Prop«rti«ms ehiari^aes

On a cru longtemps que les corps s'unissaient en proportions très-diverses (*;. M. Gay-Lussac a prouvé que les gaz se combinent dans des rapports très-simples exprimés en volumes ; que si la combinaison reste gazeuse, son volume, souvent contracté, offre encore un rapport simple avec le volume primitif des composants. Ainsi :

400 toI. d'oxygène -f 200 d'hydrogène forment de Teau.

100 » d'oxygène -j- 200 d'aiote » =200 de protnxyde d'azote.

200 un -f- 20° n * = 400 de btoxydc d? azote.

300 » » -f 200 » » = acide azoteux,

400» » 4-200» » =400 d'acide hrpoazotique.

500 » » +200 » » = acide azotique.

400 » d'azote -j- 300 d'hydrogène » = 200 de gaz ammoniac.

4 00 » de chlore 4" < 00 " » » . = 200 d'acide chlor hydrique.

4 00 » de gaz ammon. -f- 4 00 de gaz ac. chlorhydr. = chlorhydrate aV ammoniaque solide.

200 » » + 4 00 de gaz ac. carbonique = carbonate d'ammoniaque so-

lide.

200 » » -f-200 >» » (-f»HO)= bicarbonate £ ammoniaque so-

lide.

Un grand nombre de corps liquides et solides peuvent être gazéifiés et s'unir dans des rapports aussi simples; on peut donc admettre qu'avec la forme gazeuse, offrant sous des conditions fixes (de pression et de température) une grande homogénéité dans toutes leurs parties, ces mêmes relations simples existent ; on peut même les présenter sous cette forme, en calculant le volume des corps qu'on ne gazéifie pas directement, d'après le volume qu'ils occupent dans leurs combinaisons gazéifiables.

Il est évident que les gaz étant homogènes, un égal volume

(*) Giauber, le premier, reconnut que les acides et les hases se combinent en proportions fixes, soit directement, soit dans la double décomposition effectuée entre deux sels. En 1777, Wenzel, dans sa Théorie des affinités, indiqua, par des faits analogues plus nombreux, la loi des combinaisons eu nombres proportionnels. Richter, de Berlin, vérifia cette loi dans le cas de la précipitation d'un métal, engagé dans une solution, par un autre métal; il montra, de plus, le rapport constant qui existe entre les quantités d'oxygène de la base et de l'acide dans chaque sel du même genre. Berzélius parvint à généraliser ces lois par des analyses nombreuses ; il découvrit les rapports simples entre l'oxygène des bases et l'oxygène des acides dans les sels. Daltoo a formulé, en 1807, une théorie des nombres proportionnels, où il a établi que si deux corps s'unissent en plusieurs proportions, l'un étant pris pour unité, les quantités de l'autre offrent souvent un rapport simple entre elles dans les différents composés ; Gay-Lussac a rendu plus évidentes et plus précises ces lois en les étendant aux gaz.

COxVSIDÉRATIONS GÉNÉRALES. 15

correspond toujours au même poids, dans des conditions égales; que, par conséquent, les combinaisons en poids doivent offrir aussi des rapports simples. D'ailleurs on a constaté que, si deux corps se combinent en plusieurs proportions, les quantités plus grandes de l'un d'eux sont multiples les unes des autres, comme les nombres 1, 2, 3, 4, 5 (quelquefois, mais rarement, 1, 5). Ainsi, trois acides du soufre se composent en poids :

L'acide hyposulfureux, de soufre 300 -}- oxygène 400. » sulfureux » 200 » 200.

» sulfarique » 200 » 300.

S * Poids équivalemts.

Si Ton compare les quantités pondérales constantes d'oxygène, de soufre, de chlore, etc., qui se combinent avec chacun des métaux, on verra que ces quantités diffèrent et que la combinaison définie exige un poids particulier à chacun des corps ; que sous la condition d'employer ce poids propre, on peut remplacer un corps par un autre ; c'est le poids de chacun des corps, qui peut ainsi se substituer à un autre, que Ton nomme équivalent. Quelques exemples rendront cette explication plus claire :

Ainsi pour former les oxydes, les chlorures ou les sulfures de différents métaux, il faudra les quantités proportionnelles suivantes de chaque métal et d'oxygène, ou de chlore ou de soufre 2

Métal ■+- Oxygène ou Chlore ou Soufre.

Argent 4360 400 443,20 200

Sodium 287,5 100 443,20 200

Calcium 260 400 443,20 200

Cuivre 895,6 400 443,20 200

Pour former un oxyde avec 100 (en poids) d'oxygène, il faut 1350 d'argent, ou 287,5 de sodium, ou 250 de calcium; chacune de ces quantités de chaque métal formerait un chlorure avec 443,20 de chlore, ou un sulfure avec 200 de soufre : on peut donc remplacer, dans chaque série de ces combinaisons, 1350 d'argent par 278,5 de sodium, ou 250 de calcium, ou 395,6 de cuivre, etc., et le poids propre à chaque corps, pour former ainsi certains composés définis, est appelé le poids équivalent de ce corps.

Ajoutons que chacun des oxydes ainsi formés pourra s'unir

avec un même poids d'un acide et former un sel; que, par exemple :

1350 -4-100 = 1450 d'oxyde d'argent -+- 500 acide sulfurique = 1950 de sulfate d'argent. 287,5-4-100=: 387,5 d'oxyde de sodium -4- 500 »• » = 887,5 de sulfate de soude.

250 -4-100= 350 d'oxyde de calcium -f- 500 » » = 850 de sulfate de chaux.

395,6-4-100= 195.6 d'oxyde de cuivre -4-500 » » — 995,6 de sulfate de cuivre.

On voit donc que dans les combinaisons de ebacun d'eux avec l'acide sulfurique (et aussi avec divers autres acides, parfois en proportions doubles, comme dans les bisulfates, les bicarbonates, etc.), les poids ci-dessus des différents oxydes se remplacent ou sont équivalents. On exprime les rapports multiples par une notation qui consiste à placer après les signes indicatifs de ebaque corps {voy. p. 18 et 19), et sous forme d'exposant, un chiffre exprimant le nombre de fois qu'il faut multiplier le poids équivalent de ces corps simples. Lorsqu'il s'agit de multiplier les proportions ou équivalents des composés, on place le chiffre avant les signes; enfin les signes ou lettres mis entre des parenthèses peuvent comprendre plusieurs composés, qui tous sont multipliés par le chiffre placé avant la parenthèse.

Ainsi, 1 équivalent de soufre uni à 3 équivalents d'oxygène s'écrit SO1; 1 équivalent d'acide sulfurique ainsi représenté, combiné à la soude (oxyde de sodium), forme un équivalent de sulfate de soude : NaO^O1 ; enfin 2 équivalents de sulfate de soude s'écrivent : 2 (NaO,SOf).

Suivant leurs affinités ou les causes qui les modifient, les corps peuvent se déplacer dans certaines combinaisons : ainsi dans un liquide où l'argent est dissous, ce métal est séparé par le cuivre qui prend sa place, celui-ci à sop tour est déplacé par le fer.

Or, si dans une solution de sulfate d'argent, par exemple, il y a 108 grammes de ce métal et qu'on plonge dans le liquide une lame de cuivre, cette lame perdra de son poids une quantité de cuivre égale à 31^^65 qui remplace l'argent; le cuivre, à son tour, sera éliminé par une lame de fer qui éprouvera une déperdition égale seulement à 28 grammes : d'où l'on voit que les quantités de ces trois métaux qui se remplacent, sont pour l'argent 108, le cuivre 31,65, le fer 28 : ce sont donc des quantités équivalentes. Chacun de ces métaux, dans la solution, s'était successivement uni avec 8 d'oxygène; or, pour enlever, par exemple, à 39,65 d'oxyde de cuivre ces 8 d'oxygène, il faut faire passer sur cet oxyde, chauffé au rouge, du gaz hydrogène dont 1 gramme se combinera avec les 8 grammes d'oxygène et formera

CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES. il

9 grammes d'eau : on en doit conclure que le poids d'hydrogène égal à 1 est équivalent à 8 d'oxygène, qui lui-même équivaut à 28 de fer (pour former le protoxyde de fer), ou a 31,65 de cuivre ou à 108 d'argent.

La connaissance des poids équivalents fixée dans la mémoire ou obtenue en consultant des tables, a rendu nettes et faciles une foule de réactions chimiques naguère difficiles à opérer économiquement ; les manufacturiers ne sauraient trop y avoir recours pour vérifier ou rectifier leurs dosages et les rendre aussi précis que possible.

Les premiers poids équivalents déterminés la plupart avec une remarquable précision par Berzélius, se rapportaient au poids de l'oxygène pris pour base. Un chimiste anglais, Prout, pensa que si, dans un pareil système, on choisissait le corps dont le poids équivalent fût le plus petit, et qu'on le prît pour unité, tous les autres équivalents des différents corps simples et de leurs composés en seraient des multiples exacts.

Un grand nombre de résultats analytiques ne s'accordant pas avec cette hypothèse, bien que les différences fussent peu considérables, elle ne fut pas généralement admise; cependant des déterminations plus précises, notamment celles de l'hydrogène même et du carbone, faites par MM. Dumas et Stas, ont disposé plusieurs chimistes à l'admettre. Elle offrirait aux manufacturiers l'avantage de simplifier les calculs et de faciliter le souvenir des nombres. Nous croyons devoir présenter ici la table des poids équivalents établis en prenant l'hydrogène pour unité, donner en regard les équivalents généralement admis et qui résultent de l'expérience (l'unité de poids étant celui de l'oxygène, représenté par le nombre 100), et dont la plupart ne sont pas exactement divisibles par 12,5.

On voit que, jusqu'à présent, les poids équivalents de quatorze corps simples sont représentés par des nombres entiers, si l'on prend pour unité le poids équivalent de l'hydrogène, tandis que vingt-trois équivalents sont exprimés en nombres entiers, lorsqu'on représente par 100 le poids de l'oxygène.

Dans un travail de révision dont M. Dumas a présenté à l'Académie des sciences (Comptes rendus, 9 novembre 1857) les premiers résultats, on remarque un certain nombre de poids équivalents multiples en nombres entiers de l'hydrogène pris comme unité. Parmi ces déterminations nouvelles intercalées entre parenthèses dans la table ci-dessous, et après de plus récentes et

crans urDurrm. -^""^L* x— «

oogle

très-attentives révisions (voy. p. 21), le poids du chlore reste encore fractionnaire.

Il en résulterait, en ajoutant les nouveaux nombres entiers , 29 équivalents au lieu de 1 4 sur les 64 corps simples, lorsqu'on prend pour unité le poids de l'hydrogène.

D'un autre côté, on aurait alors 28 corps simples, dont les poids équivalents seraient des nombres entiers, en représentant par 100 l'oxygène.