II

lieu aux phénomènes chimiques, à l'union en proportions définies de parties matérielles différentes, et ce qui donne lieu à la résistance de corps solides, à la tendance de parties matérielles identiques à se rapprocher, à prendre certaines positions stables et déterminées.

La vérité, il va nous être facile de le reconnaître, se trou\e entre ces deux extrêmes. Examinons attentivement les points de ressemblance et de dissemblance non des causes des phénomènes, dont nous n'avons pas même à nous occuper, mais des phénomènes eux-mêmes.

Les points de ressemblance sont nombreux. Nous avons vu que, au point de vue de tout l'ensemble des phénomènes thermiques, les corps chimiquement combinés se comportent non pas rigoureusement, mais à peu près comme si les éléments étaient simplement mêlés en proportions données et retenus entre eux par une même force de cohésion plus ou moins intense. Bien plus, nous avons vu que, quand deux éléments s«* combinent chimiquement, la valeur numérique que représen h* l'intensité de la force chimique s'ajoute presque toujours telh* quelle à la valeur que représente l'intensité de Tattraction moléculaire générale, dételle sorte que nous pouvons calculer la valeur de R en partant du poids atomique, du nombre des atomes et d'une seule valeur expérimentale de la densité à une température et à une pression données.

Toutefois, ici déjà, nous avons rencontré une espèce d'exception caractéristique et si fréquente qu'elle forme une loi : j'y reviendrai plus loin. Une découverte récente de monéminent ami M. H. Sainte-Claire Deville est venue ajouter un point de ressemblance de plus à ceux que nous venons d'énumérer. On sait maintenant que la pression externe intervient dans le maintien de l'équilibre chimique à une température donnée, absolument comme elle intervient dans le maintien

dun corps à Fétat de liquide saturé ; on sait qu'à chaque pression répond une température spéciale nécessaire pour opérer la décomposition chimique de tel ou tel corps, absolument comme à chaque pression différente que supporte un liquide saturé répond une température différente aussi, nécessaire pour opérer Tévaporation. La pression externe s'ajoute donc a Taffinité chimique, pour faire équilibre à la répulsion calorifique, absolument comme elle s'ajoute à la force qui s'oppose à la séparation des atomes semblables, à la cohésion.

C'est de l'ensemble des ressemblances précédentes qu'on a conclu à l'identité absolue de la force chimique et de la cohésion. Il va m'être aisé de montrer qu'on a en ce sens confondu une simple analogie générale avec une similitude absolue. S'il existe de nombreux points de ressemblance, nous allons en effet en trouver de tout aussi nombreux et caractéristiques de dissemblance.

En tout premier lieu et en mettant de côté le caractère es- ^ntiellement électif, en qualité et en quantité, de l'affinité chimique, caractère qui à lui seul justifie une distinction entre cette force et les autres, nous devons remarquer que la combinaison chimique, une fois opérée, est absolument indépendante de l'état solide, liquide ou gazeux des corps. Le groupement des atomes différents d'une combinaison reste le même, tout au moins au point de vue numérique, que la combinaison reste solide, devienne liquide ou passe à l'état gazeux. Les combinaisons les plus instables peuvent exister ^l'état de vapeur ou de gaz, tout aussi bien qu'à l'état liquide ou solide; pourvu que, comme l'exige implicitement la loi découverte par M. Deville^ pourvu, dis-je, que la pression externe soit convenable, relativement à la température. Le chlorure d'azote peut exister à Tétat de vapeur, tout aussi bien que ^ vapeur d'eau, etc. ; il n'y a de différence en ce sens que quant

aa.

à la température à laquelle a lieu la dissociation sous une pression donnée. En un mot, en vertu de l'affinité chimique, il se constitue dans un même corps, parfaitement homogène pour nous, des groupes définis d'atomes différents, des systèmes particuliers rendus dépendants entre eux-mêmes, d'une façon tout autre que ne le sont les atomes qui composent chaque système.

Tandis qu'au point de vue des phénomènes thermiques les atomes combinés se comportent presque absolument comme si les corps qu'ils constituent n'étaient que mêlés, au point de vue de l'attraction moléculaire générale qui donne lieu à la cohésion, la combinaison chimique modifie, dans certains cas, profondément les résultats. Ces cas, que j'avais provisoirement appelés exceptionnels^ sont tellement firéquents qu'ils forment loi. Nous avons vu que, toutes les fois qu'il y a contraction pendant une combinaison gazeuse, la pression interne de la combinaison relève non plus du nombre des atomes présents, mais des volumes que représente la combinaison ; un nombre plus ou moins grand d'atomes semblent donc, en ce cas, disparaître comme centre d'attraction. Par le fait de la combinaison avec contraction, la position relative que prennent les atomes est, par suite, absolument distincte de la position relative relevant de la seule attraction moléculaire.

Mais une distinction capitale sépare les phénomènes dus à l'affinité chimique de ceux qui relèvent de la simple cohésion.

La manifestation de la polarité électrique et de toutes ses conséquences n'est qu'un fait en quelque sorte secondaire et accidentel dans les phénomènes dus à la cohésion. Elle est un fait essentiel, au contraire, dans n'importe quelle association ou dissociation chimique.

Les recherches de Pouillet sur les sources de l'électricité

atmosphérique, celles de Peltier et d'autres physiciens nous ont appris que, pendant l'évaporation de l'eau, il se manifeste toujours des phénomènes électriques. Toutefois ces phénomènes, quant à leur grandeur, dépendent de circonstances très-différentes du passage de l'eau d'un état à un autre. Presque nuls quand l'eau soumise à l'évaporation est pure, ils acquièrent plus d'intensité quand le liquide est chargé de matières salines. Presque nuls quand la vapeur saturée, mais sèche, frappe avec une très-faible vitesse le récepteur électrique, ils acquièrent une énergie considérable quand la vapeur chargée d'eau en poussière frappe avec violence le corps conducteur qui sert de récepteur (machine Armstrong). Dès mes premiers travaux sur la machine à vapeur, mon attention s'était portée sur certaines manifestations électriques qui accompagnent fort souvent la production de la vapeur dans les générateurs. En mettant les fils d'un galvanomètre sensible en rapport, d'une part avec un point quelconque de la chaudière, et, d'autre part, avec Teau du condenseur, l'aiguille de l'instrument est toujours plus ou moins déviée. Il est facile aussi, dans certains cas, de constater l'existence d'électricité libre et statique sur les diverses parties du dessus du générateur. Comme il arrive ordinairement, je me suis d'abord exagéré l'importance de ces observations ; j'avais cru entrevoir, dans les phénomènes électriques que je constatais, la clef de bon nombre d'énigmes que me présentait alors l'élude de ces moteurs. Un. examen plus attentif, et j'ajoute, plus calme, ne tarda pas à me convaincre que les manifestations électriques, très-variables d'ailleurs en grandeur, dont j'étais témoin, n'étaient ni dans leur forme, ni dans leur intensité, en rapport quelconque de cause à effet avec la grandeur des phénomènes thermiques et dynamiques dont l'explication me faisait défaut à cette époque.

En un mot, c'est à des circonstances accessoires encore assez mal déterminées, et non au passage d'un état à un autre, au passage du volume w — Y au volume V — Y et à la rupture de l'équilibre moléculaire, qu'il est permis d'attribuer les faibles manifestations électriques qui accompagnent parfois l'évaporation de l'eau, et sans doute d'ailleurs de bien d'autres liquides.

Il n'en est aucunement ainsi de l'électricité qui se manifeste pendant une combinaison, et en sens inverse, pendant une décomposition chimique. Quantitativement et qualitativement, la relation de cause à effet et d'effet à cause ne peut échapper à personne dans ce genre de phénomènes.

Je dis quantitatis^ement. La quantité d'électricité développée pendant une combinaison chimique ou nécessaire pour dissocier les éléments de cette combinaison est, comme on sait, en relation directe avec le poids atomique ou avec le nombre des atomes; et cette quantité est généralement colossale par rapport à celle qui, dans les conditions les plus favorables, peut être déterminée à l'aide du phénomène de Tévaporation. La quantité d'électricité développée, par exemple, en une heure de temps, par la plus puissante de nos machines électriques, par la machine Armstrong, c^tte quantité, dis-je, est, pour ainsi dire, un infiniment petit par rapport à celle que produit la formation ou que coûte la décomposition de I gramme d'eau ( * ).

Je dis aussi qualitativement. On a pu ranger les éléments chimiques en une série où le degré d'affinité est exprimé correctement par la tendance qu'a l'un à devenir positif ou négatif par rapport à l'autre.

(*) yojrez, k cet é^ard, les beaux et curieux travaux de Faraday et de M. Becquerel.

Je reviendrai plus en détail sur cette belle question dans le paragraphe suivant. Ce qui est pour le moment déjà certain, c'est que, tandis que, pour n'importe quel corps, la rupture de l'état («p^, — Y), (P,-i-R^) et le passage à l'état V, — ^), (P, -f-R,) n'impliquent pas nécessairement une manifestation électrique, l'association ou la dissociation des atomes en implique nécessairement une parfaitement déterminée et constante en chaque cas.

De tout ce qui précède , nous devons conclure que , quelque idée que nous puissions nous faire de l'essence même des forces, il nous est, dans la réalité des choses, im- |)ossil>ie de confondre la force que surmonte, par exemple, le calorique pendant la fusion ou l'évaporation d'un corps NOUS une pression externe donnée et constante P avec celle qu'il surmonte pendant la dissociation d'un groupe d'atomes chimiquement réunis et soumis à la même pression externe Po- Si nous désignons par I^ Tintensitéde la force de cohésion ou de l'attraction moléculaire, et par T^ celle de la force d'affinité, nous ne sommes nullement en droit a priori de poser, comme nous l'avons pourtant fait implicitement,

Si quelque chose doit maintenant nous étonner, c'est l'approximation des résultats auxquels nous a conduit le terme R ainsi obtenu et introduit comme homogène dans l'équation

De cette approximation, comme de celle des autres lois que nous avons à examiner, découlent deux faits importants, qui n'auront pas échappé au lecteur :

1® Il en résulte que pendant la dilatation d'un corps composé, pendant la dilatation de la vapeur d'eau, comme

exemple entre mille, non-seulement les centres de gravité des groupes (OH) s'écartent entre eux, mais que les centres de gravité des trois atomes O, H, H, composants de chaque groupe ou molécule, s'écartent aussi. Si ces deux genres d'accroissement ou de diminution de distance étaient réciproquement proportionnels, la loi ( -, «| serait tout à fait rigoureuse; et les faibles déviations de la loi relèvent par contre-coup de ce que l'accroissement de l'espace occupé par les atomes d'une même molécule ne procède pas rigoureusement comme celui de l'espace total qu'occupe l'ensemble des groupes (ou molécules).

n^ Il en résulte aussi que l'acte de la combinaison ou de la dissociation chimique ne constitue pas plus un saut brusque proprement dit que celui du changement d'état, de l'évaporation par exemple. La discussion sur laquelle nous nous sommes arrêtés longuement quant à ce dernier phénomène s'apph*que point par point à celui de l'action chimique.

Digression. Chaleur développée ou disparue pendant les aciiom chimiques. Suite du paragraphe précédent en ce qui concerne la distinction entre l'affinité élective et V attraction moléculaire.

L'espèce d'antagonisme entre les interprétations relativement anciennes et les modernes, que je signalais dans le paragraphe précédent, existe, et à un plus haut degré encore, quant au problème qui forme le titre de ce paragraphe II.

« On voit par ce qui précède qu'antérieurement on considérait l'affinité chimique comme ayant une origine élec-

trique y et la chaleur comme un effet résultant de la recomposition des deux électricités; aujourd'hui, c'est l'inverse : on néglige l'électricité comme on le faisait de la chaleur il y a soixante ans, pour faire dépendre l'affinité de celle-ci. La question n'est certes pas résolue ( * ). »

Cet état d'opposition extrême, que M. Becquerel signale très-bien dans ces lignes de son grand Ouvrage, repose, nous Talions reconnaître facilement, non sur une difficulté intrinsèque du problème à résoudre, mais sur une série de malentendus dans les termes, sur de fausses définitions et surtout sur la tendance qu'ont beaucoup de personnes à substituer constamment à l'énoncé pur et simple des faits des hypothèses gratuites créées à l'appui de tout un système philosophique ou métaphysique. Ayant une fois pour toutes aboli la notion pure de force, c'est-à-dire la notion de l'existence d'un principe capable de mettre en relation d'attraction ou de répulsion deux points matériels et de tirer ainsi ces points du repos ou de les y faire rentrer, s'ils sont libres, on est bien réduit à faire de l'affinité chimique tout comme de l'attraction moléculaire et de la gravitation, de l'électricité tout comme de la chaleur, des genres de i^ouvements quelconques et distincts de l'atome matériel. C'est, disons-le en passant, une façon assez plaisante de ramener les forces de la nature à l'unité, que de les nier toutes d'un trait dans leur essence même !

La combinaison chimique, dit-on aujourd'hui, n'est autre chose qu'un travail , et la chaleur, l'électricité qui l'accompagnent ne sont que des modes particuliers suivant lesquels ce travail s'opère. Remarquons tout d'abord que, dans l'hy-

(') Becqcebbl, Des forces phjrsico-chimiqMtes et de leur intervention dans la produe^ tion des phénomènes naturels.

pothèse mise en œuvre ici, le mot travail ne peut plus trouver de place, et est vide de sens : il sufBt de se rappeler la définition même du travail pour le sentir. Mais n'importe, considérons les choses de plus près.

Que pendant l'acte de la combinaison ou de la dissociation chimique il s'exécute un travail soit positif, soit négatif, cela est bien clair; mais suit-il de là que l'acte chimique et sa cause soient un travail? Autant vaudrait confondre la chute d'un corps grave et les résultats de cette chuljp avec la gravitation même.

Que la chaleur dégagée ou absorbée pendant un acte chimique soit en relation directe quantitativement avec le travail positif ou négatif, c'est encore ce qui est très-clair ; mais s'ensuit-il que la combinaison chimique, l'affinité chimique, Télectricité et la chaleur qui se manifestent soient tout un? Il me semble que ce sont là plus que des abus de mots.

Il y a cependant une expérience qui jette le jour le plus vif sur la question et qui eût dû depuis longtemps dissiper tous les doutes, clore toutes les discussions.

Lorsqu'on plonge dans de l'eau aiguisée d'acide sulfurique une lame de zinc fortement amalgamée, le métal n'est pas, ou du moins presque pas, attaqué : c'est à peine si, avec une plaque de o™^,02 de surface, il se dissout o*', i de zinc en une heure. Si Ton s'arrêtait à un examen superficiel, on pourrait croire que le mercure recouvre simplement le zinc comme un vernis et le protège ainsi contre l'action de l'acide; mais il est facile de s'assurer que cette explication est incorrecte et d'y substituer la véritable. Au moment même de l'immersion, le zinc se charge d'électricité négative, l'eau d'électricité positive, à cet état de tension qu'on appelle statique, et dont jusqu'ici aucune doctrine de vibration n'a donné même l'ombre d'une explication plausible. Vient-on, dans ces con-

ditioDS, à établir une communication neutre entre le pôle positif et le pôle négatif de cet élément de pile, place-t-on visrà-vis de la lame de zinc une plaque de cuivre, d'argent, de platine, de charbon et établit-on un contact entre les deux plaques, à l'instant l'action chimique commence ; elle se continue avec intensité, tant que dure le contact des plaques, pour cesser dès qu'il est rompu.

Qu'on veuille maintenant regarder l'électricité comme une cause ou comme un effet de la combinaison chimique, ce n'est là qu'une question de mots. Ce qui est évident, c'est que l'électricité accumulée sous forme statique aux deux |)ôles constitue un obstacle insurmontable à l'action chimique. Cet acte ne continue qu'à la condition que l'équilibre électric[ue, à chaque instant rompu en un point, puisse se rétablir à chaque instant en un autre point, sous la forme que nous appelons courant électrique ^ électricité dynamique. Entre les deux phénomènes parallèles, il y a en toute hypothèse concomitance qualitative et quantitative, et ce qui n'est qu'un accident dans la rupture de la position des atomes ou des molécules relevant de l'attraction moléculaire est un fait spécifique dans la rupture de la position des atomes relevant de l'affinité chimique. Il y a ici, quoi qu'on puisse dire et imaginer, une distinction spécifique de nature entre les deux forces en jeu; tandis que la manifestation électrique est inséparable des effets de l'affinité chimique, elle n'est en quelque sorte qu'un accident dans les effets (le la cohésion; mais poursuivons notre examen.

En même temps que le zinc se dissout dans l'acide, que Thydrogène se dégage sur la plaque opposée et qu'un courant électrique existe entre les deux pôles, il se développe aussi de la chaleur. Cette chaleur est-elle due à la recomposition de l'électricité naturelle, comme on le disait autre-

fois, ou est-elle due au travail de la combinaison, comme on le dit aujourd'hui ?

Si Ton a soin de dégager cette question de sa partie purement logomachique^ il reste un très-beau problème de Physique qui peut être résolu déjà par nous sous l'une de ses faces, et qui, par l'autre face, nous montre quelles immenses lacunes il nous reste encore à combler expérimentalement avant que nous puissions édifier une théorie à l'abri de toute objection, rendant compte de l'ensemble des phénomènes moléculaires.

Occupons-nous du côté déjà résoluble du problème.

De quelque manière que nous concevions le mouvement électrique, et ce qu'on appelait la recomposition des deux électricités, il n'est pas un instant douteux qu'une partie, mais j'ajoute, et ceci demande à être démontré, une partie seulement de la chaleur positive ou négative due aux réactions chimiques a pour origine le phénomène électrique.

I® Je dis une partie. Selon l'emploi que nous faisons du courant électrique développé par la jonction de nos deux lames métalliques ci-dessus, nous disposons en effet en quelque sorte du Ueu où se développe une partie de la chaleur due à la combinaison. Si nous mettons nos lames en contact dans le liquide même où elles sont immergées, toute la chaleur due à l'acte chimique se manifeste sur place ; cela est évident par soi-même. Si nous mettons nos lames en relation par un circuit métallique très-bon conducteur (or, argent, cuivre, etc.) et d'une grande section, il en reste encore de même à fort peu près. Si, au contraire, nous établissons cette relation par un circuit de faible section et très-long, si nous opposons une résistance au rétablissement de l'équilibre électrique, c'est le circuit qui s'échauffe et toute la chaleur qui s'y développe fait défaut dans le lieu même où se fait

l'acte chimique (Joule, Favre et Silbermann). Nous pouvons donc conclure que U chaleur, qui, dans le premier cas, se manifeste dans le lieu même de la réaction chimique, est due, comme celle du troisième cas, au rétablissement de l'équilibre électrique, à ce qu'on appelait la recomposition des deux électricités libres.

. 2^ Je dis une partie seulement. La discussion de cet adverbe restrictif va nous ramener de la forme digressive du début de ce paragraphe au fond même de notre sujet général. Lorsqu'un même courant électrique traverse à la fois plusieurs dissolutions métalliques décomposables par lui, les poids des métaux déposés sur les électrodes négatives sont entre eux comme les équivalents chimiques de ces métaux ou leurs multiples. Si, par exemple, une série de vases contenant des dissolutions de chlorures plombique, antimonique, cadmique, cuivreux, cuivrique, sont réunis un à un par des lames de platine et sont traversés par un courant suffisamment intense, les poids des métaux déposés seront entre eux comme les nombres io3,5, 122, 56, 23i,8, 3i,8. La découverte de cette grande loi est un des plus beaux titres scientifiques de Faraday. Cette loi nous apprend qu'une même quantité de mouvement électrique [*) est à la fois nécessaire et suffisante pour séparer un même nombre d'atomes chimiquement combinés, quelles que soient leur espèce et leurs propriétés. Réciproquement l'acte de la combinaison de deux atomes quelconques (oxygène, chlore, iode, etc., avec plomb, cuivre, fer, etc.) donne lieu à une luéme quantité de mouvement électrique. La loi de Faraday joue, comme on voit, dans l'ordre électrique le même rôle

(* ) Je ferai bientôt ressortir la convenance de cette expression.

que la loi de Dulong et Petit dans Tordre calorifique. Je discuterai dans le paragraphe suivant, et sous forme digressive, quelques difficultés, quelques énigmes mêmes que nous rencontrons dans la généralisation de cette belle loi. Les conclusions auxquelles elle nous conduit ici sont nettes et frappantes.

Il est visible que, si la chaleur due à Vacte de la combinaison chimique relevait en totalité et exclusivement du mouvement électrique, la combinaison d'un atome d'oxygène, par exemple, avec n'importe quel élément, hydrogène, fer, zinc, etc., produirait nécessairement une même quantité de chaleur, ou, ce qui est absolument la même chose en d'au Ires termes, le produit du poids atomique des corps simples et des quantités de chaleur que produit la combustion (oxydation]: de I gramme de ces corps serait une constante.

Or les magnifiques travaux de Dulong, et puis, plus tard, de Favre et Silbermann, nous apprennent que cette conséquence de la loi de Faraday n'est pas même réalisée d'une façon qu'on puisse appeler approximatwe. Ainsi, en prenant toujours l'oxygène comme exemple, i gramme de ce gaz donne :

cal

Avec l'hydrogène 4^9^^

le charbon 27 , 35

le soufre 26,00

le fer 4^ 1 27

le zinc 52,75

le cuivre ^^ « 94

Fantimoine 38, 18

rétain 4^ » 3 *

le cobalt 39,83

le nickel 37 ,06

Les travaux de Favre et Silbermann ont mis en relief les

mêmes variations, quant aux combinaisons du chlore, du brome, de l'iode, etc.

L'assertion formulée ci-dessus est donc parfaitement légitimée, à savoir : qu'une partie, mais seulement une partie, de la chaleur due aux actions chimiques est due au mouvement électrique qui lui, au contraire, est relié, sous la forme la plus définie en quantité et en qualité, à ces actions.

Rien n'est plus facile à expliquer que le fait précédent, lorsqu'on admet l'existence d'une différence réelle entre l'affinité chimique et l'attraction moléculaire ou cause de la cohésion, ou, pour parler peut-être plus correctement, rien ne démontre mieux cette différence que l'analyse du fait signalé. Si l'on n'admet pas l'action simultanée de deux forces distinctes pendant l'acte de l'association ou de la dissociation chimique, il est, en effet, très-difficile, pour ne pas dire impossible, de concevoir pourquoi le mouvement électrique est en grandeur proportionnel au nombre seul des atomes, tandis que la grandeur du phénomène thermique parait dépendre des propriétés spéciales des corps qui s'unissent ou se séparent.

Admet-on, au contraire, que, dans une combinaison quelconque, la position relative des atomes est déterminée par deux forces, par l'affinité chimique, qui est toujours et nécessairement en concomitance avec la manifestation électrique, et par l'attraction moléculaire, qui est indépendante de cette manifestation, tout s'explique aisément. Le travail proprement dit qui s'exécute pendant l'acte chimique est formé, dans ce cas, de deux parties distinctes : Tune relève du changement de position atomique opéré par Vattracùon chimique; l'autre dérive de la part qu'a dans ce changement l'attraction moléculaire. La chaleur due au premier travail est en concomitance et en équivalence rigoureuse avec le mouvement électrique qui accompagne l'acte chimique. La cha-

leur qui relève du second travail n'a, au contraire, rien de commun avec ce mouvement ; elle est, quant à son origine, comparable ou même identique à celle qui se développe par la compression d'un gaz, etc., par la condensation d'une vapeur, par la solidification d'un liquide.

En se plaçant à ce point de vue, on comprend très-bien pourquoi un même corps, selon son état d'agrégation ou de condensation, développe plus ou moins de chaleur eu brûlant dans l'oxygène, dans le chlore, etc. ; pourquoi le charbon donne plus de chaleur que le diamant ; pourquoi le gaz oléfîant (C^H*) donne plus de chaleur que la mélamylène (C***H***), quoique la composition en poids soit parfaitement la même et que les deux corps, en réalité, ne diffèrent que par leur degré de condensation (Favre et Silbermanic).

L'intervention de deux forces spécifiquement distinctes conduit à la solution de deux autres problèmes, qu'il est important de rappeler dans cette digression.

i*' Bien que l'on n'ait pas trouvé jusqu'ici de mesure précise pour l'énergie avec laquelle deux ou plusieurs éléments chimiques sont combinés, il est cependant certain qu'il existe des différences colossales dans ce^te énergie, d'une combinaison à une autre, entre la grandeur de la force, disons des forces qui tiennent unis les atomes de l'oxyde aurique, argentique, et celle des forces qui tiennent combinés les atomes de l'oxyde hydrique, potassique, sodique; il existe des différences telles que, tandis que les premières combinaisons sont rompues avec la plus extrême facilité, la dissociation des dernières a présenté pendant longtemps de grandes difficultés, lia dissociation des oxydes aluminique, magnésique, etc., était même jadis réputée impossible (première section de Thenard). D'après la loi de Faraday cependant, une même quantité de mouvement électrique dissocie tout aussi bien i équi-

valent d'oxyde sodique, potassique, etc., que i équivalent d'oxyde aurique, palladique, etc. Cette quantité n'a donc rien de commun avec le degré d'intensité de l'ensemble de la force de coaibinaison, ou, pour bien dire, si l'on n'admettait que laction d'une seule force dans les combinaisons chimiques, on serait induit à croire que l'afiBnité a la même intensité dans toutes les combinaisons possibles. Toute difficulté disparaît si Ton admet, non comme une hypothèse, mais comme une réalité sautant pour ainsi dire aux yeux, que les atomes sont sollicités à la fois par une force élective qui n'agit qu'entre deux individus distincts et par une force générale qui agit entre les atomes différents comme entre les atomes identiques.

On connaît un grand nombre de corps qui, chauffés jusqu'à un certain degré, présentent tout d'un coup un phénomène d'ignition intense ; sans changer en aucune manière de composition, ces corps résistent alors à des réactifs qui antérieurement les dissolvaient sans difficulté [oxydes zirconique, chromique, ferrique, acides titanique, tantalique, etc. (BerzÊLius)]. La diminution apparente de l'affinité n'est due ici évidemment qu'à un simple accroissement de la cohésion. Je ne sais si, depuis l'époque de Berzélius, on est parvenu à trouver une différence de composition entre l'oxyde stannique, soit qu'il ait été obtenu par l'oxydation violente de 1 etain dans l'acide nitrique, soit qu'on l'ait précipité d'une dissolution de chlorure stannique. Le grand chimiste suédois, en citant les différences profondes des propriétés de cet oxyde, selon qu'il est préparé par l'une ou l'autre voie ( * ), admettait

(*) J'ai constaU*, il y a longtemps déjà, une différence qui arait échappé à Berzélius. L'oxyde itannique précipité du chlorure est aussi soluble dans la soude que dans la potasse; celui qu'on obtient a^ec l'acide nitrique est, au contraire, insoluble dans la soude et se dissout très-bien dans la potasse. Cette réaction, à défaut d'autre, pourrait permettre de diitinguer ces deux bases.

ridentité complète de composition. Les différences des propriétés chimiques ne semblent ici reposer que sur celles de Tétat d'agrégation du corps, état qui se maintient même dans les diverses dissolutions de Tune et l'autre sorte d'oxyde.

La facilité avec laquelle on obtient aujourd'hui les métaux de la première section de Thenard repose sur tout autre chose que sur la découverte de réactifs plus puissants que ceux dont on s'était servi antérieurement. Si le charbon, qui décompose la soude, est impuissant à dissocier l'alumine, et si, d'un autre côté, le sodium enlève le chlore au chlorure aluminique, il n'en résulte certainement pas que l'oxygène ait plus d'affinité pour l'aluminium que pour le sodium, et que le chlore, au contraire, ait plus d'affinité pour le sodium que pour l'aluminium. L'impuissance du charbon à réduire l'alumine, la magnésie, la silice, repose sur cette raison, en quelque sorte secondaire et très-différente : c'est que, par suite de leur invisibilité (relative) et de leur cohésion, l'oxygène de ces oxydes échappe au contact du corps réducteur infusible luimême.

On a cru pendant longtemps, et par suite de motifs sans aucun fondement, que la cohésion, que l'attraction moléculaire est nulle dans les gaz et dans les liquides. Dans cet ordre d'idées, les considérations que nous venons de développer seraient sans portée ; mais nous savons maintenant que ces idées sont fausses, et que la cohésion, que la pression interne atteint, même dans les liquides, des valeurs colossales. La grandeur absolue dépend, entre autres et surtout, de la distance relative des atomes. Dans un gaz, dans une vapeur même, sa valeur sans doute est petite en ce qui concerne l'attraction réciproque des groupes d'atomes, des centres de gravité des molécules ; mais, si le gaz est composé, cette valeur peut et doit rester considérable en ce qui concerne l'ai-

traction réciproque des atomes que Taffînité élective a rapprochés, a réunis en groupes. Nous avons trouvé o"*", io5 pour la vapeur d*eau saturée à i oo degrés : c'est là la valeur de Tattraction réciproque des groupes (OH H). Celle de l'attraction réciproque des trois atomes (O, II, H) est nécessairement autre : elle peut et doit être considérablement supérieure .

Les considérations précédentes nous montrent avec quelle facilité s'explique tout un ensemble de phénomènes fort complexes, pourvu qu'on se rappelle que les parties élémentaires des corps, appelées par l'affinité élective à s'unir en proportions définies, n'en continuent pas moins à être sollicitées entre elles par une force générale qui met en rapport d'attraction les atomes semblables aussi bien que les atomes dissemblables.

a^ Les piles à deux liquides, si puissantes et si constantes dans leur énergie, sont une des belles découvertes de notre époque. L'étude de leurs fonctions jette le jour le plus vif sur la question qui nous occupe dans ce paragraphe. Prenons, comme exemple, celle de ces piles dont on aperçoit le moins à première vue le principe d'action, le motif d'activité.

Dans une auge rectangulaire Â, remplie d'une dissolution concentrée de sulfate cuivrique neutre, se trouve plongée une lame de cuivre. Dans une auge semblable B, pleine d'une dissolution de chlorure sodique ou de sulfate zincique, se trouve plongée une lame de zinc fortement amalgamée. Les deux liquides sont séparés, mais mis en contact par une matière poreuse ou une membrane ou une simple feuille de papier parcheminé (par une immersion dans l'acide sulfurique).

Dès que nous mettons les deux plaques métalliques en rapport à l'aide d'un arc conducteur (fil de cuivre, d'argent, etc.), un courant électrique s'établit et se maintient

pendant des heures entières sous la forme la plus constante : du zinc se dissout dans Tauget B, du cuivre se précipite dans l'auget A, à chaque équivalent du zinc dissous répond un équivalent de cuivre dissocié. Quel est le principe d'action de cette pile, où rien ne semble dé nature à rompre ainsi l'équilibre électrique ?

Tout le monde connaît la théorie proposée par le grand physicien à qui nous devons la pile. Volta admettait que le développement de l'électricité a lieu au contact même de deux métaux différents, en vertu d'une puissance qu'il appelait force eUctromotrice . Cette théorie, adoptée généralement à l'origine, a perdu et regagné à plusieurs reprises du terrain dans la Science. Aujourd'hui, si je ne me trompe, elle compte même encore un certain nombre de défenseurs. Il faut cependant bien le dire, aucune des expériences par milliers qui ont été faites en vue de démontrer l'existence d'un état de dualité et de tension électriques résultant du seul contact de deux métaux ne soutient un examen tm peu sérieux ; et, d'un autre côté, il faut bien le dire aussi, pour quiconque a bien présent à l'esprit le principe de l'équivalence des forces et de la conservation du travail sous forme réelle ou potentielle, la théorie de Volta conduit à l'idée du mouvement perpétuel aussi directement que le fait, par exemple, la négation de l'existence de l'équivalent mécanique de la chaleur. Si le seul fait du contact de deux métaux était une cause de polarité électrique, et si le liquide ne servait que de conducteur neutre et indifférent, il est clair qu'on disposerait d'une quantité indéfinie de mouvement électrique, et, par suite, d'une quantité indéfinie de travail potentiel réalisable, sans dépense équivalente. Personne n'a songé à incriminer l'immortel physicien italien à ce sujet, et j'ajoute qu'on a parfaitement bien fait de s'abstenir ; mais je pense que cette abstention est bien moins

à attribuer au respect dû même aux erreurs d'un grand esprit qu'à ce que personne ne s'est placé au point de vue bien positif que je viens d'indiquer. J'ai eu (tome I, Chapitre II) à défendre Poisson et d'autres analystes éminents contre des critiques qui n'étaient ni plus ni moins bien fondées que celles qu'on aurait pu ériger dès l'origine contre la doctrine de Volta.

Puisque la mise en contact de nos lames de cuivre et de zinc n'est et ne peut être une cause de polarité électrique, et puisque cependant un mouvement électrique se manifeste dès que ce contact est établi, il faut bien qu'il existe déjà sur nos deux métaux une tension électrique : celle-ci ne peut dès lors dériver que du contact des métaux avec les deux liquides. Ici cependant se présente une singularité, disons même une nouvelle difficulté, qui mérite de fixer toute notre attention.

Les deux liquides qui remplissent les auges sont parfaitement neutres par rapport aux deux métaux qui y plongent. Le cuivre ne saurait avoir par lui-même aucune action sur une dissolution de sulfate cuivrique. Si, comme c'est parfois le cas dans l'emploi des piles, nous avions rempli l'auget B d'acide sulfurique étendu, on concevrait une tendance à l'action chimique ; mais le zinc, surtout amalgamé, n'a que peu d'action, sinon aucune, sur la dissolution neutre de chlorure sodique ou de sulfate zincique, que j'ai choisie à dessein pour bien caractériser le problème. D'un autre côté enfin, nos deux liquides, quoique susceptibles de se mêler intimement, ne sont pas de nature à se combiner. On n'aperçoit donc ici au premier abord aucune tendance à un acte chimique qui puisse donner lieu à une polarité électrique. Il y a bien plus, les deux pôles de notre élément étant joints, on ne voit pas ce qui peut donner lieu à la continuité d'un courant électrique et, par suite, à une source de chaleur ou de travail, car, dans ce genre

de pile, à chaque équivalent de zinc dissous dans l'auget B répond un équivalent de cuivre précipité dans l'auget A ; et, d'après la loi de Faraday, cette dissociation en A coûte précisément autant de mouvement électrique que la combinaison en B est capable d'en produire.

Nous voyons clairement que, si les corps qui composent notre pile n'étaient sollicités que par la force chimique, la seule qui donne lieu au mouvement électrique, notre pile ne pourrait pas fonctionner; mais tel n'est pas le cas. Lorsque nous plongeons une lame de zinc, aussi amalgamée qu'il est possible même, dans le bain de sulfate cuivrique, et quand bien même nous mettons le zinc en contact avec une lame de cuivre opposée et parallèle, le cuivre se précipite rapidement sur le zinc^ et le liquide s'échauffe. Cette chaleur ne relève nullement du mouvement électrique que représente l'acte chimique, puisque la dissociation du cuivre coûte précisément autant de ce mouvement que la dissolution du zinc en produit. C'est donc une force accessoire, autre que l'affinité chimique, qui détermine l'action chimique et sa continuité, et c'est au contraire le jeu de l'affinité chimique qui seul donne lieu au mouvement électrique.

Dans une pile à deux liquides, comme celle que nous discutons, formée d'un nombre quelconque d'éléments, il y a équilibre rigoureux entre les forces chimiques proprement dites; l'activité de l'instrument dérive donc d'une force accessoire qui, à l'un des pôles de chaque couple, s'ajoute à la force chimique.

Mais le fait singulier et éminemment intéressant, qui ne pouvait être annoncé a priori, c'est que cette tendance à l'activité chimique, dont nous voyons maintenant le point de départ, naît entre le zinc et le sulfate de cuivre, malgré l'interposition d'un liquide neutre et simplement conducteur

(du moins en apparence ) ; et bien plus, que, sans l'interposition de ce liquide, Tactivité de la pile se consumerait en quelque sorte sur elle-même, la précipitation du cuivre se faisant sous forme tumultueuse et violente sur le zinc, et non sur le cuivre.