CLASSIFICATION, LANGAGE CHIMIQUE ET THÉORIE DE L’ACIDITÉ

Un ignorant de génie qui travaillerait dans un laboratoire moderne et qui se proposerait de reconstruire la science chimique à l’aide des critères fournis par la seule loi de Lavoisier réussirait-il dans son entreprise ambitieuse et grandiose ? Contrairement à ce qu’ont déclaré implicitement ou explicitement un grand nombre de ceux qui ont accidentellement écrit sur l’histoire de la chimie, nous ne craignons pas d’affirmer que notre ignorant serait vite désorienté et rebuté par nombre de phénomènes inattendus et divers présentés par les combinaisons et décompositions des réactifs mis en présence, qu’il renoncerait vite à son projet, qu’il attendrait du moins pour le reprendre d’être en possession d’une bonne classification des réactions effectuées dans les circonstances les plus diverses.

En un mot, comme Lavoisier lui-même, il serait obligé de s’appuyer partiellement sur les connaissances imparfaites que des siècles de recherches sérieuses ont permis d’accumuler et d’ordonner avec plus ou moins de bonheur. Quelles que soient ses intentions novatrices ou révolutionnaires ; il puiserait dans l’acquis obtenu par les efforts de ses prédécesseurs une grande partie des matériaux de sa nouvelle construction, il vérifierait la solidité des pierres qu’il va cimenter à nouveau, il les utiliserait mieux qu’on ne l’avait fait avant lui. Une fois le monument achevé il aura tendance il est vrai à sous-estimer l’héritage qu’il aura pourtant reçu gratuitement ; ses admirateurs et ses continuateurs riront du travail des ancêtres fossiles qu’ils ne se donneront plus la peine de comprendre et qu’ils qualifieront d’absurdes. Et certes, cette sorte d’ingratitude n’aura peut-être pas d’inconvénient pour le progrès de la science qui se fait. Un chimiste absorbé dans sa besogne quotidienne estime qu’il ne lui servira à rien d’examiner les « erreurs » ou s’il est indulgent les « approximations dépassées » et périmées des siècles précédents. Il a sans doute ses raisons et nous ne nous risquerons pas à discuter avec lui… Mais pour le psychologue, l’épistémologue et le philosophe qui étudient de divers points de vue la théorie de la connaissance scientifique il ne saurait en être ainsi ; ces penseurs ont besoin de reconstituer le travail effectif des constructeurs ; pour le but qu’ils poursuivent, une histoire des sciences qui n’aurait qu’une valeur heuristique risquerait de fausser leurs conclusions aussi judicieuses qu’elles soient. C’est pourquoi nous allons examiner très brièvement les questions suivantes qui sont d’ailleurs inséparables : Quelles parties du savoir contemporain Lavoisier accepta-t-il comme allant de soi et faisant partie du patrimoine anonyme de la chimie ? Quelles affirmations de la doctrine contemporaine Lavoisier modifia-t-il en les prenant pour modèles ?

Nous ne pouvons ici insister sur les apports successifs des chercheurs qui au cours du xvii et du xviii siècle ont fait progresser la chimie ; nous ne pouvons parler des aspirations métaphysiques de quelques chimistes — même de quelques grands chimistes — qui avec Paracelse, Van Helmont, Glauber, Beccher et bien d’autres ont voulu faire de leur science la clef de voûte de la théologie et de la cosmologie générale ; signalons seulement que depuis le triomphe incontesté du Newtonianisme les chimistes abandonnèrent allègrement les spéculations aventureuses dont l’audace et l’indétermination avaient si fort charmé leurs prédécesseurs immédiats… Non qu’ils fussent devenus indifférents au système du monde et à la philosophie ; mais ayant l’assurance tranquille que la loi d’attraction universelle enfin découverte et mise hors de doute, donnait une explication suffisante dans ces grandes lignes des phénomènes célestes et terrestres ainsi que de toutes les réactions matérielles, ils purent se consacrer entièrement à l’étude de ces réactions. Comme Candide, mais pour d’autres raisons que Candide, pour des raisons opposées à celles de Candide, car ils ne souffrirent d’aucune désillusion sur la puissance de l’esprit humain, ils cultivèrent leur jardin.

Et comment parvenir à voir clair dans ce jardin broussailleux, dans cette forêt vierge de réactions inattendues et particulières presque aux corps mis en présence au cours de l’expérience ? À cette question préliminaire Boerhaave, que le xviii siècle admira à l’égal des plus grands et que Lavoisier lui-même cita avec respect répondit ainsi à propos des innombrables dissolvants ou menstrues qui enrichissent et encombrent la science. « Il est donc nécessaire de les rapporter à certaines classes dont chacune ait sa marque caractéristique. En même temps que cette méthode soulagera la mémoire elle nous mettra en état de ranger les nouvelles découvertes parmi des autres du même genre et déjà connues auparavant. C’est la le seul moyen de se tirer de la confusion dans laquelle cette multitude de menstrues nous jetteraient sans cette précaution ; et de parvenir à connaître la manière dont les uns agissent en les comparant avec d’autres qui sont de la même espèce. »

Répondant à l’appel de Boerhaave, une armée de chimistes explorèrent et défrichèrent le domaine sur lequel ils travaillèrent ; ils découpèrent dans les broussailles, ils rangèrent et déplacèrent les diverses substances en profitant autant que possible des accidents naturels du terrain, afin que leurs successeurs et eux mêmes puissent se promener commodément dans les larges avenues lumineuses percées par l’effort doctrine], inséparable bien entendu de l’effort pratique ; les chimistes firent alors œuvre de classificateurs autant qu’œuvre de découvreurs de faits. Au moment où Guyton de Morveau aidé de Lavoisier, Fourcroy, et Berthollet entreprit de renouveler le vocabulaire de la chimie, afin que la théorie chimique se réduise à une langue bien faite, ce travail préliminaire et obscur d’exploration et de classification patientes était presque mené à bonne fin. Sans quoi l’entreprise Condillacienne d’abord critiquée sévèrement n’aurait pu aboutir à une aussi éclatante victoire.

Nous devons ici faire une remarque importante qui nous a été suggérée par M. Aldo Mieli. Le progrès du sentiment de la nature, le goût des cabinets d’histoire naturelle, l’intérêt de plus en plus vif que le xviii siècle eut pour l’étude détaillée des animaux et des plantes, de chaque animal et de chaque plante dans sa structure particulière, avait provoqué avant ou en même temps que la philosophie de Condillac, des essais de classification raisonnée des êtres vivants qui ont une très grande valeur et qu’au début du xix siècle l’on put confondre comme Cuvier avec la science elle-même. De même l’étude de chaque pierre, de chaque minerai, de chaque cristal naturel invita les minéralogistes, cristallographes ou chimistes à ranger les corps dont ils s’occupaient en de forts élégants tableaux où la forme et la composition permettaient de déceler les liens de parenté. Il s’agissait alors de saisir d’un coup d’œil « l’ordre de la nature » ou « le plan de la création ».

Vers la fin du xviii siècle les sciences de la nature tout aussi bien que la chimie s’orientèrent donc vers des recherches statiques aboutissant à des classifications rationnelles, que depuis Linné et malgré les protestations de Buffon et autres dynamistes, la masse des chercheurs fixa comme but à son activité ; le mécanisme de la formation des animaux, des plantes, des minéraux, et des réactions matérielles elles-mêmes fut alors laissé de côté. Romé de l’Isle déclara éloquemment que notre perspicacité serait nécessairement en défaut si nous voulions préciser l’action par laquelle au sein du monde infiniment petit s’élabore la succession des phénomènes constatés à notre échelle et notamment la naissance et la formation du cristal, bref que tout savant qui voudrait « substituer les rêveries de notre imagination au silence de la nature sur les premiers principes » aboutirait à un échec, juste châtiment de son orgueilleuse ambition. — Hauy, que Romé de l’Isle traite dédaigneusement de cristalloclaste parce qu’il veut rendre compte de la structure des cristaux en déduisant de leurs clivages la figure des molécules intégrantes qui les constituent, Hauy a bien soin de déclarer que le mécanisme de la structure que sa théorie a mis à nu, n’a aucun rapport et n’explique pas le mécanisme de la formation. Les phénomènes furent simplement laissés de côté par la science classificatrice qui n’en constata que les résultats ou les empreintes.

Ainsi que les savants de cette école que nous pourrions appeler « statique » dont la conception de la science ressemble étrangement à celle sur laquelle s’appuie l’argumentation Bergsonienne, Lavoisier se désintéresse de la réaction chimique en tant que phénomène, du mécanisme de la réaction, de l’explication des tendances ou affinités qui provoquent la réaction. Sans doute se garde-t-il de toute condamnation a priori, ou de toute limitation dogmatique du savoir scientifique ; plus prudent que Romé de l’Isle ou Hauy, il déclara humblement que les problèmes laissés de côté sont trop difficiles à résoudre, et à l’abri de cette apparente modestie, il les élimine soigneusement de ses travaux, de ses méditations, et enfin du traité élémentaire de chimie.

Nous comprenons maintenant pourquoi la nouvelle chimie, — qui comme la botanique ou la zoologie d’alors aspirait à fournir un tableau de faits, sans interprétation de ces faits — fut vivement attaquée par les savants attribuant à la description du dynamisme des faits ou des progrès de la vie une importance prépondérante. Si Lamétherie — directeur du Journal de Physique injustement oublié aujourd’hui —, si Lamarck — illustre pionnier de l’évolutionnisme injustement méconnu de son temps —, s’opposèrent avec une violence inouïe à la révolution chimique dont ils ne comprirent pas l’importance, ce ne fut point comme on l’a dit l’effet d’un hasard regrettable et malencontreux. Nous assistons là au contraire, à une des phases du duel éternel que se livrent des formes d’esprit opposées qui assignent à la science des buts différents et incompatibles ; mais malgré leurs combats sans répits et sans fin, malgré les apparences journalières, les chercheurs collaborent effectivement à la construcction toujours en chantier et jamais achevée de la science humaine.

Si la classification des êtres vivants avec les emboîtements des variétés dans les espèces, des espèces dans les genres, des genres dans les embranchements, des embranchements dans les règnes animaux ou végétaux, était même sans effort d’interprétation homogène et hiérarchique, il ne put en être ainsi de la classification des réactifs chimiques qui ne décèlent leur nature et leurs propriétés qu’en se modifiant, et en modifiant les autres réactifs mis à leur contact. Les classes déjà bien connues et constamment étudiées des métaux, des acides, des alcalis, des sels, des terres, etc., se définissaient par certains nombres de qualités ayant des rapports plus ou moins hypothétiques avec l’origine ou la composition des divers corps qu’elle renfermait.

La classe des métaux a longtemps paru la plus naturelle de toutes ; ces corps qui se caractérisent par leur pesanteur (densité) très élevée, leur opacité, leur bel aspect ont des propriétés communes ; l’ensemble d’entre eux, c’est une constatation d’expérience, (je n’ose dire expérimentale) forme un groupe homogène de corps. Or comment expliquer l’existence de ce groupe ? les alchimistes, les chimistes, les mineurs, les métallurgistes, les philosophes s’y appliquèrent spontanément et inventèrent de belles hypothèses sur lesquelles nous ne devons pas insister concernant l’origine, les tendances à la perfection, la coction ou la maturité des matières appartenant au règne métallique. La plupart de ces suppositions et notamment la réussite des transmutations furent contestées au xviii siècle et Boerhaave que nous avons déjà eu l’occasion de citer les élimina de sa chimie. Cependant, et cela est à remarquer, Boerhaave attribue une grande importance aux métaux ; il crut que ces complexes étaient formés au moins de deux ingrédients : un principe métallisant ou mercure leur imposant leurs propriétés génériques, un principe caractéristique de chacun d’eux permettant de les différencier et de les appeler, or, argent, cuivre, étain, etc. Les transmutations plus ou moins légendaires, si elles étaient réelles se réduiraient à ce que la chimie moderne nomme des déplacements. « On n’est donc pas fondé à soutenir que les métaux peuvent être aisément changés les uns dans les autres, excepté à l’égard de leur partie mercurielle… Ainsi par transmutation l’on ne pourrait pas tirer plus d’or d’un métal qu’à proportion du mercure qui entre dans sa composition ». En conséquence, ajoute Boerhaave « ceux-là se trompent grossièrement qui cherchent à convertir en métal une matière non métallique ».

L’analyse logique de Boerhaave aurait parfaitement rendu compte de l’existence des divers métaux, si les métaux ne s’étaient obstinément refusés à se laisser scinder par l’analyse chimique ; je sais bien que cette analyse logique qui voulait à toute force découvrir un principe métallisant a été reprise plus tard par certains expérimentateurs qui attribuèrent au phlogistique la capacité de transformer en métaux les chaux métalliques ; mais d’abord, le phlogistique auquel on s’était laissé entraîner à donner un rôle immense et indéterminé n’existe pas que dans les métaux ; il n’est pas seulement principe métallisant ; il doit aussi expliquer la combustion en qualité d’ingrédient combustible par excellence ; puis on remarque que la calcination est une opération complexe ; enfin Lavoisier le reconnaîtra franchement : chaque métal est un corps simple ; la cause du genre métallique ne réside pas dans la composition des métaux ; elle échappe à la perspicacité du chimiste.

Est-ce à dire que l’analyse logique de Boerhaave et de certains phlogisticiens n’a laissé aucune trace dans la science, qu’elle fut inutile au progrès de la chimie ? La réponse à cette question nous est fournie par la manière dont Lavoisier a su faire la théorie d’autres classes naturelles de corps ; prenons celle des acides dont le xvii siècle mécaniste avait rendu compte en les déclarant composés de pointes qui piquaient la langue, lacéraient les substances organiques et se précipitaient dans les gaines des alcalis lors de la formation de sels neutres ; une telle manière de voir qui avait enchanté Lemery et bien d’autres savants parut vite puérile, simpliste et ridicule ; les Newtoniens et les Stahliens la raillaient avec une sorte de joie ; l’affinité suivant eux ne pouvait s’expliquer par ce mécanisme ou plutôt ce machinisme de charpentier ou de menuisier ; si les corps agissent l’un sur l’autre, cela résulte de ce que leurs molécules s’attirent, de ce qu’ils ont quelque chose de commun dans leur composition, et d’une manière plus générale de ce que les semblables recherchent volontiers les semblables.

Lavoisier s’est désintéressé (nous verrons plus tard qu’il s’en est inspiré cependant) de cette doctrine récente et déjà périmée concernant les réactions matérielles ; du moins, il fait des analyses excellentes et explique judicieusement l’existence du groupe des acides ; remarquons seulement qu’il parle des acides qu’il a expérimentalement décomposés comme Boerhaave parlait a priori des métaux. « Les acides, dit-il sont composés de deux substances de l’ordre de celles que nous concevons comme simples, l’une qui constitue l’acidité et qui est commune à tous ; c’est de cette substance que doit être emprunté le nom de classe ou de genre ; l’autre, qui est propre à chaque acide, qui les différencie les uns des autres ; et c’est de cette substance que doit être emprunté le nom spécifique ». Après avoir expliqué la formation des acides phosphoriques, sulfuriques et carboniques par la combustion du phosphore, du soufre ou du charbon qui se saturent d’oxygène en brûlant, Lavoisier, écrit de même. « On voit que l’oxygène est un principe commun à tous et que c’est lui qui constitue leur acidité ; qu’ils sont ensuite différenciés les uns des autres par la nature de la substance acidifiée. Il faut donc distinguer dans tout acide, la base acidifiable à laquelle M. de Morveau a donné le nom de radical, et les principes acidifiant, c’est-à-dire l’oxygène. »

Il conclut ainsi en rendant inextricablement solidaires nomenclature et théorie : « Rien n’est plus aisé d’après les principes posés dans le chapitre précédent, que d’établir une nomenclature des acides : le mot acide sera le nom générique ; chaque acide sera ensuite différencié dans le langage comme il l’est dans la nature, par le nom de sa base ou de son radical. Nous nommerons donc acides en général le résultat de l’oxygénation du phosphore, du soufre et du charbon. Nous nommerons le premier de ces résultats, acide phosphorique, le second acide sulfurique, le troisième acide carbonique. De même dans toutes les occasions qui pourront se présenter, nous emprunterons au nom de la base la désignation spécifique de chaque acide ».

Voici qui est clair et même lumineux ; mais immédiatement Lavoisier signale trois faits qui projettent du trouble sinon de l’obscurité sur la théorie précédente et vont obliger le chimiste à l’altérer et à la compliquer ; en premier lieu, les corps simples qui font fonction de base des acides ont plusieurs degrés de saturation et forment par leurs oxydations diverses plusieurs acides différents. Le soufre combiné avec un peu d’oxygène donne « un acide volatil d’une odeur pénétrante et qui a des propriétés particulières. Une plus grande proportion d’oxygène le convertit en un acide fixe et pesant, sans odeur et qui donne dans les combinaisons des produits fort différents du premier » Lavoisier ne voit là qu’une difficulté de la nomenclature ; il propose d’appeler l’acide le moins oxygéné sulfureux le plus oxygéné sulfurique, et d’étendre ce procédé de nomination à tous les cas semblables ; « nous aurons donc également un acide phosphoreux et un acide phosphorique, un acide acéteux et un acide acétique et ainsi des autres ». Seule notre ignorance de la base acidifiable peut créer là des difficultés accidentelles capables d’engendrer des idées fausses ; mais les erreurs peuvent être rectifiées à mesure des progrès de la science. On ignorait que l’acide aériforme découvert récemment et que l’on avait appelé air fixe résulte de la combinaison du carbone et de l’oxygène. Rien ne nous a été plus facile que de corriger et de modifier l’ancien langage en substituant le nom d’acide carbonique à celui d’air fixe.

Mais là surgit une deuxième difficulté ; nous ne connaissons pas encore les bases acidifiables de certains acides ; et nous savons que chez un bon nombre d’acides organiques cette base acidifiable qui fait office de corps simple est elle-même un complexe de corps simples ; nous appelons radical avec Guyton de Morveau le complexe de corps simples qui joue le rôle de « base » des acides ; c’est ainsi qu’avec Scheele et Berthollet nous soupçonnons le radical de l’acide prussique d’être composé de carbone et d’azote ; nous savons que la plupart des radicaux d’acides organiques sont composés de carbone, d’azote, et peut-être de phosphore en proportions variables et caractéristiques pour chacun d’eux.

Si nous revenons aux acides dont nous ignorons encore la base acidifiable et que nous ne sommes pas encore arrivés à scinder en oxygène et radical constituant comme par exemple l’acide du sel marin, nous lui donnerons un nom quand même et attendrons la suite des travaux et des découvertes pour fournir sur ce point une théorie complète.

« Quoiqu’on ne soit encore parvenu, dit Lavoisier, ni à composer, ni à décomposer l’acide qu’on retire du sel marin, on ne peut douter cependant qu’il ne soit formé comme tous les autres, de la réunion d’une base acidifiable avec l’oxygène. Nous avons nommé cette base inconnue base muriatique, radical muriatique, en empruntant ce nom à l’exemple de M. Bergman et de M. Morveau du mot latin Muria donné anciennement au sel marin. Ainsi sans pouvoir déterminer quelle est exactement la composition de l’acide muriatique, nous désignerons sous cette dénomination un acide volatil, dont l’état naturel est d’être sous forme gazeuse au degré de chaleur et de pression que nous éprouvons, qui se combine avec l’eau en très grande quantité et avec beaucoup de facilité ; enfin dans laquelle le radical acidifiable tient si fortement à l’oxygène, qu’on ne connaît jusqu’à présent aucun moyen de les séparer.

Si un jour, on vient à rapporter le radical muriatique à quelque substance connue, il faudra bien alors changer sa dénomination et lui donner un nom analogue à celui de la base dont la nature aura été découverte ».

Or, est-il besoin de le dire, l’acide muriatique qui n’est autre que notre acide chlorhydrique ne contient pas d’oxygène comme ingrédient constituant. L’hypothèse substantialiste que Lavoisier avait incorporée à la nouvelle nomenclature affirmait cependant que l’oxygène est le seul principe de l’acidité. L’analyse mentale a priori voulut encore une fois se substituer à la décevante analyse chimique, diriger son orientation, prévoir infailliblement ses résultats futurs, en affirmant malgré ses résultats actuels que l’acide muriatique comme toutes les autres substances acides est le produit de l’oxygénation d’une base acidifiable. « L’univers du langage » pour employer la pittoresque expression de M. Brunschvicg forma momentanément écran à la connaissance de l’univers matériel.

Pourtant, Scheele avait déjà décomposé l’acide muriatique, en libérant un gaz verdâtre qui a des propriétés fort différentes et que les partisans des doctrines opposées à celles de Lavoisier appelaient acide muriatique déphlogistiqué ; Lavoisier qui connaît les propriétés oxydantes du chlore, qui sait aussi que ce gaz peut se combiner avec la soude et la potasse en formant des sels fort oxydants, croit avec beaucoup de vraisemblance qu’il est formé de la combinaison de l’acide muriatique ordinaire avec l’oxygène ; il le nomme, bien qu’il ne puisse prouver la justesse de ce qu’il avance acide muriatique oxygéné… Voici comment il expose sa théorie sur ce point.

L’acide muriatique « n’est pas saturé d’oxygène autant qu’il le peut être, il est susceptible d’en prendre une nouvelle dose, si on le distille sur des oxydes métalliques, tels que l’oxyde de manganèse, l’oxyde de plomb ou l’oxyde de mercure : l’acide qui se forme alors et que nous nommons acide muriatique oxygéné, ne peut exister comme le précédent, lorsqu’il est libre que dans l’état gazeux ; il n’est plus susceptible d’être absorbé par l’eau en aussi grande quantité… L’acide muriatique oxygéné est susceptible comme l’a démontré M. Berthollet, de se combiner avec un grand nombre de bases salifiables ; les sels qu’il forme sont susceptibles de détoner avec le carbone et avec plusieurs substances métalliques : ces détonations sont d’autant plus dangereuses, que l’oxygène entre dans la composition du muriate oxygéné avec une très grande quantité de calorique qui donne lieu par son expansion à des explosions très dangereuses. ».

Ajoutons en passant que lorsque Gay Lussac et Thénard, voyant qu’il était impossible d’isoler l’oxygène de l’acide muriatique oxygéné émirent enfin l’hypothèse que le soi-disant acide muriatique oxygéné pourrait être un corps simple, ils acceptèrent avec une certaine mauvaise humeur cette manière de voir à laquelle ils espéraient échapper afin de sauver la doctrine substantialiste considérant l’oxygène comme principe acidifiant ; reprenant l’hypothèse abandonnée par les chimistes français, Davy établit alors que l’acide muriatique (ou chlorhydrique) ne contient pas d’oxygène et que contrairement à la conviction intime de Lavoisier, le principe oxygène n’est pas porteur d’acidité.

Enfin, et pour Lavoisier déjà, si le principe oxygène est bien le principe acidifiant, il n’est cependant pas que le principe acidifiant ; en se combinant sans les saturer entièrement avec certains métaux, il forme des composés différents que les anciens nominaient chaux et auxquels la nouvelle école propose d’appliquer le nom générique d’oxydes. « Les substances métalliques, en s’oxygénant dans l’air dit Lavoisier, ne se convertissent pas en acides comme le soufre, le phosphore et le charbon : il se forme des substances intermédiaires, qui commencent à se rapprocher de l’état salin, mais qui n’ont pas encore acquis toutes les propriétés salines »… Lorsque les métaux forment différents oxydes, nous pouvons les distinguer les uns des autres en leur donnant des noms différents ; nous dirons par exemple oxyde gris de plomb, oxyde jaune de plomb, (massicot), oxyde rouge de plomb. (minium).

Comme on appelle oxyde tout composé oxygéné non saturé d’oxygène Lavoisier qui ne distingue jamais la nomenclature de la théorie écrit ceci : « Nous ne nous sommes pas contentés de désigner sous le nom d’oxyde la combinaison des métaux avec l’oxygène ; nous n’avons fait aucune difficulté de nous en servir pour exprimer le premier degré d’oxygénation de toutes les substances, celui qui, sans les constituer acides les rapproche de l’état salin. Nous appellerons donc oxyde de soufre le soufre devenu mon par un commencement de combustion : nous appellerons oxyde de phosphore la substance jaune que laisse le phosphore quand il a brûlé.

Nous dirons de même que le gaz nitreux qui est le premier degré de l’oxygénation de l’azote, est un oxyde d’azote. Enfin le règne végétal et le règne animal auront leurs oxydes, et je ferai voir dans la suite combien ce nouveau langage jettera de lumière sur toutes les opérations de l’art et de la nature. »