QUATRIÈME MÉMOIRE
l&TAT NATUREL, CARACTERES PHYSIQUES, STRUCTURE, COMPOSITION IMMÉDIATE ET ÉLÉMENTAIRE DES INCRUSTATIONS LIGNEUSES : CELLULOSE , LI6N0SE , LIGNONE, LIGNIN ET LIGNIRÉOSE ; COMPOSITION DES TOURBES.
Les tiges ligneuses diflFèrent beaucoup, par leurs propriétés physiqpies et chimiques, des tissus principalement formés de cellulose.
Tous les bois présentent, en effet, dans leur composition, quelque variable qu*elle soit d'ailleurs, des proportions d'hydrogène plus fortes que celles qu'exigerait leur oxygène pour former de Teau ^
Ce dernier fait , que j'ai constaté par des analyses élémentaires et immédiates multipliées , aurait pu se déduire des nombres trouvés par MM. Thénard et Gay-Lussac, si l'on n'eût admis, avec ces illustres chimistes, que l'excès d'hydrogène obtenu par eux dépendait d'ime légère imperfection dans le procédé analytique dont ils ont enrichi la science.
' Jusqu'à répo<pie où ce mémoire fut soumis à TAcadémie des scienoes (i 7 décembre 1 838 ) , on admettait généralement, dans les outrages de chimie et de physiologie végétale, que le iigaeux ou bois épuré était composé de carbone, plus d'hydrogène et d'oiygène, dans les proportions qui constituent Teau.
En effet, dans la dernière édition de sa Physiolo^e végéude, M. I>ecan4ple présente ainsi
On verra plus loin comment je suis parvenu, d'ailleurs, à rendre évidente cette première donnée générale, en soumettant aux analyses la matière ligneuse séparée de la cellulose; celle-ci ayant, comme on le sait aujourd'hui, une composition bien déterminée, o,444*-- de carbone, et toujours l'hydrogène et Toxygène dans les rapports de la composition de Teau. (Voyez ci*dessus mon troisième mémoire.)
Une conséquence importante me parut inunédiatement ressortir de la démonstration d'un excès d'hydrogène dans les éléments des tissus ligneux : cela indiquait effectivement une fixation d'hydrogène dans les actes de la nutrition végétale, conclusion qui devenait l'expression exacte d'une incontestable vérité , si l'on admettait, en outre, comme mes analyses l'ont prouvé, que les jeimes organes des végétaux, les parties herbacées et les feuilles
la oomposition da bois épnrè par Talcool, Teaa, Tacide chlorbjdriqae et une dernière kh par Teau : il le nomme lignine.
Chêne . . . .
H^tre
Boit de fer
Smi1«
KAC
CAUOKB.
cm
fUimvnXM
D'apr4t MM. Tkëaud 1 Gay-LuMe.
Sdmat PiMt
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M. Decandoie admet, en otrCre, oomme le» chimistes le supposaient aknrs eux-mêmes, que cette lignine était. convertie en gomme et suere de raisin par Tacide sulfuriqoe, tandis que ces propriétés appartiennent à la cellulose, qui donne de la dextrine et de la glucose.
M. Decandoie, au reste, émet des doutes sur quelques autres données admises, qui effectivement étaient fausses ou incertaines. Il demande si Tidentité des fibres du chanvre avec celles du bois est bien réelle; si les distinctions entre ia médnline, la sabërine et la lignine sont parfaitement fondées; si les fibres de YAgcme et celles du Phonnitan tenax ont ht composition du corps ligneux ou des écorces; si le coton diff&re de la tignine; si la fungine ne 80* rait pas une variété de la lignine, etc. On voit combien ces points de la science, foit diairs aujourd*hui, étaîAtit alors obscurs.
donnent aussi un excès d^hydrogëne. Telle est donc Tune des lois générales de la composition élémentaire de toutes les plantes prises dans leur ensemble, loi qui se rattache directement» ellemême, au fait général que je viens de signaler parmi les phénomènes de la nutrition des végétaux.
U en résulte encore que la quantité de chaleur développée par la combustion des différents bois dépend , non-seulement de la proportion de carbone , mais encore de la quantité d'hydrogène en excès qu ils contiennent.
Je vais présenter d'abord quelques-uns des résultats analytiques sur lesquels se sont fondées les considérations qui précèdent , et les nouvelles recherches que je fus conduit à entreprendre. J'indiquerai ensuite les principales applications qui en découlent pour l'organographie et la physiologie végétales.
Analyse du bob de Sainte-Lucie.
A l'état normal séché dans le vide sec à 1 70^
Bois employé .'....., =s o,44i
Acide caxbonique obtenu. = o,853
Eau ». =0,339
Carbone « s=53,4oj
Hydrogène s^ 5*90 | =s 1 00
Oxygèoe = 4i»7o )
Analyse du bois d*ébéiiier de Madagascar.
A rétat normal , séché dans le vide sec à 170^:
Bois employé = o,4o5
Acide caiboniqne obtenu = 0,787
Eau. • : =: 0,1 96
H • • ss 5,a5}=:ioo
Analyse du bois d'ébénier de Madagascar. .
Traité par l'eau, contenant 3 pour loo d'ammoniaque, exposé pendant 2 heures à la température de Teau bouillante , puis par Teau aiguisée de 5 pour 100 d'acide chlorhydrique , maintenu à la même température pendant 2 heures, lavé à l'eau distillée houillante, et enfin séché dans le vide sec à 160^.
Bois employé » :^ o,32 1
Aàde carbonique = 0,613
Eau =0,168
G =5a,64l 1 (Carbone.... 5a, 85
u eo f =100, ou cendres 1 u 1 « ^
H = 5,87 > , , , . < Hydroeèoe.. 6
O. \ déduites, = •• . I r\ \ ta =41,79) ' (Oxygène.... 4iti5
Analyse du bois de Sainte-Lucie.
Partie très-dure provenant du cœur \ traité de la même manière, séché dans le vide sec à 170°, laisse o'^jA de cendres (à l'état normal il laissé 0*^,81 de cendres).
Bois employé = o,383
Acide carbonique » s=: 0,733
£au ;^o,3i3
î;- =^^'74)^,^^ ^^çç„^^,(Carf)one.... 52,90)
îî =,^'''U déduites. = ...îîy*^"8^°^- 6,07 -^^oo
U ....=41921) (Oxygène.... 4i}03 j
Analyse du noyau de la noix de coco.
A l'état normal , séché dans le vide à i So"".
Substance = 0,496
Acide carbonique s= 0,898
Eau =o,a63
G 5o,oo :=: ) s=: 100, eu tenant ( Carbone.
• = o,ao3
io,oo :=: ] s=: 100, eu tenant ( Carbone 5o,5 \
5,74 = [ compte de la cen- 1 Hydrogène . . • 5,8 > = 1 00 ^4,26 = ) dre, = ( Oxygène 43,7 ;
' Le bois de cœur de cbéne, provenant d'un arbre ayant environ cent cinquante ans, a donné dans une analyse 5 a, 5 de carbone pour 100.
Analyse des coques de noix dn Jugions regia.
A Tétat normal » séchées dans le vide à 1 60^.
Substance employée = o,836
Acide carbonique s i,S56
Eau = 0,453
L'incinération de cette substance a donné 1 pour 100 de cendre.
En déduisant la cendre de la substance employée pour l'analyse, le poids de celle-ci égale 838 n^illigrammes, et Ton aura:
Carbone = 51,9a ]
Hydrogène ' :=: 5,96 > = 100
Oxygène • == 43,i a )
Deuxième analyse des coques do noix.
A rétat normal, séchées dans le vide à 170^
Substance employée = o,6o3 en tenant compte de la
Acide carbonique :=:i,ii6 cendre ss 0,597.
Eau t^ 0,817
Troisième analyse des coques de noix du Jugions regia.
Lavées par Teau contenant a, 01 d'ammoniaque, puis par IV cide chlorhydrîque à o,oa , enÉn à Teau distillée et séchées dans le vide à 1 5o°.
Substance employée 529miliig.\ l Carbone .... 5i,79 j
Acide carbonique obtenu 1,006 \^^\ Hydrogène. . 6,ao | as 100
Eau o.3oi ) ( Oxygène. . • , 4a,oi
Anidyse du bois de chêne.
Epuré par Teau froide, i'eau distillée à chaud, par Teau aiguisée de 0,0 5 d'acide hydrochlorique , maintenue en contact à 80^ pendant 2 heures, puis par Feau distillée maintenue chaude à 80® pendant 2 heures, lavé, et enfin séché dans le vide à 180^.
Substance employée = o,364
Âdde carbocique = 0,667
Eaa ....« =so,aoi
H s= 6tOi > ss 100
Troisième analyse : épuré comme ci-dessusr
Sobslanee. = o,34o
Acide caiiianique = 0,6 1 7
Eau =50,198
C • =s 5o,oo \
H •.«•.«•.•.« axa 6,3l|a:ioo
Analyse du bois de hêtre.
Macéré trois jours dans Teau distillée tiède, traité par Teau contenant 3 pour loo d'ammoniaque, par Teau aiguisée de 5 pour 1 00 d'acide chlorhydrique , et lavé à Teau distillée bouillante, séché dans le vide à i6o®.
Substance. r xs 0,537
Acide carbonique obtenu » sss i,o46
Eau sss o,33a
H *.... tsas 6^11 > SES 100
Analyse du bois de tremblé.
Le bois de tremble lavé a donné, pour oS'yâôo :
TISSUS LIGNEUX, t 259
Adde cwboDiqne.. 0.607 ] j^^irondéduit i ^^^'. '. '. ^M
TIGE V^SEBMJNIBBÂ (bILOR DBS NEGRES DO Si^NliGAL).
Analysée à Tétat normal, 0,727 ont donné:
. . , , . , . (Carbone... 47,18
« ^ *, I d'où Von tire 100 = \ Hydioeène. 5,q4
^" «•^97 ! |oi,«»L...46j«
Analyse da bois de sapin.
Lavé par une solution de potasse, Teau et Tacîde chlorhydrique étendu , séché à 1 00^ dans le vide.
4i7°^« ont donné 734"^ d'acide carbonique et 237"^ d'eau , ce qui correspond à la composition élémentaire suivante :
Carbone '....• ^ ^•79 )
Hydrogène 6,38 > =s 100
Oxygène 4i»93 )
Analyse du bois de peuplier.
Matière 277, acide carboniqtle 471, eau i45; d'où l'on dé» duit la composition :
Carbone 47» )
Hydrogène > • • . 5,8o > as 100
Oxygène. 47fao )
Analyse du bois de cormier.
Séché à i6o% laissant 1,4 de cendre pour 100. Substance employée 464"*^i acide carbonique 810, eau 2 54; d'où l'on tire pour sa composition , cendres déduites :
Carbone 48,69 \
Hydrogène 6,o3 > sss loo
Oxygène 45,18 )
On appréciera sans peine les principales différences qui existent dans la composition des substances ligneuses de diverses origines, en jetant un coup d'oeil sur le tableau synoptique suivant : il résume les données déduites des analyses ci-dessus décrites.
TABLEAU DE LA COMPOSITION DE DIFFERENTS BOIS Lkvis.
SUBSTAHCIS UCIBVBIS.
Bois de Sainte-Lucie
Ébène de Madaga3car. . . • Ligneux de noix ordinaire.
— — de noix de coco. .
Sapin.
Chêne suivant MM. Thénard et Gay-Lussac .
Chêne
Hêtre
Cormier. . .
Tremble. .
Hermiidera.
Peuplier suisse , Cellulose
CABBOn.
■TMUloàBB.
OZTflàBB.
iQvnrAi.BBT
cbsrbon
combottiblt.
On voit qu*entre les tissus végétaux plus ou moins incrustés par la substance ligneuse, des différences notables de composition élémentaire se décèlent; qu'à poids égal un bois très-dur ou résineux pourra contenir une quantité de carbone plus grande d'un dixième que k quantité contenue dans un bois très-tendre. Cette différence serait plus considérable encore si Ton comparait le
même bois dur avec le tissu végétal pur (cellulose) ^ elle s'élèverait dans ce cas, à deux dixièmes.
' Ce tahleau montre encore que tous les tissus contenant des incrustations ligneuses offrent dans leur composition élémentaire un excès d'hydrogène. L'influence de cet excès d'hydrogène sur l'effet calorifique des bois s'évalue sans difficulté, si l'on se rappelle qu'à poids égal l'hydrogène exige trois fois plus d'oxygène en se brûlant, pour former de l'eau , que le carbone pour produire de l'acide carbonique, et que, par cette combustion, l'hydrogène développe au moins trois fois plus de chaleur.
Si donc on calcule l'excès d'hydrogène de chacun des combustibles en déduisant de la quantité totale celle qui est nécessaire pour former de l'eau avec l'oxygène, de chacune de ces compositions, on pourra multiplier par trois cet excès, afin d'avoir son équivalent en charbon ; puis, ajoutant ce nombre au chiffre qui exprime le carbone trouvé par l'analyse , on aura l'équivalent total en charbon représenté par la composition élémentaire sous le point de vue de la valeur calorifique de chacun de ces combustibles.
Telle est la marche que j'ai suivie pour trouver les nombres de la dernière colonne du tableau : ils montrent que, sous ce rapport, les produits ligneux diffèrent plus encore entre eux.
A la vérité, suivant qu'on prendrait les tiges ligneuses de plantes plus ou moins âgées, on pourrait faire varier ces rapports; mais rien d'essentiel ne serait changé aux conclusions générales, et personne, après tm examen attentif, ne voudrait aujourd'hui soutenir, comme on le croyait naguère, que la composition du bois fût équivalente à du carbone plus de l'eau, ni que les tissus ligneux des divers végétaux, lavés et desséchés, représentassent, à poids égal, la même quantité de combustible, eussent, en un mot, la même valeur calorifique.
Pour moi, le fait n'était plus douteux, mais je voulus en apjMTofondir les causes, et, afin d'y parvenir, étudier les produits de la végétation les plus divers en apparence, pourvu qu'ils présen-
tassent, par leurs caractères physiques et leur composition élémentaire, une analogie évidente ^vec les produits ligneux que j'avais précédemment examinés.
Ceux-ci peuvent être séparés en deux classes : la première , comprenant les tissus lentement incrustés, tels qu^on les voit dans les tiges dont les fibres ligneuses passent, d'année en année et par couches concentriques, de Tétat d'aubier à l'état de bois de cœur et continuent dxu:ant des siècles à sHncruster et durcir; la seconde classe , renfermant tous les tissus ligneux rapidement développés , comme , par exemple , dans les noyaux de différents fruits.
Je cherchai d'abord à reconnaître si quelques dispositions particulières de structure pouvaient me faire retrouver les sécrétions ligneuses dans les diverses parties des végétaux. Voici les résultats de ces investigations.
