Notice sur les travaux de chimie

Les recherches que j’ai poursuivies incessamment depuis ma sortie de l’École Polytechnique ont porté sur des sujets variés et sur des corps appartenant, les uns à la Chimie minérale, les autres à la Chimie organique : elles se rapportent, pour la plupart, à une même suite d’idées que les données de l’expérience ont successivement développées.

Le premier résultat de mes travaux a été la découverte du sesquisulfure de phosphore. Les expériences qui me l’ont fait obtenir avaient pour hut de comparer l’action du soufre sur les deux états allotropiques du phosphore. Il semble bien, en effet, que le sesquisulfure contienne ce corps simple à l’état de phosphore rouge, tandis que, dans les sulfures liquides il est à l’état de phosphore ordinaire.

Ce premier travail m’a naturellement conduit à préciser les conditions de la transformation du phosphore rouge en phosphore ordinaire. La Chimie physique est devenue dès lors l’objet principal de mes recherches : j’ai voulu contribuer à l’asseoir sur les enseignements positifs de l’expérience. Cette branche de la Science est, en grande partie, d’origine française.

grâce à nos maîtres morts et vivants. Elle a pris aujourd’hui, surtout à l’étranger, des développements bien propres à encourager ceux qui s’y sont adonnés. Son grand intérêt est de relier la Chimie proprement dite à la Mécanique en lui fournissant des données suffisamment précises pour qu’elle puisse devenir une science rationnelle.

Dès 1867, j’ai comparé la transformation allotropique du phosphore à une véritable dissociation. En 1871, j’ai établi les lois principales de ce ' phénomène, méconnues par M. Hittorf en i865. Elles se sont trouvées semblables à celles de la dissociation du carbonate de calcium données en 1867 par M. Debray, et à celles de la transformation de l’acide cyaniqne et du paracyanogène, données en 1868 par MM. Troost et Hautefeuille. Il en est de même de la transformation du styrolène en métastyrolène sous l’inlluence de la chaleur, que j’ai récemment étudiée (1897).

De 1874 à 1877, j’ai fait connaître les lois de l’équilibre chimique entre l’hydrogène et la vapeur d’iode. C’est un type très net de la dissociation dans les systèmes homogènes gazeux. Les déterminations antérieures faites par les chimistes, après les belles découvertes de M. Henri Sainte-Claire Deville, avaient surtout porté sur les systèmes hétérogènes ; leur dissociation a lieu dans des conditions très différentes de celles des systèmes homogènes. Ceux-ci, où les corps en réaction et le produit de leur combinaison sont tous trois gazeux, offrent au point de vue théorique un intérêt tout particulier à cause du déplacement de l’équilibre qui peut se produire : par le changement de distance des molécules, d’après la pression; par l’addition de l’un des gaz, pris en excès; enfin par l’intervention des corps poreux. Les résultats obtenus dans ces recherches expérimentales ont pu ouvrir la voie aux travaux de divers savants.

Plus tard, en 1891, j’ai complété cette étude par celle de la dissociation de la vapeur de bromhydrate d’amylène sous de faibles pressions ; dans ce cas, le mélange gazeux est encore homogène, mais le phénomène est plus complexe, car la combinaison se fait avec condensation, tandis que celle de 1 hydrogène et de la vapeur d’iode n’entraîne aucun changement de volume.

En 1881, j ai coordonné l’état de nos connaissances sur les équilibres chimiques dans un Ouvrage spécial qui fait partie de l'Encyclopédie chimique dirigée par M. Fremy. Dans ces Études sur les équilibres chimiques, je me suis placé successivement au point de vue de l’expérience et de la

théorie. J'ai montré, notamment, comment les phénomènes de dissociation peuvent être interprétés, dans tous leurs détails numériques, par des considérations mathématiques, et j’ai fait de cette interprétation une théorie spéciale. Tout se passe comme si la limite résultait simplement d’un équilibre entre deux actions simultanées dont l’une tend à décomposer, l’autre à reformer la combinaison. En évaluant la vitesse de chacune de ces actions élémentaires indépendantes et en appliquant les méthodes les plus simples du Calcul intégral, on a la loi du phénomène réel observé. Cette théorie, inspirée par les recherches de M. Berthelot sur l’éthérification, suit les faits de très près et en donne une interprétation simple et logique. Je T’ai appliquée numériquement, non seulement à mes propres expériences, mais à celles de beaucoup d’autres chimistes.

Depuis ces publications, divers savants ont appliqué les ressources de la Thermodynamique à accroître la portée des données fournies par l’expérience sur les équilibres chimiques. MM. Gibbs, Peslin, Moutier, Horstmann avaient été les premiers à marcher dans cette voie. De grands développements ont été donnés à ces théories par MM. Van t’Hoff, Duhem, Le Chatelier, etc. Plusieurs des sujets soumis ainsi de différentes manières à l’Analyse . mathématique ont eu pour base, souvent presque unique, les expériences résumées dans la présente Notice.

Après avoir ainsi cherché à étendre le domaine de la Science dans les relations de la chakur avec les transformations chimiques, j’ai entrepris une série de recherches parallèles sur l’action chimique de la lumière. J’ai été amené ainsi à comparer les mêmes réactions s’effectuant par la chaleur seule et par la lumière seule.

La décomposition de l’acide iodhydrique gazeux m’avait déjà fourni sur ce sujet des résultats de quelque intérêt et avait appelé mon attention sur ces questions.

Mes recherches ont porté principalement sur le mélange de dissolutions d’acide oxalique et de chlorure ferrique (iSgd-iSgS). Il est décomposé lentement par la chaleur dans l’obscurité ; il est vivement impressionné à froid par la lumière en donnant une réaction irréversible. J’ai coordonné les résultats obtenus par des formules mathématiques; elles sont fondées sur les idées rationnelles qu’on peut se faire sur la vitesse de la transformation, sur l’absorption de la lumière, sur les relations entre l’intensité lumineuse et la quantité de matière transformée.

Des recherches récentes (iSgg), efl'ectuées sur la transformation du styrolène sous l’influence de la lumière, complètent les précédentes en pre-

nant comme substance impressionnable un milieu presque transparent au lieu d’un milieu coloré.

La conclusion est que le rôle principal de la lumière est d’accélérer les transformations exothermiques qui, sans elle, exigeraient pour la même température, dans l’obscurité, un temps infiniment plus grand.

Ce nouvel ensemble de recherches sur l’action chimique de la lumière se lie intimement aux précédentes. Elles sont fondées toutes deux sur le concours de l’expérience et du calcul pour développer d’une manière logique nos connaissances en Mécanique moléculaire.

Dans ces derniers temps, en suivant à peu près le même ordre d’idées, j’ai abordé l’étude des solutions salines, dont la constitution a depuis quelques années beauèoup occupé les cbimistesi elle paraît se lier à des questions très délicates d’équilibre.

Là aussi, les mathématiciens se sont emparés de ces problèmes; mais ils ont envisagé surtout des solutions extrêmement étendues. J’ai voulu demander à l’expérience des données nouvelles permettant de traiter le cas le plus général et, dans ce but, j’ai choisi des sels pouvant fournir des disse- lutions extrêmement concentrées. Mes déterminations ont porté sur les solubilités, les densités, les contractions, les chaleurs de dissolution, les chaleurs de dilution. Le chlorure de lithium a été le sujet de mon premier travail (1897). Tout récemment (1899), j’ai étudié les chlorhydrates d’amines : ees sels offrent aussi l’intérêt de montrer l’influence qu’a sur les propriétés physiques l’introduction de un ou plusieurs radicaux alcooliques, méthyle ou éthyle, dans la molécule de l’ammoniaque.

A ces recherches sur les dissolutions, se rattache une étude toute récente (1899), sur la réaction du magnésium et de l’aluminium mis en présence de leurs solutions salines.

La plupart des travaux résumés dans cette Notice ont fait l’objet, lorsqu’ils sont devenus tout à fait complets, de Mémoires détaillés insérés dans les Annales de Chimie et de Physique.

Depuis 1898, le sesquisulfure de phosphore, qui avait été le premier résultat de mes recherches de Chimie et qui semblait n’être qu’une curiosité de laboratoire, est employé pour la fabrication des allumettes : les ingénieurs des manufactures de l’État l’ont adopté pour éviter les incon- , vénients du phosphore ordinaire.