LOI DE DALTON

Vers Tannée 1807, Dalton , chimiste anglais , publia un ouvrage ayant pour titre : Nouveau système de philosophie chimique , dans lequel il exposa une théorie complète des proportions chimiques.

Il établit dans cet ouvrage la loi A.Qi proportions multiples qnï peut être formulée ainsi :

Lorsque deux corps se combinent en plusieurs proport ions ^ l'un d'eux étant pris pour unité, les quantités de l'autre seront entre elles en rapport simple dans les divers composés.

En représentant le prepoier corps par A et le second par B , les autres composés formés par les deux mêmes corps seront exprimés par A+2B, A + 3B,A + 4B, etc.

EXPÉRiENCÈS DE WOLLASTON.

La théorie de Dalton fut bientôt confirmée par lès expériences d*un autre chimiste anglais , Wollaston , qui analysa très exactement les différentes combinaisons que Tacide oxalique forme avec la potasse.

Wollaston démontra que, dans ces sels, les proportions d'acide qui s'ajoutent à une quantité constante de potasse, sont rigoureusement entre elles comme les nombres 1,2,4.

Il prouva également que , datrs les deux cotnbinaiscms de Tacide sul* furique avec la potasse, les quantités d'acide sont entre elles comme les nombres 1 et 2.

Les proportions multiples s'étendent à toutes les classes de combinaisons ; les oxides , les sulfores , les chlorures, etc.. Offrent de nombreux exemples des règles posées par Dalton.

LOI DE M. GAY*LtJSSAC.

M. Gay-Lussac a démontré que les gaî se combinent toujours de telle sorte que leurs volumes se tit)uv«fit en rapport simple; et que si le poduit de la combinaison est gazeux ou volatil, il existe aussi Un rapport simple entre son volume et celui qu'occupaient les gaz avant leur combinaison.

X\m NOTIONS PRiU^NAIRBS.

Nous donnons ici quelques applications de la loi de M. Gay-Lussac :

2 vol. d'azote et 1 vol. d'oxigène = 2 vol. de protoxide d'azote ; - 2 vol. d'azote et 2 vol. d'oxigène = U vol. de bi-oxide d'azoté ; 2 vol. d'azote et A vol. d'oxigène = U vol. d'acide hypo-azotique ;' 2 vol. d'hydrogène et 1 vol. d'oxigène = 2 vol. de vapeur aqueuse ; 6 voL d'hydrogène et 2 vol. d'azote = k vol. d'ammoniaque; 2 vol. d'hydrogène et 2 vol. de chlore = U vol. d'acide cbkiriiydrk|ue ; 2 voi. d'hydrogène et 2 vol. vap. d'iodç == U vol. d'acide iodhydrifue. 2 vol. de chlore et 1 vol. d'oxigène = 2 vol. d'acide hypochloreux; 2 voL de chlore et k vol. d'oxigène = U voL d'adde hypochlorique.

Les gaz en s*unissant ne produisent jamais un composé dont le volume soit plus considérable que leur propre volume.

Des rapports aussi simples que ceux indiqués dans le tableau çi^dessus s'observent dans le plus grand nonibre des cas où les gaz et les vapeurs se combinent; toutefois, la loi de M. Gay-Lussac présente quelques exceptions qui, du reste, sont en petit nombre, et ne diminuent en rien son importance dans les applications qu'on en peut faire aux équivalents chimiques. .

LOI DE DUtONG ET PETIT.

On a donné le nom de chaleur spécifique d'un corps à la quantité de chaleur nécessaire pour élever d'un degi^é la température de l'unité de poids de ce corps.

On prend ppur unit^ de chaleur, laquantité de dbaleur nécessaire pour élever d'un degré la température de l'unité du pokjs <Je l'eau.

Siy^sons, par exemple, que Ton trouve dans la table qui représente la chaWr spécifique des différents corps, que la chaleur spécifique du mercure. esjt 1/30; cela veut dire que pour élever d'un degré la température d'un kilogramme de mercure, il faut trente fois moins de chiâeur que pour élever d'un degré la température d'un kilograname d'eau.

L'expérience a démontré quç ^es différ^ts corps possèdent (tes chaleurs spécifiques différentes; mais MM. Dulong et Petit ont prouvé qu'H f|iut employer la même quantité de chaleur ppur élever d'un degré des qu^ktités des difierents corpi^ proportioi^nelles aux poids atomiques (I).

Si , par exemple, on prçnd 200 de soufra (poids atomique du soufre) ' et 1294 de plomb (poids atomique du plomb), on trouve que pour élever d'un degré 200 de soufre, il faut :

(t) t.cs poWs âtoihiques qui sont admis par plusieurs chimistes se confondent le pJius souvent avec les poids d€& ôquivaleat» , et la loi de Dulong et Petit est afors applicable au^ équivalents. Quelque^is cependan^t h^ pokU atomiques sont des mviltiples pu des ^ouç-multiples 4es équivalents : ainsi , {es poids atomiques de Thy-

-^ÙO X 0,^025 es i^,5 unités de cbâlefur,

ckalenr spécifique du soufre.

et pour élever d'un degré la tempéralure de 1394 de {dpmb, il faut : i99A X e^oau «* AMiinltésdeclMleiir.

chaleur spécifique du plomb.

MM. Dulông et Petit ont donc été conduits à établir la loi suivante :

Le produit de la chaleur spécifique d'un corps simple par son poids ato^ mîqué est un nombre constant ; la chaleur ^éci figue des atomes des corps simples est donc constante pour tous. ^

Le produit des chaleurs spécifiques par les poids atomiques n^est p^ rigoureusement le même pour tous les corps simple3-r îï varie pour quelques uns de 38 à 42, c'est-à-dire de quantités beaucoup plus grandes que celles qui peuvent être dues à des erreurs d'observation ; mais eomme les poids atomiques des substances simples qui ont donné lieu à ces variations diffèrent de 200 à 1400, il paraît certain, ainsi que Fa fcît observer M. Reghault, que ïa loi de Dulong et Petit doit être adoptée, sinon comme absolue, au moins comme très rapprochée de la vérité.

Les relations qui existent entre les chaleurs spécifiques et les poids atomiques des corps coinposés , sont soumises à des lois qui ont été découvertes par M. Regnault.

Ces lois peuvent s'exprimer ainsi:

V La chaleur spécifique des alliages, à me distance ufi peu grande de leur point de fusioii, est exactement la moyenne des chaleurs spécifiques des métaux qui les composent ;

2* bans tous les corps composés, de même composition atomique et de constitution chimique semblable, les chaleurs spécifiques sont en raison inverse des poids atomiques.

Si les lois qui précèdent ne éont pas toujours rigoureuses, cela tient à des circonstances différentes qui ont été surtout sigiialéed par M. Regnault , dans un travail important dont nous reproduirons ici la partie relative aux causes qui tendent à foire varier la chaleur spécifique d'un même corps.

c( La capacité calorifique des corps se composé de leur chaleur spécî- » fique proprement dite, et de là chaleur que ces corps absorbent à l'état

» de chaleur latente , en augmentant de volume. Le résultat donné par

drogèite , du chloire , du brome , dé 1-iode , de Tazoie ^ sont ta woitié des p«iid« qve nous a vous adoptés pour repjr^Mat^r lea équivalents df ee« nima» corps.

Pour ceacas p^rl\culierç , quoique U loi de Duloug et Petit ne soit plus applicable aux équivalents , il f xiste encore un rapport très simple entré la chaleur spécifique des atomes et celle des équivalents.

XX NOTIONS PRÉtlIUNAIRSS.

» l^Bxpé^ience est donc un résultat complexe , dans lequel, heureuse- » meut, la chaleur spécifique proprement dite domine assez pour que la » loi élémentaire ne soit pas complètement voilée.

» Dans nos expériences^ nous déterminons les capacités calorifiques de » tous les corps entre les menées limites de température; ces limites oo- » cupent nécessairement des positions très diverses sur Téchelle thermo- » métrique de chaque substance. Il est probable que pour avoir des nom- » Inres tout à fait comparables pour les chaleurs spécifiques de deux » corps, il faudrait prendre ces chaleurs spécifiques à des pohits très dif- » fére?its de Tichelle du therm(wnètre à mercure ; par exauple, les prendre » pour les températures auxquelles ces corps présentent la plus grande » analogie dans leurs propriétés physiques et chimiques, Tisopiorphisme » le plus complet.

» Nous voyons en effet souvent un ccwps composé, doué d'un isomor- » phisme chimique parfait à une certaine temperati^re avec jin certain » corps, présenter à une autre température uni isomorphisme tout aussi » parfait avec un troisième.

» Aussi, pour ne citer qu'un exemple bien connu, le sulfate de jnan- » ganèsQ cristallise h ui^e température inférieure à 6"" avec 7 équivalents » d'ea^i dans une forme identique avec le sulfate de fer cristallisé à la » température ordinaire ; à tel point qu'un cristal de sulfate de fer con- » tinue à se développer d'une manière régulière, si on le maintient plongé » dans une dissolution saturée de sulfate de manganèse au-dessous de 6**. 9 La dissolution de ce même sulfate de manganèse donne des cristaux » avec 6 atomes d'eau, et d'une forme tout à fait incompatible avec la pre- » mière,quandelleestmaintenueà unetempératurecompriseentre7et20^.

» Dans cette nouvelle forme, le sulfate de manganèse est isomorphe » avec le sulfate de cuivre cristallisé à la température ordinaire.

» Enfin , entre 20 et 30° le sulfate de manganèse cristallise avec 4 équî- » valents d'eau. Sa forme cristalline,, différente des deux premières, est » maintenant identique aveceelledu sulfate de fer cristallisé à 80"*.

» Le$ isomorphismes çhim^ues d'un mèwe corps peuvent donc changer » complètement ayeç la température. Cette circonstance doit nécessaire- » ment exercer une influence sensible sur les variations des chaleurs » spécifiq[ues, la loi précédente paraissant s'appliquer d'autant plus rigou- » reusémentà deux substances, que leur isomorphisme est plus parfait.

»Les corps qui se ramollissent entre les limites de température pour » lesquelles on détermine leur chaleur spécifique renferment, outre leur » chaleur spécifique et leur chaleur latente de dilatation, une portion » notable de leur chaleur de fusion ou dedésagrégatiœi.

» Cette fusion lente et progressive des corps qui passent par l'état de » mollesse, rend très incertaine la détermination de chaleur latente qui » est propre au changement d'état.

ÉQUIVALENTS .CBiMIQlES. XXI

» Certains corps, principalement des oxides, prennent dans la nature, » ou par une forte calcination , un grand état d'agrégation qui corre^ » pond toujours à une diminution notable dans leur chaleur spécifique. » La nature chimique des corps subit ainsi souvent une altération com-« » plète. Le corps dont les propriétés basiques ou acides étaient très » prononcés avant le changement d'état, devient quelquefois complète* i> ment indifférent. Il n'est pas étoimant qu'un changement aussi com* y> plet dans les propriétés physiques et chimiques en amène un tell^oacnt » grand dans la chaleur spécificpie du corps, que celui-ci sorte de la » classe dans laquelle il devait se trouver naturellement par sa^ formule. »

La chaleur spécifique des corps étant souvent utile à connaître, nous donnerons ici un tableau des clialeurs spécifiques d'un grand nombre de corps simples et composés.

Tableau des chaleurs spécifiques d'après M. Regnault.

Fer

Zinc .......

Cuivre

Argent

Arsenic

Plomb

Bismuth

Antimoine. ... . • £tain des Indes . .

Ëtain anglais. . ,\

Nickel

Cobalt ......

Platine laminé. • .

Platine en mousse.

Palladiiun. • ^ . • Or.

Sottlre «

Ader Haussm&nn •«..••

Fine-métal • .

Fonte de fer blanche de

Bourg. é . .

ChariMm. .• * • •

Manganèse très carburé. • • Mercnre. •••»••..•• Alliage i éq. de plomb et 1

éq. d'étain

Alfiagè i éq. de plomb et 2

éq. étain • .

Oxide de zinc. ...«..; IH^roxide de fer (fer oligiste).

Alliage 1 éq. de plomb, 1 éq.

antimoine 0,03680

Alliage 1 éq. bismuth , 1 éq.

étain • • • • 0,04000

Alliage 1 éq. bismuth , 2 éq.

étain 0,04504

Alliée 1 éq. bismuth , 3 éq.

étain , 1 éq. antimoine. , . 0,04621 AUlage i éq. bismutb , 2 éq.

étaîn , 1 éq. antimoine , 2

éq. zinc . . . ^ . . ., . . 0,056à7 Alliage 1 éq, plomb , 2 éq.

étain, 1 éq. bismuUi. ... 0,04476 Alliage 1 éq. plomb, 2 éq.

étain, 2 éq. bismuUi. . . . 0,06082 Alliage i éq. mercure , 1 éq.

étain ........... 0,07294

Alliage 1 éq. mercure , 2 éq.

étain . 0,06591

Alliage 1 éq. mercure, 1 éq.

plomb 0,03827

Protoxide de plomb enpcto-

dre 0,0511»

Protoxide de plomb fondu. ." 0,05089 Protoxide de manganèse. . . û,i570i

Oxide de cuivre 0,14201

Oxide de Nickel. ...... 0,16234

ilagnésîe 0,24394

Colcothar peu calciné .... 0,17569 Cokothar calciné une sc-

eoiMle ft)is, •#...*.• 0,171&7 Goteotbar fortement calciiié« • . O^l^QSi O^cothar lortemen^ ealc^4

i|ne seconde fois 0,16707

Acide arsénieux, p . . . . . 0,12786

Oxide de chrome. , .^ . • . 0,17960

Oxide de bismuth . • . . .^ 0,06003

Ôxide d*antîmohie. ..... 0,09009

Alumiûe (cortndon) ... . . 0,1^762

Saphir. ......*. . * . ^,21732

Aciâestautique. . . . * . ^ 0^09326

Acide stanni^eartifidel. . ... 0,171(3&

Acide stannique (rutUe) • . ,. 0,17032

Acide antimonieux. ..... 0,09535

Acide tungstique 0,07983

Acide molylK«que. . . . . * 0,132/iO

Acide siUdctue. ....... 0,19132

Acjde borique 0,23743

Oxide de fer magnétique . . 0,16780

Protosulfure de ferl ..... 8,13570

Sulfure de nicltel. ...... 0,12813

Sulfure de zinc. .......* 0,12303

Sulfuredepiomb. . '. .... 0,05086

Sulfure de mercurcL . . • • • ^'^^^^^

Protosulfure dVtain. .... 0,08365

Sulfure d'andmôine . . . . . 0,08/i03

Sulfure de bismuth ...... 0,06002

Bisulfmede fer. . . • . , . 0,13009 Bisidfure dVtam. ...... ^ 0,11932

Sulfure de cuivre 0,12118

Sulfure d'argent. . • . . . . 0,07460

Pyrite magnétique. . . • • • 0,16023

Chlonure de sodium. . . . . 0,21401

Cl^larure de potassium . . . 0,17295

Protochlorure de mercure . . 0,05205 Protochtorure de cuivre, . ." 0,13827

Chlorure d'argent. . . • • • ^^^^^^^

Chlorure de barium ..... 0,08957

Chlorure die strontium. . . - 0,11990

ehforure de calcium. .... 0,16420

O^ure de magnésium, . . 0,19460

Ckforure de plomb , 0,06641

pwrtocWorure de mercure. , 0,06889

Chlorure de zinc ...... 0,13618

Perchlorure d'étain 0,10161

Ghforurje de manganèse. . : 0,14255

Chloride d'étahi ....... 0,14759

Fluorure de calcium 0,21492

Nitrate de potasse 0,23875

NOTfO!(S paiLifliVfAmis.

Mtratedespude. . . ; . i . 6,27821

Nitrate d'argent . . i . . . . 0,14352

Nitrate de barite.. . ♦ . ^ . .0,15228

Chlorate de potasse ..... 0,2095Q

Phosphate de potasse. . . , 0,19102

Phosphate de soude .. . . . 0,22833

Phosphate de plomb. .... 0,08208

Phosphate dé plomb. . ... 0,07^82

Afs^iate de pofaaae. ^ .... 0,19631

Arséniate depfomb ..«..« 4),<^7260

Sulfate |te pousse. ..... 049010

Sulfate de soude. . . . .^ . , 0,23115

Sulfatç de barite. . . . . i . 0,11285

Sulfate de strontiane.. . . , 0,1427Sf

Sulfaté de plomb . 0,08723

Sulfate de chaux . 0,19656

Sulfate de magnésie.' .... 0,22159

Chromate de potasse 0,18500

Bichromate de potasse. . • . 0,18937

Borate de potasse 0,21975

Borate de soude 0,23823

Borate de plomb. 0,H409

Borate de potasse 0,^0478

Borate de Soude. ...... 0,1^5709

Borate de plomb. 0,09046

Carbonate de potasse .... 0,21623

Carbonalte de soude ..... 0,27275 Carbonate de chaux ( spath

d'Islande). ........ 0,20858

Aragonite 0,20850

Marbre sacchiàroïde gris . . . 0,20989

Ccaie blanche ........ 0,21485

Carbonate de barite 0,11038

Carbonate de strontiane. . . 0,14483

Carbonate de fer 0,19345

Carbonate de plomb. . . . . 0,08596

Dolomie 0,21743

Noir animal. . 0,26085

Charbon de bois 0,24150

Coite du cannel-coal. .... 0,20307

Coke dé la houille ...... 6,20086

Charbon de Panthracite du

pays de Galleà. 0,30172

Charbon de l'anthracite de

Philadelphie. ..;.;.. 0,20100

Graphite naturel 0,20187

Graphite dés hauts fourneaux. 0,49702

Graphite des cornues du gaz. 0^20360

Diamant . 0,14687

équivâlbnts (camiQUEs. Xiui

A ceà iiômlMrès noUs en ajouterons d'autres qui peuvent être utiles dans les applications. > ChauxTive 0,216d\ ^

ttttile d'oiiTc: ; . . 0,3096 f ^^

Acide suHmique (densité 1,87) ..........* 0,3346 l Lay^^^er

Acide nitrique (densité 1,30) 0,661/i )

Vinaigre. . ; ; . * . . 1^,920

Acide hydrocWorique ................ 0,600

Alceol (densité 0,81) • . . 0,700 \ I>altt>n-

Alcool (densité 0,793). • . . . . 0,^»

Ether sulfiirique (densité 0,76). . . . . T 0,660

Édier«ilfuriqiie( densité 0,715). 0^520 \ t)C8pret2

Essence de térébenthine (densité 0,872). . ..... 0,472 ]

Bois de jân 0,650 \

B(M8 de chêne 0,570 \ Mayer.

Bois de poirier. '. . . 0,500 )

^^'-^^ • '^''' Ddton.

Chlorure de sodium . . . . • 0,230 |

Fer de Oà 100, ........ ^ ..." 0,1098\ ^

Fer de à 200. I - • • 0,1150 f

Fer de à 300i 0,1218 l ' ,^

Fer de Oà35o: '. 0,1255/ ^'°*^

Glace et neige . . 0,513 Desams. "

LOI DE l'xSOMORPHISME.

On doit à M. Mitscherlich unis loi qui est quelque^HS d'un grand sercours pour la détermination des équivalents ; cette loi porte le nùm. à!t9o^ tnorpMsme,

M. Gay-Lussac avait reconnu que Talun à base 4e potasse et TalUn à base d'ammoniaque cristallisaient ensemble sans que la forme de leurs cristaux ft^t altérée, et qu'en portant altemativeiQent voh cristal d'ahm dans les dissolutions de ces sels, le crist^d continuait à grossir sans éprouver de modification dans sa fom^.

M. Beudant publia dans le même temps.plusieurs observations constatant des phénomènes du même ordre.

M. Mitscherlich examina plus tard là compositioti et la forme cristalline d'un grand nombre de corps, et établit la loi de Visomorpfusme, qui peut être exprimée ainsi :

Les corps isomorphes sont ceux qui cristallisent de la même manière et qui peuvent se remplacer dans un même cristal^ sans en modifier la fqrme fondamentale^ bien que les angles éprouvent de légères altérations dans leurs valeurs.

Les composée isomorphes ont une composition semblable, et sont en général formés du même nombre d'équivalents.