CHAPITRE V

De l'affinité-

On distingue en chimie trois espèces de forces attractives en raison des effets différents produits, suivant que les molécules sont semblables ou hétérogènes; cependant il est à croire qu'elles dérivent du même principe. Ces trois espèces de forces sont :

1° La cohésion;

2° La force de dissolution ;

3"^ L'affinité.

La cohésion exerce son action entre les molécules de même corps , c'est-à-dire entre des molécules similaires.

La force de dissolution, opposée à la précédente, se manifeste entre des molécules plus ou moins semblables, et qui , en se mêlant, conservent leur propriété individuelle.

L'affinité est cette force à laquelle on rapporte tous les phénomènes chimiques, combinaisons, décompositions, etc., et dont l'actionne s'exerce qu'au contact apparent des molécules hétérogènes , de même que la cohésion n'exerce la sienne qu'au contact des molécules similaires. Parlons d'abord de l'affinité.

Ou conçoit parfaitement que plus l'état de division des corps est grand, plus les molécules ont de facilité pour réagir les unes sur les autres; ce grand état de division est surtout indispensable quand l'affinité est faible, car si elle est très-énergique, elle s'exerce même entre des corps à l'état solide, comme le dégagement de gaz ammoniac nous en fournit la preuve dans le mélange trituré de sel ammoniac et de chaux. L'état liquide et l'état gazeux , en donnant aux molécules une plus grande liberté d'action, favorisent donc éminemment l'action de l'affinité ; mais il est encore un autre état qui facilite singulièrement les combinaisons, c'est l'état naissant , cet état dans lequel se trouvent les molécules à l'instant où elles sortent d'une combinaison , alors qu'étant isolées elles ne sont point encore aux prises avec la cohésion qui tend à affaiblir l'action de l'affinité. En vain chauffe-t-on l'hydrogène avec l'azote ou l'arsenic pour les combiner ensemble; mais si l'hydrogène , à l'état naissant , ù l'instant où il se

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dégage d'une combinaison, de l'eau par exemple, rencontre un de ces deux corps, il se combine avec lui et forme de l'ammoniaque ou de l'hydrure d'arsenic. Nous pourrions citer mille faits semblables; mais c'est principalement en électro-chimie que l'on a constamment l'avantage de pouvoir disposer des éléments des corps à l'état naissant, et dont on tire un parti avantageux pour former un grand nombre de composés que la chimie n'a pas toujours la possibilité de produire. Cet isolement des molécules est une des conséquences de la décomposition électro-chimique ; c'est pendant qu'elle a lieu et à l'instant où elles arrivent sur les lames décomposantes, que les molécules jouissent de leurs propriétés électriques, qui constituent suivant nous l'état naissant.

Nous ne nous occuperons point de l'affinité considérée dans ses rapports avec le nombre d'éléments dont se compose une combinaison , puisque ce point a déjà été traité tome 1", page 242, en exposant la théorie des proportions définies. Il ne sera question ici que de l'affinité envisagée comme force, et des phénomènes physiques qui accompagnent son action.

Quand une combinaison s'opère, l'effet qui nous frappe d'abord est l'élévation de température , et même une émission de lumière si l'action est très-énergique. Nous reconnaissons ensuite que les propriétés du corps formé sont tout à fait différentes de celles de ses parties constituantes ; le corps occupe en effet un volume moindre que celui de ces parties ; dès lors la densité est plus grande. Il faut en excepter cependant quelques alliages , tels que ceux d'or et d'argent , dont le volume est plus grand. La saveur n'est plus la même, conséquence de la neutralisation des propriétés acides et alcalines des éléments. La couleur du composé est souvent différente de celle de ses éléments, comme les oxydes métalliques nous en offrent de si nombreux exemples. Outre le dégagement de chaleur , et quelquefois de lumière , il y a encore un dégagement d électricité soumis aux lois suivantes. Dans toutes combinaisons , le corps qui se comporte comme acide rend libre de l'électricité positive , et celui qui agit comme alcali de l'électricité négative. Les quantités d'électricité mises en liberté dépendent de l'intensité de l'affinité, du pouvoir conducteur du dissolvant et de celui du corps dissous. Cet effet est inséparable de toute action chimique, et doit être pris désormais en considération dans un grand nombre de cas où l'on a pour but de faire naîti'e l'affinité où elle ne pouvait se manifester. C'est là précisément le but que l'on se propose en électro-chimie. Pour nous,

affinité et électricité sont deux choses inséparables. Dans tous les phénomènes oLservés jusqu'ici, l'affinité et l'électricité nous représentent deux forces agissant constamment ensemble et liées par des rapports tellement intimes , que l'une peut suppléer à l'action de l'autre , et vice versa.

Passons en revue les idées adoptées en chimie sur l'affinité, en commençant par celles exposées dans la statique chimique, ef qui fixèrent l'attention générale quand cet important ouvrage parut. Nous allons être forcé d'entrer dans quelques détails de réactions chimiques pour être plus intelligible. D'après la manière de voir de Berthollet, lorsqu'un acide est versé dans une solution saline, tel que l'acide sulfurique, par exemple, dans une solution de nitrate de potasse, les deux acides se partagent la base proportionnellement à leur quantité ; ce qui veut dire, dans la théorie atomique, en raison du nombre de leurs atomes. Il se trouve donc dans la dissolution de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique libres, du sulfate et du nitrate de potasse. Mais si, par une cause quelconque, un de ces corps vient à être enlevé , il s'opère de proche en proche une décomposition. Vient-on, par exemple , à volatiliser l'acide nitrique en chauffant , cet acide ne contre-balance plus faction de l'acide sulfurique, qui peut alors décomposer une nouvelle quantité de nitrate de potasse, en rendant libre de l'acide nitrique , ainsi de suite jusqu'à ce que ce dernier acide soit entièrement volatilisé; il ne reste plus alors dans la dissolution que du sulfate de potasse et un excès d'acide sulfurique, si l'on en a pris une quantité plus grande qu'il ne fallait pour saturer toute la potasse. Si l'on met, au contraire, en présence une forte base, telle que la potasse ou la soude, avec une solution de sulfate d'ammoniaque, on a des effets absolument semblables. Il eiï est encore de même en mélangeant ensemble deux solutions salines ; dans ce dernier cas , il y a formation de quatre sels , attendu que chaque acide se partage les deux bases. Si l'on opère avec deux solutions salines donnant naissance par leur réaction à un composé insoluble, il se produit dans ce cas une succession extrêmement rapide de décomposition. Supposons que f on mélange une solution de baryte avec une solution de potasse. A l'instant même où le mélange s'effectue, la liqueur contient du nitrate de baryte, du nitrate de soude, du sulfate de soude et du sulfate de baryte qui se précipite aussitôt. Immédiatement après, l'équilibre étant rompu par l'effet de cette précipitation, il y a nouvelle réaction du sulfate de potasse sur le nitrate de baryte, précipitation du sulfate de baryte formé ; ainsi de suite , jusqu'à ce que toute la dé-

composition soit achevée. Toutes ces réactions ont lieu, bien entendu, dans un temps infiniment court. C'est à l'aide de ces principes , et en faisant intervenir la cohésion dont nous parlerons dans un instant, que Berthollet est parvenu à expliquer des faits qui n'avaient pu être interprétés jusqu'à lui ; mais il ne faut pas s'y tromper : dans ces principes, deux choses sont à considérer, la loi sur laquelle ils reposent et qui est incontestable , et l'hypothèse destinée à l'expliquer. Cette hypothèse est relative au partage en proportion définie dans le mélange de plusieurs solutions, de corps de nature semblable avec plusieurs autres antagonistes qui sont en présence.

Pour bien apprécier l'action des forces qui exercent une influence sur l'affinité , nous devons commencer par dire quelques mots de la force de dissolution. Si l'affinité produit des combinaisons en proportion définie , et que ce soit là son caractère essentiel , la force de dissolution forme des combinaisons en proportion indéfinie , auxquelles on a donné le nom de dissolution. Celle-ci diffère des combinaisons en proportion définie en ce qu'elle n'a lieu que lorsque les corps n'exercent qu'une faible action les uns sur les autres , comme les sels quand ils se dissolvent dans l'eau. De cette différence entre les modes d'action de l'affinité et de la force de dissolution qui en dérive, résultent d'autres différences opposées , caractéristiques.

Au lieu d'une élévation, il y a un abaissement de température; les corps dissous perdent leur cohésion , mais ils conservent leur saveur et leurs propriétés acides et alcalines , selon qu'ils sont neutres, acides ou alcalins. L'écartement des molécules similaires dans l'acte de la dissolution explique l'abaissement de température , de même qu'on se rend compte facilement du dégagement de chaleur dans les combinaisons par le rapprochement jusqu'au contact apparent des molécules hétérogènes. Il peut se faire qu'il arrive néanmoins que les effets calorifiques se neutralisent en tout ou en partie , quand la force de dissolution agit immédiatement après l'affinité, c'est-à-dire quand la dissolution suit la combinaison.

Dans les dissolutions il s'opère, comme dans les combinaisons , un dégagement d'électricité soumis aux lois suivantes. Lorsqu'on mélange une solution concentrée avec de l'eau , celle-ci prend l'électricité négative, et celle-là l'électricité positive ; la solution se comporte donc,' sous le rapport des effets électriques produits , comme un acide dans sa combinaison avec un alcali. Une solution concentrée agit de même à l'égard d'une solution de même sel qui ne l'est pas. Ces effets dépendent d'un mouvement moléculaire dont il a été impossible encore de

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se rendre compte. Dans le cas où le sel est acide on alcalin , l'effet devient complexe , attendu que l'acide ou l'alcali libre , en réagissant sur l'eau, produit des effets tels, que l'eau , en se mélangeant avec l'acide, prend l'électricité négative , tandis que le contraire a lieu avec l'alcali.

Les effets électriques produits dans les combinaisons en proportions définies ainsi que dans les combinaisons en proportions indéfinies, ont entre eux une dépendance qui en fait supposer une entre les causes auxquelles sont dues ces combinaisons ; dépendance qui, du reste, est généralement admise en chimie. Nous ajouterons enfin que les combinaisons en proportions indéfinies, comme les autres combinaisons , s'opèrent non-seulement entre les solides et les liquides, mais encore entre deux liquides, et même deux solides. Ainsi, l'eau dissout l'alcool, les acides, les alcalis, etc. Les métaux s'unissent en toute proportion par la fusion, d'où résultent quelquefois dos combinaisons en proportions définies en solution dans le bain. Les combinaisons en proportions définies ou indéfinies sont influencées par trois causes qui compliquent l'action de l'affinité quand on cherche à la déterminer d'une manière absolue. Ces causes sont la cohésion, la chaleur et l'électricité. L'influence de la première, comme on va le voir , est encore un objet de discussion entre les chimistes, tandis que celle de la chaleur et de l'électricité ne saurait être mise en doute.

Influence de la cohésion.

Cette force, tendant à rapprocher les molécules, agit nécessairement en sens inverse de l'affinité d'un corps pour un autre, et de la force de dissolution, tandis que la chaleur, en les écartant, favorise son action. Les effets de l'affinité en présence de la cohésion et de la chaleur sont donc complexes; mais M. Gay-Lussac est loin d'admettre dans les actions chimiques l'influence de la cohésion , comme l'ont fait jusqu'ici les chimistes, car il l'exclut tout à fait. Ses opinions en pareille matière sont d'une telle importance, que nous devons les rapporter avec le plus de détails possible. Berthollet considérait la cohésion comme une force assez énergique pour balancer l'action de l'affinité au point de produire des combinaisons et des décompositions; force qui existait non-seulement quand ses effets étaient sensibles, mais même longtemps avant. Il s'appuyait à cet égard sur les faits suivants : Quelques instants avant qu'mi liquide II. i5