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IL est nécessaire que je place d’abord sous vos yeux une note fort remarquable de M. Mitscherlich qui fut communiquée à l'Académie des sciences par M. Biot. La voici textuellement :
« Le paratartrate et le tartrate (doubles) de soude et d’ammoniaque ont la même composition chimique, la même forme cristalline avec les mêmes angles, le même poids spécifique, la même double réfraction, et par conséquent le même angle des axes optiques. Dissous dans l’eau leur réfraction est la même. Mais le tartrate dissous tourne le plan de la lumière polarisée et le paratartrate est indifférent comme M. Biot l’a trouvé pour toute la série de ces deux genres de sels. Mais, ajoute M. Mitscherlich, ici la nature et le nombre des atomes, leur arrangement et leurs distances, sont les mémes dans les deux corps comparés (1). »
Cette note de M. Mitscherlich m'avait singulièrement préoccupé à l’époque de sa publication. J'étais alors élève à l'École Normale, méditant à loisir sur ces belles études de la constitution moléculaire des corps, et parvenu, je le croyais du moins, à bien comprendre les principes généralement admis par les physiciens et les chimistes. La note précédente troublait toutes mes idées. Quelle précision dans tous les détails! Y a-t-il deux corps qui aient été mieux étudiés, mieux comparés dans leurs propriétés? Mais dans l’état actuel de la science, concevait-on deux substances aussi semblables sans étre identiques ? M. Mitscherlich nous dit lui-même quelle était dans sa pensée la conséquence de cette similitude :
La nature, le nombre, l'arrangement et la distance des atomes sont les mêmes. S'il en est ainsi, que devient donc cette définition de l'espèce chimique si rigoureuse, si remarquable pour le temps où elle a paru, donnée en 1823 par M. Chevreul? Dans les corps composés l'espèce est une collection d'êtres identiques par la nature, la proportion et l'arrangement des éléments.
Bref, la note de M. Mitscherlich n'était restée dans l'esprit comme
1. Comptes rendus de l'Aradémie des sciences, XIX, 1844, p. 720. (Note de l'Édition.
une difficulté de premier ordre dans notre manière de considérer les corps matériels.
Chacun comprendra maintenant qu’étant préoccupé, et pour les raisons que j'ai dites, d’une corrélation possible entre l’hémiédrie des tartrales et leur propriété rotatoire, la note de M. Mitscherlich, de 1844, dût me revenir à la mémoire. M. Mitscherlich, pensai-je aussitôt, se sera trompé sur un point. Il n'aura pas vu que son tartrate double était hémiédrique, que son paratartrate ne l'était pas, et si les choses sont telles, les résultats de sa note n'ont plus rien d’extraordinaire; et j'aurai là en outre le meilleur criterium de mon idée préconçue sur la corrélation de lhémiédrie et du phénomène rotatoire.
Je m'empressai donc de reprendre l'étude de la forme cristalline des deux sels de M. Mitscherlich. Je trouvai, en effet, que le tartrate était hémiédrique comme tous les autres tartrates que j'avais étudiés antérieurement, mais, chose bien étrange, le paratartrate se montrait également hémiédrique. Seulement les faces hémiédriques qui, dans le tartrate, avaient toutes le même sens, s’inclinaient dans le paratartrate, tantôt à droite, tantôt à gauche. Malgré tout ce qu'il y avait d'inattendu dans ce résultat, je n’en poursuivis pas moins mon idée. Je séparai avec soin les cristaux hémièdres à droite, et les cristaux hémièdres à gauche, et j'observai séparément leurs dissolutions dans l'appareil de polarisation. Je vis alors, avec non moins de surprise que de bonheur, que les cristaux hémièdres à droite déviaient à droite, que les cristaux hémièdres à gauche déviaient à gauche le plan de polarisation, et quand je prenais de chacune des deux sortes de cristaux un poids égal, la solution mixte était neutre pour la lumière par neutralisation des deux déviations individuelles égales et de sens opposés.
Ainsi je pars de l'acide paratartrique; j'obtiens à la manière ordinaire le paratartrate double de soude et d'’ammoniaque, et la dissolution laisse déposer, après quelques jours, des cristaux qui ont tous exactement les mêmes angles, le même aspect, à tel degré que M. Mitscherlich, le célèbre cristallographe, malgré l'étude la plus minutieuse et la plus sévère qui fut jamais, n'avait pu y reconnaître la moindre différence. Pourtant l’arrangement moléculaire dans les uns et dans les autres est entièrement différent. Le pouvoir rotatoire l'atteste ainsi que le mode de dissymétrie des cristaux. Les deux espèces de cristaux sont isomorphes et isomorphes avec le tartrate correspondant; mais l’isomorphisme se présente là avec une particularité jusqu'ici sans exemple : c’est l’isomorphisme de deux cristaux dissymétriques qui se regardent dans un miroir. Cette comparaison
rend le fait d’une manière très juste. En effet, si dans l’une et l’autre espèce de cristaux je suppose prolongées les facettes hémiédriques jusqu'à leurs rencontres mutuelles, j'obtiens deux tétraèdres symétriques, inverses et que l’on ne peut superposer malgré l'identité parfaite de toutes leurs parties respectives. De là j'ai dû conclure que j'avais séparé, par la cristallisation du paratartrate double de soude et d’ammoniaque, deux groupes atomiques symétriquement isomorphes, intimement unis dans l'acide paratartrique. Rien de plus facile que de prouver que ces deux espèces de cristaux représentent deux sels distincts, d’où l’on peut extraire deux acides différents.
Il suffit d'opérer comme dans tous les cas semblables, de précipiter chaque sel par un sel de plomb ou de baryte et d'isoler ensuite les acides par l'acide sulfurique.
L'étude de ces acides offre un immense intérêt. Je n’en connais pas de plus intéressante.
Mais avant de l’exposer, permettez-moi de placer ici quelques souvenirs relatifs à leur découverte.
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L'annonce des faits qui précèdent me mit naturellement en rapport avec M. Biot, qui n'était pas sans concevoir des doutes au sujet de leur exactitude. Chargé’ d’en rendre compte à l'Académie, il me fit venir chez lui pour répéter sous ses yeux l'expérience décisive. Il me remit de l’acide paratartrique qu'il avait étudié lui-même préalablement avec des soins particuliers, et qu’il avait trouvé parfaitement neutre vis-à-vis de la lumière polarisée. Je préparai en sa présence le sel double avec de la soude et de l’ammoniaque qu'il avait également désiré me procurer lui-même. La liqueur fut abandonnée dans l’un de ses cabinets à une évaporation lente, et lorsqu'elle eut fourni environ 30 à 40 grammes de cristaux, il me pria de passer au Collège de France, afin de les recueillir et d'isoler sous ses yeux, par la reconnaissance du caractère cristallographique, les cristaux droits et les cristaux gauches, me priant de déclarer de nouveau si j'affirmais bien que les cristaux que je placerais à sa droite dévieraient à droite et les autres à gauche. Cela fait, il me dit qu'il se chargeait du reste. Il prépara les solutions en proportions bien dosées, et au moment de les observer dans l’appareil de polarisation, il m'invita de nouveau à me rendre dans son cabinet. Il plaça d’abord dans l’appareil la solution la plus intéressante, celle qui devait dévier à gauche. Sans même prendre de mesure, par l'aspect seul des teintes des deux images ordinaire et
extraordinaire de l’analyseur, il vit qu'il y avait une forte déviation à gauche. Alors, très visiblement ému, l'illustre vieillard me prit le bras, et me dit : Mon cher enfant, j'ai tant aimé les sciences dans ma vie que cela me fait battre le cœur.
Vous excuserez, messieurs, ces souvenirs personnels qui ne se sont jamais effacés de mon esprit. De nos jours, avec nos habitudes, on y répugnerait dans le cours d’un mémoire scientifique, mais ils m'ont paru de mise dans une exposition orale; et peut-être que l'intérêt biographique de semblables souvenirs constituera lun des avantages du genre d'enseignement que la Société chimique inaugure aujourd’hui.
Du reste, il y a plus ici que des souvenirs personnels. A l'émotion du savant se mélait chez M. Biot le plaisir intime de voir ses prévisions réalisées. Depuis plus de trente années, M. Biot s'était efforcé vainement de faire partager aux chimistes sa conviction que l’étude de la polarisation rotatoire offrait l'un des plus sûrs moyens de pénétrer dans la connaissance de la constitution moléculaire des corps.
NATÉ
Revenons aux deux acides que fournissent les deux sortes de cristaux déposés d’une manière si inattendue par la cristallisation du paratartrate double de soude et d’ammoniaque. Rien de plus intéressant, disais-je, que l'étude de ces acides.
En effet, l’un d'eux, celui qui provient des cristaux du sel double hémièdre à droite, dévie à droite, et il est identique avec l'acide tartrique ordinaire. L'autre dévie à gauche comme le sel qui le fournit. La déviation imprimée par ces deux acides aux plans de polarisation est rigoureusement la même en valeur absolue. L’acide droit suit dans sa déviation des lois particulières qu'aucun corps actif n'avait encore offertes. L’acide gauche les offre en sens inverse de la manière la plus fidèle, sans que jamais on puisse soupçonner la plus légère différence.
Et la preuve que l’acide paratartrique est bien la combinaison, équivalent à équivalent, de ces deux acides, c’est que si l’on vient à mêler, comme je vais le faire sous vos yeux, des solutions un peu concentrées de poids égaux de chacun d'eux, leur combinaison s'effectue avec dégagement de chaleur, et la liqueur se solidifie surle-champ par une cristallisation abondante d'acide paratartrique, identique à l'acide paratartrique naturel (!).
1. Cette belle expérience a provoqué les applaudissements de l'auditoire.
Q2 Le SJ
Relativement à leurs propriétés chimiques et cristallographiques, tout ce que l’on fait avec l’un des acides peut se répéter avec l’autre dans les mêmes conditions, et dans tous les cas on obtient des produits identiques, mais non superposables, des produits qui se ressemblent comme la main droite et la main gauche. Mêmes formes, mêmes faces, mêmes angles, hémiédrie dans les deux cas. La seule dissemblance est dans l'inclinaison droite ou gauche des facettes hémiédriques, et dans le sens du pouvoir rotatoire.