LA CONSTITUTION DES CORPS

Simples el les plus générales que l'expérience établisse.

Prenons un exemple pour préciser les idées. Soit i'éther benzoïque.

Nous représentons ce corps par la formule C'*H'°0*; cette formule exprime un certain nombre de faits, à savoir : i° que l'étber benzoïque est formé de trois éléments : carbone, hydrogène et oxygène; 2° que ces éléments sont entre eux dans certains rapports de poids; 3" que l'équivalent de l'étber benzoïque est égal à i5o, c'est-à-dire que si l'on fait agir la potasse sur l'étber benzoïque, il faudra, pour que l'action soit complète, faire réagir sur i équivalent de potasse, KO, HO (47 parties), un poids d'élber benzoïque, CH'^OS égal à i5o parties. Voilà un certain nombre de faits fondamentaux dans l'histoire de l'étber benzoïque.

Procédons maintenant à une étude analytique plus approfondie de ce composé.

Faisons d'abord agir l'eau sur l'étber benzoïque : nous le décomposerons et nous obtiendrons de l'alcool et de l'acide benzoïque :

CisRioOi + 11^02 = C4H602+ CiiHGQi.

Si, au lieu de l'eau, c'est la potasse que l'on fait agir, on obtient de l'alcool et du benzoate de potasse :

Ci8Hiooi + KO, HO=CiH602+C'iH503, KO.

Si c'est un oxyde quelconque, on aura de l'alcool et un benzoate de cet oxyde :

CisHioQi-i-MO, II0 = CiH602 + C'iHS03, MO:

et il en sera de même dans une infinité de réactions analogues : toujours nous formerons de l'alcool el de l'acide benzoïque, ou quelqu'un de ses sels.

Au lieu *des alcalis, faisons agir les acides, l'acide

KT LA SCIENCE POSITIVE. .|.'î

clilorliNtliique, par exemple, nous obtiendiuiis do l'acide benzou|iie et de rallier clilorliydriqiie :

(;is|iio()i ^ llCI = CiH•''CI^-C'''ll«0'^

L'acide I)enzui(|ue se retrouve ici, au même titre que dans l'action de l'eau et des alcalis. L'alcool s'y retrouve également, non pas libre, mais combiné avec le corps réagissant ; en effet l'étber cblorbydrique est précisément le produit de la réaction de l'alcool sur l'acide cblorbydrique :

G*H602-f- Hci = ow-a + mo^.

Nous observons donc en définitive les mêmes produits de décomposition , acide benzoïque et alcool , qu'avec l'eau et les oxydes. Avec les autres acides, on obtient des réactions complètement analogues.

Passons à des pbénomènes d'un autre ordre.

Si l'on attaque ce même élber benzoïque par des corps oxydants, tels que l'acide cbromique, l'acide nitrique, etc., on obtient d'abord, en ménageant l'action, de l'aldébyde et de l'acide benzoïque :

L'acide benzoïque se retrouve ici. L'alcool a disparu; mais à sa place on a obtenu l'aldébyde. Or, il ne pouvait en être autrement, car nous avons opéré dans des conditions où f'alcool, s'il existait, se cbangerait en aldébyde.

L'oxydation est-elle plus énergique, on obtient les acides benzoïque et acétique :

ci8niooi,oi = ciHiOi+ciiHM:)i.

L'acide acétique répond encore à l'alcool, car il représente l'un des produits de son oxydation.

Si l'action est plus énergique en<'ore. on obtient l'acide

44 l'A CONSTITUTIOX DES COUPS

benzoïque et l'acide oxalique, produit qui répond toujours à l'alcool et qui renferme le même nombre d'équivalents de carbone :

Pour continuer cette énumération des métamorphoses de l'éther benzoïque, opérons son oxydation au moyen d'un hydrate alcalin, c'est-à-dire par un procédé trèsdifférent, nous obtenons cette fois un benzoate et un acétate. Ce sont précisément les mêmes acides que cidessus :

Ci8Hiooi-h 2 (KO, HO ) = C'WO^ KO ~k Ci^IPO^ KO 4- H*.

Poussant plus loin encore la même réaction, nous arriverons au gaz des marais, corps dérivé des acétates, et par conséquent dérivé de l'alcool, et à la benzine, corps dérivé de l'acide benzoïque :

Ci8HiooH-4(KO,HO) = C2Hi + Ci2H«-h2(C20'sK202) + Hi.

En résumé, si nous examinons les réactions si diverses qui viennent d'être énumérés, nous voyons que dans toutes il y a production soit d'alcool et d'acide benzoïque, soit de certains corps engendrés parla décomposition de l'alcool et de l'acide benzoïque.

La constitution de l'éther benzoïque peut donc être représentée, au point de vue de l'analyse, en regardant ce corps comme une combinaison d'alcool et d'acide benzoïque, notion simple et qui répond àtoutes les réactions.

La synthèse fournit la preuve de cette hypothèse, car en faisant réagir les deux corps indiqués par l'analyse, l'alcool et l'acide benzoïque, on obtient l'éther benzoïque.

Non-seulement la synthèse démontre l'hypothèse spéciale fondée sur l'analyse de ce cas particulier, mais elle

procède en vertu (riiiio lui générale. En eftet, l'alcool n'agit pas seulement sur l'acide benzoïque, mais il agit aussi sur tous les autres acides. Il s'unit à tous de la même manière, en formant des étliers composés. Bien plus : il en est de même, en général, de tous les acides à l'égard de tous les alcools. Voilà donc une notion nouvelle, une loi générale acquise par la synthèse.

Mais revenons à l'éther benzoïque, et précisons davantage les relations qui résultent des études précédentes. D'après les faits qui viennent d'être exposés, nous sommes fondés à dire que l'éther benzoïque est formé par l'union de l'alcool et de l'acide benzoïque, avec élimination d'eau.

Traduisons ce fait en formules, nous aurons l'équation suivante :

. C^s RIO Oi = CM l¥ Oi -4- C-i W 02 — H2 o^.

C'est ce que nous appellerons une équation génératrice ou équation de constitution.

Cette équation résume de la façon la plus simple l'ensemble des réactions de l'éther benzoïque, tant au point de vue de l'analyse qu'au point de vue de la synthèse. Elle n'implique aucune hypothèse, car elle exprime simplement une relation déduite des faits constatés.

Or, voici de nouvelles conséquences qui s'y rattachent de la manière la plus directe. Cette relation s'étend nonseulement aux propriétés chimiques, mais aussi aux propriétés physiques de l'éther benzoïque, et elle conduit à prévoir tout un ensemble de propriétés générales, communes à tous les corps analogues, c'est-à-dire à tous les éthers. Elle représente, en effet, toutes les propriétés qui dépendent des masses relatives de l'alcool et de l'acide générateurs, comparés à l'éther qu'ils engendrent. Parmi

4<J LA cOl^sll^li^ION des coki-s et i,a scieace positive.

ces propriétés, les unes peuvent être prévues d'une manière rigoureuse, les autres approximativement.

Commençons par la densité gazeuse. Le volume occupé par un poids d'acide benzoïque, correspondant à l'équivalent G'''H®0% plus le volume occupé par un poids d'alcool correspondant à l'équivalent CH^O-, moins le volume occupé par un poids d'eau correspondant à H^O^, est précisément égal au volume occupé par un poids d'éther benzoïque correspondant à l'équivalent C'^H'^0*.

Cette relation, rigoureusement vraie pour les corps précédents pris sous forme gazeuse, se retrouve également, mais avec un caractère approximatif, pour les mêmes corps pris à l'état liquide.

Les chaleurs spécifiques fournissent une application non moins remarquable des mêmes idées. En effet, la quantité de chaleur nécessaire pour échauffer de i degré un poids donné d'éther benzoïque est à peu de chose près égale à celle qui est nécessaire pour échauffer de I degré les poids d'alcool et d'acide benzoïque qui l'ont formé, pourvu que l'on en retranche la chaleur nécessaire pour élever de i degré le poids de l'eau éliminée dans l'acte de la combinaison.

Il en est de môme de la quantité de chaleur produite par la combustion de l'éther benzoïque; elle est sensiblement égale à la somme des chaleurs de combustion de ses composants, acide et alcool : l'eau, corps complètement brûlé, n'entre pas ici en ligne de compte.

En résumé, la relation que nous avons établie en regardant l'éther benzoïque comme une combinaison d'acide benzoïque et d'alcool, et que nous avons formulée par l'équation génératrice

coMi'osfs si:(:<»M)AiRi;s ti composés imiaiues. 4/

représente la consliUitioii physique de réllier benzoïque, aussi bien que sa constitution chimique. Elle est, d'ailleurs, indépendante de toute hypothèse sur l'arrangement intérieur des molécules.

{]n développement semblable nous conduira à représenter d'une manière analogue la constitution de tous les éthers composés; celle des corps gras neutres pourra être également ramenée aux mêmes notions londamentales. L'étude de tous ces corps conduit à résumer leurs propriétés, autrement dit à exprimer leur constitution, par une formule très-simple et très-nette, parce que tous ces corps sont susceptibles d'être décomposés et d'être reproduits d'une manière générale, suivant deux groupements distincts, qui se retrouvent dans les diverses réactions sous des formes identiques ou équivalentes. Le système entier de leurs propriétés physiques et chimiques se résume dans une relation unique et caractéristique qui exprime cette dualité : c'est ce que j'énonce en réunissant tous ces corps sous le nom de composés secondaires.

A côté de ces substances, il en existe d'autres, douées de propriétés fort différentes, et que je désigne sous le nom de composés unitaires. Il s'agit des corps qui peuvent être, soit décomposés, soit produits de différentes manières, dépourvues entre elles de tout lien général.

Soit, par exemple, le gaz oléfîant.

Décomposé par la chaleur dans certaines conditions, il donne de l'acétylène et de l'hydrogène :

dans d'autres conditions, il donne du charbon et du gaz

48 COMPOSÉS SliCONDAlKES

des marais :

enfin, dans d'autres conditions encore, il donne du charbon et de l'hydrogène entièrement séparés :

Voilà trois décompositions du gaz oléfiant fort différentes les unes des autres.

Malgré la simplicité de ce composé, nous savons le transformer encore de bien d'autres manières. Ainsi, par exemple, en agissant par oxydation, on peut changer le gaz oléfiant en acide acétique :

Cini+Oi=CiHiOi,

en acide oxalique :

ou même, en poussant plus avant cette oxydation, en acide carbonique et en eau :

Ci Hi + 0*2 = 2 C2 04 + 2112 02.

Entre toutes ces réactions, on n'aperçoit aucun lien nécessaire, autre que celui qui résulte de la composition élémentaire du gaz oléfiant.

La même divergence existe au point de vue des propriétés physiques du gaz oléfiant, comparées à celles de ses dérivés. Pour me borner à une seule, il suffira de dire que la quantité de chaleur dégagée par la combustion de I équivalent de gaz oléfiant, C*H* = 28 grammes, est fort différente do la quantité de chaleur dégagée par les poids réunis du gaz des marais, C-H" = 16 grammes, et du carbone, C- = 12 grammes, qui résultent de sa décomposition.

Dans les cas de ce genre, l'analyse ne saurait nous

KT r.OMl'OSÉS IMTAIRES. j{,,

permettre de résumer tous ses résultats dans une relation commune de décomposition, exprimnnl la constitution (lu corps, comme nous avons pu le l'aire pour l'éther benzoïque; la synthèse ne nous avance pas davantaijje. A la vérité, la synthèse permet de reformer le gaz oléllant avec les différents corps que nous venons d'obtenir par son analyse; mais elle atteint ce résultat par des procédés divers et sans nous laisser apercevoir aucune relation nécessaire et générale entre les différentes réactions qu'elle met en jeu.

Ces faits nous conduisent donc à partager les matières organiques en deux catégories bien distinctes :

i** Les composés secondaires, qui se scindent en plusieurs groupes déterminés, toujours les mêmes, et dont on peut admettre dans un certain sens la préexistence; car ces composés peuvent être reproduits par la combinaison des groupes communs qui se retrouvent dans toutes leurs réactions analytiques.

2° Les composés unitaires, qui se scindent au contraire en des corps divers, sans lien commun entre eux, et variables suivant les conditions dans lesquelles la scission s'est opérée. Leur synthèse s'effectue par des réactions aussi indépendantes les unes des autres que leur analyse.

Telle est la distinction que je crois devoir établir entre les composés organiques, et cette distinction capitale se reproduira sans cesse dans le cours de ces Leçons, parce qu'elle sert de pivot, pour ainsi dire, à toutes les expériences synthétiques.

FORMULES RATIONNELLES