CONCLUSIONS

$ 90. Nous pouvons résumer comme il suit les idées contenues dans les chapitres précédents et que nous proposons comme base pour un nouveau système chimique. Les actes chimiques peuvent être définis comme des associations ou des dissociations, ou, comme nous l'avons dit, des condensations intrinsèques ou extrinsèques, conduisant à la production de nouvelles espèces chimiques. Ces opérations sont homogènes ou hétérogènes, c’est-à-dire que les espèces considérées sont : 1° des espèces identiques : 2° des espèces différentes. Nous avons appelé métagenèse la formation d'espèces de composition centésimale différente de celle des espèces génératrices. Dans l'association (condensation) hétérogène, deux espèces différentes concourent à former une espèce nouvelle et dans une dissociation hétérogène, une espèce se divise en deux espèces différentes. L'union de l'hydrogène et du carbone pour former l’acéthylène, celle de l'oxygène et du carbone pour former l’anhydride

carbonique, l'absorption de celui-ci par l’hydroxyde de sodium, ou bien l'absorption de la vapeur d'eau atmosphérique par le chlorure de calcium, sont autant d'exemples de condensation hétérogène. La perte de l’eau dans l'évaporation de la solution d’un sel, dans l’efflorescence du carbonate de sodium hydraté, la mise en liberté de l’anhydride carbonique par l'action de la chaleur sur le marbre, sont, de leur côté, des exemples de dissociation hétérogène. Toute dissolution est une condensation hétérogène; tandis que la formation des cristaux au sein d’un liquide est une dissociation hétérogène.

Ce que l'on entend par double décomposition consiste d’abord dans une condensation hétérogène de deux espèces suivie aussitôt d’une dissociation hétérogène donnant lieu à deux espèces nouvelles. En d’autrestermes,deux corps disparaissent en donnant lieu à deux autres. La double décomposition est le résultat de deux actions consécutives, mais la dissociation hétérogène suit de si près la condensation, qu'il est difficile, sinon impossible, d'arrêter la transformation à la fin du premier stade et d'isoler le corps instable ainsi produit avant qu'il ne soit détruit. Quand ces actions se passent entre des limites étroites de température et de temps, on

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Conclusions. 139

a affaire à ce qu’on appelle la catalyse ou l'action de présence.

$ 91. Nous avons nommé métamorphose les transformations homogènes, c’est-à-dire la formation de corps sans changement de composition centésimale. Par la condensation homogène, les caractères spécifiques d'un corps font place à ceux d'un corps nouveau ayant un poids équivalent plus élevé.

Les phénomènes sont renversés dans la dissociation homogène ; là, il se forme un corps nouveau, de même composition centésimale, mais de poids équivalent moindre. Ces deux cas de métamorphose correspondent à ce que l’on connaît sous les noms de polymérisation et de dépolymérisation.

Souvent les rapports pondéraux des équivalents des corps ainsi transformés sont très simples; c’est le cas pour les vapeurs de soufre diade et hexade, pour la pentine et les diverses aldéhydes et leurs polymères. Mais dans d'autres Cas, on trouve des rapports moins simples comme, par exemple, dans les polymères solides de beaucoup de corps tels que le carbone, l’étain, le phosphore, l'anhydride silicique, et les carbonates et silicates naturels.

On peut donc supposer que, dans ces métamorphoses, il se produit d'abord une dissociation

homogène donnant lieu à des espèces de poids équivalents moins élevés, qui forment, par une nouvelle condensation homogène, des espèces de poids plus ou moins élevés que les espèces génératrices.

$ 92. Il y a des corps qui se polymérisent difficilement et qui restent difficilement dans l’état polymère : l’anhydride carbonique, par exemple, qui n’est liquide qu’à des températures très basses, sous forte pression, et qui ne passe qu’à l'état d’un solide très volatil et très instable. D'autres substances, au contraire, ne nous sont connues que dans des états polymérisés; telles sont les diverses variétés du carbone, du silicium, de l’anhydride silicique. Entre ces cas extrêmes viennent se ranger des corps qui, comme le phosphore, le soufre, l’étain, la pentine et les aldéhydes, ” urnissent des polymères variés de divers degrés de complication et de stabilité.

Tous les corps liquides ou solides connus, qu’ils soient élémentaires ou non, sont des polymères d’un corps plus simple, qui, dans beaucoup de cas, peut prendre l'état de gaz ou de vapeur. Certaines vapeurs, de leur côté, sont des polymères; elles peuvent prendre des formes plus simples par dissociation homogène à des températures plus élevées : c'est le

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Conclusions. T41

Cas pour la métaldéhyde, la vapeur de soufre en dessous de 500" et de la vapeur d'iode sous 8ooe. Théoriquement, nous pouvons admettre que même l'oxygène, l'azote et l'hydrogène peuvent subir des résolutions semblables à des températures plus élevées et sous des pressions moindres. Il existe cependant beaucoup de Corps solides qui ne peuvent prendre l'état gazeux, soit par suite de la facilité avec laquelle ils subissent une dissociation hétérogène, soit à cause de l'élévation de leur poids équivalent.

La condensation par métagénèse, ou par métamorphose, nous fournit des corps plus compliqués; la dissociation nous en donne de plus simples, Si, comme nous pouvons le supposer, toutes les espèces chimiques ont une origine Commune, la dissociation finale de nos soi-disant corps simples devra être homogène et conduire à la matière primordiale aue l’on peut supposer être une substance beaucoup moins dense que l'hydrogène ; elle est probablement identique à celle qui produit la raie verte ne 1474 dans ie spectre solaire. (Voir cependant au sujet de cette hypothèse d'une matière primordiale, les observations de la fin du $ 20.

$ 93. La condensation des gaz en espèces liquides ou solides, la fusion ou la volatilisation

de celles-ci lorsqu'elle n’est pas accompagnée de dissociation hétérogène, sont autant d'exemples de métamorphose sous ces changements d'état, la conversion de l'eau en vapeur, le retour de celle-ci à l’état d'eau, la formation de la glace, sa fusion et son évaporation sont, par conséquent, des actes chimiques. Nous ne connaissons pas encore d'une manière précise la nature de la relation des états liquides et colloïdes (porodiques) avec solides cristallins.

Le passage de l'état colloïdal à l'état cristallin, comme celui de l’état liquide à l'état cristallin, est généralement accompagné d'une condensation, tandis que la fusion d'un solide est ordinairement une métamorphose avec dilatation.

Toutefois l'eau et quelques autres substances encore font exception à la règle. Une même substance gazeuse, la vapeur d'eau, fournit par polymérisation deux corps distincts, l'eau et la glace, qui ont des poids équivalents différents. On trouve des cas analogues dans les différentes variétés du phosphore, de l’étain, dans les diverses espèces liquides et solides comme les terpènes de poids spécifiques et de points d’ébullition différents, ainsi que dans un grand nombre d'oxydes, de carbonates et de silicates, aussi bien natifs qu'artificiels, comme nous

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Conclusions. 143

l'avons dit dans le chapitre VIT. Une étude approfondie de ces relations formera la base d'un système naturel de minéralogie. Ainsi par la polymérisation, c'est-à-dire par la condensation homogène, les corps gazeux se transforment en corps liquides ou solides de degrés de condensation plus ou moins grands. Parmi ceux-ci, on observe que les plus denses sont, toutes choses égales d'ailleurs, les plus durs, les plus stables et les plus résistants aux transformations chimiques, c'est-à-dire à la fusion et à la dissolution. Ce fait est démontré par l'étude de beaucoup de sulfures, d'oxydes, de carbonates et de silicates.

$ 04. Toutes les transformations chimiques sont réglées en poids et en mesure; c'est ce que prouve la loi des proportions définies aussi bien en volumes qu'en poids. La loi des nombres est évidente non seulement par les proportions multiples et par les métamorphoses, mais aussi par les séries homologues ou progressives qui, loin d’être le propre des corps hydrocarboués, se retrouvent dans toutes les classes de composés chimiques.

Dans la combinaison des gaz et des vapeurs,

les volumes des corps réagissant disparaissaient dans celui du produit ; il y a identification de volumes, La réciproque est vraie dans le cas de

la décomposition qui est une difiérenciation. La loi des volumes est générale, elle s’applique non seulement aux gaz et aux vapeurs, mais encore aux corps solides et liquides. Si sa portée a été jusqu’à présent méconnue dans le cas des esnèces condensées, c'est que cette loi a été obscurcie par l'hypothèse gratuite de la variabilité du volume des corps solides avec la forme cristalline; cette hypothèse s'oppose à une comparaison générale entre les volumes des solides et des gaz.

En cutre, on a employé jusqu'ici deux unités de poids spécifiques, l’une pour les gaz et l’autre pour les corps liquides et ies corps solides. Si l’on compare le poids d'un volume donné d'un gaz ou d'une vapeur avec celui du même volume d'hydrogène à la température et à la pression normales, on obtient le poids éauivalent de ce corps et en mème temps son poids spécifique par rapport à ‘hydrogène. Le poids d'un volume donné d’un liquide ou d’un solide, au contraire, est comparé à celui de l'eau, son poids équivalent varie aussi en foaction de son poids spécifique dont l'unité est 1192 (H*O) = 21400. (Voir $$ 46, 61 et, plus loin, $ 137.)

S 95. Pour comparer les corps liquides et les solides avec les gaz et les vapeurs, on doit les

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Conclusions. 145

lapporter à une même unité de densité, ou bien, en d’autres termes, déterminer le rapport de la densité de l’eau à celle de l'hydrogène, C’est le rapport d : # dans la Proportion d:p#p— 1: v, d étant la densité de l'eau à 4 et 2 celle de l'hydrogène à o°. Pour déterminer ce rapport, On Compare le poids d’un volume donné d'hyJrogène (un litre) à o° et 0,"7060 avec celui du même volume d’eau à la température de 100° (tout en se rappelant que le poids d'un litre d'eau à 4 est de 1000 £8rammes). On peut alors déterminer le poids spécifique de l'hydrogène à o° et celui de l'eau à roo (point d’ébullition et de condensation de ce COrps sous la pression normale), comparé avec celui de l'eau à Son maximum de densité, poids qui sert d'unité pour les densités des liquides et des solides.

$ 96. Pour ies 8az et les vapeurs dont les poids équivalents varient directement avec les poids spécifiques, il est évident que dans la proportion dipi:1:0, nous avons d — p, Mais quand on applique cette formule aux liquides et aux solides, # exprime la densité d'un corps polymérisé, tandis que Z est toujours le poids équivalent et en même temps la densité (H étant r) du Corps à l’état normal gazeux,

Ainsi dans le cas de l'eau où » — 17,96, repré-

sente aussi bien le poids équivalent que la densité de la vapeur, H°?0O (H? — 2,000), d est le poids de ce liquide à son maximum de densité (unité de poids spécifique). On a alors :

Le nombre obtenu de cette manière est réciproque à la condensation subie par » dans son passage de l’état gazeux à la densité en question. Pour déterminer la grandeur de cette condensation, nous n’avons qu’à comparer le poids de volumes égaux de l’espèce gazeuse p, à la température et pression normales, et de l'espèce liquide 4 à la température de son point de condensation sous la même pressio:, ou bien, connaissant le poids du litre de vapeur d’eau à o° et 0,"760, nous n’avons qu’à le comparer avec le poids d’un litre d’eau à 100°. Nous avons trouvé, de cette manière ($ 46), que l'eau est formée par la condensation en un seul volume de 1192 volumes de H?0O, à la température et à la pression normales.

Quand on applique la proportion d'p—1:7 à un corps solide ou liquide quelconque, p ne représente pas le poids équivalent véritable, mais le poids du corps normal qui fournit le solide ou le liquide par sa condensation. La valeur de v est donc la réciproque du coefficient

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Conclusions. 147

de condensation. Le poids équivalent de l'eau (et des autres substances ayant une densité = 1) étant connu comme il vient d'être dit, 21408 : v sera le coëfficient de condensation.

Dès lors, il est clair que les poids équivalents Varieront proportionnellement au poids spécifique, la loi des volumes est, en effet, générale et les poids équivalents sont les poids de volumes égaux. Cela étant, il est facile de calculer le poids équivalent véritable de tous les corps.

N 97. Les phénomènes calurifiques, électriques, etc., qui accompagnent les transformations chimiques, n’appartiennent pas à la chimie, mais à la dynamique. Toutes les questions relatives soit à la constitut on atomique ou moléculaire de la matière, soit à sa divisibilité infinie, se rattachent à l’histoire dynamique des corps. On né peut produire la décomposition d’une espèce chimique par la division: elle est une unité chimique dans laquelle on ne peut aflirmer l'existence actuelle d'aucun des corps qui pourraient en provenir par la dissociation ou la dilatation chimique. Aucune des hypothèses faites sur la constitution atomique ou moléculaire des corps pour interpréter les phénomènes dynamiques de la matière n’est donc en état de rendre vé: ‘cablement compte de la formation de

celles des espèces qui dérivent l’une de l’autre par des opérations chimiques. Quelle que soit l'utilité de ces hypothèses pour l'explication de certains phénomènes dynamiques, on ne peut leur accorder une place dans le domaine de la chimie ; elles doivent rester étrangères à la théorie de cette science.

$ 98. Les opérations chimiques sont subordonnées à l'influence de la pression, de la température et de l'énergie rayonnante. La pression exerce ue action sur les transformations chimiques, c’est ce que prouvent les phénomènes de vaporisation, de dissociation, aussi bien que les phénomènes de fusion et de dissolution.

Ceux-ci sont facilités ou contrariés selon qu'ils sont accompagnés de condensation ou de dilatation. [.'étain dans sa forme cassante et légère nous en fournit un exemple remarquable puisqu'il se métamorphose, par la pression, en une espèce plus dense, De même le soufre plastique, ou prismatique, se transforme à la température ordinaire sous forte pression en soufre octaédrique plus dense ainsi que W. Spring l'a démontré. On peut provoquer en outre, par ce moyen, des condensations hétérogènes, comme le prouvent les expériences de Spring sur la compression des mélanges de métaux et de

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Conclusions. 149

soufre, ou des mélanges de métaux entre eux, Voir plus loin $&$ 126, 130.

La chaleur provoque des combinaisons dans certaines conditions: c'est ce que prouve la dissolution de beaucoup de substances dans l'eau ainsi que la combustion, Mais elle peut égalementcauser la décomposition puisqu'à une température assez élevée la tendance à la combinaison paraît annulée :5t que les activités chimiques disparaissent, la chaleur produisant une dissociation universelle, Les changements d'état dans la matière ainsi dissociée s’accomplissent ensuite par l’abaissement de Ja température et par l'augmentation de la pression qui favorise la combinaison chimique. L'énergie rayonnante produit aussi des transformations chimiques, c'est ce que prouve l'action de la lumière; le courant électrique provoque les décompositions chimiques par une action encore inexpliquée,

Mais on ne doit pas confondre l'activité chimique avec les agents dynamiques dont il vient d'être question. Klle est une des manifestations d'une force appartenant à la matière, qui porte celle-ci à la condensation et à l'identification ou à l'inverse selon que les conditions sont en faveur «le l'une ou l’autre transformation. L'énergie déployée dans les transformations

d'état se fait jour également dans ces manifestations dynamiques; elle est toujours la même dans son essence, soit qu'elle se manifeste dans les phénomènes de la dynamique, de la chimie ou de la biotique. Mais on verse dans l'erreur en confundant les activités dynamiques ou biotiques avec l’activité chimique.