DES POIDS MOLÉCULAIRES
§ 1 . — Srreurs de raisonnement de M. MèndeleefT dans l'explioation de la formule.
La Chimie volumétrique a déduit de l'hypothèse d'Avogadro la proposition suivante :
« Le poids moléculaire d'une substance est égal à sa densité, exprimée par rapport a l'hydrogène, multipliée par 2. »
Ou, en d'autres termes :
(( La densité d'un gaz est égale à la moitié du poids moléculaire exprimé par rapport à rh>drogène. »
Voici le raisonnement que fait M. Mendeleefl' {Principes de Chimie, p. 53o) pour prouver l'une ou l'autre de ces propositions.
II est facile, dil-il, de donner à la loi d*Avogadro-Cîerliardt une fonne alp'brique. Si le poids d'uncî molécule, c'csl-à-dirc de la (juantili* d'une 5ubstanrr i\\n entre dans mie réaclion chimique et qui occupe, à l'état de vapeur, confor mément à la loi, un >olume éj:al à celui des molécules des autres corps, e>l exprimé par les lellres M*, M* ou, en j^énéral, par M, et si k« lettres I)*, D' on. en général, D représenlenl hi densité ou le poids d'un volume donné (à l'état (ir ^raz ou de Aa|)eur) des substances corresix>ndanfes, prises dans certaines conditions définies de température et de pression, il s'ensuit alors que
égale un certain nombre constant, dette expression prou>e direclemenl que 1<*8 volumes correspondants aux
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poids M*, M', etc., sont égaux à un certain nombre constant, pai$c|ue le volume est directement proportionnel au poids et inversement proportionnel à la densité. La valeur C varie suivant Tunité choisie pour l'expression des |X)ids moléculaires et des densit('»s.
Le poids moléculaire (égal à la sonune des jwids atomiques des éléments formant une substance donnée) est ordinairement exprimé en prenant \c poids d'un atome d'hydrogène comme unité, et l'on rapporte aussi maintenant la densité des gaz et des vapeui-s à l'hydrogène. Donc il sutTit de calculer la valeur C d'un composé quelconque pour connaître cette môme valeur pour toutes les autres substances. Vinsi, prenons l'eau : sa masse réagissante s'exprime (condition nellement) par la formule ou molécule 11*0 ix)ur laquelle M = i8 si 11= I, comme nous le savons déjà par l'élude de la composition de l'eau. La densité de vapeur D par rapport h l'hydrogène = 9; par conscHpienl, (] sera égal à ~ = 2. Aussi, pour les molécules de toute autre substance, j)eut-on
admettre 5 = 2.
Je vais montrer ici que ce raisonnement contient une erreur passée inaperçue à la Science depuis cinquante ans.
L'auteur identifie dès la première ligne le poids d'une molécule à la quantité de la substance qui entre en réaction chimique.
Il ne le fait que parce que cette quantité occupe à Tétat de vapeur, conformément à la loi, un volume égal à celui des molécules des autres corps.
11 est bien vrai, en effet, que si on admet Avogadro, les volumes des molécules sont égaux quels que soient les corps, les molécules égales sont placées a égales distances les unes des autres. Dès lors, soient
M le poids de la molécule du corps E.
N le nombre de molécules par litre, quel (juc soit le corps.
Le poids de i litre du corps E sera NM=l).
— I litre — E' sera \M'=D'.
— 1 litre — E" sera NM'^LK.
et l'on aura bien
j1 = [y • • • • = DU = >; = ^^onslaute.
Ainsi, celte équation n'est vraie que parce que, sur la foi de l'hypothèse d'Avogadro, on a admis que le poids d'une substance qui entre dans une réaction chimique est réellement le poids d'une molécule de celle substance.
i\f\'À ' TIIÉOIIIE NOUVELLE DE LA CHIMIE.
Cherchons ce que devient Téquation ci-dessus et ce (ju'elle représente, si l'on n'admet pas l'hypothèse d'Avogadro.
M n'est plus que la quantité du poids moléculaire du corps E qui occupe le même volume que la quantité du poids moléculaire du corps E', ces deux quantités entrant en réaction Tune avec Tautre.
Je vois en ce cas un volume du corps E, pesant Pe, qui entre en réaction avec un volume égal du corps E', pesant pe». En ce cas, le rapport de ces poids ^^ est bien le même que celui des densités j, mais rien ne dit que pe soit le poids moléculaire du corps E, que Pe» soit le poids moléculaire du corps E'. On peut rechercher ultérieurement quel lien peut exister entre pe et le poids moléculaire PMg, entre le poids p^r et le poids moléculaire PMp-, mais dans l'équation
Pe.de
Pe' de''
Je ne puis voir qu'une égalité de rapports entre des poids déterminés, qui n'ont rien jusqu'à présent de commun avec des poids moléculaires.
Soit C ce rapport constant, applicable à tous les corps, considérés dans les mômes conditions.
On aura
Pc __ P«: __ 2 — r^
e df»r d
En conséquence, tout ce qui, dans le raisonnement qui précède de M. Mendeleeff, est appliqué au poids moléculaii^, concerne en réalité le poids du corps considéré dont le volume égal à i se combine avec le pokls d'un autre corps considéré dont le volume est égal a i.
En d'autres termes, l'expérience démontre que i volume du corps gazeux E se combine avec i volume du corps gazeux E'.
En ce cas, le poids pe de i volume du corps gazeux E de densité de se combinant avec le poids Po- de i volume du corps gazeux E' de densité dg», on a
Po P^' Po de
^^ = ou - ■ =:= "
de (lor Po do-
ou '-- = — ''
Moyennant celle distinction, au lieu de dire ce que nous avons dit plus haut pour Teau, il faut dire, en reprenant avec modification le langage de M. Mendeleeff:
Prenons Tcau : sa masse réagissante consisle en 2 voluinrs d'hydrogèno pesant 2 cl I volume d'oxygène pesant iC. La densité de vapeur D, par rapport à rhydrogène = 9. Par conséquent, G sera égal à ~ = a. Aussi, pour les molécules de toute autre substance, peut-on admettre ^ = 2.
Par conséquent, le poids Pe d'une substance dont i volume entre en combinaison avec le poids pe» du même volume d'une autre substance, est égal à sa densité de exprimée par rapport h l'hydrogène multipliée par 2.
En d'autres termes, si Tunité de poids était la même, en Chimie, que Tunité de volume, le rapport des poids se combinant à volume égal, serait égal au rapport des densités. Mais l'unité de poids pesant 2 volumes, ce rapport des poids = le rapport des densités X '^"
C'est tout ce que Ton peut dire, et, dans ce raisonnement, on le voit, il n'y a pas place pour introduire la notion de poids moléculaire.
Je puis continuer îi emprunter, en le modifiant en ce qui concerne l'expression de poids moléculaire, le langage de M. Mendeleeff :
11 sulTit, iKHu* montrer l'exactitude de cet énoncé, de comparer un grand nombre de densités de vapeur obtenues expérimentalement à celles trouvées par le calcul.
Prenons, par exemple, rammoniaque : la quantité de ce corps qui entre en réaction est exprimée par le nombre i/| -f- 3 = 17. Par conséquent, pe==" 17, d'où on déduit d = 8.5. On obtient le même résultat par Texpérience.
Ainsi corrigé, le raisonnement est juste.
On voit que, dans ce raisonnement, le poids moléculaire, que nous ne connaissons pas et que l'on a à tort, par une simple convenlion inexacte, identifié à p^, n'entre en réalité pour rien.
On appelle molécule, dit M. Mendeleelf {Principes de Chimie^ p. 545). la quantité de substance qui entre en réaction chimique avec d'autres molécules et qui occupe, à l'état de vapeur, le même volume que deux ixirties en poids d'hydrogène.
Kien ne justifie cette définition, qui est tout arbitraire et p^ratuite.
hM\ THÉORIE NOUVELLE DE LA CHIMIE.
On a ainsi donné une définition fausse de la molécule. Or, de la molécule, Nainsi faussée, on a déduit les atomes, multipliant leur nombre dans la molécule pour faire cadrer la définition donnée à la molécule avec les données de l'expérience..
C'est ainsi qu'on a inventé les molécules à 2, 3, 4 et jusqu'à 7 atomes. Rien de tout cela n'est exact.
Ainsi ce ne sont pas des poids moléculaires que Ton peut déduire de la formule jy = 2, c'est-à-dire de la densité de vapeur. Ce sont des poids qui offrent ce caractère d'ôtre le poids qui entre en réaction chimique avec le poids d'autres corps occupanl comme lui, à télat de vapeur, le même volume que deux parties e/i poids d'hydrogène. Rien de plus.
§ 8. — XSrreur de raisonnement du J>^ Frebault.
Tous les auteurs d'ouvrages de Chimie reproduisent la même erreur.
Si, d'une pari, dit le D' Frebault {Chimie Conîemporaine, 1889, p. ai), on admet avec Daltoii que les proportions pondérales définies, suivant lesquelles les corps se combinent, représentent les jioids relatifs des atomes, et si, d'autre part, comme le veut la première loi de Gay - Lussac, les gaz s'unissent dans des pro|)orlions définies et simples en volumes, il est rationnel de penser que les poids relatifs de ces volumes ne sont autre cliose que les poids relatifs des atomes.
Oui. C'est même obligatoire.
Mais si, comme je l'ai montré, les proportions pondérales de Dalton ne représentent pas les poids relatifs des atomes, la cou clusion tombe, comme inexacte.
L'auteur cite des exemples. Voici le premier. Les autres sont dans le même cas.
Poids de i litre d'hydrogène 08*^089
Poids de 1 litre de chlore 3 170
Poids de 2 litres d'acide chlorhydrique. .'i^'^zôg et le rapport -— = -^ montre que l'atome de chlore i)èse 35,6 fois pl"^
que celui de l'hydrogène.
L'erreur consiste à dire atome, au lieu de dire simplement: poids proportionne! de chlore entrant en combinaison.
THEOttlE NOUVELLE DE LA CHIMIE.
CllYPITUE III. — INEXACTE DÉTEUMIN VTIOiN DES POIDS
