Célèbre chimiste hollandais

2. A. Etard, La conulitalion des solulions étendues et la pression osmotique {Revue générale des sciences, i5 avril 1890, p. 19^). — A. Etard, chimiste français (1852-1910).

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qui se produit ainsi, c’est-à-dire la pression osmotique, dépend donc uniquement des molécules du corps dissous.

C’est cette explication aussi qui rend compte de la possibilité du mouvement osmotique. Ce mouvement est celui de l’eau qui pénètre de dehors en dedans, à travers la membrane semi-perméable de l’osmomètre. Au contraire, la pression osmotique, qui est due aux molécules du corps dissous, assimilées à des molécules gazeuses, s’exerce contre la paroi du vase, c’est-à-dire de dedans en dehors. Ainsi la direction de la force considérée est opposée au sens du mouvement qui se produit réellement. Cette difficulté disparaît si l’on remarque que la pression de l’eau, dans le vase intérieur de l’osmomètre, n’est qu’une fraction de la pression totale qui y règne; elle est donc inférieure à la pression de l’eau extérieure; celle-ci pénètre dans le vase intérieur, jusqu’à ce que sa pression partielle devienne égale à la pression de l’eau extérieure. Par suite, le mouvement de l’eau se fait bien dans le sens constaté par l’expérience.

A. Lois osmotiques. — Les principales mesures obtenues par la méthode directe sont relatives à l’influence de la température.

De ces déterminations sont sorties deux lois :

1° Loi des concentrations. — La pression osmotique - est proportionnelle à la concentration ou inversement proportionnelle au volume de la solution.

2° Loi des températures. — La pression osmotique ir croît proportionnellement à la température absolue T^.

Ces deux lois résultent directement des mesures de Pfefker. Or, les mesures faites avec des membranes différentes, pourvu qu’elles fussent hémiperméables, ont donné sensiblement les mêmes résultats. D’où il suit que la pression osmotique dépend, non pas de la membrane, mais des solutions ; c’est une constante physique des solutions. On a vu alors que des solutions très diverses peuvent développer la même pression, à la condition qu’elles renferment le même nombre de molécules. De là deux autres lois :

3° La pression osmotique ne dépend que du nombre des molécules ; elle est indépendante de la nature des corps dissous et indépendante aussi du dissolvant (loi de Vax't Hoff)*;

1. Un gaz, supposé parfait, soumis au refroidissement ou au réchauffement,

diminue ou augmente de -^,de son volume par degré; est le cofCicient de di-

lalation des gaz. A 278» au-dessous de zéro, si la loi restait vraie, un gaz serait donc réduit à rien. Il est commode de considérer cette température de 278» comme la température absolue. On la désigne par T, qui est le zéro absolu. Un gaza zéro centigrade est à -+-273° absolus.

2. C’est ainsi que la pression gazeuse ne dépend pas de la nature du gaz, mais seulement du nombre des molécules dans un volume donné.

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES CELLULES

4“ La pression osmotique est la môme quand le nombre des molécules dissoutes estle même dans un même volume (loi d’AvocADRo)

Ainsi est devenue profonde l’analogie entreles pressions osmotiques et les pressions gazeuses. C’est pour cela que Vant’ Hoff, quisaisitle plus fortement cette analogie, assimila la loi des concentrations à la loi de Mariotte, et celle des températures à la loi de Gay-Lussac % c’est-à-dire aux lois fondamentales qui régissent les propriétés des gaz

On a été amené cependant à remarquer que les lois osmotiques s’appliquent surtout aux solutions étendues des substances organiques. Elles s'apjDÜquent moins bien aux solutions concentrées et aux solutions des substances électrolytes.

B. Théorie des ions. — On sait que les composés chimiques se divisent en deux grandes classes; ceux qui, comme les matières organiques, telles que le sucre, en solution, ne laissent pas passer le courant électrique, ce sont les non-électrolytes ou non-conducteurs, et ceux qui le conduisent et qu’on nomme pour cette raison électrolytes, tels que les sels métalliques, les acides.

Or, les électrolytes paraissent échapper au principe qui résume toutes les lois osmotiques, au principe de l'équimolécularité : toute molécule, quelle qu'elle soit, exerce en dissolution la même pression osmotique (loi de Van't Hoff). La pression osmotique des substances électrolytes est plus forte que ne l’indique la loi, c’est-à-dire le nombre de leurs molécules dissoutes.

Cette anomalie aété expliquée par le chimiste suédois S. Arriienius, d’après qui tous ces corps à pression osmotique trop forte sont dissociés plus ou moins complètement dans leurs solutions. Cette dissociation a naturellement pour effet d’augmenter le nombre des molécules, augmentation qui a pour conséquence nécessaire à son tour l’augmentation de la pression. En effet, les molécules seraient, dans les solutions, dissociées en ions. C’est l’eau qui dissocie les

1. Van't Hoff a déduit celte loi du principe général posé par le célèbre chimiste italien Avogadro, à savoir que des volumes égaux de gaz à la même lempéralure et à la même pression conliennenl un nombre égal de molécules ou, ce qui revient au même, que des volumes égaux de gaz dans les mêmes conditions de température exercent la même pression.

2. Rappelons ici la loi de Mariotte-Boyle ; A lempéralure constante, le volume d'une masse gazeuse est inversement proportionnel à la pression que le gaz supporte; et celle de Gay-Lussac ; A pression constante, une même élévation de température produit la même augmentation de volume. Quand le volume reste constant, l’augmentation de température amène une augmentation de la pression du gaz.

3. De là la formule de Van’t Hoff qui résume cette assimilation des solutions aux corps gazeux : La pression osmotique d’une solution a la même valeur que la pression qu’exercerait la substance dissoute, si, à la lempéralure de l’expérience, elle était à l’étal gazeux et occupait un volume égal à celui de la solution.

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Fig. 4. — Electrolyse.

électrolytes en leurs ions. Le nombre des ions augmente avec la dilution.

Telle est essentiellement l’hypothèse d’ARiuiENius que justifient d’assez nombreux faits.

On admet que, lorsqu’un courant électrique passe à travers une

solution aqueuse saline, les atomes composant le sel transportent eux-mêmes l’électricité. Soit une auge à électrolyse (fig. 4) contenant une solution de chlorure de potassium; le courant de la pile P entre par l’anode A et sort par la cathode G. Les molécules KCl ne restent intactes, en leur état de combinaison, qu’en petit nombre, la plupart sont tirées de leur état et dissociées en leurs ions, un ion K, chargé d’électricité positive et par conséquent attiré par la cathode, électrode négative, où il se décharge, et un ion Cl négatif, qui se rend à l’anode ou électrode positive. Le métal ou l’hydrogène va toujours dans le sens du courant, c’est-à-dire à l’électrode négative, et le corps ou les corps qui étaient combinés avec le métal ou avec l’hydrogène vont dans le sens opposé. Ainsi l’électrolyse consiste en la séparation des ions, dans les solutions d’acides, de bases ou de sels métalliques, et leur transport vers les électrodes, comme le représentent les flèches de la figure 4.

Or, dans l’hypothèse d’ARRiiExius ou de la dissociation électrohjtique, on admet que, dans les solutions, les moléculessont naturellement dissociées en ions ; plus la solution est étendue, plus la dissociation est complète. Comme chaque molécule fournit un nombre d’ions déterminé, le nombre des ions est dans un rapport simple avec celui des molécules primitives du corps en dissolution. Exemple: soit une solution de NaCl contenant le poids moléculaire de 58sr,35 dans 1000 litres d’eau; dans une telle solution les molécules sont considérées comme étant toutes dissociées; chaque molécule a donc donné deux ions. Si l'hypothèse d’ARRiiExius est exacte, la pression osmotique de celte solution est double de ce qu’elle devrait être. C’est bien ce qu’ARRHENius a constaté.

Cette théorie a donc permis l’application des lois osmotiques aux solutions des substances électrolytes.

Applic.vtions physiologiques de l.y THÉORIE DES IONS. — Ces applications ont été tout de suite fort importantes, comme on peut en juger par quelques exemples.

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES CELLULES

11 en est une qui concerne la nutrition générale des cellules et dont l’importance par conséquent est très grande. On peut dire en effet que les substances qui subissent la décomposition électrolytique pénètrent par diosmose dans les cellules, tant que la paroi de celles-ci est intacte. La plupart des sels minéraux répondent à cette condition. Mais les substances qui ne subissent pas la dissociation électrolytique ou qui ne l’éprouvent que très faiblement, passent dans l’intérieur des cellules vivantes ou en sortent par un mécanisme que l’on ne connaît pas encore. Ainsi le rôle des sels en physiologie est fonction du degré de dissociation électrolytique ou d’ionisation de ces corps.

Cette absorption plus facile de certains ions explique vraisemblablement les actions toxiques de beaucoup de substances. En étudiant l'excitabilité du muscle par les courants induits, après un séjour déterminé dans diverses solutions de composés métalliques (métaux alcalins et métaux alcalino-terreux), on a obtenu une évaluation de la toxicité relative de ces métaux et l’on a vu que cette toxicité est en rapport avec la vitesse de migration des ions (conditions dont dépendent tant de propriétés des solutions, telles que leur conductibilité électrique et leur vitesse de diffusion). 11 s’agit là d’ailleurs d’un fait très général. La toxicité du sulfate de cuivre pour une Mucédinée, comme le Pénicillium glaucum, revient en grande partie aux ions Gu ; elle est abaissée par l’anion SO^ des sels SO*- Na2, SO^K2, SO^ (AzH*)2, l'influence des cathions Na, K et AzH^ étant nulle (L. Maillard, 1898-99). L’action toxique des sels de mercure paraît dépendre du degré d’ionisation de ces sels ; les composés qui ne renferment pas l’ion Hgne sont pas toxiques (Dreser, 1893).

Ces exemples pourraient être multipliés. Il suffira sans doute d’en donner encore un ou deux.

Le rôle du calcium, comme agent de coagulation du sang, de la lymphe et du lait, a été rapporté à une action d’ion (recherches de L. Sabbatani, 1904-1905). En effet, tous les sels qui, sans précipiter le calcium, forment avec ce métal des molécules plus dissociables et par suite diminuent la concentration de l’ion calcique, amènent l’incoagulabilité du sang; le type de ces sels est le citrate trisodique.

Même influence des ions sur le fonctionnement des organes eux-mêmes. C’est ainsi que la grandeur de l’action toxique des divers sels de potassium sur le cœur varie suivant le coefficient de dissociation électrolytique de ces sels; c’est la teneur des solutions en potassium ionisé qui règle l'intensité de la réaction physiologique (expérience de H. Busquet ^ et V. Pachon^ 1907 et 1909).

2° Mesures indirectes de la pression osmotique. — Méthodes

physiques.

La mesure directe de la pression osmotique est pratiquement très difficile. Mais on peut déterminer la valeur de tu au moyen de la mesure de phénomènes qui en dépendent, comme l’abaissement de