C. — TO, = 6 vol
0^ — 200, = 6 vol.
Poids total, 784,6 pour 24 volumes.
En divisant le poids 781 ,6 par 40 , c*est->à-dire en avançant la virgule d'un chiffre vers la gauche, ce qui donne 78,46, et opérant la division par 21 volumes, j'obtins pour densité calculée 3,72.
La densité est 3,60 a 3,80 par l'observation. Il y avait donc explication des volumes atomiques des trois éléments du carbonate de zinc.
Il en fut de même pour le carbonate de chaux.
Ca».
Poids 250
6 volumes.
— ^oo
3 vol.
6 vol.
6 vol.
Poids total, 623 pour 24 volumes.
Le poids 62,3 divisé par 24 , donne , pour la densité calculée, 2,97.
Densité observée, sur Parragonite, 5, Beudant; 2,946, Thenard.
L'accord étant encore parfait entre les densités calculées et observées, j'étais donc bien sur la voie de la détermination des volumes atomiques.
On voit que dans ces détenninations la densité observée n'engendre pas les volumes^ et qu'elle sert seulement a les contrôler.
J*étals parti d'une idée théorique qui réclamait des volumes exprimés par des nombres simples , et je suivais cette recherche en ce sens. Dgky dans les formules de ces deux carbonates, on voit ce que sont les oxydes et les acides considérés en volumes. Les oxydes de zinc et de calcium se présentait avec 9 volumes spécifiques , et Tacide carbonique avec 42 volumes, dont 6 pour le carbone et 6 pour Toxygène.
Nous appuyant de cette connaissance, nous pouvions chercher a reconnaître les volumes atomiques d'autres métaux. Mais dans le carbonate de cadmium nous trouvâmes que le poids total 407,48, divisé par 21, donne 5,40 pour densité (calculée, nombre qui n'est point en accord avec la densité moyenne observée , qui est 4,42 a 4,49. Il fallait donc que l'atome de cadmium eût un volume plus grand que ceux des métaux examinés, et pour avoir l'approximation de ce volume, il nous fallut diviser 107, 18 par la densité moyenne observée, 4,45; ce qui nous donna le chiffre 24,08, dont nous fimes 24 , en concluant que l'atome de cadmium devait avoir 9 vo* lûmes.
En efTet, si l'on prend :
Cd^ Poids 696,80 = 9 volumes.
O. — 400, = 3 vol. CO^. — 275, = 12 vol.
On a le poids total 4074 ,80 pour 24 volumes. Densité calculée 4,6; densité observée 4,42, Herapath; 4,49, Karsten.
En continuant, il nous fut facile de reconnaître que les carbonates
de baryte et de strontiane s'expliquent également en donnant au
barium et au strontium 9 volumes spécifiques pur atome.
Exemple :
Carbonate de baryte.
Ba*. Poids 858 = 9 volumes. O. — 100 = 5 vol. CO^. — 275 ==42 vol.
Poids total, 4235 pour 24 volumes.
Densité calculée 5,45, — observée 5, Persoï.
Il fallut donc admettre que le volume atomique ti'était point unique, mais ces nombres 6 et 9 étaient du moins en rapports simv pies, ayant le nombre 5 pour multiple d(Hnmuiik
Il nous restait encore des carbonates k examiner, entre autres Ies> carbonates de fer et de manganèse y et les densité» de ceux-ci ne s'expliquaient ni par 24 volumes ni par 21 . I/Cs métaux formant là base des oxydes ne pouvaient donc avoir pour volumes atpmiqnes ni 9 lû 6 volumes , et par tâtonnement ^ nous vîmes qu'il fallait prendre le double atome de fer et de manganèse pour la moitié de 9) ou pour 4 1/2 volumes; ce nombre^ exprimant un rapport^ devant être considéré comme Texpressioa d'un nombre entier^ puisqu'il sufiBt de doubler les nombres pour avoir les rapports en nombres eûtiei^, comme 9 , ^1 2 et 4 8, ou « ce qui vaut mieux , de les diminuer d'un tiers, ce qui les ramène aux nombres amples 5, 4 et 6 ; nous pouvons donc prendre le volume 4 4/2 pour vérifiai le volume du double atome de fer et de manganèse ^ puisqu'il est produit en divisant 1^ poids atomiques de ces métaux par leur densité de combinaison.
Formule du carbonate de fer en volumes.
ÏV. Poids 550 = 4 i/2 volumes. O. — lOÔ = 5 vol.
CO^ — 275 =42 vol.
Poids total, 725 pour Î9,5 volumes.
La division de 72,5 par 19,5 donne pour la densité calculé!} 5,71 . La densité observée est 5,60 à 5,80.
Gabonfite de inanganèBe.
Mg2- Poi3s 544,7 = 4 1/2 volumes. O. —100 =5 vol.
CO^ — 275 =12 vol.
Poids total, 719,7 pour 19,5 volumes.
La division de 71,97 par 19,5 donne pour densité calculée 5,69. Densité observée 5,59 à 5,53, Mohs.
De œt exàineu résultait donc itti troinèine yoluine atomique a aj()iitér aux deux autres^
Les sels de plomb et dû bismuth nous firent aussi tiroire un instant a un Tolume atomique as 42 ^ et ceux d'aluminium natif et de clih)me a iin aUtre=s:3 « fious adoptâmes côinme très-probable que tous les corps se divisaient en cinq séries , dont lès propoiticms de deux atomes possédaient des rapports de Voiutnes a l'état solide de combinaison, comme S^ 4 4/2, 6, 9 et 4^» Le chlore, l'iode^ le brome et le potassium faisant seuls exception. À part donc qùatfe corps dont la simplicité pouvait être mise en doute, tous les autres corps élémàitaires s' unissant avec 50 poids différents, prenaioit^ en se combinant, Fun de ces volumes multiple notés plus haut.
C'était san^ nul doute un point fort iihpô^tant d'éclairé qiie cette démonstriation des combidaisons en volumes solides simples ou mnl* tiples simples les uns des autres , et nous étions dqa fondé a noifs croire sur la voie de la découverte de la loi qui préside aux combinaisons et déterminé lés |»^{yorrtiotis défiiiie^.
Dix années se sont écoulées depuis, et nous avons eu bien des fois roûcdsicm de âièttrêi k Tépreuve cette loi des tôhime» solide^ en lui ieDiàOidant l'explication de toutes left densités des composés solides bien déterminés que ilous avon6 eu a tiotre disposition ^
Us résultats ont été noilnsealement sa confirmation en principe, mais nous avons vu que , cotnme toute loi réelle, elle se éimplififtit lâehreilletisement. Des cinq séries de volumes, nous somiiies retenuf à trois. Aitisi maintenant nous proclamons que les cor^è élémen*' tttfés, qu'ils soient à l'état de liberté , seUtb, liquides ou gamix^ ({u'ils pèsent comme l'hydrogène 42,80 ^t atome/ du comme lW>ISâ7^80, revi^nent dans les combinaisons neutres et solides a ^ Volumes atomiques qtri sont entre eux cothme 4 4/2^ 6 et 9, oti si on l'aime mieux, conmie 5, 4 et 0, car ces nombres plus simples eitprimeiït le même rapport*
Nous adoptons maintenant ce dernier rapport des volumes en nombres entiers très-simples, et qui peuvent facilement éùtrer dans les formules et se fixer dans la mémoire. Il en résultera toutefois ^n peu plus de travail pour certaines recherches; ainsi, pour obtenir la densité calculée d'un métal, soit le cadmium, dont le poids est ^96,8, nous divisions 69,68 parle nombre 9 représentant le volume,
et nous avions au quotient la densité calculée 7,74, tandis qu'en divisant par 6, le nouveau volume atomique, nous obtenons H ,61, nombre trop fort d'un tiers; il ne faudra donc pas diviser parle volume tel qu'il est exprimé, mais l'augmenter toujours de moitié avant de l'employer comme diviseur , et dire :6 + 5 = 9, 4-|-2 = 6, 5 + 4,5=4,5.
Lorsqu'on voudra chercher le volume par la densité, on divisera également le poids par la densité augmentée d'un tiers, ou , ce qui est plus simple , on divisera par la densité observée , et le nond)re obtenu devra être diminué d'un tiers pour exprimer le volume atomique. Ainsi, soit le carbonate de chaux, dont le poids atomique ramené au dixième est 62,5 et la densité connue 2,97, on obtiendra au quotient le nombre 2i , dont il faudra ôter 7 pour obtenir 44 volumes, qui résultent de 4 volumes de carbone, 4 de calcium et 6 d'oxygène.
Loi des volumes solides , développements.
La loi des volumes solides est d'une grande simplicité, et les corps élémentaires qui se combinent constamment avec leurs affinités propres, comme Toxygène et les métaux, dont nous venons dedéten^ner les volumes dans un petit nombre de composés , n'offrent piirae difficultés dans leurs déterminations; mais il existe un assez jgrand nombre de métalloïdes et de métaux qui , par suite de leur union a Télément impondérable oxique, rélectrile, possèdent des volumes secondaires qitlb |^rtent dans leurs combinaisons avec les bases, en jouant le rôle d\ih corps oxique.
Ces corps ainsi étudiés possèdent en général un tiers plus de vohnnes qu'avec leurs affinités propres; il faut donc, pour avoir leurs volumes primitifs et le maximum de leur densité , les suivre dans les combinaisons neutres où ils entrent après avoir subi la combustion par un corps comburant, ordinairement par le gaz oxygène.
Nous allons passer les corps élémentaires en revue et les examiner dans leurs différents états , en commençant par les métalloïdes.
SOCJFAE.
Nous connaissons le soufre sous deux états bien distincts :
1® Le soufre oxique , jouant le rôle d'acide vis-à-vis des corps basiques, tel est le soufre libre.
2® Le soufre basique , et formant comme tel la base des addes sulfureux, sulfurique, etc.
On constate le volume atomique du soufre oxique dans les sulfures métalliques ; il y joue le rôle d'acide, tandis que le métal avec lequel il est combiné joue le rôle de base. Nous allons faire voir par qujçlques exemples que son atome possède 6 volumes dans les sulfures, tandis qu'il revient à 4 dans son état basique naturel.
Sulfure de fer, Fe* S.
Fe^. Poids 350 = 5 volumes. S. — 200 = 6 vol.
Poids total, 550 pour 9 volumes.
Le poids réduit au 40®, et divisé par le chiffre du volume augmenté de moitié, ou 45,5, produit la densité calculée 4,07. La densité observée est 4,40.
Sulfure de manganèse, Mn* S.
Mn' Poids 544,70 = 5 volumes.
S. — 200 =6 vol.
Poids total, 544,70 pour 9 volumes.
Ou 54,47 a diviser par 45,5.
Densité calculée 4,05. — observée 3,95, Beudant.
Sulfure d'étain, Sn* S.
Sn^. Poids 733,50 = 6 volumes. S — 200 =r 6 vol. *
Poids total 955,30 pour 42 volumes.
Ou 93,53 a diviser par 48.
Densité calculée 5,20. — observée 5,26, Boullay.
Sulfure de zinc^ Zn^ S.
Zv? Poids 406,6 = 4 volumes. S. -- 200 =6 vol.
Poids total 606,6 pour 40 VolUities.
Ou 60,6é a diviser par 45.
Densité calculée 4,04. — observée 4,1 6.
Dans lespolysulfures, le premier atome dd soufre possède 6 volumes et li^ autres 4. Exemple :
Sulfure de molybdène, Mo* S*.
Mo^ Poids 598,52 = 4 volumes.
S». 400 =6 + 4 = ^0 vol.
Poids total, 998,52 pour 44 volumes.
Ou 99,852 à diviser par 24 .
Densité calculée 4,75* -^ observée 4,75.
Dans le» sulûdes (sulfures qui peuvent se combiner aux bases),
diiique atome réel de métal est en outre augmenté d'un volume.
Exemple :
Sulfure d'antimoine Sb* S».
Sb* Poids >I645. =42 + 4 = 46 volumes. S« — 400 = 12 vol.
S — 200 = 4 vol.
Poids total, 2245 pour 52 voltiraes.
Ou 221,3 à diviser par 48.,
Densité calculée 4,61 . — observée 4,62, Regnault.
Le soufre, avec les 6 volumes qu'il porte dans les sulfures, peut être considéré comme un acide par rélectrile, que nous formulons par S El' ; son afflhité oxique et son volume augmenté d'un tiers, sans aucune variation de poids, atteste cette combinaison mixte. Le soufre libre , si l'on en juge par sa densité, qui est 2,05, est au même état, car avec 4 volumes sa densité serait 5,55.
Le soufre basique se trouve dans les sulfites et les sulfates neutres.
L'acide Bulfurcux^ qui s'obtient par la combnstion da souffê dntift Pair/ est formé par nn atome de soufre et deux atoiHd'ôiiygtne, et le yoIum« et de œt acide dans les sulfites neutres estie suivant :
S. Poîcis 200 = 4 vol. J ^ ,
8 Vol.
0^ — 200 = 4 vol
Noua avons vu déjà que l|acide carbonique était aussi formé pu :
G Poids 7S = 4 vol. J . , 0» -^ 200 = 4 vol. f ^ ^^'^
Et il en est ainsi de la plupart des acides simples , au nombre desquels nous plaçons Tacide hydrique ^ qu'on a désigné jusqu'ici sous le nom de deutoxyde d'hydrogène.
Mais nous allons trouver le volume du soufre basique dans les sulfites et dans les sulfates.
Sulfite de soude basique cristallisé.
2 Na*0. Poids 774,4 =* 20 volumes.
SO^ — 400 = 8 vol.
10 HO. — 1125 == 60 vol.
Poids total, 2299,4 pour 88 volumes.
Densité calculée 1 ,74. — observée 1,70.
Dans ce sel il est évident que Atome de soufre possèâe quatre volumes. *
La composition élémentaire de l'acide sulfurique diffère de celle ^ acides précédents. On a prétendu jusqu'ici lui donner pour formule théorique S O*, inais a Tétât de liberté il ne peut être ramené à cette formule; il est toujours formé des deux atomes basiques S H, et de quatre atomes d'oxygène , et pour lui donner la formule S O^ on est obligé de dire qu'il possède un atome d'eau essentiel HO. A l'état de combinaison, il peut être ramené a la formule S O^ en chaufTakitcerlaiiiB sulfates a une température qui détermine la sépa^ fttioQ de deux atomes de ses éléments essentiels ; savoir : 4 atome d'Iiydrogène et 1 atome d'oxygène qui forment nn équivalent iW au moment de se dégager; on obtient enfin dû œs lulfaies
calcinés un acide dit anhydre, mais Tacide dans ces deux cas est évidemment aliiéré. En conséquence, nous adoptons pour formule de l'acide sulfurîque celle qu'il possède à Tétat de liberté dans son plus grand état de concentration et dans les sulfates desséchés sans altération. L'acide sulfurique SHO*, qu'on le remarque bien, est absolument la réunion de l'acide sulfureux S 0^ et de l'acide hydrique (ou hydreux) H O^ , et ce n'est pas théoriquement seulement qu'on peut le démontrer, car la réunion de l'acide sulfureux a l'eau oxygénée forme de Tacide sulfurique de toute pièce, tout le monde le sait. Il ne faut pas toutefois considérer cet acide double comme un mélange, car il possède des propriétés tout autres que celles des acides qu'il représente. On lui trouve d'ailleurs dans les sulfates naturtels, ou simplement desséchés sans altération , les éléments que nous indiquons.
Volumes solides de Tatlde sulfurique combiné.
S. Poids 200 = 4 volumes. H. — 42,50 = 4 vol.
O^ 400 =8 vol.
Poids total, 642,50 pour 46 volumes.
Et la densité à l'état solide, calculée en divisant 61 ,250 par 24, est de 2,55.
C'est en effet avec 612,50 et 16 volumes qu'on explique les densités et les volumes des suli^^.
Sulfate de zinc.
Zn'O. Poids 506,60 = 6 volumes. SHO^ — 612,50 = 46 vol.
Poids total, 1119,44 pour 22 volumes. Densité calculée 5,59, — observée 5,40.
La densité observée 5,40 est considérée par les minéralogistes comme celle du sulfate anhydre, ayant pour formule Zn 0 + S 0*; mais selon nous il n'en est point ainsi, et la formule que nous donnons nous paraît être la véritable pour le sel desséché à la température de 4 00 degrés. La synthèse suivante nous semble en donner la
preuve : nous avons mis dans un petit ballon 18 grammet-de zinc pur en grenaille et 40 grammes 75 centigrammes diacide sulfurique étendu d'eau ; après une réaction suffisamment prolongée, la liqueur a été concentrée sur le zinc non dissous, et après dessiccation comice et longtemps prolongée à 400 degrés, le produit pesait net 26 grunmes 50 centigrammes ; la grenaille de zinc non dissoute, lavée etséchée, pesait 8 grammes 40 centigrammes. Il y avait donc 48 grammes 40 centigrammes de sulfate de zinc obtenu avec 6 grammes SO centigrammes de zinc. Or, on sait que 6,60 grammes de zinc prennent, pour passer à Pétat de protoxyde, 4 ,62 d^oxygène, et que cet oxyde, pour se transformer en sulfate, exige 9 grammes 94 centigrammes d'acide sulfurique S^fiO^. Si donc cet acide existe dans le sel desséché, ces nombres dœvent donner le poids du sulfate obtenu; en effet, les trois nombres 6,60, 1,62 et 9,94, donnent le nombre théorique 4 8 grammes 4 6 centigrammes, et le poids du suliate de zinc obtenu est 48 grammes 40 centigrammes.
Si Facide sulfurique contenu dans ce sulfate desséché avait la formule S 0', au lieu de 9 grammes 94 centigrammes d'acide , il n'en faudrait compter que 8 graunnes 4 i centigrammes, et le poids théorique pour 6 grammes 60 centigrammes de zinc serait 16 gram. 55 centigr. , nombre qui ne s'accorde pas avec le poids du sulfate obtenu.
Comme confirmation de la parfaite dessiccation du sulfate, nous avons d'ailleurs cherché son poids spécifique qui s'est trouvé être 8,42 en moyenne ; la densité du sel dit anhydre a été trouvée par Karsten et d'autres naturalistes, de 5,40, donc le sel obtenu dans notre synthèse était bien celui qu'on considère comme formé de ZqO, SO', et doiit la vraie formule est Zn*0, SHO^. Les autres sulfates desséchés sans altération contiennent évidemment l'acide nilfurique SHO^avec 16 volumes.
Sulfate de chaux Ga'O + SHO^.
Ca^O. Poids SSO t=; 6 volumes. SHO* — 612,S0 = 16 vol.
Poids total 962,50 pour 22 volumes.
Ou 96)2$0 a diviser par 55.
— ilf> —
32UXL1. 3,91
y. T^^-^^^^ X ^ ■'^iT,!- ■ -r ,^L«r ' Lk
2HO. — as = 12 Ti
Tî, Ca-»>. SB'^-
U. — liO = â ToL
¥âàstotalr 1 108.19 poor 21 toA Oa f l«JN9 a Sr^ser pe âl.3.
catfTsVy 3.51 >. — ciserrêe 3,53, Rirstea.
$ HO — SCâ.30 = 30 Td.
Os 4C7,069 à diiker p« 51 -f- âS»5 = 76,5.
Ce:i=ité cak&Iée 2. 1 8. — oIieerTêe 2,1 ».
L'ggg soËdîfiée pag iimAiii ■iinii {mu tih ihi hàen S Tofamcs par arofzie. î2zsdiâ (^ Fesa cqniJe {«âsedf pocr ^cfauuje cadcaiê 1 1,230 •il^îâé par 1^ = 7,5, oa7 toI. i,2paraîooBe.
^•:-«u coanncoos reumen de queLiniK ànliafies OMune dÔBOOS* îratîoD des iS toIsbcs «le Taoïfe soUiinqiie et ca nène temps pour TèriBex les Tolomes atomigo» de
Sulfate de magnésie, Mg*0, SHO^.
Mg^. Poids 458 es 4 volumes. 0. — 400 =r: 2 vol.
S HO* ~ 642,50 = 16 vol,
Poids total/ 870,50 pour 22 volumes.
Ou 87,05 à diviser par 55.
Densité calculée 2,65. — obsç^ryée 2,6>l , Karsten»
Salfate de magnésie cristallisé, Mç*0, SHO* -f- ^ ^0.
Mg^OjSHO* Poids 870,50 = 22 volumes. 7 HO — 78T,S0 = 42 vol.
Poids teul, 4658,00 pour 64 volume.
Ou 165,8 a diviser par 64 + 52 = 96. Densité calculée 4,75. — observée 4 ,66, Beudant; 4,75, Persoz.
Sulfate d'argent, Ag* 0, SHO*.
Ag* Poids 4550 =8 volumes.
O. — .100 =2 vol.
SHO* ^ 612,50 = 46 vol,
Poids total, 2062,£U) pour 26 volumes.
206,25 divisé par 59 donne pour densité caleuléo 5,^9. •—<- ob* servée 5,54. Karsten.
Sulfate de soude, Na^O, SHO^.
Na* Poiçls 287,2 = 8 volume»- O >|00 = ? vol.
SHO* — 642,5 =46 vol.
Poids total, 999,7 poyr ?6 volumes 99,97 divisé par 59 donne pour densité calculée 2,56. — obmm ?,68, K^men ; 2,46 , Mûfcl.
On voit que ]a py opor^pn d'argpm et celle de sodium possè4ent ^ ^(jhjxç^^ 4piyib4çfii QUrrs ^j^ en même temps ^ue le^rs c^ialeurs
atomiques sont =80. On peut donc considérer ces proportions comme formées de quatre atomes ou de deux proportions ordinaires. Avec cette similitude de volumes , il n'est pas étonnant que les sels d'argent et de sodium soient isomorphes , car Tisomorphisme parait dépendre d'un rapport simple de volumes , ainsi que nous le ferons voir en comparant en volumes les composés isomorphes les plus connus.
Nous allons voir que la proportion de potassium = 490 en poids, et dont la chaleur atomique est 80 comme celle du sodium, possède 16 volumes comme certains corps composés, et notamment Tammoniaque et les acides doubles.
Sulfate de potasse K^ 0, SHO^.
K^ Poids 490 =46 volumes.
