équilibre chimique

“ C'est ce qu'on exprime en disant que la Chimie étudie les réactions entre composés définis. Tout ce qui est transportable, dans un corps, est soustrait à la loi générale de l'équilibre. On peut considérer les édifices moléculaires des corps stables comme formant, au point de vue chimique, des systèmes isolés tels que les compensations produites à leur intérieur vérifient, dans chacun d'eux, la loi de la conservation de l'énergie. ”

“ Les deux termes extrêmes de la chimie organique sont : d’une part le végétal ou l’animal vivant, de l’autre ces quatre corps simples, — carbone, oxygène, hydrogène, azote, — qui forment le tissu de toute substance organisée, et qui subsistent encore lorsque le principe mystérieux de la vie a disparu. L’analyse élémentaire est l’opération chimique qui ramène les matières organisées à ces derniers élémens ; elle opère ce que fait la mort elle-même, une véritable destruction, un retour de l’organisation à l’inertie primitive. ”

“ A la vérité, la chaleur et la lumière favorisent et déterminent même un grand nombre de réactions chimiques, mais si l’on descend au fond des choses on ne tarde pas à se convaincre que la chaleur et la lumière ne servent en quelque sorte qu’à amorcer le phénomène, à préparer l’action chimique, à amener les corps dans l’état physique (liquide, vapeur) et au degré de température (400° par exemple pour la combinaison de l’oxygène et de l’hydrogène) qui sont les conditions préliminaires indispensables à l’entrée en scène des affinités chimiques. ”

“ Les corps simples qui entrent dans la composition des plantes et des animaux, disent les chimistes, sont particulièrement l'hydrogène, le carbone, l'oxigène, l'azote, le soufre, le fer, le calcium, et le phosphore. Or, entre le premier de ces corps, l'hydrogène et les autres, l'équilibre pondéral des molécules ne s'établit pas dans une mesure arbitraire ”

“ On peut citer encore la production de corps bien connus, le benzol et l’acétylène, par la combinaison directe de leurs constituants, le carbone et l’hydrogène. Elle a lieu avec absorption de chaleur. Tous ces corps ne peuvent être fabriqués par la combinaison directe de leurs éléments qu’à des températures très élevées. Enfin l’expérience nous prouve qu’en général, plus la température nécessaire pour produire un composé chimique est élevée, plus est importante aussi l’absorption de chaleur. ”

“ Elle détermine le plus souvent un changement complet dans les corps qui entrent en combinaison : ainsi, dans le cas que nous avons cité, le phosphore, qui est un corps neutre, solide, analogue à de la cire, éminemment combustible, insoluble dans l'eau; et l'oxygène, qui est un gaz incolore et invisible, produisent, par leur combinaison chimique, de l'acide phosphorique, solide, blanc, soluble dans l'eau, très-acide et incombustible ”

“ De l'énergie est absorbée, car c'est là un travail endothermique et les molécules se chargent de ce potentiel fourni par le milieu, c'est-à-dire par l'eau.
Cette transformation énergétique est rendue manifeste par le refroidissement du dissolvant. Dans la molécule en solution, l'énergie absorbée prend la forme chimique, capable de produire un travail de combinaisons et de dédoublements. Plus le degré de la dilution est considérable, plus la quantité d'énergie emmagasinée par le corps en solution est grande. ”

“ Avant d’attaquer cette question, demandons-nous sur quelles molécules porte la modification qui fait que l’eau est tantôt liquide, tantôt solide et tantôt gazeuse. Ira-t-on dire que ce sont les molécules d’oxygène et d’hydrogène, et qu’elles se combinent de trois manières diverses pour produire l’eau sous ces trois formes ? Non, sans doute. On répondra certainement que c’est entre les molécules de l’eau elle-même, et non entre les molécules élémentaires, que s’opère l’arrangement qui occasionne la solidité, la liquidité ou l’état réniforme. ”

“ Les formules chimiques indiquent pour ainsi dire en bloc la composition des corps : elles donnent, pour un composé organique, le nombre des atomes de carbone, d’oxygène, d’hydrogène et d’azote ; elles n’apprennent rien sur la manière dont ces atomes se trouvent groupés. Sur ce point, le chimiste peut spéculer à l’aise et combiner les atomes de la façon qui lui paraît répondre le mieux aux affinités qui se révèlent lorsque le corps se décompose ou se trouve en contact avec d’autres substances. ”

“ Ce mode d'opération n'entrave nullement la réaction chimique entre les matières premières, et modifie avantageusement les caractères physiques de la soude brute produite. Cette dernière devient facilement trop dense et trop compacte lorsque les matières sont trop finement pulvérisées; tandis que la pratique moderne fournit les moyens d'obtenir des blocs poreux, se délitant aisément et très-faciles à lessiver. ”

“ L’étude de l’ancienne chimie laissait dans l’esprit l’idée que la matière était formée de produits stables, de composition bien définie et constante, ne pouvant être modifiés que par des moyens violents, des températures élevées par exemple. Dans ces dernières années, on a vu se dessiner, de plus en plus, cette notion qu’un corps quelconque représente simplement un état d’équilibre entre les éléments intérieurs dont il est formé et les éléments extérieurs qui agissent sur lui. ”

“ Vous remarquerez que, dans les trois exemples qui nous ont servi à le prouver, les atomes chimiques semblent s’être groupés ; qu’ainsi les particules gazeuses de phosphore ou d’arsenic en contiennent deux fois autant que celles d’azote ; que les particules gazeuses du soufre renferment trois fois autant d’atones chimiques qu’il y en a dans les particules du gaz oxygène. ”

“ Ce système de recherches, envisagé dans toute son immensité, constitue certainement une des questions générales les plus importantes que puisse faire naître l'étude chimique de la vie. Or, ici, l'incompétence nécessaire des chimistes devient tellement évidente, que l'impossibilité de réunir un tel sujet à ce qu'on nomme la chimie organique ne saurait être, un seul instant, contestée, et aussi personne ne l'a-t-il jamais mise en doute. ”

“ Comment déterminer la quantité d'énergie chimique libérée par l'organisme pendant un temps déterminé ?
Les déchets organiques, eau, acide carbonique et urée, sont des produits d'oxydation : les transformations chimiques qui s'accomplissent dans l'organisme peuvent être multiples ; elles fournissent, comme termes ultimes, les produits qu'on obtiendrait dans la combustion complète des graisses et des hydrocarbones, dans la combustion incomplète des protéines ; donc ces transformations, quelles qu'elles soient, sont équivalentes, au point de vue énergétique, à des oxydations. ”

“ Tout ce qui existe autour de nous est pour les chimistes élément ou composé. L'oxygène, l'hydrogène et l'azote sont des éléments; l'acide carbonique, l'ammoniaque et l'eau sont des composés. Ces composés ont généralement des propriétés très
COMPOSITION CHIMIQUE DE L'EAU PURE. 119
différentes de celles de leurs constituants; ainsi, dans aucune de ses formes physiques, l'eau ne possède les propriétés de l'hydrogène ou de l'oxygène ; même à l'état de vapeur, elle en diffère notablement, n'étant point combustible, comme l'un, et ne favorisant pas la combustion, comme l'autre. ”

“ Ajoutez-en deux ou trois autres à cette série, tels que l’hydrogène sulfuré, le gaz oléfiant, l’hydrogène phosphoré, et vous aurez tous les principaux gaz, ceux dont on fait une étude spéciale dans les cours de Chimie, en raison de l’importance de leur rôle dans la Science ou l’industrie.
Cependant celui qui les a découverts, si on veut l’en croire, les a tous obtenus par hasard. Il met sa gloire à répéter qu’il n’est pas chimiste, qu’il ne sait pas la Chimie, que c’est cela même qui lui a rendu ses découvertes plus faciles. ”

“ Nous allons tâcher de deviner sous quelle figure les substances élémentaires subsistent dans les molécules.
6. — Lois de discontinuité chimique. — Des lois chimiques fondamentales vont nous faciliter cette tâche. C’est d’abord que la proportion d’un élément qui entre dans une molécule ne peut pas prendre toutes les valeurs possibles. Le carbone en brûlant dans l’oxygène donne un corps pur (gaz carbonique) à raison de 3 grammes de carbone pour 8 grammes d’oxygène. ”

“ Les corps ne peuvent agir les uns sur les autres qu’autant que leurs molécules sont amenées à une distance insensible ; mais, lorsqu’elles en sont là, ils agissent toujours les uns sur les autres. Prenez, par exemple, une dissolution de sulfate de potasse et ajoutez-y de l’acide azotique, ou bien prenez une dissolution d’azotate de potasse et ajoutez-y de l’acide sulfurique : dans les deux cas, aucun phénomène apparent ne se manifeste, et beaucoup de gens pourraient dire que les deux liqueurs se mêlent sans réagir chimiquement. ”

“ Ce va-et-vient des atomes qui se prennent, se quittent, s'unissent ailleurs pour divorcer encore, c'est là ce qu'on appelle l'action chimique, parce qu'on a donné le nom de chimie à la science qui s'occupe de ces unions et de ces divorces, pour les provoquer à notre profit, quand nous avons besoin de fabriquer un corps dont nous tenons les éléments isolés, ou d'en saisir un qui se trouve pris dans une combinaison dont nous n'avons que faire. ”

“ Je n'entrerai pas ici dans le détail des manipulations de l'analyse, je dirai seulement que pour les gaz du flacon F, je me suis servi autant que possible du procédé de Bunsen, l'absorption par des substances solides, telles que le chlorure de calcium et la potasse, coulés en petites balles à l'extrémité de fils de platine, pour l'absorption de l'eau et de l'acide carbonique; pour le bicarbure d'hydrogène, de balles de coke couvertes d'un mélange d'acide sulfurique anhydre et d'acide de Nordhausen ”

“ IV. Les lois générales du phénomène sont celles-ci : 1 molécule physique de substance fixe quelconque en dissolution dans 100 molécules physiques d'un liquide volatil quelconque, diminue la tension de vapeur de ce liquide de la 100e partie de sa valeur.
V. Les substances organiques en dissolution aqueuse suivent la loi.
Les substances salines paraissent faire exception. L'anomalie disparait si l'on admet que les particules physiques du corps dans la dissolution ne sont pas nécessairement les molécules correspondant au poids moléculaire chimique. ”

“ Avec quatre corps simples, le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote, pris deux à deux, trois à trois, en proportions variables, associés à de petites quantités de soufre, de phosphore, on a créé une infinité d’êtres chimiques artificiels, la plupart inconnus dans la nature. ”

“ Les réactions chimiques des composés minéraux, par conséquent celles où l'on doit invoquer seulement l'influence des forces émanées de la matière morte, peuvent être ramenées à un petit nombre de types. Dans leur étude il y a toujours à envisager les substances mises en expérience, les corps qui en dérivent, et enfin la cause du changement survenu dans l'état d'équilibre de la matière.
La détermination des produits d'une réaction est du domaine de l'analyse et n'offre rien que les ressources de la chimie ne puissent résoudre ”

“ La force d'attraction qu'exercent réciproquement l'hydrogène, le carbone & l'oxygène, est dans ces acides dans un état d'équilibre qui ne peut exister qu'à la température dans laquelle nous vivons: pour peu qu'on les échauffe au-delà du degré de l'eau bouillante, l'équilibre est rompu; l'oxygène & l'hydrogène se réunissent pour former de l'eau; une portion du carbone s'unit à l'hydrogène pour produire de l'huile; il se forme aussi de l'acide carbonique par la combinaison du carbone & de l'oxygène; enfin il se trouve presque toujours une quantité excédente de charbon qui reste libre. ”

“ Ce gaz se rencontre dans la nature mêlé à l'oxygène, et de plus combiné à l'hydrogène, au carbone et à l'oxygène dans la plupart des substances retirées des règnes organiques ; d'après certains auteurs, il paraît dû à la décomposition de ces matières organiques, et selon d'autres, à la décomposition de l'air par elles ou plutôt par des principes minéraux, oxydables, sulfurés, ferrugineux, etc. ”

“ La chimie, au contraire, possède, par la réaction énergique qui se produit lors de la combinaison de certains corps ou par la décomposition de quelques autres, les éléments nécessaires à la solution complète de la question. ”

“ Le changement commence à la surface, et s’étend peu à peu vers le centre. Aussi, en cassant le morceau que j’ai entre les mains, vous voyez que les parties centrales sont encore vitreuses. Attendez plus longtemps, car il faut ici des années, et la masse entière sera opaque à son centre comme à sa surface. Au reste, l’acide arsénieux ne se modifie pas seulement dans son aspect : il acquiert encore d’autres propriétés nouvelles, et, par exemple, sa densité, sa solubilité dans l’eau ne sont plus les mêmes. ”

“ Les alliages métalliques qui par quelque phénomène chimique se séparent des mélanges métalliques liquides, sont composés de manière que si on les combine avec l’oxygène, l’oxygène que l’un absorbe sera un multiple, par 1, 2, 3 etc. de celui qui est absorbé par l’autre. ”

“ L’existence de quelques-uns n’est pas même constante et universelle. Et cette observation permet de diviser ces constituans secondaires en deux classes : les élémens permanens qui se rencontrent toujours et partout et dont la proportion seule varie, tels la vapeur d’eau, l’acide carbonique, l’ozone et l’ammoniaque ; en second lieu, les produits accidentels dont la présence, comme les proportions, dépendent des contingences extérieures, tels l’oxyde de carbone, le formène, l’hydrogène sulfuré, les hydrocarbures, l’iode, etc. ”

“ Tous les corps liquides ou gazeux portés au contact de la substance vivante et qu’elle peut dissoudre, la pénètrent, se mêlent à elle, puis, entraînés dans le tourbillon, cessent pour la plupart d’être eux-mêmes, se transforment, entrent dans des combinaisons nouvelles qui n’existaient pas en dehors de l’être, mais qui à leur tour se détruisent et passent en d’autres états, impropres ceux-là à la vie, états sous lesquels ils sont rejetés pour rentrer dans le monde inorganique, enrichi par eux d’ammoniaque et d’acide carbonique, et d’oxygène. ”