CHAPITRE PREMIER

FHIiXClPES GÉNÉRAUX DE CHIMIE PHYSIOLOGIQUE

Au point de vue chimique, la vie est une transformation de combinaisons complexes en combinaisons plus simples et inversement de combinaisons simples en combinaisons complexes. Le premier ordre de phénomènes prédomine chezFaninial, le second chez la plante, mais tous deux n'en existent pas moins dans les deux règnes.

On trouve dans les corps vivants des composés binaires, ternaires, quaternaires, etc., suivant le nombre des éléments simples qui entrent dans leur constitution. Ces composés seront étudiés successivement au point de vue de leurs propriétés chimiques, dans ce qu'elles ont d'important pour la physiologie, de leur existence et de leur état dans le corps, de leur origine et de leurs transformations dans l'organisme, de leur éhmination et enfin de leur rôle physiologique.

J'étudierai tour à tour, dans une série de chapitres, les éléments simples du corps humain, les substances minérales et l'eau, les gaz libres, les principes organiques constituants (graisses, hydrocarbonés, albuminoïdes, etc.), les matières colorantes, les divers produits de désassimilation, les réactions chimiques dans l'organisme vivant et les fermentations.

L'étude des ditférents principes de l'organisme, de leur origine, de leurs transformations, nécessite la connaissance des principes généraux de la chimie organique et en particulier delà théorie atomique d'autant plus que c'est la notation atomique qui est employée dans cet ouvrage. Quoique ces notions se trouvent dans lous les traités de chimie organique et de chimie physiologique, il m'a paru utile de les condenser ici et d'en présenter uu résumé fait essentiellement au point de vue physiologique.

Idée générale de la théorie atomique. — atome chimique est une masse de matière continue, indivisible, nécessairement simple ; c'est la plus petite quantité d'un corps simple qui puisse faire partie d'un composé. La molécule est la plus petite partie d'un corps simple ou composé qui puisse exister a l'état de liberté.

Dans les corps simples, l'atome n'est jamais libre; ainsi dans l'hydrogène, par Beaunis. — Physiologie, 3^ édition. I. — 4

exemple, l'atome d'hydrogène est toujours juxtaposé à un autre atome d'hydrogène pour constituer une molécule d'hydrogène, qu'on pourra reprèsenser ainsi : 11 + H ou ||. Il en est de même pour le chlore, le brome, etc. (1). Dans les corps composés, un atome d'un corps simple est juxtaposé à un ou plusieurs atomes d'un autre corps simple; ainsi dans l'acide chlorhydrique, par exemple, un atome de chlore est juxtaposé à un atome d'hydrogène et peut s'écrire ainsi HCl. Cette manière de concevoir la constitution des corps simples, fondamentale pour la théorie atomique, s'appuie sur les lois de Gay-Lussac, sur les propositions d'Ampère et sur des considérations empruntées à certains faits chimiques, pour lesquels je renvoie aux ouvrages spéciaux.

Si, comme le dit la proposition d'Ampère, les gaz pris sous le même volume contiennent, ù la même température et à la même pression, le même nombre de molécules, il en résulte forcément que les molécules des gaz simples et composés auront le même volume, et comme on a choisi pour unité de volume Tatome d'hydrogène, une molécule d'hydrogène occupera deux volumes (puisqu'elle est composée de deux atomes), et les molécules des gaz simples et composés occuperont aussi deux volumes.

L'hydrogène, pris comme unité de volume, a été pris aussi comme unité de poids. L'atome d'hydrogène pèse 1 ; la molécule d'hydrogène pèse 2. Le poids atomique d'un corps simple est le poids d'un volume de ce corps rapporté au poids d'un égal volume d'hydrogène. La molécule d'un corps simple étant composée de deux a.loines,\e poids moléculaire sera le double du poids atomique.

Il y a une relation intime entre les poids atomiques et les poids moléculaires des gaz et leur densité. Seulement, pour les poids atomiques et moléculaires, c'est l'hydrogène qui est pris pour unité; pour les densités, c'est l'air atmosphérique. La densité de l'air étant 1, celle de l'hydrogène sera 0,0693, c'est-à-dire que l'hydrogène est 14,44 fois plus léger que l'air. On aura donc la densité d'un corps par rapport à l'hydrogène en multipliant par 14,44 sa densité par rapporta l'air.

On a vu plus haut que les atomes ne peuvent exister à l'état libre. Ils ont une tendance (affinité, polarité, capacité de combinaison) à se combiner soit à un autre atome du même corps, soit à un ou plusieurs atomes d'un autre corps simple. Si l'on prend maintenant la série des combinaisons que peut présenter l'hydrogène par exemple, on verra qu'il peut former, en se combinant au chlore, de l'acide chlorhydrique ; à l'oxygène, de l'eau ; à l'azote, de l'ammoniaque; au carbone, du gaz des marais, etc. Dans ces quatre combinaisons, les atomes d'hydrogène d'une part, et les atomes de chlore, d'oxygène, d'azote, de carbone, d'autre part, se trouvent dans les proportions suivantes :

Acide chlorhydrique HCl 1 atome de Cl pour 1 atome de H

Eau ." H20 1 — 0 — 2 — H

Ammoniaque H^Az 1 — Az — 3 — Il

Gaz des marais H^C 1 — C — 4 — H

On exprime ces faits en disant que le chlore et l'hydrogène sont monoatomiques, l'oxygène diatomique, l'azote triatomique, le carbone tétratomique, ce qui revient à dire que le chlore et l'hydrogène peuvent fixer un élément monoatomique, que l'oxygènn en peut fixer 2, l'azote 3, le carbone 4. Au lieu de mono, — bi, — tri, — tétralomique, on emploie aussi les termes monovalent, bivalent, trivalent, etc., et l'on dit que l'hydrogène possède une valence ou une atomicité, l'oxygène deux valences ou deux atomicités, etc.

(1) Il y a bien quelques exceptions. Ainsi, la molécule de phosphore et d'arsenic serait composée de quatre atomes. La molécule de mercure est composée d'un seul atome.

PRINCIPES GÉNÉRAUX DE CHIMIE PHYSIOLOGIQUE. fil Lorsque, dans une combinaison, toutes les atomicités ou valences sont satisfaites, comme dans l'hydrogène HH, l'acide chlorliydrique HCl, l'eau H^O, l'ammoniaque AzH', le gaz des marais Cll% et lorsqu'elle ne peut plus fixer d'atomes nouveaux, la combinaison est d'de saturée; ainsi dans CIH, Cl monoatomique a fixé un atome de H; il ne peut en fixer davantage. Quand au contraire une ou plusieurs atomicités n'ont pas été utilisées, elles restent disponibles, et le corps peut se combiner à des atomes nouveaux dont le nombre correspond au nombre des atomicités disponibles jusqu'à ce que la saturation se fasse.

Notation atomique. — Pour fixer les idées, on peut représenter graphiquement ces valences ou atomicités par des apostrophes ou par des traits accolés à la lettre qui figure le symbole du corps. On aura ainsi pour les quatre corps que l'on vient de voir la notation suivante, chaque trait ou chaque apostrophe signifiant une valence :

H' ou H

0' ou 0= ou U

Az (»u Azs ou Az

C" ou Cë ou =C= ou -C

Leurs combinaisons pourront alors s'écrire indifféremment des façons suivantes :

AzU-:

H.Cl

nu

Az H

LH

OU

Az— H ou

H Az H

ou

Lu

Ces divers modes de notation constituent ce qu'on appelle les formules des combinaisons. Mais ces formules peuvent varier suivant le point de vue auquel on considère la combinaison. Soit l'acide acétique, par exemple; si on l'analyse, on trouve que pour 100 parties en poids, il contient en moyenne 40 p. 100 de carbone, 6,67 d'hydrogène et oi d'oxygène. Si on divise chacun de ces nombres par le poids atomique de C, H et 0, ces quotients indiquent les rapports dans lesquels les atomes de C, H et 0 se trouvent dans le composé; ces quotients, réduits aux nombres les plus simples possible, donnent ce qu'on appelle la formule atomique du composé, et pour le cas actuel de l'acide acétique, CH^O . Mais les rapports des atomes ne changent pas, si, au lieu de prendre pour formule CH-0, on prend C^H'*0^ G^H^'O^, etc. Quelle est, de ces diverses formules, celle qu'il faut choisir? Sans entrer dans des détails purement chimiques, il suffira de dire qu'on y arrive en analysant les produits que fournit le corps et en utilisant certaines propriétés physiques (exemple : densité des vapeurs). On trouve ainsi que la formule de l'acide acétique doit êlre doublée, et est en réalité CmK)-; c'est ce qu'on appelle la formule moléculaire.

La formule moléculaire donne simplement le nombre et la proportion des atomes et des molécules, sans rien dire sur leur mode de groupement. Or, l'étude des compositions et des décompositions chimiques montre que, dans un composé,

les atomes sont unis entre eux avec des diiîérences de cohésion, et forment des groupements dont chacun peut ainsi sortir d'une comltinaison ou y entrer tout en gardant une certaine individualité. On peut donc attribuer à chaque groupe une formule spéciale, etTensemble de ces formules constituera la formule rationnelle du composé. Ainsi, la formule moléculaire de l'alcool ordinaire (éthylique) est C-H"0. En le traitant par le sodium Na, on obtient un corps, C-H^ONa, dans lequel Na s'est substitué à un atome d'hydrogène; dans cette réaction, le groupe C-H^O reste invariable. On peut de même, par une série de réactions successives, décomposer l'alcool éthylique en plusieurs groupes distincts qu'on peut séparer dans la forniub' rationnelle soit par des points, soit par des traits; exemple :