QUATRIÈME LEÇON

(iG FiivuiEK i86'|.)

Constitution des corps (suite et fin).

SOMMAIRE. - Des formules syml)oliqucs. — Leurs avantages et leurs imperfections. — Images des phénomènes exprimés par ces symboles.

La connaissance de la constitution dos corps exige l'intervention de données dynamiques. — Des phénomènes produits an moment de la combinaison. - Image de ces phénohiènes. — Progrès futurs de la science. — RAle de la synthèse dans les études relatives à la constitution des corps.

Messieurs,

La constitution d'un corps représente, au point de vue de la science positive, l'ensemble des propriétés chiques et physiques de ce corps, ramenées aux relations les plus simples et les plus générales que l'expérience ait établies.

C'est ce que j'ai cherché à vous montrer par quelques exemples empruntés à l'étude des substances organiques. Maintenant, nous allons passer à un autre ordre de considérations, plus séduisantes à certains égards, mais qui ne présentent pas le même degré de certitude. En effet, les notions générales que j'ai exposées au point de vue de la science positive peuvent être résumées symboliquement avec beaucoup de brièveté et de clarté apparente: on y parvient à l'aide des formules dites rationnelles. Mais en retraçant le système de ces symboles, nous n'oublierons jamais de remonter jusqu'à leur signification première; tout ce qu'ils ont de précision et de certitude repose sur la constitution positive des corps, telle qu'elle vient d'être définie.

Nous distinsjuerons les formules rationnelles, suivant

lORMll.ES UMIONM'l.l.ES. 5l

(juV'll'JS s'appliciui'iU aux composés uiiilaii'os ou aux composés secondaires. Appliquées aux composés unitaires, tels que le gaz oléfiant, les formules rationnelles me paraissent sans raison d'être et arbitraires, parce qu'elles ne répondent pas à une unité effective dans le principe des réactions. Pour ces corps, la formule représente uniquement l'équivalent; elle ne doit pas être scindée.

>Iais il n'en est pas de même pour les composés secondaires. Nous avons vu, en effet, vous vous le rappelez, que parmi les nombreux composés de la Cbimie organique, il existe une classe très-générale de corps, susceptibles d'être représentés dans leur formation, dans toutes leurs réactions, dans toutes leurs propriétés essentielles par l'association de deux composés plus simples. Nous avons exprimé cette association par une équation génératrice qui résume leur constitution. Tel est l'élher benzoique. Ces corps sont les seuls qui puissent être représentés avec quelque rigueur par des formules dites rationnelles, capables de résumer à la fois leurs divers modes de formation et leurs divers modes de décomposition. Dans cette circonstance, en effet, on peut recourir à des formules rationnelles qui dérivent par voie d'abréviation de la réaction fondamentale, c'est-à-dire de l'équation génératrice.

Soit, par exemple, l'élher benzoique ; nous avons représenté sa constitution par l'équation suivante :

C18 HIO Qi = Cli W 04 4- C'^ W 02 — H2 02.

Pour abréger cette équation, on supposera que l'acide benzoique est exprimé par la formule

C'iHsOS HO,

52 FORÎILLES RATIONNELLES.

formule dans laquelle l'eau peut être reiiiplacée par I équivalent d'un alcali ou d'un oxyde quelconque.

Nous pourrons, d'autre part, assimiler l'alcool à un hydrate alcalin, et le regarder comme l'hydrate d'oxyde «l'éthyle, C^H'O, HO. L'éther henzoïque deviendra dès lors comparable à un sel et sera représenté par la formule rationnelle suivante :

On peut aussi désigner l'éther henzoïque par cette autre formule rationnelle

d'après laquelle on le considère comme de l'acide henzoïque, C'^H^O\ dans lequel i équivalent d'hydrogène a été remplacé par le radical éthyle C*H^. D'autres systèmes de formules pourront encore être adoptés. ]Mais il ne faut jamais oublier que parmi toutes ces hypothèses une seule chose est réelle, c'est l'alcool; quant à l'éthyle et à son oxyde, ce ne sont que des fictions derrière lesquelles il faut toujours voir l'alcool, si l'on raisonne avec rigueur.

Dans les cas de ce genre, tous les symboles sont bons, pourvu qu'ils désignent les groupes fondamentaux, et pourvu qu'ils ne soient pas plus compliqués que les équations qu'ils représentent d'une manière abrégée. Mais il faut toujours les prendre pour ce qu'ils sont, c'est-àdire pour une convention plus ou moins commode, surtout au point de vue de l'enseignement, mais nécessairement incomplète. Cette dernière remarque doit être toujours présente à votre souvenir, à cause de cette tendance presque inévitable, en vertu de laquelle l'esprit humain substitue les abstractions aux réalités, ce qui

rOUMLLES RATIONNELLES. ^ 53

t'atilito le raisonneineiit, mais en i"is(jiianl île mutiler la nature.

l*our mieux vous faire comprendre à quel point ces notations sont (le pures conventions, qu'il est facile de trouver en défi\ut, nous allons rappeler les formules de quelques dérivés de la glycérine. La glycérine, CIPO", peut se combiner avec les acides et former de nombreux composés, comparables aux éthers par leur formation et leur décomposition. Leur constitution s'exprimera avec toute rigueur par des équations génératrices analogues à celle de l'éther benzoïque. Telle est, par exemple, celle de la tribenzoycine ou éther tribenzoique de la glycérine :

CGH8 0G + 3 Cl^lGQi — 3 H2 02 = 081120 0*2.

La formule de la tribenzoycine peut être abrégée de la même manière que celle de l'étber benzoïque; on peut, par exemple, écrire

CCÏP03, 3C14HS03.

ici G^H^O'* est l'oxyde de l'allyle, c'est-à-dire d'un radical C^H^ analogue à l'éthylc. On peut encore considérer la tribenzoycine comme formée par la réunion de 3 équivalents d'acide benzoïque, C^'lrPO', dans chacun desquels I équivalent d'hydrogène, II, est remplacé par ce même radical allyle, ce qui s'écrira de la manière suivante :

par comparaison avec

Ciiiisoi) H i'

Ou bien encore on regardera la tribenzoycine connue de la glycérine, dans laquelle (rois équivalents (riiydrogène

54 FORMULES RATIONNELLES

sont remplacés par le radical de l'acide benzoïque; c'està-dire que la glycérine étant représentée par le symbole

et l'acide benzoïque par le symbole

on écrira la tribenzoycine de la manière suivante :

ce H3

Ces formules peuvent être commodes dans plus d'une circonstance; mais toutes les fois qu'on voudra raisonner sur le corps qu'elles représentent avec quelque rigueur et sans crainte d'erreur, on devra toujours en revenir à considérer, non les radicaux fictifs allyle et benzoyle, mais le corps réel, la glycérine.

De même , la constitution de la trichlorliydrine , C^H^CP, ou étber trichlorhydrique de la glycérine, doit être représentée, si l'on ne veut faire aucune bypotbèse, par l'équation génératrice

C6H3C13=:3HCl-hC6H806— 3H202.

Si on préfère regarder la trlchlorbydrine comme une combinaison du radical allyle, la formule suivante

suffira. Elle exprime un trichlorure d'allyle.

Mais il se présente dans cette dernière notation un double inconvénient. D'une part, le mot al/vle exprime non-seulement un radical fictif, mais aussi un carbure réellement existant : ce dernier carbure a bien réelle-

KORMlLi:S KAri()>>ELLtS. O^

iiifiil lu piopiiéle de se conibinei' an chlore, au bioiiie, à l'iode, etc. Or rexpérience pidiive <|ue Tallvle ne reproduit ainsi ni la Irielilorlivilrine, ni aucun des composés glycériques, quoique son nom et sa formule aient été proposés après coup pour les représenter symboliquement. Il y a lii une confusion grave entre les propriétés du corps symbolique et celles du corps réel , tous deux exprimés par la même formule et par le même nom.

Une autre difficulté se présente si l'on veut remplacer en général la glycérine par le radical allyle dans les raisonnements, comme il conviendrait de le faire si la notion symbolique était réellement équivalente à la notion expérimentale. En effet, il existe un certain nombre de combinaisons de la glycérine, analogues de tout point aux étbers précédents par leur mode de formation et par leurs réactions, dont la constitution positive est par conséquent la même; et cependant leurs formules sont telles, que l'existence de l'allyle ne peut plus y être supposée. Tel est, par exemple, le glycéride dichlorhydrique de la troisième espèce, composé que j'avais désigné à l'origine sous le nom d'épidichlorliydrino et qui répond à la i'ormule

(y H4 ci2.

Ce corps est produit en vertu de l'équation suivante:

ce m Cr- = ?. H Cl -f- C« H^ Qc — 3 H2 0'- .

Il régénère la glycérine dans les mêmes conditions où la triclilorbydrine la reproduit; cependant la composition de ce nouveau corps ne permet évidemment pas de construire sa formule au moyen du ladical allyle.

Ces faits accusent bien réellement rinsuffisance des symboles et non quelque différence importante dans la

FORML'LES RATIONNELLES.

constitution des corps; en effet, les deux corps dont je parle sont formés au moyen de la glycérine et de l'acide chlorhydrique; dans les deux cas, il est possible de régénérer la glycérine et l'acide chlorhydrique, en soumettant ces deux éthers à des actions semblables. Leur constitution positive, soit au point de vue de l'analyse, soit au point de vue de la synthèse, doit donc être regardée comme la même.

Pour faire concevoir plus clairement ces notions un peu abstraites, substituons aux symboles des images matérielles correspondantes: de cette manière nous verrons mieux les cas dans lesquels les symboles sont applicables et ceux où ils sont défectueux. Envisageons toujours le même exemple, l'éther benzoïque. Supposons d'abord, conformément à la première formule dite rationnelle,

CnîP03, CUPO,

que, dans la combinaison d'alcool et d'acide qui produit cet éther, une molécule d'eau soit séparée de l'alcool et une seconde molécule séparée de l'acide. Si nous imaginons la molécule d'alcool, C*H''0% représentée par la fii^ure suivante.

i 1 II 1 U 1 H

et la molécule d'acide benzoïque, C'*H^O\ représentée par cette autre figure,

il est clair qu'après la soustraction d'une molécule d'eau a chacun de ces corps, les figures représentant les corn-

iokmli.es uationnelles.

posés traustoi'iiU'S seront, pour l'alcool cK'voiui oxyde d'cllivle,

Cl pour l'acide benzoïque devenu acide benzoïque anhydre,

ce

Poussant plus loin notre fiction, nous serons conduits à représenter l'éther benzoïque par la réunion des deux dernières figures, dans lesquelles les deux molécules combinées seront en quelque sorte emboîtées et réunies l'une à l'autre :

"Lil "

Voilà une première représentation figurée de la constitution d'un élher, telle qu'elle est supposée par la formule rationnelle

Cette représentation est suffisante, tant qu'il ne s'agit que des éthers à oxacides, tous étant susceptibles d'être figurés d'une manière analogue à la précédente. Mais il n'en est pas de même des étbers à hydracides.

Soit en effet l'éther chlorhydrique, G*H^C1; sa constitution positive est caractérisée par la formule suivante :

C4H6 02 -j-HCl — H2 02 = CUFCI.

ïci nous ne pouvons pas construire comme ci-dessus,

FORMULES RATIONNELLES

au sein du composé, une figure représentant l'oxyde d'éthyle, puisque le corps que nous obtenons est dépourvu d'oxygène: il faut alors remonter jusqu'au radical éthyle.

Dans ces conditions, représentons l'alcool comme précédemment

el l'acide clilorliydrique parcelle figure

Nous sommes forcés d'employer un arrangement différent de celui qui nous a servi tout à l'heure; nous enlèverons à l'alcool une molécule fictive HO", afin qu'il reste de l'élhyle

Nous ôterons à l'acide clilorliydrique une molécule d'hydrogène : il reste une molécule de chlore

De celte façon nous pouvons arriver à la représentation de l'éthcr chlorhydrique : elle est exprimée par la figure suivante ;

Ici !

KOKMILES RATIONNELLES. Sc)

Vous voyez (ju'il a fallu modifier la nolalioii pour représenter le second composé. Cette seconde noialion, plus compréhensive que la première, est suffisante pour les deux cas que nous avons envisagés, mais on pourrait, en continuant cette discussion sur d'autres composés, sur les combinaisons glycériques par exemple, montrer de nouveaux cas dans lesquels la seconde notation ellemême devient défectueuse.

En effet, dans la formule des composés les plus simples (jue la glycérine puisse contracter avec les oxacides, tels que la monostéarine et la monacétine,

C^o Hio 08 — CMIi 0'^ + C6 118 0« — IP 02,

il suffit d'envisager, à la place de la glycérine, (?H^0^, le résidu G" H' OS qui répond à la glycérine privée de I équivalent d'eau, et qui joue le même rôle que l'oxyde (l'élliyle; nous obtiendrons ainsi le symbole suivant pour représenter la monacétine :

C4H3 03, CeU'O^

Ce symbole suffit i)our la plupart des glycérides monoacides; mois dans la formule des composés analogues à la diacétine,

CiiHi20io= 2OiïMy'-f-C"H806— 2IPO,

il faut remonterjusqu'au résidu plus déshydraté, C** HH)' :

(01-13 03)2, CCIIGOi;

dans celle des composés de l'ordre le plus élevé, c'est-àdire des glycérides triacides, tels que la triacétine,

Ci8HiiO'2r= 3C'^HiO'' + C«H8 0fi- 3ir-02,

nous irons plus loin encore et nous devrons recourir au résidu plus simple, CH'^O' :

(C''H3 03;\ C«HS03.

fio FORMULES RATIONNELLES.

Bien plus, si nous voulons formuler les étheis dérivés des hydracides, tels que la monochlorhydrine, (7H^ClO%la dichlorhydrine, CH^Cl^O-, la triclilorhydrine, CH^CP, nous devrons reculer sans cesse et recourir a de nouveaux résidus comparables à î'éthyle, tels que CH^O'*; C/H'^O^; enfin CH^ Ce dernier radical, qui convient dans les cas les plus généraux, et qui peut être substitué à tous les précédents, parce qu'il est plus simple, ne suffit pas encore à représenter toutes les séparations d'éléments qui peuvent avoir lieu dans la formation des combinaisons cblorbydriques de la glycérine, comme nous l'avons montré tout à l'heure, en parlant de l'épidichlorhydrine. Et cependant tous ces corps ont la même constitution positive, puisqu'ils sont représentés par des équations génératrices semblables et possèdent les mêmes propriétés et réactions fondamentales.

En général, un composé organique, en s'unissant avec un autre composé, peut perdre une portion de ses éléments, et se reconstituer ensuite par la fixation des éléments perdus. Mais le résidu, commun le plus souvent à un grand nombre de combinaisons secondaires, change cependant dans certaines autres : tels ou tels éléments variables de la molécule primitive pouvant être séparés, sans qu'elle perde la propriété de se reconstituer, dans des conditions comparables pour toutes les combinaisons secondaires qui en dérivent. La constitution positive des composés secondaires ainsi formés demeure la même, puisque les réactions sont les mêmes, alors que la variabilité des résidus ou radicaux fictifs oblige à faire varier les formules dites rationnelles. Quelles que puissent être les facilités qui résultent de leur emploi, elles ne représentent donc point en réalité d'une manière rigoureuse l'ensemble des réactions des corps, pas même au point de vue

l.A CONSTITUTKIN DES COUI'S Al rOINT 1)E VLE DYNAMIQUE. bl

pondéral. Quant aux autres propriétés exprimées par ce mot constitution, les formules actuelles sont encore bien plus éloignées de les représenter. Quelques développements sont ici nécessaires.

Jusqu'à présent nous ne nous sommes occupés que des considérations qui ont rapport aux équivalents, aux poids, aux volumes gazeux, etc.; en un mot nos formules et nos figures reposent presque exclusivement sur des considérations pondérales et purement statiques. Or, pour concevoir les propriétés actuelles d'un corps composé, il faut faire intervenir d'autres données qui dépendent des conditions dans lesquelles les corps se sont formés et des phénomènes qui ont eu lieu au moment de la combinaison.

Si nous combinons, par exemple, un principe tel que l'eau avec deux corps appartenant à une même classe, tels que la baryte et la magnésie, les phénomènes s'opéreront d'une manière bien différente ; dans un des cas, réaction brusque, énergique, dégagement de chaleur énorme; dans l'autre cas, réaction lente et production de chaleur h peine sensible. A cette diversité dans les phénomènes de la combinaison répond une diversité non moins grande dans les changements auxquels elle donne naissance. Les corps formés peuvent avoir des formules correspondantes : mais l'eau sera retenue dans la barvte avec une énergie bien différente que dans la magnésie; le volume de la baryte anhydre aura éprouvé un tout autre changement que celui de magnésie; en un mot, les propriétés physiques et chimiques ont varié bien différemment, malgré la ressemblance des formules.

L'union du potassium avec l'oxygène, comparée à celle du cuivre ou de l'argent avec le même élément, donne lieu à des différences non moins frappantes. On