de plomb. aPb'^O' » CO^ -f CO 4" P^^O

O. de potasse acide. C^ (KIJ) 0'' » CO^ -f CO -j- (KH)0.

Non seulement l'hydrogène et les métaux peuvent ainsi se remplacer dans un type , mais il en est de même quant aux corps simples , comme l'hydrogène , le chlore , le brome , l'iode, ainsi que l'oxygène , le soufre et le tellure. Il arrive même très souvent qu'une molécule simple soit remplacée par un assemblage de molécules composées , sans changer l'aspect chimique du type. Ces remplacements d'un corps par un autre sans que l'édifice moléculaire change de face , sont plus particulièrement connus sous le nom de phénomènes de substitution ou de métalepsie. Nous développerons plus loin les règles qui les concernent.

Ces phénomènes ont donné lieu à beaucoup de discussions, et, il faut le dire , à beaucoup de malentendus. Les antagonistes des idées nouvelles , ne pouvant nier les faits de l'expérience , prétendaient ([ue les substitutions n'étaient qu'un cas particulier de la théorie des équivalents. Ils avaient raison sans doute , puisque les équivalents forment la base de la chimie entière ; mais la question principale se réduisait plutôt à savoir , comme le fit remarquer M. Dumas, si une combinaison chimique constitue un édi/ice simple ou nn monument double dans le sens de la théorie électro-chimique.

Après avoir développé cette question , M. Dumas complète sa pensée en ajoutant (l) : « J'admets qu'à travers toutes les substitutions qu'une molécule composée peut éprouver, alors que

(1) Mémoire sur la loi des substitutions et la théorie des types. Comptes-rendus de l'Académie. 18ZiO, n" 5, p. lZi9.

ses éléments ont été remplacés successivement par d'autres , tant que la molécule est intacte , les corps obtenus appartiennent toujours à la même famille naturelle.

« Quand , par l'effet d'une substitution , un corps est transformé en un autre qui présente les mêmes réactions chimiques , ces deux produits appartiennent à un même genre.

» L'alcool , l'acide acétique hydraté, l'acide chloracétique , appartiennent à la même famille naturelle. Lacide acétique et l'acide chloracétique font partie du même genre.

» Telles sont les bases de la classification naturelle des substances organiques. ».

% 9. M. Laurent a, un des premiers, attaqué la théorie des radicaux permanents , inventés par M. Liebig, pour les remplacer par les radicaux fondamentaux et les radicaux dérivés, imaginés dans l'esprit de la théorie des types. Suivant M. Laurent, on peut , par la pensée , ramener toutes les substances organiques à un radical fondamental composé de carbone et dliydrogèiie , et dans lequel Ihydrogène peut être tour à tour remplacé par du chlore, du brome, de l'oxygène, des métaux , etc. Voici comment il formule ses opinions dans sa thèse de docteur, soutenue il la Sorbonne , le 20 décembre 1837 : •

«Que l'on imagine, dit-il, un prisme droit à 16 pans , dont chaque base aurait, par conséquent, 16 angles solideset 16 arêtes; plaçons à chaque angle une molécule de carbone , et au milieu de chaque arête des bases une molécule d'hydrogène ; ce prisiiffe représentera le radical fondamental ou C^- H^-. Suspendons audessus de chaciue base des molécules d'eau, nous aurons un prisme terminé par des espèces de pyramides , la fornmle du nouveau corps sera : O'-H^'^ + 2H-0.

» Par certaines réactions, on pourra, comme en cristallographie, cliver le cristal, c'est-à-dire lui enlever les pyraniidtîs ou son eau, pour le ramener a la furnie primitive ou rondanientalc.

w Mettons en présence du radical fondamental de l'oxygène ou du chlore; celui-ci, ayant b('aucou[» d'al'liiiité pour l'iiydrogène, en enlèvera un»; jnc^lécule : le prisme , prive d'une arèle, se détruirait si l'on ne mettait a la place de celle-ci une arête équivalente, soit d'oxygène, soit de chlore, d'azote, etc. On aura donc un prisme à 16 pans (radical dérivé), dans lequel le nombre des

16 OIESTIONS IJÉXÉRALES.

aijglos solides (atomes tle carbone) sera à celui des arêtes (atomes de chlore et d'hydrogène) comme 32 : 32.

» L'oxygène ou le chlore qui ont enlevé l'hydrogène ont ibrmé de l'eau ou de l'acide hydrochlorique ; ceux-ci peuvent se dégager ou se suspendre en pyramides au-dessus du prisme dérivé ; par le clivage , on pourra enlever ces pyramides , c'està-dire que, par la potasse, par exemple, on pourra enlever la pyramide d'acide hydrochlorique ; mais cet alcali ne pourra s'emparer du chlore qui est dans le prisme , ou bien , s'il le peut , il faudra nécessairement remettre à sa place une autre arête ou un autre é{[uivalent :

qui peut être eidevé sans substitution.

w Enfin , on peut imaginer un prisme (radical dérivé) qui, pour 32 angles de carbone , renfermerait 8 arêtes d'hydrogène , 8 d'oxygène , 4 de chlore, 4 de brome , 4 d'iode et 4 de cyanogène. Sa forme et sa formule seraient toujours semblables à celles du radical fondamental :

^ C32H32 = C32 (M8, o^ Cl\ Br\ l*, Cy*)^'^.

Depuis , l'auteur a apporté à cette théorie plusieurs modifications qu'on trouve résumées dans le xir volume de la Reviie scientifique , p. 175.

• Il n'est d'ailleurs pas rigoureusement nécessaire , comme le fait remarquer M. Regnault(l), d'adopter toujours l'existence de semblables hydrogènes carbonés. Il est des groupements moléculaires qui tendent à rester constants tant qu'ds ne sont pas soumis à des actions très violentes ; dans certaines circonstances, quand ils sont soumis à une action divellente énergique, ces groupements sont détruits et passent à un autre, le([uel à son tour tend à se conserver.

Mais les théories (jue nous venons de passer en revue n'indiquent pas les relations commnries à tous les produits du règne organique ; elles ne nous appreiment pas les liaisons qui existent entre les divers types ou radicaux fondamentaux; elles n'en-

(1) Annal, de chim. et de phyx., t. LXXI, p. /il5.

seignent pas d'une manière générale les règles à suivre pour passer d'un type ou d'un radical à un autre ; en un mot , elles ne classent pas les substances organiques en un système complet.

Voyons maintenant si ce classement est possible dans l'état de la science.

10. Les plus beaux résultats que la chimie organique ait obtenus dans ces dernières années consistent , sans contredit , dans la reproduction artificielle d'un grand nombre de substances d'origine végétale ou animale.

Aujourd'hui le chimiste n'extrait plus des fourmis l'acide que ces insectes sécrètent et qui porte leur nom ; il trouve plus d'avantage à le préparer avec le sucre , la fécule ou la gomme.

Rarement il extrait encore des oxalis ou des rumex l'acide oxalique employé dans la fabrication des toiles peintes , car le sucre, la fécule ou la gomme peuvent le lui fournir plus proraptement et à meilleur compte.

Avec le sang , la corne ou la chair , il fabrique des cyanures , et avec ceux-ci l'urée, ce principe dont l'extraction directe exige des opérations si longues et si repoussantes. Cette même urée, sécrétion des mammifères, il l'obtient par l'acide urique que lui fournissent les excréments des oiseaux, des reptiles et des insectes.

Avec l'acide urique il prépare aussi le principe cristallisable conteim dans la liqueur allantoïque du fœtus de la vache.

Avec la cire , il fait l'acide contenu dans lu graisse de mouton.

Cet acide, il le métamorphose en acide de la graisse d'homme et du beurre.

Avec la cire, le blanc de baleine, les huiles grasses de toute espèce , il prépare l'acide du succin , et l'obtient même plus beau et en plus grande (piantité que cette résine ne le donne.

Il fait du sucre dxec la fécule, hî bois, la salicine, la pldori- /ine; il produit l'acidt; du IxMijcjiu avec l'essence d'amandes anières; il prépari; l'essence des Heurs d'ulinaire avec le principe cristallisable d(! rf'Corce dtîs saules; il fabrique! les acides de la valériane et du beurre avec les produits de la fenneutatiun du sucre.

11. En présence de ces belles découvertes et de tant d'autres dont la chimie organique s'est enrichie, celui qui ne considérerait que le fait de la reproduction artificielle , sans connaître les procédés, serait tenté d'attribuer au chimiste un pouvoir surnaturel , un pouvoir magique. A le voir ainsi enfanter , dans ses cornues et ses creusets , les créations de la nature vivante . pourquoi , en effet , ne hii accorderait-on pas la puissance de transmuter les métaux et de faire de l'or , ce qui semble bien moins difficile?

Un observateur superficiel pourrait seul se bercer de ce fol

espoir.

La plupart de ces imitations portent un caractère commun ; en l'appréciant à sa juste valeur, on devinera la marche que la chimie organique doit suivi-e désormais pour faire de véritables progrès ; on sera à même de prédire les résultats que nos procédés de reproduction permettent d'espérer.

Ces procédés sont de deux espèces : ils sont ou analytiques, et consistent dans l'emploi des agents de combustion , ou synthétiques , et reposent dans l'application des agents de réduction.

Les premiers sont les plus nombreux et les plus familiers aux chimistes. On a reproduit une foule de substances animales ou végétales en faisant agir sur d'autres substances plus carbonées ou plus hydrogénées des réactifs oxygénants tels que l'acide nitrique, l'hydrate dépotasse, le chlore aqueux, l'acide chromique. C'est de cette manière que l'on a obtenu l'acide formique , l'acide oxalique , l'urée , l'essence d'ulmaire , l'acide margarique, etc.

A l'aide de ces réactifs , on a donc brûlé ou plutôt simplifié les molécules plus complexes offertes par le règne organique ; on a effectué sur elles des combustions graduelles et presque insensibles ; on ne leur a enlevé que successivement du carbone à l'état d'acide carbonique , de l'hydrogène à l'état d'eau , de l'azote à l'état d'ammoniaque.

Sous ce rapport , le chimiste a donc suivi une marche entièrement opposée à celle de la végétation. Là l'acide carbonique et l'eau sont réduits ; l'oxygène est éliminé , le carbone et l'hydrogène sont maintenus en combinaison avec l'oxygène , seuls ou avec les éléments de l'anmioniaque , suivant que l'économie

végétale exige la production d'huiles essentielles, de matières grasses , ligneuses , sucrées , ou de substances albuminoïdes destinées à l'entretien du règne animal.

Sans doute, en appelant à son secours la chaleur ou l'électricité, le chimiste décompose et réduit l'eau , l'acide carbonique , l'ammoniaque , mais cela par des réactions si énergiques , si violentes , et dans des circonstances si peu favorables à l'existence des créations organiques, que ces procédés ne sauraient être comparés aux décompositions calmes et en quelque sorte délicates qui s'accomplissent dans l'organisation végétale.

Il ne faut dès lors pas s'étonner que le chimiste n'ait encore pu produire la matière cérébrale, ni les principes du sang, ni d'autres substances aussi complexes, puisqu'il emploie précisément cellesci pour y appliquer ses procédés de combustion et pour reproduire ainsi des substances moins carbonées et moins hydrogénées.

12. Pour montrer tout ce que cette vérité ofh'e de fécond , examinons les produits de décomposition de la cire.

La cire des abeilles est une des substances organiques qui renferme le plus de charbon et le plus d'hydrogène ; elle se compose de deux corps isomères , la cérine et la myricine , qui contiennent chacune en 100 parties :

Carbone 80,8

Hydrogène i;},/i Oxygène 5,8

Cette composition peut se représenter ])ar la formule :

Une infinité de corps peuvent se fabriquer avec la cire , si on lui enlève successivement une partie du carbone ou de l'hydrogène à l'aide de réactifs oxygénants.

Lorsqu'on la chauffe au bain d'alliage avec de la chaux potassée , elle fixe 1 é([. d'oxygèni; et se convertit en acide stéarique C19JI3802. L'acide nitri(iue transforme celui-ci en acide margarique, Cll^^O'^ et i)lus lard en acide subéri(iue.

Bouillie avec de l'acide nitrique , la cire donne elle-même, suivant la concentration de cet agent , une série d'acides par-

ticuliers parmi lesquels on remarque les acides œnantlijlique, adipique, pimélique, succinique, etc.

Ces derniers acides , fondus avec de l'hydrate de potasse , fournissent de l'acide acétique , de l'acide formique, de l'acide valérianique , et ceux-ci à leur tour, de l'acétone , de l'alcargèue, de l'acide prussique, des cyanures, de l'urée, etc. , etc.

Mais s'agit-il de refaire la cire avec l'acide margarique ou succinique , avec l'acide prussique ou l'urée ; s'agit-il de fixer de nouveau sur ces produits le carbone ou l'hydrogène enlevés à la cire sous forme d'acide carbonique ou d'eau , la chimie actuelle s'y refuse entièrement. Les végétaux possèdent encore seuls le secret de reconstituer des molécules si complexes avec les produits de cette combustion. •

13. Toutefois il est vrai de dire que la chimie possède un petit nombre de procédés synthétiques à l'aide desquels elle parvient à compliquer certaines molécules ou à y fixer du carbone et de l'hydrogène. Ces procédés méritent d'être soumis à -lui examen sérieux , et nous nous en occuperons dune manière spéciale dans la troisième partie de ce livre.

Qu'il nous suffise pour le moment de faire remarquer que certaines molécules organiques sont susceptibles de se doubler ou de se tripler au contact de l'acide sulfurique ou de la potasse , dans des circonstances d'ailleurs encore mal déterminées . Elles fournissent ainsi des composés polymères ayant un équivalent deux ou trois fois plus élevé que les substances d'où ils résultent. Il y a même des corps qui éprouvent cette métamorphose d'une manière spontanée. Ainsi, par exemple, l'aldéhyde se convertit souvent, sans le concours d'aucun réactif, en deux corps polymères dont l'un a une densité de vapeur trois fois plus forte que celle de l'aldéhyde.

M. Deville a vu l'essence de térébenthine C'°H'g devenir C-'^Wau contact de l'acide sulfurique; nous avons fait nous-même de semblables observations sur l'essence de poivre et l'essence de citron.

M. Cahours a converti l'essence d'anis, sous l'influence de l'acide sulfurique, en un corps polymère bien moins volatil ([ue cette essence et, partant, d'un équivalent plus élevé ; certains chlorures métalliques nous ont conduit à des résultats semblables.

Le même chimiste est parvenu à transformer l'acide salicylique C'H^O^ en un corps de la composition C'H^O par la décomposition de l'éther méthylique de cet acide au moyen de la baryte caustique.

La formation des éthers, la production de certains corps azotés sous l'influence de l'ammoniaque (Laurent), etc., appartiennent aussi à ces phénomènes de synthèse.

Mais, de toutes les réactions, celles qui offrent le plus souvent ces sortes de complications se présentent dans la distillation sèche des matières organiques. Là on voit souvent deux, trois ou plusieurs molécules se décomposer pour former un produit dont l'équivalent renferme plus de carbone ou d'hydrogène que la molécule primitive. La paraffine C^^H^", produit de la distillation de la cire C'^H^^O , off"re cette particularité remarquable.

1 4 .Quoi qu'il en soit, que les reproductions artificielles se fassent par des procédés de combustion ou par des moyens de réduction , rien ne s'oppose à ce qu'on conçoive toutes les substances organiques comme le résultat de la combustion d'autres plus carbonées et plus hydrogénées, et, réciproquement, comme les produits de la réduction ou de la complication d'autres matières moins carbonées et moins hydrogénées.

En considérant sous ce point de vue l'ensemble des matières organiques , on remarque qu'elles off'rent des gradations successives et presque insensibles, de munièrc à former une immense échelle dont les deux extrémités sont occupées, d'une part, au sommet , par la matière cérébrale , l'albumine , la fibrine et les autres substances plus complexes , et d'autre part , au pied , par l'acide carbonique, l'eau et rammoina<[ue , précédés eux-mêmes de l'esprit de bois, de l'acide formicpie et des corps qui en dérivent.

Lue infinité d'échelons occupent l'intervalle compris entre ces deux extr»knitês : le chimiste, en appli(|uant les réactifs decom- Ijustion aux substances placées dans les échelons supérieurs , descend l'échelle, c'est-à-dire qu'il simplifie peu à peu ces substances, en brûlant successivement uuc partie de leur carbone et (h; leur hydrogèiu;. Au contraire , il remonte l'échelle , en appliquant aux substances oi'gauicpK's dt's prficédés de réduction, et v,n cela il imite en qucl([uc sorte la force réductrice que jtos-

sèdent les parties vertes des plantes sous l'influence de la lumière, et par laquelle celles-ci recomposent des êtres organisés avec les produits de combustion, avec l'eau, l'acide carbonique et l'ammoniaque.

15. Les considérations précédentes conduisent à une appréciation exacte des principes d'après lesquels on peut classer toutes les substances orf]^aniques d'une manière simple et commode, sans avoir besoin de recourir à des hypothèses . mais en se renfermant strictement dans les limites de l'expérience.

Nous avons déjà fait remarquer que les propriétés chimiques présentent trop de nuances et ne sont pas toujours assez tranchées pour qu'on différencie à leur aide tous les composés organiques; que les dénominations d'acide, de base, de corps indifférent, ne sont pas toujours bien précises ; qu'on éprouve souvent de l'embarras pour définir le rôle chimique d'une substance, et qu'il faut s'aider alors par des caractères physiques en distintinguant des résines , des corps gras, des huiles essentielles.

Dans une classification qui coordonne les faits connus et prévoit en même temps tous les cas possibles , qui s'applique conséquemment aussi aux productions futures de la science , on range les corps suivant leur parenté chimique , on les classe sans égard pour leurs propriétés acides ou alcalines, on les groupe d'après leur mode de formation ou de décomposition en séries , ou, pour nous servir de l'expression des naturalistes , en familles naturelles.

L'idée d'en construire une espèce d'échelle nous semble réaliser l'espoir que M. Dumas a conçu depuis longtemps d'adapter à la chimie organique les principes sur lesquels repose la classification en histoire naturelle ; cette disposition , en effet , précise davantage la théorie des types en indiquant les différentes relations que les corps types présentent entre eux.

Il s'agit dès lors d'établir quelques conventions pour marquer dans cette échelle la délimitation des séries. Ces conventions ne doivent porter l'empreinte d'aucune hypothèse ; elles ne peuvent point se baser sur des formules rationnelles où l'on groupe les éléments d'après quelque théorie particulière ; il faut qu'elles satisfassent les chimistes qui professent les idées électro-chimiques comme ceux qui repoussent cette théorie.

Il faut que ces conventions soient assez simples et précises pour que tout chimiste , même le moins habile , puisse , par la connaissance seule de la composition et de l'équivalent d'une substance, assigner à celle-ci la place qui lui convient dans l'échelle.

Il faut enfin que la construction de cette échelle soit telle qu'elle indique , pour chaque corps, quels sont les produits qui peuvent en résulter par voie d'oxydation, et quels sont ceux qu'il peut fournir par voie de réduction.

De cette manière , une substance organique étant donnée , on sera immédiatement fixé sur le parti qu'on en peut tirer pour la reproduction artificielle d'autres substances.

Nous avons fait de nombreux essais pour construire une échelle qui répondît à ces conditions. Après beaucoup de tentatives infructueuses , nous nous sommes enfin arrêté à une disposition fort simple qui nous paraît offrir bien des éléments de succès.

16. Lorsqu'on examine avec attention les séries de combinaisons bien étudiées , on remarque que plusieurs d'entre elles renferment des corps qui se correspondent sous le rapport de la composition , des propriétés et du mode de formation .

Prenons pour exemple les substances que les chimistes ont produites avec l'esprit de bois, l'esprit de vin, l'huile de pommes de terre et l'éthal . ,

L'esprit de bois renferme CH*0 , l'esprit de vin C2H*^0 , l'huile de pommes de terre C^'^O, l'éthal C^H^^OÏ Ils contiennent, tous les quatre , un seul équivalent d'oxygène , et si dans la pensée on joint à cet oxygène la quantité d'hydrogène nécessaire pour former de l'eau , il reste :

CH2 pour l'esprit de bois.

C^Il* pour l'esprit de vin.

C^H'*' pour riiuiie de pommes de terre.

C'filpa pour l'éthal ;

c'est-à-dire que pour chacun d'eux on a le rapport de 1 : 2 entre le carbone et l'hydrogène.

Qu'on soumette ces quatn; substances ii rinllucnce des mêmes agents chimiques, et ils fourniront des produits doués de |)ro-

priétés semblables et présentant entre eux les même; rapports de composition.

Sous l'inlluence des agents oxygénants, chacune d'elles perd la même quantité d'hydrogène , lixe la même proportion d'oxygène , et se convertit en un acide particulier.

L'esprit de bois devient CH^O'^ acide formique.

l'esprit de vin devient C^H-'O^ acide acétique,

riuiile de pommes de terre devient C^H'^O^ acide valérianique.

IV'tlial devient C'6lp2o2 acide éthalique.

Ces acides jouissent de propriétés semblables, et offrent , pour le carbone et l'hydrogène, le rapport de 1 : 2. 1 - 1

Dissout-on les quatre substances dans l'acide sulfurique concentré , on obtient avec :

l'esprit de bois CH^ -|- SO^, II'^O acitie siilfométbylique.

l'esprit de vin CTI* -\- SO^, 11-0 acide sulfoviniqiie.

l'jiuile de pommes de terre C''II'*' -j- SO^, II'O acide siilfoamiJique.

lYlhal C16H32 -j- SO^, IFO acide siilfocétique.

Ces nouveaux produits se correspondent encore par la composition et par les propriétés chimiques.

Enfin , et nous bornerons-là nos comparaisons , si l'on vient à traiter par les chlorures les quatre substances en question , il en résulte encore quatre corps entièrement semblables :

CWCl ou bien CH' -|- HC/ hydrochlorate de méthylène.

CniKl — cm* + "('•^ hydrochlorate d'éthérène.

C,-'II»'a — C^II'O + lie/ hydrochlorate d'amilène.

C>6ii33ci - C'6H32 4- ne/ hydrochlorate de céiène.

On voit, d'après cela, qu'il suffirait de connaître la composition , les propriétés et le mode de formation d'un seul produit obtenu soit avec l'esprit de vin, soit avec l'esprit de bois, soit avec tout autre corps semblable , pour deviner la composition ,

les propriétés et le mode de formation de tous les corps semblables à ce premier produit.

^ 17. Nous appelons substances /^omo/ojfifcs celles qui jouissent des mêmes propriétés chimiques et dont la composition offre certaines analogies dans les proportions relatives des éléments.

Voici quelles sont les substances homologues parmi celles dont nous venons de parler :

SDBSTANCES HOMOLOGUES.

SUBSTANCES HOMOLOGUES

SUBSTANCES HOMOLOGUES

SUBSTANCES HOMOLOGUES

CII^O. Esprit de

bois.

C2H60. Esprit de

vin.

C''II'=0. Huile de

pom. de terre.

G'6H3^0. Élhai.