DES FORCES QUI PEBSIDEKT AUX ACTIONS GHIMIQTJBS

Les parties constituantes des corps sont tenues en équilibre par des forces qui les maintiennent à des distances déterminées. La manière la plus simple de concevoir cet équilibre est de le considérer comme étant le résultat de deux forces opposées, dont une est expansive et l'autre oontractive. La force expansive est la même qui produit les phénomènes caloriques, et la force contractive, qui amènerait les corpuscules au contact si la force expansive n'existait pas, a reçu le nom de cohésion.

Lorsque l'on met en présence certains corps de natures différentes , comme le phosphore et l'iode , par exemple j leurs parties constituantes s'ébranlent et s'agitent, elles se pénètrent intimement , et il résulte de leur assemblage une combinaison chimique d'un ordre nouveau. Les chimistes ont admis, depuis un temps assez long, qu'une force particulière intervenait dans cette circonstance, et que c'était elle qui déterminait les corps à entrer en oonibinaison. Ils ont donné à cette force particulière le nom à'affinUé.

GOHfaiOK. aoi

La cohésion et l'affinité aéraient donc des forces qax joueraient un grand rôle dans les réactions chimiques j l'une comme retenant les parties des corps enchaînées, l'autre comme tendant à vaincre l'effort de la première pour produire un nouvel arrangement. Mais l'examen qui a été fait précédemment des phénomènes qui accompagnent l'action chi«mique et des circonstances qui peuvent la modifier démontre évidemment que ces forces ne sont pas les seules. Toutefois, leur étude étant de la plus haute importance, elles seront ici l'objet d'un examen tout particulier.

Que les parties constituantes des corps solides soient enchaînées les unes avec les autres, que l'on puisse considérer comme une force la cause qui les retient unies, cela n'est pas douteux; mais quelle est cette force? quelles en sont les lois? C'est ce que l'on ignore. Les esprits les plus profonds, les expérimentateurs les plus habiles, se sont occupés de cette question, et l'on possède à peine quelques hypothèses sur son mode d'action. On sait seulement que l'action de cette force ne devient sensible qu'à des distances tellement minimes, que pour nous elles reprâwntent le contact le plus parfiiit, et qu'auddi elle décroît avec une rapidité extrême. Deux corps polis et parfaitement dressés adhèrent avec une certaine force , eomme cela peut être observé avec deux glaces , ou bien encore avec deux morceaux de plomb dressés et décapés que l'on applique fortement l'un contre l'autre; mais à peine le contact apparent a-t-il cessé d'exister que la force devient insensible.

La force expansive de la chaleur, une traction opérée sur les corps, peuvent être considérées comme des actions opposées à celle de la cohésion, et, comme pouvant en être la mesure. Elles nous apprennent que la cohâion ne s'exerce pas avec la même intensité dans tous les corps ; qu'il en est parmi eux dont les parties sont retenues si fortement les unes avec les autres , qu'il faut employer une traction considérable pour les séparer, comme le fer, le laiton; qu'il en est d'autres, au contraire, dont les parties adhèrent si faiblement que le plus léger ef* fort peut les disjoindre. Parmi ces derniers, il en est dont les parties semblent glisser les unes sur les autres avant de se séparer, comme l'étain et surtout le plomb, et il en est

a02 FORCES CHIMIQUES.

d'autres qui se séparent nettement, comme cela a lieu pour tous les corps fragiles.

L'esprit se refuse à comprendre comment une force aussi ëner* gique que la cohésion peut diminuer avec une aussi grande rapidité. A priori, on conçoit que l'action de toute force qui émane d'un centre en irradiant vers une périphérie quelconque doit diminuer en raison directe du carré de la distance. Cela s'observe pour la gravitation, l'électricité et le magnétisme ; mais la cohésion ne se comporte pas ainsi. On a d^jà fait remarquer très judicieusement que^si à des distances considérables lés forces inhérentes aux corps planétaires peuvent être considérées comme émanant d'un centre particulier, cela ne saurait être pour les molécules^ car, à la distance minime où elles agissent, leur forme doit entrer pour quelque chose dans leur mode d'action, et cela d'autant plus que le phénomène sidéral de la précession des équinoxes, est déterminé par le renflement du globe terrestre vers l'équateur. Une pareille observation mérite d'être prise en considération : il est bien vrai que la loi de la cohâion doit être modifiée dans chaque corps par son état moléculaire; mais cela ne rend point encore compte de la rapidité avec laquelle cette force diminue.

Quelques philosophes ont pensé que la cohésion n'était rien autre chose quun cas particulier de la gravitation universelle; mais comment se ferait-il que cette force, si puissante au contact , deviendrait nulle à de très petites distances , et que la pesanteur qui dérive bien certainement de l'attraction générale, l'emporte sur elle d'une quantité qui paraît être infiniment grande aussitôt que les limites étroites dans lesquelles son action s'exerce se trouvent dépassées.

Si la cohésion n'était qu'un cas particulier de la gravitation universelle, la pesanteur inhérente au globe devrait l'emporter sur la cohésion dans toutes les circonstances; car l'attraction universelle s'exerce en raison directe des masses et en raison inverse du carré de la distance. Or donc, pour des corps sphé* roïdaux et homogènes, qui seraient amenés au contact, la masse croissant toujours plus vite que le carré de la distance et en raison directe de cette même distance, il en résulte que l'ac tien du globe remporterait sur celle d'une seule molécule dans l'immense rapport de leurs propres rayonsé Et cependant la

GOsteioH. ao3

eohésioiiy dont la ténàdtë de certains corps nous donne des exemples journaliers, l'emporte de beaucoup sur la pesan* tenr, même dans ceux où elle est le plus faible. Newton a ëmis k peDsëe que la cohésion pourrait décroître comme le cube de la distance, mais il n'a donné aucune preuTe, soit mathématique, soit expérimentale, à l'appui de cette pensée.

Les attractions électriques et magnétiques, que l'on peut porter à un degré de puissance extrême, pourraient conduire à penser que l'électricité n'est point étrangère à la cohésion, et la chose ne paraît point impossible. En effet, la cohésion telle qu'on la conçoit pourrait bien n*étre que la résultante de plusieurs forces et même de plusieurs conditions combinées ensemble.

On a vu précédemment avec quelle rapidité la cohésion croissait ou diminuait en faisant varier la distance des parties des corps qu'elle sollicite; mais la distance ne saurait être la seule condition à considérer : le mode de groupement et la quantité de mouvement des parties constituantes des corps doi?ent nécessairement y être pour quelque chose, car on peut citer comme un fait remarquable que l'eau, à Fêtai liquide et à la température + é^j occupe moins de volume que la glace qui est solide; or, dans ce dernier cas, l'enchaînement des parties et la solidité qui s'ensuit ne peuvent être dus à leur rapprocheinent , mais bien à un mode particulier de groupement et à une perte du mouvement vibratoire des molécules.

L'influence de la forme sur l'intensité de la cohésion peut anssi être démontrée, même dans l'hypothèse d'une force dont l'intensité varie comme le carré de la distance ; car si l'on suppose un solide régulier, formé de substance homogène, soit un cube, si l'on admet en outre que ce cube peut tourner ior son centre de figure, qu'il possède une force attractive et qne son centre se trouve à une distance déterminée d'un point matériel sur lequel il exerce son action, on concevra fa^ dlement que l'action exercée par ce cube sur le point matériel variera , selon qu'il lui présentera une face, un angle ou une arête, parce que la distance moyenne des parties matérielles du cube, au point qu'elles sollicitent, changera avec la position qu'il prendra.

La gravitation, qui s'exeiee en raison des masses, ne saurait représenter à elle seule la cohésion, puisque les corps les |dus

â04 FORGES GHIMIQUB8.

denses, ou ceux mêmes dont les molécules ont des poids très considérables, comme l'or et le platine, ont beaucoup moins de ténacité que le fer , dont le poids spécifique est presque trois fois plus faible que celui du platine, et dont le poids moléculaire est près de quatre fois moins grand que ceux de l'or et du platine. On ne comprendrait pas non plus comment le laiton, dont le poids spécifique est à-peu-près représenté par la moyenne de ceux des .métaux qui le constituent, est cependant beaucoup plus tenace que chacun d'eux. Si la cohésion était une force simple dans son essence, et si la caloricité était son antagoniste, on comprendrait difficilement encore conmaent il se fait que la ténacité n'a aucun rapport avec la fusibilité des corps.

En résumant ce qui précède, nous trouvons que la cohésion est une force puissante dont Tintensité varie avec la distance et la forme des parties qu'elle sollicite, et qu'il est fort douteux qu'elle représente uniquement la gravitation universelle dans un cas particulier.

A ce qui vient d'être dit, il Êiut ajouter que l'on sait qu'il existe un lien entre la cohésion, la caloricité, la ténacité, l'élasticité et sans doute une foule d'autres propriétés des corps; que la cohésion doit varier avec l'élasticité, que celle-ci varie avec la structure des corps, par exeniple qu'elle n'est pas la même dans la direction des divers axes d'un cristal polyaxique , et que la cohésion , par conséquent , doit aussi varier dans les corps crbtallisés , selon la direction de leurs axes. Je ne doute même pas que l'on trouvera un jour une relation mathématique entre les dimensions des divers axes d'un cristal donné , l'élasticité et la ténacité observées dans ces directions.

Quelle que soit la cohésion, il ne saurait être douteux qu'elle exerce une influence immense sur les divers étais des corps ^ et c'est ici qu'il convient de s'en occuper. •

Corps foUdes.

Les corps solides se dbtinguent de tous les autres , parce qu'ils ont une forme propre. Cette forme demeure invariable tant qu'une action extérieure ne vient point la modifier. Si l'on opère deux tractions en sens inverse sur un coxps solide ^ on éprouve une résistance souvent très considérable avant de pouvoir le diviser, ou bien, ce qui reyiei^t au inêo^e, \es corps

GOsÉsioir. aoS

solides, suspendus par une partie quelconque de leur étendue, résistent fortement à Taction de la pesanteur, de telle manière qu*il faut une masse considc^rable de ces corps pour en arracher quelquefois les plus petites parties; par exemple, une masse de fer suspendue par une surface d'un millimètre carre ne se romprait que lorsqu'elle aurait atteint un poids d'environ i6o kilogrammes. Ce qui correspond à un volume de plus de 20,5449000 millimètres cubes, ou à un fil d'on millimètre carré de section qui aurait ao,544 mètres de longueur, ou plus de cinq lieues. •

Les corps solides présentent souvent une forme et une stmctare r^lières ou symétriques. Presque tous ont été trouvés dans cette condition , et lorsqu'elle ne se rencontre point, on est conduit à admettre que quelque accident s'y est opposé; ainsi, lorsque, dans le laboratoire, on fait cristalliser les corps très lentement, comme par évaporation spontanée ou par un refroidissement bien ménagé, on obtient des cristaux volnmineux et déterminables; si on cbercbe à les faire cristalliser rapidement, soit par une prompte évaporation du liquide qui tient leurs élémens dissous , soit par un brusque abais ment de température, on n'obtient qu'une masse confuse. On est ainsi conduit par analogie à penser que tous les corps solides et définis auraient une structure et une forme déterminées, si les circonstances qui président à leur formation ne s'y opposaient point.

En résumant ce qui précède et en se fondant sur les notions les plus élémentaires de la physique générale, on trouve que les corps solides sont formés de parties tenues à distances et dans des positions relativement fixes et déterminées.

On pense généralement que les parties constituantes des corps solides sont tenues à distance par deux forces opposées qui se tiennent en équilibre, que Tune d'elles est expansive, et l'autre contractive : la première, est la caloricité ou la cause des phénomènes caloriques; et la seconde, est la cohésion. Mais sans doute bien d'autres forces concourent à la constitution des corps solides, et la forme qu'ils peuvent affecter suffit {mur en donner la démonstration ; car deux forces seulement, oomme celles dont il vient d'être question, ne rendent point un compte suffisant de la symétrie qui préside à la formation des molécules. L'électricité et la lumière ne sauraient y être étraU"-

aofi FoacBs chimiques.

gères (V. p. 187,^16 et plus bas la théorie générale delaconsUtution des corps et delà chimie).

Liquides.

Les liquides sont pesans et form^ de parties très mobiles et adhérant faiblement les unes aux autres. Lorsqu'ils sont en niasse considérable, ils n'ont d'autres formes que celles da vases qui les renferment, et leur surface supérieure est normale à la direction de la pesanteur lorsqu'elle n'est point en contact avec les parois des vases. Il est ijles liquides qui mouillent cer« tains corps, il en est qui ne les mouillent point. L'eau mouille presque tous les corps, excepté ceux qui sont gras ou résineux. Le mercure ne mouille point la plupart des corps 9 mais il mouille l'or, l'argent et le cuivre ;il ne mouille le platine qu'à une température voisine du rouge.

Lorsqu'un liquide mouille un corps et qu'on le suspend a la partie inférieure de ce corps par sa force à! adhésion^ il se rassemble sous forme de goutte. Si la goutte est trop considérable, elle se divise et tombe en partie ; dans tous les cas, il s'établit un équilibre entre la pesanteur et la cohérence des parties du liquide. L'épaisseur toujours minime des gouttes de liquide , ainsi suspendues , démontre que la cohésion réunit leurs parties constituantes avec une faible intensité*

Etat globulaire.

Lorsque les liquides sont abandonnés à eux-mêmes et qu'ils sont en très petite quantité, ils prennent une forme sphéroïdale ou sphérique. Les gouttes de pluie auraient sans doute une forme sphérique si elles tombaient dans le vide , mais la résistance qu'elles éprouvent dans leur trajet de la part de l'air doit les aplatir un peu« Lorsqu'on abandonne sur un plan horizontal quelques gouttes d'un liquide qui ne le mouille point, comme cela peut avoir lieu pour le mercure en présence de la plupart du corps, ou pour l'eau sur le pollen du lycopode , le liquide s*étend et forme une nappe plane , ter> minée par des bords arrondis, qui conserve une épaisseur déterminée. Si rétendue de la nappe diminue , le liquide forme une masse orbiculaire dont le plus grand diamètre est horizontal; enfin si l'on diminue beaucoup la goutte du liquide , elle parait sensiblement sphérique.

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Tous les effets qui prëoèdent sont le résultat de Paction oombinëe des forces propres à la constitution des liquides et de la pesanteur ; lorsque les gouttes deviennent très petites la cohésion l'emporte entièrement sur cette dernière force , et les molécules des liquides abandonnés à elles-mêmes donnent naissance à une particule de liquide.

Lorsque l'on agite ensemble un corps visqueux et un liquide avec lequel il est immiscible, le liquide se divise extrêmement et se réduit en particules qui ne sont visibles qu'au microscope. Ceci a lieu lorsque l'on triture un mucilage gommeux avec une huile fixe. Le lait parait n'être rien autre chose qu'une matière grasse (le beurre), divisée dans l'eau rendue visqueuse par la caséine. Plusieurs produits immédiats des végétaux, tels que l'ammoniacum, la gomme gutte, l'euphorbiam, paraissent être dans ce cas ; seulement, ce sont des résines ou de la cire qui se trouvent mélangées avec des matières gommeuses.

Par une extrême division , les liquides deviennent donc globulairesj et sous cet état , quoique encore liquides , ils ne possèdent plus les propriétés qui sont généralement attribuées â ces derniers corps y mais on ne doit peut-être pas plus les con* sidérer comme étant dans un état particulier que l'on ne le iait pour les poudres qui sont les débris des corps solides. Toutefois un fragment de corps solide , si petit qu'il soit, ressemble plus à la masse dont il provient qu'une particule globulaire ne ressemble à une masse liquide. Cependant aussi un amas de particules liquides ou molles possède'senslblement les propriétés d'une masse de liquide ; c'est ainsi que se comportent l'empois, les mucilages et presque toutes les matières très vis* qoeuses^ car presque toutes ces matières, comme l'albumine, la glairine, les gommes, la matière visqueuse que le sucre produit par son contact avec l'eau et les matières animales , sont en particules globulaires. Dans bien des cas, la forme que ces particules revêtent paraît provenir d'un liquide qui a pris naissance au sein d'un autre liquide avec lequel il était inuniscîble.

La forme la plus simple des élémens anatomiques des animaux et même des végétaux est dans l'origine une particule sphérique; il est probable que ces particules ont d^abord été liquides et qu'dles ont pris naissance dans les circonstances

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indiquées précéâemmeiit. Les globules du cfayle sont formes de la même manière, et la bile, extrêmement visqueuse, que Ton rencontre dans l'intestin, n'est sans doute point étrangère à cette formation mécanique.

L'état globulaire des corps est donc très important à considérer; en général il est le caractère de lorganisation, c'est Tétât le plus simple des élémens organiques. Aussi les corps organiques pourraient-ils par cela même être distingués des corps bruts. Les élémens de ces derniers sont des molécules , les élémens des êtres organiques sont des particules. En d'autres termes, les molécules par leur réunion donnent naissance à des formes géométriques et les particules produisent des formes organiques.

Dans la partie qui traitera de la chimie organique les corps particulaires seront nettement séparés des corps moléculaires, car les phénomènes qui appartiennent à ces deux ordres de corps ne sont point les mêmes.

iStat vcsiculaire.

Lorsqu'une vapeur se condense dans un gaz, avant de passer à l'état liquide, elle prend la forme de très petites vésicules à parois excessivement minces. Ces vésicules peuvent rester suspendues dans les gaz où elles se trouvent comme de petits aérostats. La vapeur d'eau en se condensant , soit à la surface du globe, soit dans des régions plus élevées, donne ainsi naissance aux bouillards humides et aux nuages. Cette eau vésiculaire ne possède réellement plus les propriétés des liquides et plusieurs physiciens les considèrent comme repré* sentant un quatrième état des corps. Cependant, si l'on consi* dère que, lorsque les corps changent d'état , il s'opère une yé«ritable modification dans leur constitution moléculaire , qui est souvent annoncée par des yariations dans le .poids des molécules et toujours par de la chaleur qui devient latente oa sensible, si l'on considère, dis-je, que ces phénomènes ne s'observent pas pour les modifications globulaires etvésiculaires^ on devra considérer ces modifications comme devant appartenir aux liquides. On devra donc considérer les liquides comme étant formés de parties pesantes , mobiles les unes à l'égard des autres, et adhérant Ceiiblement ensemble^ leur