volume de ce gaz soit au moins équivalent au volume du corps qui le remplace.

Dans les exemples cités, l'équivalence est complète entre l'hydrogène et le corps qui en prend la place dans le formène.

Mais ce cas n'est pas le seul qui puisse se présenter : il est telle autre circonstance où l'hydrogène peut être remplacé dans le formène par un volume gazeux inférieur au sien. Le composé qui prend ainsi naissance doit être regardé comme incomplet, c'est-à-dire susceptible d'éprouver certaines combinaisons, certaines additions qui rétablissent la relation équivalente entre le volume de l'hydrogène éliminé et le volume gazeux des corps qui en ont pris la place.

Ces principes généraux s'appliquent à la combinaison

DES CARBUEBS d'HYPROG^NB. a63

du formène avec les carbures d'hydrogèoe, et plus généralement à la combinaison des carbures d'hydrogène les uns avec les autres. Commençons par le formène.

On peut, par voie directe et par voie indirecte, comme nous le prouverons, combiner un équivalent de formène avec un autre équivalent de formène; mais cette combinaison n'a pas lieu par addition pure et simple : une portion de l'hydrogène se trouve toujours éliminée. Par exemple, un équivalent de formène, C^H*, c'est-à-dire 4 volumes, peut prendre la place de 4 volumes d'hydrogène dans un autre équivalent de formène : d'où résulte un carbure deux fois aussi condensé, et formé par la réunion de a équivalents de formène. Il porte le nom d'hydrure d'éthylène, C*H« :

Mais il peut arriver aussi que, dans l'acte de la combinaison entre 2 équivalents forméniques, le volume d'hydrogène éliminé soit double ou triple du volume du formène fixé.

Je dis double : c'est le cas de l'éthylène, C*H\ obtenu par la condensation du formène naissant :

Je dis triple : c'est le cas de l'acétylène, C/H^, obtenu par la condensation directe du formène libre :

On ne saurait aller plus loin sans arriver au carbone. Trois carbures condensés peuvent donc résulter de la combinaison réciproque de 2 équivalents de formène; mais ces trois carbures ne doivent pas avoir les mêmes propriétés.

a64 THftOâlB DE LA CONDENSATION

Développons en effet leurs propriétés, telles qu'elles résultent de la théorie précédente, et en commençant par rhydrure d'éthylène.

Lors de la formation de ce gaz, Thydrogëne du formëne a été remplacé 'par un volume égal d'un autre gaz : la molécule est demeurée complète. Elle ne doit donc pas avoir acquis la propriété de s'unir, par voie d'addition pure et simple, k l'hydrogène ou au chlore, puisque le formëne ne possède pas une telle propriété. Au contraire, on doit pouvoir combiner le nouveau composé avec d'autres corps, pourvu qu'on élimine un volume d'hydrogène au moins égal à celui du corps additionnel. C'est, en effet, ce que l'expérience confirme : sous ce double point de vue l'hydrure d'éthylène reproduit les propriétés essentielles du formëne avec la fidélité la plus remarquable. Il engendre, suivant les mêmes équations, des dérivés chlorés, des éthers chlorhydriques, des alcools, des alcalis, etc. Enfin on peut l'unir de nouveau, par voie indirecte, avec les carbures d'hydrogène, suivant la même loi que le formëne. Dans le cas où il se combine ainsi avec le formëne lui-même, pour envisager la circonstance la plus simple, l'hydrure d'éthylène doit donner naissance à 4 carbures, renfermant chacun 6 équivalents de carbone, mais dans lesquels un volume de formëne déplace son propre volume d'hydrogène, ou bien un volume double, triple, quadruple d'hydrogène :

C*H« + OH* — H* = C«H8 hydrure de propylène , — H* = C®H^ propylène, ~H« = C«H* allylène, v-r- H* = C^W glycérène ( inconnu ).

Le premier de ces carbures reproduira encore les réactions du forrnène et celles de Tbydrure d'éthylène; le

DBS GARBURIS d'hYDROGÈNB. a65

second reproduira celles de l'éthylëne, le troisième celles de l'acétylène, etc. Si Ton remonte jusqu'à leur première origine, tous ces carbures ne sont autre chose que du formène tricondensé.

Telles sont les propriétés de l'hydrure d'éthylëne.

L'éthylène a des propriétés chimiques fort différentes. Lors de sa production au moyen du formène, le volume de l'hydrogène éliminé est double de celui du formène qui remplace cet hydrogène : Téthylène est donc un composé incomplet. En effet, il possède la propriété de fixer l'hydrogène éliminé en proportion excédante et de repro-^ duire l'hydrure d'éthylène :

nous ayons développé cette métamorphose.

Mais un carbure, au même titre qu'il fixe de l'hydro** gène, peut aussi se combiner par voie d'addition avec le même volume de divers autres éléments, tels que le chlore, le brome, l'iode, etc. C'est à ce titre que l'éthylène peut fixer !i équivalents (4 volumes) de chlore, de brome ou d'iode,

C*H*-hCl« = C*H*CP,

en formant un chlorure, un bromure, etc.

Au même titre encore, il peut se combiner par addition, non plus avec un corps simple, mais avec un corps composé équivalent par sa condensation. C'est ainsi qu'il s'unit avec i équivalent (4 volumes) d'acide "chlorhydrique, bromhydrique ou. iodhydrique :