ET CONCLUSION

Tjes sujets, les plus variés d'ailleurs, que nous avons à examiner dans ce dernier Chapitre, se lient si naturellement et si intimement que je n'ai nul besoin de les spécifier ici à l'avance; un grand nombre des conséquences et aussi des réflexions critiques que je vais formuler ont peut-être été posées déjà par le lecteur, ou se trouvent du moins en germe dans son esprit. Il me suffira de les signaler pour en saisir le sens et la portée.

Causes des perturbations des lois ( - | ^t (-> w | • Origine et nature généralement complexe du terme R. Distinction naturelle et nécessaire entre l'attraction moléculaire et V affinité chimique.

Dès les premières applications que nous en avons faites, je me suis efforcé de rappeler sans cesse au lecteur le caractère

des deux lois ( ^j; ) » {^f,') w ) 5 je me suis efforcé de montrer que,

quoique constituant des lois naturelles proprement dites et essentiellement rationnelles, elles ne peuvent pourtant, dans

l'état actuel de nos connaissances en Physique, conduire qu'à des approximations dont le degré dépend des cas particuliers où se fait l'application numérique. Tandis que la loi ordinaire de Mariotte et Gay-Lussac constitue une approximation première quant aux gaz très-dilués et cesse absolument d'être applicable aux vapeurs saturées, la loi ( ^^ w j peut être considérée

déjà comme une approximation seconde, même quant aux vapeurs. Tandis que la loi de Mariotte et Gay-Lussac s'arrête complètement aux vapeurs saturées, tandis que des lois empiriques spéciales à chaque cas ont seules servi jusqu'ici à traduire, d'une façon plus ou moins satisfaisante, les phénomènes de compression et d'expansion des liquides et des solides, la

loi ( - j se poursuit à travers tous les états des corps, depuis

l'état de vapeur surchauffée jusqu'à celui des solides ; mais ici naturellement le degré d'approximation est réduit, et la loi ne peut être considérée que comme une approximation du premier ordre.

Dans l'un des derniers paragraphes de ce Chapitre, je discuterai comme il convient la formation même des lois (- ] et f -? o) I

et les conditions à remplir pour les corriger, de manière à les élever au rang d'approximation du troisième ordre. Ici et avant tout nous devons rechercher les causes les plus saillantes des perturbations de l'ensemble des lois qu'en Physique nous pouvons considérer désormais comme naturelles et réellement rationnelles.

Parmi ces causes, l'une des plus manifestes, c'est la nonhomogénéité parfaite de R.

Ce terme nouveau, que nous avons appelé la pression interne des corps, et dont nous avons pu déterminer la valeur précise dans un grand nombre de cas, ce terme dans son

existence même relève de l'attraction réciproque des atomes matériels, à quelque cause qu'on veuille d'ailleurs rapporter cette attraction, et quelque hypothèse qu'il nous plaise de faire sur l'atome lui-même.

Si les parties matérielles des corps, finies ou infiniment petites peu importe, que nous appelons atomes, étaient équidistantes et si, à égalité de distance, l'attraction était la même en tous sens, autour des centres de gravité de ces parties, il est évident par soi-même que R serait une somme rigoureusement homogène. Qu'on le remarque bien, l'équidistance que je pose comme condition n'impliquerait pas nécessairement le repos dans les parties constituantes ; elle impliquerait seulement que les mouvements périodiques ou autres des atomes sont tels, que les distances moyennes restent partout les mêmes. Dans la condition que je spécifie, l'intensité de l'attraction serait une fonction, partout identique à ellemême, de la distance moyenne des atomes, pris deux à deux.

On aurait dans ce cas, nécessairement et exclusivement,

R = R«(prf,

fi? désignant la distance; et, d'après ce que nous savons de la forme même des attractions rapportées à un centre, on aurait, d'une manière plus précise encore,

ou, comme u est ici directement lié à d,

et c'est dans cette condition formelle seulement que la loi

P-+-R = (P„-f-Ro)-.-^,

T Vp

devenue

serait rigoureusement juste dans toutes ses applications numériques.

Il est clair tout d'abord qvie, dans les solides cristallisés, la condition énoncée ne saurait être considérée à aucun titre comme remplie. Pour qu'un corps, dans ses plus minimes parties, puisse affecter une forme régulière commune à tout l'ensemble, il faut nécessairement qu'au moment même de la cristallisation les attractions qui déterminent celle-ci soient exercées autrement en un sens qu'en un autre. Le groupement des particules, sous une forme régulière et toujours identique en direction, suppose un état polaire dans la distribution des forces, indépendamment d'ailleurs de toute hypothèse explicative sur la nature de cet état et sur la nature des forces.

Si, quittant les corps cristallisés pour lesquels ce qui précède est évident, nous portons notre attention sur les corps solides amorphes, mais homogènes, et surtout sur les liquides et les gaz, nous ne voyons plus de prime abord pourquoi R n'y serait pas toujours une somme homogène. Et cependant, quant à ces corps mêmes, notre loi ne représente aussi qu'une approximation dont le degré est variable.

La raison de la non-homogénéité mathématique de R est ici encore facile à apercevoir.

A une époque relativement très-rapprochée de la nôtre, on faisait de la cohésion et de l'affinité chimique deux forces radicalement distinctes, n'ayant aucun point de communauté ni de ressemblance. Aujourd'hui une tendance précisément contraire a pris généralement le dessus. On s'efforce de confondre en une seule et même cause, d'identifier, ce qui donne

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 trouve 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 se combinent chimiquement, la valeur numérique que représente l'intensité de la force chimique s'ajoute presque toujours telle quelle à la valeur que représente l'intensité de l'attraction moléculaire générale, dételle sorte que nous pouvons calculer la valeur de R en partant du poids atomique, du nombre des atbmes 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 mon éminent ami M. H. Sainte-Claire De ville 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

d'un corps à l'état 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 l'évaporation. La pression externe s'ajoute donc à l'affinité 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 simihtude 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 essentiellement 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 à 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 l'état de vapeur, tout aussi bien que la vapeur d'eau, etc. ; il n'y a de différence en ce sens que quant

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 fréquents 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 quel- . conque de la chaudière, et, d'autre part, avec l'eau 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 — T au volume V — ^ 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 quantitativement. 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 l'évaporation. La quantité d'électricité développée, par exemple, en une heure de temps, par la plus puissante de nos machines électriques, par la machine Armstrong, cette 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 qualitatis^ement . 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.

(') Voyez, à cet égard, 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 [w^ — W), (Pj-f-RJ et le passage à l'état (V^— ¥), (PjH-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, impossible de confondre la force que surmonte, par exemple, le calorique pendant la fusion ou l'évaporation d'un corps sous 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^, l'intensité de 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

(|)ou(2,«).

De cette approximation, comme de celle des autres lois que nous avons à examiner, découlent deux faits importants, qui n'auront j)as 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 ( - , w | 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).

2° 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'applique point par point à celui de l'action chimique.

Digression, Chaleur développée ou disparue pendant les actions chimiques. Suite du paragraphe précédent en ce qui concerne la distinction entre l'affinité élective et l'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 IL

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

trique, 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 mouvements 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-

(') Becquerel, Des forces phjrsico-chimiques et de leur intervention dans îa production des phénomènes naturels.

pothèse mise en œuvre ici, le mot travail ne peut plus trouver de place, et est vide de sens : il suffit 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 chute 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, l'électricité 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™'ï,02 de surface, il se dissout o^^', i de zinc en une heure. Si l'on 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-

clitions, à établir une communication neutre entre le pôle positif et le pôle négatif de cet élément de pile, place-t-on vis-à-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 pôles constitue un obstacle insurmontable à l'action chimique, (let acte ne continue qu'à la condition que l'équilibre électrique, 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. H 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 de la cohésion; mais poursuivons notre examen.

En même temps que le zinc se dissout dans l'acide, que l'hydrogène 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 l'on 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 lieu 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 la 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 même 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 l'ordre 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 l'acte 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'autres 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 approximative. Ainsi, en prenant toujours l'oxygène comme exemple, i gramme de ce gaz donne :

cal

Avec l'hydrogène ^"i^iS

le charbon a-j , 35

le soufre 26,00

le fer 4^' *'7

le zinc 52,^5

le cuivre --5 , g4

l'antimoine 38, 18

l'étain 4^ 1 3 1

le cobalt 39,83

le nickel ^ 3^ , 06

Les travaux de Favre et Silbermann ont mis en relief les

— 3ol -

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 : l'une relève du changement de position atomique opéré par Y attraction 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 en brûlant dans l'oxygène, dans le chlore, etc. ; pourquoi le charbon donne plus de chaleur que le diamant ; pourquoi le gaz oléfiant (C^H^) donne plus de chaleur que la métamylène (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 Silbermann).

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

1° 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 cette 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. I^a 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 combinaison, ou, pour bien dire, si l'on n'admettait que l'action d'une seule force dans les combinaisons chimiques, on serait induit à croire que l'affinité a la même intensité dans toutes les combinaisons possibles. Toute difficulté disparaît si l'on 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. (BerzÉLius)]. La diminution apparente de l'affinité n'est due ici évidemment qu'à un simple accroissenflent 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 l'étain 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 constaté, il y a longtemps déjà, une difTérence qui avait échappé à Berzélius. L'oxyde stannique précipité du chlorure est aussi soluble dans la soude que dans la potassej celui qu'on obtient avec 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 distinguer ces deux bases.