PROPRIÉTÉS GÉNÉRALES D£S CORPS § 1. — ÉTUDE GÉNÉRALE DES CORPS

1. Des corps. — On donne le- nom de corps à tous les objets pesants qui nous entourent, à toutes les substances qui tombent directement sous nos sens. Étudier un corps, c'est chercher à découvrir ce qui permet de le distinguer de tous les autres; c'est examiner la manière dont il se comporte dans diverses circonstances ; en un mot, c'est s'efforcer de connaître ses qtialités ou propriétés. Pour arriver à cette connaissance, les chimistes ont récours soit à des observations soit à des expériences,

%. Observations. — Observer ou faire une obsei'vation, c'est étudier le corps tel qu'il se présente à nous ; c'est constater à l'aide de notre intelligence, et par l'intermédiaire de nos sens, des faits tels que la nature nous les présente, faits qui existent d'une matière absolument indépendante de notre volonté. Pour observer un minéral, par exemple, nous examinerons quelle est sa forme, sa couleur, s'il est dur pu inou, s'il présente une odeur ou une saveur quelconque ; nous regarderons quelles sont les substances qui l'environnent, comment il est placé au milieu d'elles, etc...., toutes choses qui sont ainsi, pour une raison ou pour une autre, mais qui n'ont en aucune manière été déterminées par notre volonté; aussi comprend-on sans difficulté que 1? seule observation ne puisse donner qu'une connaissance bien imparfaite des corps.

t. Expériences. — Mais il est possible d'observer avec nos sens, seuls ou aidés du secours de divers instruments, des faits volontai-

rement provoqués. Revenons à notre minéral ; à Taide d'un marteau, nous saurons s'il est résistant ou fragile ; en le brisant, nous verrons quel aspect présente la cassure. En le plaçant dans Teau ou dans tel autre liquide, nous saurons s'il s'y dissout ou non, nous pourrons même voir s'il se dissout peu ou beaucoup. En l'approchant d'une flamme, nous saurons s'il peut brûler ou fondre, etc.. Toutes ces opérations sont des expériences. Ici nos sens ne suffisent plus pour nous apprendre ce que nous voulons savoir; il faut nous aider d'un marteau, d'un liquide, d'une flamme, etc., en un mol, il faut tout d'abord préparer le phénomène que l'on veut observer, le faire naître, car il ne se produirait pas de lui-même. Nous faisons en réalité deux opérations ' distinctes et successives : la première consiste à préparer, à faire naître un phénomène ; la seconde consiste à l'observer, et l'ensemble de ces deux opérations constitue une expérience.

Ainsi, faire des expériences ou expémnenler, c'est observer non pas les choses telles qu'elles se présentent à nous, mats des faits que nous provoquons volontairement en plaçant les corps considérés dans telles ou telles conditions différentes de celles qu'offre la nature. L'observation et l'expérience réunies permettent d'effectuer une étude approfondie de tous les corps.

Il résulte de là que l'étude méthodique d'une substance, quelle qu'elle soit du reste, doit commencer par des observations qui font connaître de suite quelques-unes de ses propriétés essentielles.

4. État du corps. — La simple vue nous apprend si, dans les conditions actuelles, le corps examiné est solidcy liquide ou gazeux,

5. Forme extérieure. Cristaux. — Lorsqu'il s'agit d'un corps solide, plusieurs cas peuvent se présenter : s'il est question d'un être

vivant, la forme extérieure est le plus ordinairement compliquée et difficile à décrire ; souvent il en est encore ainsi des substances minérales, mais dans un certain nombre de circonstances, un cas très remarquable se présente. L'objet étudié se termine par des lignes droites, par des angles bien nets, par des arêtes vives, tels sont le cristal de roche ou quartz (fig, 1), le sucre candi, l'alun, etc.. ; la forme Fig. i. — Cristal de extérieure du corps est alors régulière et bien déquariz. finie ; elle est déterminée seulement par des plans,

des angles et des droites, c'est un solide géométrique; nous avons là ce qu'on appelle un cristal; tout corps qui présente cette apparence est dit cristallisé.

L'étude détaillée des formes régulières qu'un corps peut affecter est l'objet de la cristallographie 6t de la minéralogie y mais le chimiste doit Jes connaître au moins d'une façon sommaire, car souvent la forme d'un cristal lui suffit pour caractériser le corps qu'il examine.

6. Relations entre les différentes formes cristallines d'un corps. — Un corps susceptible de cristalliser, ne le fait pas nécessairement toujours sous la même forme géométrique, il peut en présenter plusieurs en apparence très-différentes. Considérons le diamant, par exemple ; ses cristaux n'offre^it pas toujours le même aspect : tantôt ce sont des cubes qui ont 6 faces (fig» 2), tantôt des octaèdres qui en ont 8

Pig. 2. - Cube.

Fîg. 5. — Octaèdre.

Ifig. 5) ; on le trouve parfois en solides compliqués présentant 24 ou même 48 faces; mais il est à remarquer que ces figures se lient entre elles d'une manière très naturelle, elles ne sont que des modifications plus ou moins complètes les unes des autres, et toutes peuvent se rattacher à l'une d'entre elles, prise comme point de départ, ou comme forme type.

Pour le faire comprendre, prenons le cube dont les 6 faces sont des cairés, et coupons chaque arête par un plan qui lui soit parallèle.

Fig. 4. — Cube tronqué sur les arêtes.

Fig. 5.

- Dodécaèdre rhomboîdal.

tout en faisant des angles égaux avec les deux plans dont cette arête est l'intersection; nous aurons 12 facettes d (fia. 4) dont les plans, pro-

longés se couperaient de manière à constituer un solide à 12 faces qui sont des losanges, le dodécaèdre rhombotdal (fig, 5). Coupons au contraire les 6 angles solides qui constituent les sommets du cube par un plan également incliné sur les 3 plans qui forment cet angle trièdre, il en résultera 8 facettes o (fig, 6) qui, en s*agrandissant, produisent Taspect de la /î^.6 bis, et dont les plans prolongés se couperaient de ma-

Fig. 6. — Cube tronqué sur les angles.

Fig. 6 bh. — Cube tronqué sur les angles, dans lequel , les arêtes du cube ont disparu.

nière à former Y octaèdre régulier (fig. 7), solide dont les 8 faces sont des triangles équilatéraux. En modifiant de diverses façons nos*arêtes et nos angles, nous arriverions de même à des figures plus complexes que le diamant présente encore, et nous verrions que ces modifications s'effectuent suivant des lois parfaitement déterminées; nous pourrons donc, en partant du cube, y rattacher un certain nombre de solides réguliers, qu'on en peut déduire par des constructions géométriques simples.

Fig. 7. — Octaèdre régulier.

Fig. 8. -— Cube.

On appelle système cubique l'ensemble des formes géométriques que l'on peut faire ainsi dériver du cube, par des modifications effectuées suivant les lois de la cristallographie.

?• Sjvtémes cristallins. — D'une manière plus générale, on

appelle système cristallin un groupe de formes géométriques qui peuvent toutes se rattacher simplement à Tune d'entre elles arbitrairement choisie. On donne le nom de forme type, forme primitive où de forme fondamentale à la forme choisie comme point de départ, et dont on fait dériver géométriquement toutes les autres, qui portent le nom de formes secondaires ou dérivées.

Fig. S. — Pmmt» liroiL

L*expérience a montré que toutes les formes connues de cristaux naturels ou artificiels, peuvent se ramener à 6 types distincts dont les caractères sont parfaitement tranchés ; chacun de ces 6 types constitue la foi'me fondamentale ou la base d'un groupe ou système cristallin. Toutes les formes qui rentrent dans un de ces systèmes peuvent se déduire géométriquement de la forme fondamentale du système, mais elles sont incompatibles avec celles qui entrent dans un autre groupe ; c'est-à-dire que si Ton considère deux cristaux appartenant à deux systèmes différents, il n'est pas possible de les obtenir en modifiant par des constructions géométriques une même forme fondamentale.

Fig. 11. — Prisme hexagonal régulier.

Fig. 12. — Prisme oblique à base rhouibe.

Les formes fondamentales qui ont été arbitrairement choisies pour types sont :

iecubeifig.S);

Le prisme droit à baie carrée [fig, 9) ;

Le prisme droit à base rhombe (fig. dû);

Le prisme hexagonal régulier (fig. il);

Le prisme obliqtte à base rhombe (fig. 12);

Le prisme oblique à base de parallélogramme (fig, 15).

Elles correspondent à 6 systèmes cristallins, savoir : Le système cubique ou régulier;

Le système quadratique (ou du prisme droU à base carrée) ; Le système orthorhombique (ou du prisme droit à base rhombe) ;

Fig. 13. — Prisnie oblique à base de parallélogramme.

Fig. il — Rhomboèdre.

Le système hexagonal (ou du prisme hexagonal régulier) ; on l'appelle aussi souvent système rhomboédiHque, en faisant dériver ses formes du rhomboèdre (fig. 14) considéré comme type;

Le système clinorhombique, de xXivttv, pencher (ou du prisme oblique à base rhombe) ;

Le système triclinique (ou du prisme oblique à base de parallélogramme).

8. Dimorphlmie. — Dans la très grande majorité des cas, les diverses formes sous lesquelles un corps cristallise, peuvent toutes dériver de Tune d'entre elles, et rentrent ainsi dans un même système cristaUin. Cela n'a cependant pas toujours lieu ; quelquefois un même corps peut affecter deux foraies mstallines incompatibles^ c'est-à-dire qu'il est impossible de faire ilériver géométriquement d'un même type, et qui se rattachent sait à ^bs systèmes différents, soit, dans un même système, à 2 formes fondamentales différentes. On dit alors que le corps est dimorphe; tels sont : le soufre, dont les cristaux dérivent tantôt d'un prisme droit rhomboïdal, tantôt d'un prisme oblique à base rhombe ; le carbone qui cristallise dans le système cubique (diamant), ou dans le système rhomboédrique (graphite), etc..

Les corps dimorphes sont très rares ; parmi les 600 à 700 espèces minérales cristallisées aujourd'hui connues, il y en a 20 à peine qui sont dimorphes.

Un corps peut aussi cristalliser sous trois formes incompatibles, on dit alors qu'il est trimorphe; il n'y a guère à citer que Tacide titanique, comme présentant cette propriété d'une façon certaine.

•. — On voit que, grâce à la rareté des cas de dimorphitme et de trimorphisme, on peut regarder la forme cristalline comme un caractère essentiel des diverses substances chimiques. Les cristaux, d'ailleurs, ne sont pas toujours isolés et nets ; ils peuvent être déformés, quand par exemple leur développement a été gêné dans une direction, pendant qu'il s'effectuait librement dans un autre ; ils peuvent être accolés les uns aux autres; ils peuvent enfin se pénétrer. Mais la valeur des angles dièdres reste constante pour un même corps, de sorte qu'avec un peu d'habitude, et en ayant recours à la mesure de ces angles, on peut toujours arrivera définir géométriquement le cristal, même imparfait ou partiellement brisé, que l'on examine.

10. Conlenr. — La couleur des corps est indiquée par les yeux et donne souvent des renseignements de très haute importance; certaines méthodes analytiques sont fondées sur les diverses colorations que présentent les précipités, ou dépôts, produits dans telles ou telles circonstances. Il faut bien remarquer, cependant, que la coloration d'un corps dépend beaucoup de la manière dont on l'examine, et de l'état sous lequel il se présente : une mince feuille d'or est jaune quand elle est éclairée par de la lumière qui se réfléchit à sa surface; elle paraît verte, lorsque cette lumière la traverse, quand par exemple ou regarde le ciel à travers une feuille d'or collée sur une lame de verre; enfin de l'or en poussière très fine est d'un beau violet foncé.

D'une manière générale, une substance réduite en poudre très ténue n'a pas la même nuance que lorsqu'elle est en gros fragments, et la lumière qui la traverse n'a pas non plus la même teinte que les rayons qu'elle réfléchit. Gela tient à ce que la couleur d'un corps dépend beaucoup de l'état de sa surface ; quand on l'éclairé avec de la lumière blanche, il en absorbe une certaine partie, et suivant qu'il absorbe ou qu'il laisse échapper les rayons de telle ou telle couleur, la lumière qu'il réfléchit, celle qui le traverse, ou celle qu'il diffuse, changent de composition ; par suite la teinte qu'il offre à nos yeux est différente.

Lorsqu'on examine un corps par transparence, sa couleur peut aussi varier avec son épaisseur, et l'on s'en rend bien compte; car, si une substance donnée absorbe certains des rayons dont l'ensemble constitue la lumière blanche, cette absorption sera, au moins dans certaines limites, d'autant plus complète que la couche du corps considéré, interposée entre l'œil et la lumière, sera plus considérable. C'est ainsi que Veau pure, incolore soiis une petite épaisseur, présente une teinte bleu-verdâtre , quand on regarde à travers un tube de 5 à 6 mètres (le long rempli de ce liquide.

11. — Enfin, au point de vue de la façon dont la lumière se com-

s PROPRIÉTÉS GENERALES DES CORPS.

porte en traversant les corps, il y a trois cas à distinguer : dans le premier, la matière considérée interposée entre Tœil et la source lumineuse! intercepte toute lumière; on dit alors qu'elle est opaque; tels sont le marbre, les métaux, etc.. Dans le deuxième, la substance laisse passer plus ou moins de rayons lumineux, mais sans permettre à Tœil de distinguer la forme des corps situés au delà; on dit alors qu'elle est translucidCy comme le verre dépoli, la porcelaine, Talbâtre, etc.; certains corps, opaques sous une grande épaisseur, sont translucides quand on les^ réduit en feuilles minces; tel est Tor, Enfin, dans le troisième cas, la substance interposée laisse parfaitement distinguer à travers eUe la forme des objets placés par derrière ; tels sont Tair, Teau, le verre, etc., qu'on appelle substances transparentes.

l!t. Odeur.— Elle constitue une donnée fort importante à connaître et parfois caractéristique; celles du camphre, du musc, etc., permettraient à elles seules de reconnaître ces matières.

18. Saveur. — La saveur fournit des renseignements analogues; celle du sucre, par exemple, ne saurait être confondue avec le goût du sel de cuisine.

S 5. — EXPÉRIENCES GÉNÉRALES AUXQUELLES ON DOIT SOUMETTRE LES DIVERS CORPS.

14. — Les observations que nous venons d'indiquer peuvent être très rapidement effectuées; après qu'on les a faites, il convient de soumettre la matière étudiée à diverses expériences ayant pour but d'en faire connaître certaines propriétés importantes qui échappent à la simple observation. Il est naturel de s'adresser tout d'abord aux expériences les plus simples, suivant la recommandation de Descartes : « Pour le commencement, il vaut mieux ne se servir que des expé- « riences qui se présentent d'elles-mêmes à nos sens, et que nous ne « saurions ignorer, pourvu que nous y fassions tant soit peu de ré- « flexion, que d'en chercher de plus rares et étudiées. » (Discours de la Méthode, 6« partie.)

15. Dareté. — Les corps solides n'ont pas tous la même consistance; les uns, comme la cire, se laissent aisément pétrir entre les doigts, on dit qu'ils sont mous; les autres, tels que l'acier, sont très difficiles à déformer, on dit qu'ils sont durs. Il y a d'ailleurs différents degrés dans la dureté; tandis que l'ongle peut rayer certaines substances, le plomb par exemple, il en est d'autres, comme le verre, le cuivre, l'argent, sur lesquelles il n'a pas .d'action, mais qu'une pointe d'acier attaque facilement; il en est enfin qui résistent à cette dernière.

Afin de pouvoir comparer entre elles les diverses substances, au point de vue de la dureté, les minéralogistes ont choisi comme termes

de comparaison, 10 minéraux qui constituent une échelle de dureté, et qui sont :

1* Ja/c (silicate de magnésie hydraté);

2* Gypse (sulfate de chaux hydraté) ;

3' Spath d'Islande (carbonate de chaux) ;

4* Spath fluor (fluorure de calcium) ;

5* Apatite (chlorophosphate de chaux) ;

6* Feldspath orthose (silicate d*alumine et de potasse);

7* Qttartz (silice);

8** Topaze (fluosilicate d'alumine);

9" Cortmion (alumine);

10* Diamant (carbone).

L*ongle raye les deux premiers termes de la série, Tacier les cinq premiers.

Cette échelle une fois constituée, on s'appuie sur le principe que tout corps qui en raye un autre est plus dur que lui, et alors avec ces minéraux on cherche à rayer la matière que Ton examine ; si, par exemple, la topaze Tentame mais non le quartz, on dit que sa dureté est comprise entre 7 et 8. On voit qu'avec cette manière d'opérer, la dureté d'un corps est toujours exprimée par un nombre compris entre 1 et 10.

!•. Fragiltté. — La fragilité d'un corps, c'est-à-dire la facilité plus ou moins grande avec laquelle il se brise, ne correspond pas à son degré de dureté; un corps très dur peut être en même temps très fragile. C'est ainsi que le plus dur de tous, le diamant, est très facile à briser. En frappant d'un coup de marteau un diamant posé sur une enclume on le réduirait en fragments, tout comme s'il s'agissait d'un simple morceau de verre, et pourtant ce dernier est bien moins dur, puisqu'il est rayé par une pointe d'acier. Au contraire, le plomb, qu'il est si facile d'entamer avec l'ongle, s'aplatit sous le marteau sans se rompre.

Ces deux exemples suffisent à établir que la dureté et la fragilité sont des propriétés tout à fait différentes.

19. IHi ellirage. — Un morceau de verre que l'on brise d'un coup de marteau se réduit en une multitude de fragments qui présentent toutes yes formes imaginables, mais il n'en est pas toujours ainsi; un cristal rhomboédrique de spath d'Islande, par exemple, éclate sous le choc d'un marteau, mais tous ses fragments sont des rhomboèdres; ceux-ci, brisés à leur tour, donnent d'autres morceaux de dimensions moindres mais qui sont encore des rhomboèdres, et cela se répète toujours, si petits que soient les fragments considérés.

La plupart des corps cristallisés sont dans ce cas; quand on les frappe avec un marteau, au lieu de se briser d'une manière quelconque, ils se laissent séparer avec plus ou moins de facihté suivant certaines

directions déterminées qui sont toujours les mêmes pour une même matière cristallisée» et qui font entre elles des angles dont la constance est aussi rigoureuse que celle des angles dièdres constitués par les faces du cristal ; il en résulte que les fragments ont toujours des fcHines géométriques.

On donne le nom de clivage à cette séparation facile de la substance suivant des directions déterminées, que Ton désigne sous le nom deplam de clivage. Il y a tantôt un, tantôt deux, tantôt trois directions ou plans de clivage.

Les corps cristallisés possèdent seuls des plans de clivage ; quelques substances, comme l'ardoise, peuvent à la vérité se séparer en couches presque parallèles entre elles, mais ce parallélisme n'est qu'apparent, il tient à la structure de la roche, formée de couches qui se sont successivement déposées les unes sur les autres, et qu'il est alors facile de séparer ; jamais les angles que ces couches font entre eDes ne présentent la constance de ceux que forment les uns avec les autres des véritables plans de clivage.

18. Défomiatloii deii corps MM^ni. — Nous venons de voir que certains corps solides se brisent sous le marteau, tandis que d'autres se déforment, s'aplatissent sans se rompre. On profite de cette dernière propriété pour réduire en lames ou en fils les substances qui la possèdent, mais toutes ne se laissent pas mettre sous ces formes avec une égale facilité, et il est très important, au point de vue industriel, de savoir ce qu'il en est ; on y arrive à l'aide de deux instruments particuliers, le laminoir et la filière.

19. Bédoetlon d'un corps en feuilles. — Cette opération s'effectue avec le laminoir. On appelle ainsi un instrument essentiellement

composé de deux cylindres ou rouleaux en acier A A (fig, 15) montés sur des supports de fonte, et disposés l'un en face de l'autre, de telle façon que leurs axes soient respectivement parallèles. Les rouleaux laissent entre eux un certain intervalle qui, à, l'aide de deux vis a c, peut

être à volonté augmenté ou diminué. Les cylindres AÀ sont adaptés à des tiges d'acier BB munies d'engrenages DD, reliés eux-mêmes en E à une roue qu'on fait mouvoir à la main, si le laminoir est petit, qui reçoit son mouvement d'une machine à vapeur, si les dimensions de rinslniment sont considérables. Les rouleaux AA tournent tous deux autour de leur axe, mais en sens contraire l'un de l'autre, si bien qu'ils entraînent dans leur marche tout objet que l'on place dans l'intervalle qui les sépare; comme ils ne peuvent pas s'écarter, ils aplatissent l'objet en question à mesure qu'ils l'entraînent, car pour passer entre eux, celui-ci ne peut pas conserver une épaisseur plus grande que celle de l'intervalle de séparation.

Quand on veut laminer un corps après s'être assuré qu'il ne se brise pas sous le marteau, on le façonne en une plaque que l'on amincit à l'une de ses extrémités, afin qu'elle puisse être introduite dans l'espace vide compris entre les rouleaux, puis on met ces derniers en mouvement; ils entraînent avec eux la plaque qui, en passant, s'aplatit et s'allonge, et on obtient ainsi une nouvelle lame dont l'épaisseur est égale à la distance des deux cylindres. Pour l'amincir davantage on agit sur les vis aC^ de manière à rapprocher les cylindres, et on fait de nouveau passer la plaque entre eux; on recommence l'opération en rapprochant de plus en plus les cyhndres, et l'on diminue ainsi graduellement l'épaisseur de la lame. C'est par ce procédé que l'on fabrique dans l'industrie les feuilles de tôle, de fer, de cuivre, de zinc, de plomb, etc.

On appelle malléabilité la propriété qu'ont les corps de se laisser réduire en feuilles, et plus celles que l'on peut obtenir sans déchirures sont minces, plus le corps considéré est malléable. Celui qui l'est le plus est l'or; viennent ensuite, dans l'ordre décroissant de malléabilité : l'argent, le cuivre, l'étain, le plomb, le zinc et le fer.

tO. Réduction d'an corps en flis. — Cette opération se fait à l'aide de la filière, plaque d'acier fondu FI {fig. 16), percée d'une série de trous, 1, 2, 5, etc., dont les diamètres sont de plus en plus petits et qu'on serre fortement dans un étau. Après avoir façonné en une barre mince le eoi^is à essayer, on amincit cette barre à l'une de ses extrémités, on l'engage dans le plus grand trou, et saisissant l'extrémité avec une pince, on tire à soi de manière à faire passer toute la barre dans le trou ; elle est obligée, pour cela, de diminuer le diamètre, et en même temps elle s'allonge. Cela fait, on présente au second trou fextrémité amincie et on tire avec la pince, la barre passe, son diamètre se réduit de nouveau et elle s'allonge encore; puis on recommence l'opération dans le troisième trou, et ainsi de suite.

Quand on veut obtenir des fils d'une très grande longueur, on mo- <lifie un peu la disposition de l'instrument ; la filière est placée en B sur des supports convenables, au milieu d'une lourde table appelée banc à tirer {fig. iù). Le fil, au lieu d'êtr« saisi avec une pince, est attaché en

un point d'une bobine C, et comme celle-ci tourne autour de son axe en tirant fortement sur le fil, ce dernier s'enroule sur elle à mesure qu'il traverse la filière ; on fait tourner la bobine plus ou moins vite au moyen d'engrenages D, reliés par une poulie E et par une courroie de transmission a à une machine à vapeur, ou mis en mouvement par un moteur quelconque. Une fois que le fil a traversé un trou de la filière, on le reporte sur un dévidoir A, on engage son extrémité dans le trou suivant, puis on l'attache à la bobine G que l'on fait

Fig. i6. — Filière et banc à tirer.

tourner jusqu'à ce qu'il ait passé tout entier par le trou considéré,* on le reporte de nouveau sur le dévidoir A, puis on l'engage dans le troisième trou, et, ainsi de suite, jusqu'à ce que le fil ait passé successivement par les différents trous de la filière.

On appelle ductilité la propriété que présentent certaines substances de se laisser étirer en fils, et l'on dit qu'un corps est d'autant plus dtictile, qu'on peut le réduire en fils plus fins. L'or est le plus ductile de tous, puis viennent dans l'ordre de ductilité, l'argent, le fer, le cuivre, le zinc, l'étain, le plomb.

SI. Contiistaiiee des liquides. — On ne peut pas dire des li* quides qu'ils sont durs ou qu'ils sont mous, et cependant eux non plus n'ont pas tous la même consistance; les uns, comme l'eau, l'alcool, l'éther, peuvent se mouvoir très facilement dans les vases qui les renferment ; d'autres, comme les huiles grasses, les sirops, se déplacent avec difficulté, ils coulent mal et laissent pendant plus ou moins longtemps contre les parois des vases qui les contiennent ou des corps que l'on y plonge, une couche adhérente qui ne tombe qu'avec lenteur. On dit des premiers qu'ils sont mobiles, des seconds qu'ils sont visqueux, H est à remarquer qu'un liquide visqueux le devient en général beaucoup moins quand on le chauffe.

%%. IMYisibUi«é. — Constitatioii des corps. -^ Nous voyons

que durs ou mous, les corps peuvent toujours être séparés en un certain nombre de parties ; c'est en cela que consiste la propriété générale de la matière connue sous le nom de Diviêibiliié. Si petit que soit un fragment, on peut le concevoir par la pensée divisé au moins en deux autres, mais Texpérience conduit à une conclusion tout opposée ; il est impossible en effet de se rendre compte de la plupart des lois des combinaisons chimiques si Ton n'admet pas qu'à partir d'un certain degré de petitesse les fragments de la matière cessent de pouvoir être divisés.

On est conduit alors à regarder tous les corps comme constitués par des particules élémentaires si petites, qu'elles échappent à nos regards

' aidés des instruments les plus puissants ; ces particules qui ne se touchent pas, entre lesquelles il existe constanmient des intervalles, sont toujours en mouvement alors même que la matière qu'elles constituent paraît être en repos ; non seulement elles sont dans un état de

' mouvement continuel, mais encore les vitesses dont elles sont animées

I sont très grandes, elles varient du reste suivant l'état du corps con-

' sidéré.

I Les mouvements de ces particules sont plus ou moins faciles, ils s'effectuent suivant telle ou telle trajectoire, avec des vitesses plus ou moins grandes ; ce sont là des questions dont nous n'avons pas à nous occuper ici ; mais ce qu'il importe de bien savoir, c'est que tout ce qtd modifie le mouvement des particules, modifie en même temps les qwlités de la matière, et que par suite les caractères, les propriétés de tous les corps, dépendent du mode particulier de mouvement qui anime leurs particules.

f S. lie la densité. — fitolides et liquides. — On appelle poids spécifique d'un solide ou d'un liquide le poids de l'unité de volume de ce corps ; comme le but que l'on se propose en général est de comparer entre eux les poids spécifiques des différentes substances, on les rapporte tous à un même terme de comparaison pour lequel on a choisi l'eau distillée prise à la température de 4^,5 à laquelle son Tolume est minimum.

L'usage étant établi de regarder comme synonymes les expressions, poids spécifique et densité, nous entendrons d'une manière générale par poids spécifique ou densité d^un solide ou d^n liquide à une tempé'aivre déterminée, le rapport du poids d'un certain volume de ce corps pris à cette température, au poids du même volume d'eau pris à 4', 5, température à laquelle son volume est minimum.

f 4. Densité des gaz. — Lorsqu'il s'agit des gaz, on ne prend plus l'eau comme terme de comparaison, parce qu'on obtiendrait des nombres trop petits, et l'on compare habituellement le poids des divers gaz à celui de l'air ; on appelle alors densité d^un gaz, le rapport du poids d'un certain volume de ce gaz au poids du même volume d'air sec, les

deux corps étant pris à zéro sous la pression de 760 millimètres. Une fois ce rapport connu» si Ton a déterminé le poids d'un litre d'air, rien ne sera plus facile que de calculer la densité du gaz prise par rapport à Teau.

La densité d'un corps est une de ses propriétés caractéristiques ; on la détermine par les procédés indiqués en physique et que nous n'avons pas à rappeler ici.

t5. fitolmbilité des solides. — Lorsqu'on met un corps solide en présence d'un liquide, l'eau par exemple, deux cas peuvent se présenter; le solide peut n'éprouver d'altération d'aucune sorte, c'est ce qui arrive au verre, mais il peut aussi, comme le fait le sucre, disparaître en se liquéfiant; au premier cas, on dit que le solide considéré est insoluble dans le liquide ; on dit, au second, qu'il y est soluhle.

Les corps solubles ne le sont pas tous également ; si par exemple nous prenons un litre d'eau froide et si nous y mettons du sel marin, jusqu'à ce qu'elle cesse d'en dissoudre, c'est-à-dire qu'elle en soit «aturée, nous trouvons que cela arrive quand on a dissous 560 grammes de sel; si au lieu de cette substance nous employons du sucre, nous voyons qu'il en disparaît 2100 grammes environ dans un litre d'eau, avant que celle-ci en soit saturée. Il sera donc très intéressant de comparer entre elles les quantités des divers corps qui se dissolvent dans l'eau ou dans un autre liquide déterminé.

Pour faire cette comparaison on prend un cerjtain volume d'eau à la température ordinaire, 1 décilitre par exemple, et l'on y ajoute peu à peu, et en agitant constamment, la substance à essayer. Quand il ne s'en dissout plus et qu'il en reste un excès, la liqueur est saturée; on la pèse alors, et comme elle renferme 100 grammes d'eau, plus la matière dissoute, son poids diminué de 100 grammes fait connaître celui de la substance considérée qui est entrée en solution. On trouve ainsi qu'à la température ordinaire de 15 degrés, 100 grammes d'eau ou un litre, dissolvent :

2097 grammes de sucre.

de sel marin,

de salpêtre,

d*alun,

de plâti'e,

de chaux, etc....

Il faut bien noter du reste que la manière dont un corps se dissout dans l'eau, n'apprend rien sur Ja façon dont il se comportera en présence d'un autre liquide ; la êolubilité est absolument variable avec le liquide que l'on emploie : ainsi le sucre, qui se dissout si aisément dans l'eau, est insoluble dans l'alcool ; le camphre, que l'alcool dissout à merveille, est insoluble dans l'eau.

te. Tarimtloiis de la «olnbllité mwm la température. — Ce

que nous Tenons de dire s'applique à une température déterminée, mais le coefficient de iolubiUté, c'est-à-dire le poids de substance que dissout un litre dn liquide considéré, change quand la température varie; en général il augmente quand cette dernière s'élèye, quelquefois cependant il diminue.

Pour étudier l'influence de la température on mesure, toujours de la même manière, la quantité du corps solide, que 1000 grammes du liquide considéré dissolvent. On répète cette opération un grand nombre de fois, en opérant chaque fois à une température différente, puis on dresse un tableau des résultats obtenus ; il indique la manière dont la solubilité du corps étudié dans le liquide que l'on considère, varie en même temps que la température.

Courbes de solubilité. — Il est toujours avantageux de représenter géométriquement ces résultats, que l'on saisit mieux alors d'un coup

Fig. 17. — Courbe de solubilité.

d'œil; considérons par exemple le tableau ci-dessous, dressé en opérant comme il vient d'être dit :

100 grammes d'eau à 0*» dissolvent i grammes du solide considéré. 100 — iOo __ 7 »

Etc....

46 PROPRIÉTÉS <ÎÉNÉRALES DES <30RPS.

Traçons deux droites rectangulaires OlfiY (fig. Al); sur Tune d'elles OX, prenons à partir du point des longueurs égales entre eUes, en •convenant que chacune d'elles représente un degré de température, et par les points 0, 10, 20, 30, etc., menons des parallèles à OY, dont les longueurs soient respectivement égales à 4, 7, 12, 19, 30, ou proportionnelles à ces nombres. En joignant par un trait continu les extrémités de ces perpendiculaires, on obtient une ligne courbe, telle que si Ton considère un point quelconque de OX, 22 par exemple, et qu'on élève en ce point une parallèle à OY en s'arrêtant à la courbe, la longueur de cette droite -comprise entre la courbe et OX représente précisément Je poids de corps dissous dans 100 grammes du liquide, à la température de 22*. Cette courbe montre donc comment la solubi^ lité du corps examiné varie quand la température s'élève ; on lui donne le nom de courbe figurative de la solubilité, pu plus simplement de courbe de solubilité,

tu, Skilnbilité des gaz. — Les gaz peuvent aussi se dissoudre dans les liquides, et leur solubilité est soumise à deux lois ;

1" Loi. — A une température donnée, un litre de liquide dissout un volume du gaz considéré, qui, mesuré à zéro et sous la pression que ce gaz exerce sur le liquide une fois la dissolution effectuée, est exprimé par un nombre constant. Ce nombre s'appelle le coefficient de solubilité du gaz, dans le liquide, à la température de l'expérience.

Il en résulte immédiatement que le poids de gaz dissous à une température donnée par un litre du liquide, est proportionnel à la pression que ce gaz exerce sur le liquide une fois la dissolution effectuée.

En effet, soit p le poids de gaz dissous sous la pression de 760"° dans 1 litre du liquide ; a le poids d'un litre de ce gaz sous cette même

pression; le volume du gaz, mesuré sous 760""", sera -•

Soit maintenant P le poids de gaz dissous sous la pression H dans 1 litre de liquide ; le poids d'un litre de gaz sous la pression H sera

H ^7T0' et le volume du poids P de gaz, mesuré sous la pression H, sera .:

^7lÔ Comme ces deux volumes, qui tous deux représentent le coefficient de solubilité, sont les mêmes, on a :

d'où: p=/^4' ^" l=m

ce qui montre bien que les poids de gaz dissous par Tunité de volume du liquide, sous les pressions H et 760, sont proportionnels à cas pressions.

Le coefficient de solubilité d'un gaz change quand la température Tarie ; en général il diminue à mesure que la température du liquide dissolTant s'élève.

2* Loi. — Quand on met un mélange de plusieurs gaz en présence d^un liquide, chacun deux se dissout comme s'il était seul et sous une pression égale à celle qu'il possède dans le mélange,

»8. CristalUsatloii. — Nous avons dit (5) que les corps solides peuvent affecter des figures géométriques ou se présenter en cristaux. Trois moyens principaux s'offrent à nous pour les obtenir sous cette forme.

%9. !• Par fusion. — On fait fondre dans un creuset (fig. 18) une certaine quantité de la matière soumise à Texpérience, puis on la laisse refroidir très lentement jusqu'à ce qu'il se forme une croûte solide à la surface de la substance fondue ; en même temps que la croûte se produit, il se dépose sur les parois du creuset des cristaux nets et quelquefois très volumineux. Pour les séparer du liquide restant, on perce la croûte supérieure de deux ouvertures et on renverse le creuset, le liquide sort par un des trous, l'air rentre par l'autre, et les cristaux restent adhérents aux parois. Cette opération réussit très bien avec le soufre et le bismuth, par exemple. SO. 2" Par sublimation. — Ce procédé s'applique surtout aux solides qui se volatilisent sans fondre, tels que le camphre, l'iode, etc.. On introduit la matière dans un ballon de verre (/îgf. 19) ou dans une cornue de

Fig. 18, — Cristallisation par fusion.

Fig. 19.— Cristallisation par sublimation. Fig. ^.—Cristallisation par dissolution.

grès, suivant que l'on doit chauffer peu ou beaucoup, puis on chauffe le fond du vase jusqu'à ce que son contenu entre en vapeurs ; celles-ci se

condensant sur les parois supérieures plus froides, y déposent fréquemment une belle cristallisation.

Si. 3" Par dissolution.— On fait dissoudre à chaud la substance étudiée dans un liquide approprié, eau, alcool, etc., puis on laisse refroidir très lentement la dissolution {fig. 20) ; la solubilité diminuant notablement quand la température s'abaisse, le corps dissous ne tarde pas à se déposer, et très souvent alors il affecte la forme de beaux cristaux. Ainsi se comportent le salpêtre, le sucre, Talun et une très grande quantité de substances.

Si le corps considéré n'est guère plus soluble à chaud qu'à froid, ce procédé ne donne pas de bons résultats. Dans ce cas, on fait une solution saturée à froid de la matière, puis on évapore lentement la dissolution ; à mesure que le dissolvant disparait, une partie de la substance dissoute se dépose ; elle est ordinairement cristallisée d'une façon plus ou moins nette : tel est le cas du sel marin.

St. Réactions et réactifs. — Quand on a fait subir à un corps les opérations simples que nous venons de décrire, on le soumet à des expériences plus complexes ; on examine par exemple ce qu'il devient sous l'action de la chaleur, de la lumière, de l'électricité; on fait agir sur lui d'autres substances. On donne à ces dernières le nom de réactifs, et celui de réactions aux phénomènes phis ou moins compliqués que l'on observe dans ces circonstances.

SS. De réther. — La matière par laquelle sont constitués tous les corps qui tombent sous nos sens est pesante, mais elle n'est pas la seule dont nous devons considérer les effets et l'influence ; il en existe, en effet, une autre espèce que les physiciens appellent matière non pesante, ou éther. Sous cette seconde forme, la matière n'a perdu aucune de ses qualités essentielles, elle est inerte et soumise à toutes les lois de la mécanique; elle pénètre partout, aussi bien dans les espaces planétaires que dans l'intérieur de tous les corps, mais elle n'est pas soumise à l'action de la pesanteur, différant en cela de l'état sous lequel la matière constitue les corps pesants. .

Les particules de l'éther, aussi bien que celles de la matière pesante (SS), sont animées de mouvements incessants auxquels sont dus tous les phénomènes calorifiques, électriques, lumineux, etc., et des échanges continuels de mouvement ont lieu entre l'éther et la matière pesante conformément aux lois de la mécanique; ces échanges nous rendront aisément compte de l'action qu'exercent sur les corps pesants les agents autrefois appelés impondérables (chaleur, lumière, électricité, etc.).

Ainsi, quand on fait tomber un rayon de lumière sur du chlorure d'argent, ce dernier noircit tandis qu'une portion de la lumière disparaît et semble anéantie; il n'en est cependant rien : il n'y a eu là qu'une simple transformation de mouvement; certaine vibration des parti-

EXPÉRIENCES GÉNÉRALES SUR LES DIVERS CORPS. i9

cales de la matière éthérée a été changée en une vibration plus lente imprimée à celles de la matière pesante, et cette dernière vibration se manifeste ici par la décomposition du chlorure d'argent. Dans d'autres circonstances nous la verrons se révéler à nous ^r un phénomène différent, une élévation de température par exemple.

n en est toujours de même quand on fait agir sur les corps la chaleur, rélectricité ou la lumière ; les phénomènes qui en résultent sont dus à une augmentation ou à une diminution de la force vive * des particules pesantes, laquelle correspond à une diminution ou à une augmentation de la force vive des particules éthérées.

S4. Corps simples et eorps eomposés. — Lorsqu'on traite un corps déterminé par tous les réactifs successivement, lorsqu'on le soumet à toutes les opérations imaginables, il arrive de deux choses l'une : 1* Il se détruit et donne naissance à d'autres corps qui, pris ensemble, pèsent juste autant que le premier. Ainsi de la pierre à plâtre ou gypsCy fortement chauffée, donne de Veau et du plâtre, et si l'on pèse séparément l'eau et le plâtre que l'on obtient, la somme de leurs poids forme exactement le poids de pierre à plâtre ou gypse employé.

2* Le corps considéré ne se détruit pas ; de quelque façon qu'on s'y prenne, du moment qu'on ne lui ajoute pas quelque chose qui le transforme en une autre substance, mais en augmentant son poids, il reste toujours le même. Ainsi de l'or que l'on chauffe ne changera pas de nature, il pourra fondre, se volatiliser même, mais il restera or avec toutes ses qualités ; si l'on ne lui ajoute rien, on ne pourra en tirer rien autre chose; il se comporte, on le voit, d'une tout autre manière que le gypse qui, lui, dans les mêmes ch^onstances, donne du plâtre et de l'eau.

Tous les corps de la nature, sans aucune exception, se comportent comme le gypse ou comme l'or. Les uns, et ce sont de beaucoup les phis nombreux, peuvent être, d'une façon ou d'une autre, scindés en deux ou plusieurs substances dont l'ensemble pèse autant que la ma- Uère primitive; on les appelle des corps composés. Les autres, en très petit nombre, se conduisent comme l'or; si on ne leur ajoute rien, il est impossible d'en changer la nature, ou tout au moins on n'a pas pu le faire jusqu'ici; ces derniers portent le nom d^éléments indécomposables, ou de corps simples,

1. La force vive d'une particule est la moitié du produit de sa masse m par le carré V* de sa vitesse ; elle est donc exprimée par m -;••

§ 4. — DEStM)RPS SIMPLES EN GÉNÉRAL.

S5. — Les corps qui jusqu'à présent n'ont pas pu être décomposés sont en très petit nombre ; les uns, comme For, le charbon, sont communs et d'une grande importance ; d'autres sont, au contraire, excessivement rares et difficiles à obtenir. On connaît aiyourd'hui dans la nature entière 70 corps simples environ (04).

SU. — Lorsqu'on mêle intimement ensemble deux corps simples quelconques, on peut observer deux phénomènes bien différents l'un de l'autre :

SV. 1' Mélange, — Prenons par exemple du charbon et du plomb ; réduisons-les en limaille ou en poussière aussi unes que possible, et mélangeons-les bien dans un mortier; quelque soin que l'on prenne, il sera toujours possible de retrouver le plomb et le charbon ; lors même qu'ils seront réduits en poudre impalpable, on pourra encore, à l'aide d'un microscope, distinguer entre elles les parcelles de chacun des deux corps considérés, et il sera possible de les séparer mécaniquement l'une de l'autre en s'y prenant d'une façon convenable. Ici le charbon et le plomb ont conservé toutes les propriétés qui les caractérisent : ils ne sont que mélangés.

Un mélange, si bien fait qu'il puisse être, se distingue donc en ce qu'il n'est pas homogène, c'est-à-dire en ce que toutes ses parties ne sont pas les mêmes, n'ont pas les mêmes propriétés ; en ce qu'on peut toujours reconnaître et séparer l'un de l'autre les corps avec lesquels il a été constitué.

S8. 2» Combinaison, — Prenons du soufre en poudre et du cuivre en limaille, puis mélangeons-les ; tout se passe comme avec le charbon et le plomb, nous n'avons rien fait qu'un simple mélange dans lequel on distinguera aisément les deux corps constituants.

Mettons maintenant ce mélange dans un petit ballon de verre, et chauffons-le doucement avec une lampe à alcool ou à gaz; nous voyons d'abord le soufre fondre, puis il commence à se vaporiser, et tout à coup le cuivre devient incandescent et brûle avec un vif éclat. Une fois l'incandescence terminée, laissons refroidir le ballon, puis brisons-le pour en examiner le contenu ; nous y trouvons une masse noire, mais plus de soufre ni de cuivre, le produit de cette réaction est parfaitement homogène ; si on le regarde au microscope, ses parcelles même les plus petites présentent toutes le même aspect, et il offre des propriétés toutes différentes de celles que nous savons appartenir au soufre et au cuivre ; en un mot le soufre et le cuivre ont disparu, laissant à