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L’École normale de l’an III. Vol. 3, Leçons de physique, de chimie, d’histoire naturelle

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Étienne Guyon

Leçons de chimie de Berthollet

Nouvelle leçon

21 prairial/10 juin 1801

Texte intégral

  • 1 Voir le volume de présentation de l’École normale de l’an III par Dominique Julia.

1Le m’aperçois de plus en plus de l’imperfection de l’essai que des circonstances m’ont commandé, et que des circonstances également imprévues m’ont obligé d’interrompre1.

2Cependant depuis l’époque momentanée des Écoles normales, la chimie s’est enrichie de nombreuses découvertes ; et elle s’est perfectionnée dans un grand nombre de détails : moi-même, j’ai continué à réfléchir sur cet ordre que j’avais cherché à indiquer, entre les puissances chimiques et les effets qu’elles produisent, entre les idées générales et les faits acquis par l’expérience.

3Si je prétendais compléter mon ouvrage, réformer ce que j’y reconnais de défectueux, y introduire les découvertes nouvelles, il faudrait le refondre ; mais on a voulu dans cette nouvelle édition conserver les leçons originales des Écoles normales : je me bornerai donc, pour terminer cet essai, à indiquer le rapport des propriétés que je n’avais point examinées avec celles que précédemment j’ai analysées ; et à fixer avec plus de précision et d’exactitude, les principes qu’on peut en conclure ou plutôt dont on peut les déduire.

4Peut-être ce coup d’œil général sera-t-il, conformément au plan que je m’étais tracé, utile à ceux qui entreprennent la carrière honorable de l’enseignement, sans avoir pu combiner tous les détails d’une science qui est devenue si vaste.

5L’observation des phénomènes chimiques entraîne la conviction qu’ils sont dus à deux causes qui souvent concourent à les produire et souvent exercent des forces opposées : l’affinité et l’action expansive du calorique ; et ce sont elles qui impriment leur caractère aux phénomènes qui sont l’objet de la chimie.

6Il faut donc considérer avec soin la nature de ces deux forces et les modifications qu’elles éprouvent selon les corps sur lesquels elles agissent et selon le concours ou l’opposition de leur action, pour tâcher de rappeler à leurs effets, tous les phénomènes chimiques, sans négliger la considération de quelques propriétés physiques qui ont aussi quelque influence sur ces phénomènes.

7L’affinité mutuelle des corps consiste dans la tendance qu’ils ont à se combiner ensemble ; son énergie varie, selon la nature des différentes substances.

  • 2 Voir T. Bergman, « De attractionibus electivis disquisitio », Nova Acta Regiae Societatis Scienti- (...)

8J’ai considéré, avec Bergman2, l’affinité comme une force constante et déterminée par la nature de chaque substance, désignant avec lui par le nom d’anomalies les causes qui par leur concours, modifient son action : j’ai compté parmi les anomalies, l’influence des proportions de chaque substance, quoique j’aie reconnu qu’elle accompagnait nécessairement l’action de l’affinité, et que je m’en sois servi dans plusieurs explications.

9Si l’on ne considère point l’affinité d’une manière abstraite, mais si l’on examine avec soin les effets qu’elle produit, il est facile de se convaincre qu’une substance agit sur une autre en raison de la quantité avec laquelle elle peut exercer son action ; cette loi s’observe depuis l’action la plus faible d’un dissolvant jusqu’à celle qui a le plus d’énergie. Il ne faut donc point considérer l’affinité, ainsi que je l’ai fait, comme une propriété constante qui ne dépend que de la nature des corps ; mais il faut faire entrer dans l’évaluation de l’action chimique l’effet des proportions qui se trouvent dans la sphère d’activité dans une circonstance donnée, de sorte que l’action d’une substance est en raison de son affinité, et de la proportion avec laquelle elle peut s’exercer.

10Une conséquence de cette loi, c’est que l’action chimique d’une substance diminue par la saturation qu’elle éprouve en se combinant et varie selon le terme auquel sa tendance à la combinaison se trouve satisfaite. De là vient, ainsi que j’ai remarqué dans plusieurs endroits, que les dernières parties d’une combinaison adhèrent beaucoup plus que celles qu’on en sépare d’abord ; de sorte que deux affinités qui exercent une action opposée sur une substance peuvent parvenir à un état d’équilibre où elles exercent une puissance égale, quelle que fût leur force initiale.

11Lors donc que différentes substances exercent réciproquement une action chimique, leur tendance à la combinaison éprouve une saturation qui est en rapport et avec l’affinité qui leur est propre, et avec la quantité avec laquelle elles peuvent agir ; et l’énergie de cette action diminue en raison de la saturation : mais d’autres forces viennent souvent contrarier ce résultat ou l’accroître par leur concours.

12Outre l’affinité que les substances ont les unes pour les autres, les parties dont elles sont composées en exercent une réciproque qui tend à les réunir et à leur donner la solidité ou à les maintenir dans cet état, et que par cette raison, je désigne sous le nom de force de cohésion : cette force est opposée à la tendance à la combinaison d’une substance avec les autres ; de sorte qu’elle maintient la solidité, si elle est supérieure, et que ce n’est qu’autant qu’elle cède à l’action qui produit les autres combinaisons que celles-ci peuvent avoir lieu.

13Cet effet de la force de cohésion est bien sensible dans plusieurs substances ; ainsi l’alumine, quoiqu’elle ait la propriété de se combiner avec l’acide sulfurique, devient inattaquable par cet acide dans le saphir, quoiqu’elle soit presque pure dans cette pierre, jusqu’à ce que sa force de cohésion ait été diminuée par l’action d’un alcali et de la chaleur ; ainsi la même terre acquiert par une forte cuisson, la propriété de résister aux acides qui peuvent la dissoudre dans l’état naturel.

14Mais la force de cohésion n’appartient pas seulement aux molécules des substances simples, elle appartient aussi à des substances composées ; le carbonate calcaire, le sulfate de baryte et de strontiane en sont des exemples dans les substances naturelles, le verre et les poteries dans les productions de l’art.

15Si cette force oppose dans les substances qui en subissent l’effet, une résistance aux combinaisons qu’elles pourraient former avec toutes les autres (car il n’y a aucune raison de conjecturer qu’il existe des substances qui n’aient point d’affinité mutuelle), cette même force doit opérer toutes les séparations des substances solides, qui ont lieu même successivement dans les liquides, lorsqu’elle devient plus puissante que les causes de combinaison : on ne doit pas placer l’origine de cette force qui peut recevoir de grands accroissements ultérieurs, à l’instant où elle se manifeste ; mais on doit la considérer comme un effort qui agit, avant que de produire des effets sensibles, et qui quelquefois ne devient prépondérant qu’à un certain terme.

16C’est donc la force de cohésion qui est la cause immédiate de tous les précipités qui sont produits lorsqu’on met en action une substance ou un composé, avec une combinaison qui était dans l’état liquide : alors il se forme d’autres combinaisons ; et celles que la force de cohésion rend insolubles, se séparent de celles qui restent liquides et se précipitent. Ces deux nouvelles combinaisons varient par leurs quantités et par les proportions de leurs composants, selon les forces qui se trouvent opposées et selon les circonstances qui peuvent les modifier.

17C’est ici, à ce qu’il me paraît, un point essentiel de théorie sur lequel je dois insister, parce qu’il m’avait échappé et qu’il présente une explication naturelle des précipitations et des combinaisons qui se séparent dans un grand nombre de circonstances et qui doivent les proportions même de leur composition à la force de cohésion qui leur appartient : cette explication déduite de propriétés incontestables doit être substituée aux idées que j’ai présentées de l’affinité élective et de l’affinité complexe ; dans l’un et l’autre cas lorsqu’une combinaison insoluble peut se produire par la présence des substances qui entrent dans sa composition, on voit toujours cette combinaison se précipiter : l’affinité dite élective et l’affinité complexe diffèrent en ce que dans la première, la combinaison insoluble qui peut se former doit lutter souvent contre un excès d’acide ou d’alcali, qui peut s’opposer plus ou moins à sa précipitation ; au lieu que dans la seconde, les substances qu’on met en action étant dans un état neutre, les combinaisons naturellement insolubles se séparent plus facilement et plus complètement.

18Pour qu’une substance produise un précipité dans une dissolution saline, il suffit que la base à laquelle son action est opposée forme une combinaison insoluble, dès que son action a diminué jusqu’à un certain point la cause à laquelle elle devait sa solubilité ; ces précipités retiennent une plus ou moins grande quantité d’acide, selon les circonstances dans lesquelles ils se sont formés.

19Et lorsque dans le mélange de différentes combinaisons, il se trouve des parties qui ont la propriété de produire des combinaisons insolubles, ces nouvelles combinaisons se forment, ainsi qu’on peut s’en convaincre, par la considération de tous les faits chimiques ; de sorte que les séparations qui ont lieu sont toujours relatives à la solubilité qu’ont les nouvelles combinaisons, selon les circonstances dans lesquelles elles se trouvent : l’on n’a donc pas besoin, pour l’explication des combinaisons qui se forment alors, d’avoir recours à la théorie des affinités divellentes et quiescentes ; n’est-ce pas une supposition impossible à soutenir que de dire qu’une supériorité d’affinités divellentes se rencontre toujours avec la propriété de former des combinaisons insolubles ?

20Lorsque la force de cohésion est grande dans une combinaison relativement à l’action liquide, elle en produit la séparation d’une manière soudaine ; mais lorsqu’elle est peu considérable, lorsqu’elle peut-être vaincue jusqu’à un certain point par l’action du liquide, elle laisse une solubilité plus ou moins grande ; et les combinaisons qui se séparent peuvent alors cristalliser et prendre un arrangement symétrique, qui est déterminé par la figure des molécules de la combinaison. La cause des précipitations chimiques vient donc se renouer aux lois de la cristallisation qui ont été analysées par Haüy avec tant de succès.

21Quand un liquide contient plusieurs substances susceptibles de former des combinaisons qui diffèrent peu par leur solubilité et que sa quantité vient à diminuer par l’évaporation, on retrouve l’influence des proportions dans celles qui cristallisent les premières et dans les cristallisations subséquentes qui quelquefois se trouvent d’une composition opposée à celles des premiers cristaux : de sorte qu’alors les échanges de bases varient par les proportions des substances qui sont en action ; mais la solubilité des sels est différente, suivant la température : elle doit donc être considérée telle qu’elle est à la température où se trouvent les sels lorsqu’ils se séparent.

22De ce qu’une combinaison se précipitait, on en a conclu que la substance qui produisait cette séparation avait plus d’affinité avec le sujet avec lequel elle se précipitait qu’avec la substance qu’elle abandonnait ; que la baryte, par exemple, avait plus d’affinité avec l’acide sulfurique qu’avec les autres acides avec lesquels elle forme une combinaison soluble, puisqu’elle abandonne ceux-ci pour former du sulfate de baryte : mais ce qui prouve que ce précipité est dû à la force de cohésion dont jouissent les molécules de la combinaison, c’est que le sulfate de baryte n’est pas susceptible de se combiner avec une plus grande proportion d’acide sulfurique ; à moins que celui-ci ne soit très concentré et que son action contre la force de cohésion ne soit favorisée par celle de la chaleur, pendant que toutes les substances qui n’opposent pas une grande force de cohésion, peuvent se dissoudre et se combiner avec des proportions nouvelles de leurs parties composantes.

23Ce n’est donc point par la séparation qui est due à la force de cohésion de certaines combinaisons qu’on peut juger de l’énergie de la tendance à la combinaison que deux substances ont l’une pour l’autre.

24Lors donc que différentes substances agissent les unes sur les autres, l’action de chacune est proportionnelle à l’affinité donc elle jouit, et à sa quantité : il résulte de toutes les actions particulières un état commun dans lequel chaque substance se trouve saturée en raison de sa capacité de saturation ; l’équilibre change par le changement des quantités : mais si parmi ces substances il y en a qui puissent former une combinaison dont la force de cohésion soit plus grande que ne l’est l’action des autres substances, cette combinaison se forme et se sépare par cristallisation, ou par précipitation soudaine.

25C’est à cela que se bornerait la considération des forces chimiques, indépendamment de l’action du calorique, si les substances qui les exercent n’étaient distinguées que par la propriété d’être liquides ou solides : mais plusieurs ont une autre disposition qui introduit une force qui doit être également considérée : c’est l’élasticité.

26Les substances élastiques opposent à leur combinaison avec celles qui ne le sont pas une force dont les effets doivent être regardés comme contraires à ceux de la force de cohésion, et dont on peut comparer l’effet à celui de la compression mécanique qui serait nécessaire pour détruire l’élasticité : lorsqu’une substance qui a perdu l’état élastique pour se combiner avec une base éprouve la concurrence d’une autre pour la même base, elle en est moins fortement retenue, parce que la base partage son action entre elles ; de sorte qu’une partie peut reprendre l’état élastique : elle ne peut plus agir alors par sa quantité, pendant que son adversaire lui est opposée toute entière : elle perd donc de plus en plus de la force qu’elle devait à la quantité et qu’elle que soit son affinité, elle sera éliminée.

27Comme la chaleur accroît l’élasticité, son élévation plus ou moins grande suffit pour détruire une combinaison dont l’une des parties composantes est naturellement élastique, pendant que l’autre ne l’est pas ou l’est beaucoup moins ; cette observation s’applique, indépendamment des affinités divellentes et quiescentes, aux combinaisons qui se forment lorsque plusieurs substances agissent les unes sur les autres à différentes températures : un degré de température élevé déterminera les combinaisons des substances les plus élastiques, qui abandonneront celles qui sont plus fixes.

28Ainsi la considération de l’élasticité jointe à celle de la solidité servent à expliquer la formation des combinaisons qui se séparent en se volatilisant ou en se précipitant ; et ce n’est point par ces séparations qu’on peut juger de l’affinité comparative des substances qui exercent une action chimique : mais la véritable mesure de l’affinité d’une substance, c’est la saturation qu’elle peut produire dans celles avec lesquelles elle tend à se combiner ou sa capacité de saturation.

29On peut donc dire relativement aux bases alcalines, que l’affinité des différents acides est proportionnelle à la quantité pondérale de chacun de ces acides qui est nécessaire pour produire le même degré de saturation : or, nous avons un terme de saturation qui peut être déterminé avec précision ; c’est celui où la combinaison est dans l’état neutre, c’est-à-dire dans un état où la tendance à la combinaison qui constitue l’alcalinité est balancée par celle qui constitue l’acidité.

30Cependant les conséquences qu’on tirerait de cette comparaison ne peuvent plus s’appliquer, lorsqu’on met en opposition différents acides qui peuvent former avec la même base des combinaisons plus ou moins solubles, ou qui jouissent d’une élasticité différente ; et ces conditions changent encore par les variations de température.

31D’après ces considérations, on voit sans surprise que la baryte, qui passe pour avoir une forte affinité avec l’acide sulfurique, parce qu’elle l’enlève à toutes les combinaisons solubles, ne peut cependant se combiner qu’avec une petite proportion de cet acide ; et que l’acide carbonique qui montre une assez forte capacité de saturation avec les bases alcalines en est cependant chassé par les acides les plus faibles.

32La propriété élastique est un résultat de l’affinité du calorique avec une substance dont les molécules ont peu de force de cohésion ; mais quelques-unes de ces substances ne peuvent jouir de l’élasticité qu’à une température élevée. L’action du calorique se trouvant diminuée par un abaissement de température, elles obéissent à la force de cohésion qui leur fait prendre l’état liquide qu’on peut regarder comme intermédiaire entre la solidité et l’élasticité : celles qui perdent l’élasticité à la température ordinaire de l’atmosphère forment les vapeurs, et l’on donne le nom de gaz à celle qui conservent leur élasticité dans cette même circonstance, mais on suppose la compression de l’atmosphère qui concourt à la réduction des vapeurs avec la force de cohésion.

33Je me suis assez étendu sur l’action mutuelle des principaux gaz, et je me bornerai à faire ici quelques observations.

34Puisque toutes les substances agissent en raison de la quantité qui se trouve dans la sphère d’activité, on voit que les gaz doivent avoir peu d’énergie, quand on les oppose à l’action d’une substance liquide ; par la même raison que celles qui peuvent prendre l’état élastique ont un grand désavantage dans la stabilité de leurs combinaisons liquides, quelle que soit l’affinité qui leur appartient, lorsqu’elles sont en concurrence avec une substance fixe.

35Lorsqu’une substance gazeuse se trouve réduite dans l’état liquide par une force supérieure à son élasticité, elle éprouve une diminution de sa tendance à la combinaison qui répond au degré de saturation qu’elle subit ; mais elle peut tellement acquérir par concentration qu’elle éprouve, par la proportion avec laquelle conséquemment elle peut agir, que cette acquisition l’emporte de beaucoup sur la perte qu’elle fait par la saturation.

36On conçoit par là comment l’oxygène qui passe de l’état élastique à un état de combinaison peut porter une grande énergie dans cette combinaison, si elle prend l’état liquide.

37Quand une substance gazeuse est ainsi concentrée, elle peut agir sans abandonner sa combinaison, ou bien elle peut changer d’état et quitter cette combinaison pour entrer dans une autre.

38J’ai distingué par le nom d’affinité collective celle d’une substance qui a dans sa composition des parties élémentaires concentrées par la combinaison ; et j’ai appelé affinités élémentaires, celles de ses parties élémentaires : il m’a paru depuis que la dénomination d’affinité résultante, opposée aux affinités élémentaires, donnait une idée plus complète de l’action des substances naturellement gazeuses, en tant qu’elles restent concentrées dans une combinaison ou qu’elles exercent séparément l’action qui leur est propre.

39Une substance composée agit par une force résultante qui a tous les caractères d’une affinité simple pendant que ses parties sont tenues en combinaison et qu’elles conservent leur état de saturation respective : mais lorsqu’une autre affinité pour l’une ou pour plusieurs des parties élémentaires l’emporte sur la saturation par laquelle elles sont unies, alors les affinités élémentaires remplacent l’affinité résultante ; quelquefois une substance agit en partie par ses affinités élémentaires, pendant qu’une autre partie agit par une affinité résultante.

40On observe dans toutes les combinaisons que plus l’action qui les produit est faible, plus elle est lente ; mais cette lenteur affecte particulièrement le passage de l’affinité résultante aux affinités élémentaires : de sorte qu’il arrive souvent qu’une combinaison se fait d’abord par une affinité résultante, et qu’ensuite les affinités élémentaires amènent insensiblement d’autres résultats, de manière que ce n’est qu’après un long espace de temps que l’action de toutes les substances qui se trouvent en présence parvient à un état d’équilibre.

41L’action expansive de la chaleur détruit aussi l’affinité résultante ; de sorte que par son moyen seul, les substances élémentaires peuvent reprendre l’état qui leur est naturel ou à un degré moins considérable, elle peut concourir avec d’autres affinités à leur séparation.

42Par une raison contraire, les substances fixes qui accroissent par leur action le degré de saturation qu’éprouvent les substances condensées affermissent leur constitution : ainsi l’oxygène tient beaucoup plus au nitrate de potasse qu’à l’acide nitrique, jusqu’à ce que la chaleur ait assez affaibli la force résultante.

43Le calorique ne pouvant être soumis aux épreuves dont le poids et la mesure assurent le résultat, c’est à la comparaison de ses effets avec ceux des autres substances qui exercent une action chimique, qu’on est obligé de se borner pour classer ses propriétés : je crois avoir assez prouvé qu’il se combine avec les autres substances, qu’en appliquant à ses combinaisons les propriétés qu’on observe avec toutes les autres, avec la différence qu’il est éminemment le principe auquel les substances gazeuses doivent leur élasticité, on rend raison des effets qu’il produit : je crois cependant devoir ajouter quelques observations sur la différence qui se trouve entre le calorique rayonnant et le calorique combiné.

44Le calorique rayonnant est cette portion de calorique qui n’ayant pas pris en se dégageant l’état de lumière ne se trouve cependant point combiné ; et qui peut être réfléchi comme la lumière : dès que se calorique entre en combinaison, il produit tous les effets du calorique combiné.

45Il paraît que ce n’est qu’au milieu des gaz que le calorique rayonnant peut exister ; il ne passe pas au travers des verres et il est très probable qu’il en est de même à l’égard des liquides ; mais il s’absorbe peu à peu à leur surface et devient calorique combiné ; de sorte que dans les expériences faites dans le calorimètre, on a le résultat entier de la combustion ; car la lumière elle-même s’absorbe et se change en calorique combiné, quand elle ne peut s’échapper immédiatement ou après avoir été réfléchie.

46Il y a donc cette différence entre les effets du dégagement du calorique qui s’opère dans des vaisseaux fermés ou dans l’intérieur des substances liquides ou solides et celui qui se fait avec le contact de l’atmosphère, que dans le premier cas tout le calorique qui se dégage passe en combinaison, à moins qu’il ne s’en échappe en lumière au moyen de la transparence ; et qu’au contraire dans l’atmosphère ou avec le contact de l’atmosphère une partie plus ou moins considérable, suivant les circonstances, se dissémine en lumière et en calorique rayonnant.

47Tout le calorique donc qui se trouve dans les corps, et qui y exerce une action chimique, est dans un état de combinaison ; celui qui produit les variations thermométriques est cette partie du calorique combiné qui peut facilement quitter l’état de combinaison. Lorsque les corps voisins ne se trouvent pas à la même température, c’est-à-dire au même terme de saturation, ils agissent sur lui en raison de leur capacité de saturation, jusqu’à ce qu’il se soit établi un équilibre d’action.

48Le calorique combiné produit un effet expansif ou se concentre lui-même selon son rapport avec la force de cohésion d’un corps : il en résulte une constitution particulière pour le corps, qui ne peut être changée par quelque combinaison sans qu’il se fasse une absorption ou un dégagement de calorique, comme ou ne peut changer les dimensions du même corps, sans que le même effet ait lieu.

49Les principes que je viens d’indiquer s’appliquent à toutes les substances qui exercent une action chimique ; mais pour en faire facilement l’application, il faut classer les propriétés qui en résultent pour les différentes substances et qui peuvent se retrouver ainsi dans différentes divisions, selon le point de vue sous lequel on les envisage.

50Si l’on avait pour but, comme dans un cours élémentaire, d’examiner successivement les propriétés caractéristiques des substances simples et composées, il faudrait nécessairement adopter une classification moins limitée ; mais, dans ces considérations générales, il suffira que je m’arrête aux propriétés qui ont le plus d’influence dans l’action chimique.

51Les acides et les alcalis possèdent à un haut degré la propriété de se combiner et l’énergie de leur combinaison les rend très propres à faire connaître les lois de l’affinité et de l’action chimique.

52Les acides diffèrent principalement entre eux par leur capacité de saturation, relativement à chaque base alcaline, et par leur fixité et leur volatilité, de sorte que l’acide, qui par sa grande capacité montre une forte affinité à une température, peut être chassé d’une combinaison à une température plus élevée par un acide de moindre capacité mais plus fixe.

53Les acides diffèrent encore entre eux par l’espèce d’affinité qu’ils exercent : les uns agissent toujours par une affinité simple ; d’autres, au contraire, agissent par une affinité résultante, qui est quelquefois remplacée par les affinités élémentaires : dans la décomposition que l’acide éprouve alors, ses parties élémentaires sont quelquefois séparées en entier ; d’autres fois, elles ne perdent qu’en partie leur composition et elles forment des acides particuliers ou des combinaisons intermédiaires. En général, les substances composées peuvent recevoir toutes proportions de leurs parties élémentaires, ou les retenir dans leur décomposition, à moins que les circonstances ne déterminent certaines proportions. Ainsi, l’acide sulfurique n’a sa fixité, sa grande action sur l’eau, que dans les proportions déterminées de soufre et d’oxygène ; et celui-ci doit être aussi privé de calorique jusqu’à un certain point ; mais si les forces qui produisent la combinaison ne sont pas assez grandes pour réduire l’oxygène à cet état, la combinaison retient les proportions convenables pour former l’acide sulfureux ; il y a, au contraire, d’autres combinaisons auxquelles leur état permet différentes proportions ; ainsi, le gaz nitreux, le gaz hydrogène sulfuré, lorsqu’il n’est pas dissout par l’eau, le gaz hydrogène carboné, paraissent susceptibles de recevoir une quantité indéfinie de proportions dans leur composition.

54Les alcalis considérés de leur côté diffèrent également entre eux par leur capacité de saturation : un seul est volatil et en même temps susceptible de décomposition. On retrouve donc en lui les effets de l’affinité résultante et des affinités élémentaires ; tous les autres sont fixes, et les différences qu’ils ont dans cette propriété ont peu d’importance pour l’explication des phénomènes observés jusqu’à présent.

55On doit comprendre dans les alcalis fixes toutes les terres simples, en tant qu’elles se combinent avec les acides ; mais il y a une grande différence entre eux, relativement à leur solubilité dans l’eau et à leur force de cohésion : les alcalis fixes proprement dits, qui sont la potasse et la soude, ont une force de cohésion très faible, de sorte qu’ils conservent une grande action sur l’eau, qu’ils l’enlèvent facilement à l’air atmosphérique, et qu’ils prennent facilement l’état liquide, soit avec l’eau, soit par l’action du calorique ; d’autres, tels que la baryte, la strontiane et la chaux, n’ont qu’une faible solubilité ; d’autres enfin, tels que la magnésie et l’argile, n’en ont pas ; mais leur force de cohésion peut être plus ou moins facilement surmontée par l’action des acides. La silice ne paraît différer des autres que par l’énergie de cette force, de sorte qu’elle ne peut être dissoute immédiatement que par l’acide fluorique, et qu’elle abandonne les autres acides dès qu’on amène à dissication les combinaisons qu’elle peut avoir formées avec eux.

56Les terres simples, privées d’eau et isolées, ne peuvent être réduites à l’état de liquidité par la plus forte chaleur qu’on puisse produire ; mais lorsqu’elles sont mêlées dans certaines proportions, et que leur action mutuelle concourt avec celle du calorique, elles forment des combinaisons plus ou moins complètes, qui, portées à un certain degré, deviennent des verres. On observe dans cette espèce de combinaison les mêmes lois de l’action chimique que celles qui ont lieu dans les combinaisons des substances dont l’action mutuelle a pu s’exercer au moyen d’un dissolvant qui leur a procuré la liquidité.

57Les combinaisons que les acides et les alcalis forment entre eux diffèrent par leur plus ou moins grande solubilité dans l’eau, par la proportion de leurs parties composantes, qui, par la figure qui leur appartient, fait varier leur force de cohésion et la forme de leur cristallisation par leur fixité ou leur volatilité : quand elles se trouvent dans l’état liquide, toutes les parties qui les composent et qui agissent par une affinité simple et résultante se mettent en équilibre de saturation, jusqu’à ce que la force de cohésion ou la volatilité détermine quelques séparations. L’affinité mutuelle s’oppose jusqu’à un certain point aux séparations ; et de là viennent les résidus incristallisables, dans lesquels sont retenues des combinaisons qui, par elles-mêmes, auraient pu cristalliser.

58Les substances qui peuvent se combiner avec l’oxygène présentent, sous ce rapport, des propriétés communes et remarquables ; quelques-unes, telles que l’azote et l’acide muriatique, retiennent dans la combinaison qu’elles forment presque tout le calorique que l’oxygène avait dans l’état de gaz, de sorte que, lorsque la nouvelle substance cesse d’agir par une affinité résultante et que son oxygène entre dans d’autres combinaisons, il se dégage une quantité de calorique presque égale à celle qu’aurait donnée la même quantité pondérale d’oxygène en passant immédiatement de l’état de gaz dans cette dernière combinaison ; de là, la théorie des détonations qui ont lieu et du calorique qui se dégage lorsque l’oxygène passe de cette combinaison dans d’autres.

59Un plus grand nombre d’autres substances ne forme une combinaison avec l’oxygène qu’en lui faisant abandonner une partie plus ou moins considérable de son calorique ; d’où viennent les phénomènes de la combustion ; de sorte que ces substances doivent être particulièrement désignées par la dénomination d’inflammables ou de combustibles ; leur combinaison avec l’oxygène varie et par la proportion de l’oxygène et par la proportion du calorique, qui s’y trouve retenue et qui fait que l’oxygène y est plus ou moins condensé ; ainsi l’acide sulfureux diffère de l’acide sulfurique et par l’action de l’oxygène qui y est plus petite, et par son état moins condensé, qui communique à la combinaison une plus grande volatilité.

  • 3 Berthollet avait déjà soulevé ce point de désaccord avec la théorie de l’acidité de Lavoisier dans (...)

60L’oxygène, en se combinant avec une base, lui donne souvent les propriétés acides ; mais ce n’est pas une condition essentielle de ses combinés et l’acidité peut être due à d’autres principes ; car l’hydrogène sulfuré et l’acide prussique, qui ne contiennent point d’oxygène, ont des propriétés acides ; pendant que l’eau qui en contient une grande proportion n’a point d’acidité ; ce qui annonce cependant que l’hydrogène a une grande capacité de saturation pour l’oxygène3.

61Les substances oxygénables ont encore la propriété de se combiner ensemble, et de donner par là naissance à plusieurs substances qui forment elles-mêmes un grand nombre de combinaisons : de là viennent les hydrogènes carbonés, l’ammoniaque, les sulfures, les phosphures, les hydrogènes sulfurés et phosphorés, dont le premier a les qualités acides, et peut rester combiné avec les sulfures, pour former les sulfures hydrogénés, pendant que le dernier s’exhale dans la même circonstance.

62Quelques-unes de ces substances se réunissent au nombre de trois ou en plus grand nombre, et donnent par là naissance à des substances qu’on doit regarder comme simples, pendant qu’elles restent réunies et qu’elles agissent par une force résultante ; ainsi l’acide prussique est composé de carbone, d’azote et d’hydrogène, et sa combinaison n’acquiert de la fixité avec les alcalis qu’au moyen d’un oxyde métallique qui est lui-même un composé.

63Les substances métalliques se combinent ensemble et forment par là les alliages et les amalgames, mais leur force de cohésion s’oppose à leur union, si ce n’est avec le mercure ; il faut qu’elle soit surmontée par l’action du calorique ou par le concours de leur affinité mutuelle et de l’action du calorique : quelques-uns s’unissent en toutes proportions, quelques autres se séparent en formant deux alliages qui ont des proportions opposées, ainsi qu’on le remarque dans le mélange de l’eau et de l’éther, parce que la différence de pesanteur spécifique concourt avec la force de cohésion, pour opposer une résistance l’affinité mutuelle de ces substances.

64La force de cohésion empêche de même que les métaux ne puissent se combiner avec les acides et avec les alcalis, à moins qu’ils ne soient préalablement oxydés : alors ils agissent par une force résultante sur les acides et sur les alcalis, et forment plus ou moins facilement, avec les uns et avec les autres des combinaisons qui se séparent quelquefois, et qui quelquefois se réunissent dans une même substance en différentes proportions ; de sorte que les oxydes métalliques remplissent quelquefois les fonctions d’alcali, comme dans leur dissolution avec les acides, et d’autres fois les fonctions d’acide, comme lorsqu’on précipite par le moyen de l’ammoniaque l’or dissout par un acide, et dans d’autres circonstances la combinaison qui se forme est composée d’acide, d’alcali et d’oxyde métallique, comme lorsqu’on précipite le muriate mercuriel corrosif par l’ammoniaque, il y en a qui prennent d’une manière décidée les propriétés d’un acide.

65Les métaux diffèrent beaucoup par l’énergie de leur affinité pour l’oxygène ; quelques-uns peuvent s’oxyder au simple contact de l’air, malgré leur force de cohésion ; plusieurs ont besoin du concours de la chaleur ; quelques autres ne s’oxydent pas ; à moins qu’on ne leur présente une combinaison qui retient très faiblement l’oxygène, telle que l’acide nitrique ou l’acide muriatique oxygéné ; de là, quelques-uns peuvent décomposer l’eau pour se dissoudre dans les acides, tandis que d’autres n’ont pas cette faculté ; d’où vient également la propriété que quelques-uns possèdent de se débarrasser de l’oxygène par l’action expansive seule du calorique, pendant que d’autres ne peuvent l’abandonner que par le concours d’une autre affinité, ou n’en abandonnent qu’une portion par l’action seule de la chaleur : ceux qui retiennent faiblement l’oxygène peuvent, lorsqu’ils sont en dissolution, être précipités dans l’état métallique par la force de cohésion qui leur appartient, ou par l’affinité qu’ils ont pour un autre métal dont une partie s’empare en même temps de leur oxygène.

66Les oxydes métalliques varient entre eux, non seulement par la force de l’affinité qu’ils exercent sur l’oxygène, et qui le tient fixé à chaque métal, mais encore chaque oxyde prend des proportions plus ou moins grandes d’oxygène, et avec ces proportions, toutes ses propriétés changent ; les acides suivent une marche différente dans la force de leur combinaison, suivant la plus ou moins grande oxydation : l’action de l’acide muriatique ne diminue pas par le progrès de l’oxydation, et même elle paraît augmenter ; mais celle de l’acide nitrique et de l’acide sulfurique diminue, de sorte que ces acides ne peuvent rendre soluble qu’une partie plus petite d’un métal très oxydé que du même métal peu oxydé, et ils le retiennent alors plus faiblement en combinaison.

67L’oxygène des oxydes métalliques varie encore par l’état dans lequel il se trouve en combinaison : dans quelques-uns, il est privé de son calorique, plus qu’il ne l’est dans l’eau, et dans quelques autres il le retient à peu près comme dans l’acide nitrique et l’acide muriatique oxygéné ; de là vient que l’oxyde d’argent et l’oxyde d’or, combinés avec l’ammoniaque, détonent avec violence, lorsque, perdant leur affinité résultante, leur oxygène forme de l’eau, en se combinant avec hydrogène de l’ammoniaque, et que les oxydes de mercure détonent avec le soufre, pendant que les autres oxydes ne produisent point de détonation, en perdant une partie de leur oxygène dans les mêmes circonstances.

68On voit donc que les oxydes métalliques exercent une action beaucoup plus variable par différentes circonstances, que la plupart des autres substances : on peut les comparer, à cet égard, à la combinaison de l’azote et de l’oxygène, qui forme une quantité indéfinie de combinaisons, depuis l’acide nitrique jusqu’à l’azote qui ne retient qu’une petite portion d’oxygène.

  • 4 Formé par Fourcroy, Louis-Nicolas Vauquelin (1763-1829) venait de découvrir le chrome et le béryll (...)

69Les oxydes métalliques ont aussi la propriété de former des combinaisons avec les alcalis terreux, lorsque l’action de la chaleur ou leur affinité mutuelle, favorisée par quelque autre circonstance, leur permet d’entrer en combinaison, de même qu’avec le soufre, le phosphore et différents acides ; d’où provient ce grand nombre de corps dont la connaissance est l’objet principal de la minéralogie, et dont les Klaproth et les Vauquelin ont fort perfectionné l’analyse dans les derniers temps4.

70Les métaux forment encore des combinaisons avec le soufre, le phosphore et le carbone ; d’où résulte un grand nombre de sulfures, d’hydrosulfures, de phosphures, d’hydrophosphures, dont quelques-uns seulement sont connus, et qui changent facilement d’état. On ne connaît encore de combinaison avec le carbone, que celle du fer qui constitue l’acier.

71Il existe un grand nombre de combinaisons naturelles, qui sont un produit de la végétation ou de la vie animale : la chimie recherche quelles sont les parties qui les composent ; quels changements elles éprouvent dans les différentes circonstances, soit dans leur composition, soit dans leur constitution ; quelles sont les causes qui président à leur formation et à leur destruction ; quelles combinaisons elles peuvent former, et quelle utilité on peut en tirer pour les usages de la vie et pour les arts : elle tâche, en conséquence, de diriger ceux-ci dans leurs procédés qui, pour la plupart, sont des opérations de chimie.

72Je ne puis qu’indiquer ici ce vaste champ où le génie peut espérer de faire des applications heureuses de la chimie philosophique ; et je me bornerai à désigner quelques résultats.

  • 5 Le naturaliste genevois Jean Senebier venait de donner, sous le titre de Physiologie végétale (Gen (...)

73Nous devons au citoyen Senebier un excellent précis sur les recherches éparses, qui ont été commencées presque de nos jours, sur la physiologie végétale, qui lui doit à lui-même une grande partie de ses rapides progrès5.

74Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote paraissent être les seules substances essentielles aux végétaux ; et même une grande partie des substances végétales est entièrement dépourvue d’azote : le carbone est le principe de leur fixité et doit être regardé comme la base de leur composition.

75Il est d’abord difficile de concevoir comment trois seules substances peuvent donner origine à une si grande variété de productions ; mais on sera moins surpris, si l’on fait attention que deux de ces substances, l’hydrogène et l’oxygène, peuvent se trouver dans différents états de concentration, et qu’exerçant des forces différentes suivant cet état, ils représentant réellement un grand nombre de substances, qui, en passant facilement d’un état dans un autre, peuvent produire, par cela seul, une grande variété de changements : l’azote, qui a la même propriété, vient accroître cette variété dans les parties végétales dans lesquelles il se fixe.

76L’oxygène de l’atmosphère se combine avec une partie du carbone d’une graine végétale, pendant le temps de la germination, et forme de l’acide carbonique : une autre partie paraît se combiner avec le reste de la substance de la graine, pour produire cette partie laiteuse qui sert de premier aliment à la plante ; mais, passé ce terme, la plante n’absorbe plus d’oxygène atmosphérique jusqu’à l’époque de la destruction de quelques-unes de ses parties ou de la maturation de ses fruits : l’oxygène qui entre dans sa composition lui vient donc par quelque autre voie.

77L’expérience prouve qu’un végétal peut croître et même avec vigueur, plongé dans l’eau pure, pourvu que cette eau, ou l’air dans lequel il se trouve, contienne une certaine proportion d’acide carbonique, et qu’il puisse recevoir l’influence de la lumière. Sans cette dernière circonstance, la plante s’étiole ordinairement ; de sorte que la partie verte, qui doit la colorer, ne se forme pas. On voit donc que la décomposition de l’acide carbonique doit se faire et que le charbon de la plante doit en provenir dans cette circonstance ; mais la partie verte a un caractère résineux, et a, par conséquent, une proportion d’hydrogène, qui, par la combustion, c’est-à-dire, par la combinaison avec l’oxygène, se changerait en eau : il faut donc qu’il se soit fait une décomposition d’eau : ces deux décompositions ont principalement lieu par l’influence de la lumière, et alors une partie de l’oxygène des deux substances décomposées s’exhale ; mais une partie reste en combinaison.

78On voit donc quel est, dans cet isolement, l’origine du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène, qui peuvent former, dans le cours de la végétation, différentes combinaisons ; mais dans la végétation ordinaire, les engrais peuvent fournir une partie de l’hydrogène et du carbone.

79L’état des parties qui composent un végétal et leurs proportions éprouvent des changements successifs, non seulement par leur action réciproque, et par celle de la chaleur et de la lumière, mais aussi par celle des organes qui se forment ; car les solides ne sont pas privés de toute action chimique sur les liquides ; et de là naît la diversité des substances qui se trouvent dans un végétal : pour l’azote, il y a apparence qu’il pénètre dans les végétaux, avec l’eau qui en tient toujours en dissolution.

80Les terres, les alcalis fixes, les acides minéraux paraissent ne se trouver qu’accidentellement dans les végétaux qui les reçoivent avec l’eau qui s’introduit dans leurs vaisseaux ; aussi ces substances qu’on retrouve dans la cendre après la combustion sont en bien plus grande quantité dans les végétaux herbacés, dont les vaisseaux ont de bien plus grandes dimensions, que dans la substance ligneuse des arbres.

  • 6 Cette observation, faite par Berthollet en janvier 1799 lors d’un voyage aux lacs de Natron (Wâdî (...)

81On peut se convaincre, relativement aux sels minéraux qui se trouvent dans les plantes, que leur existence y est indépendante de la végétation, par la considération des plantes qui croissent aux rives de la mer : si elles sont élevées dans un terrain éloigné de la mer, elles ne contiennent point de soude ; si elles sont continuellement baignées des eaux salées, elles ne donnent que du muriate de soude ; mais si elles se trouvent dans un terrain qui ne soit que suffisamment humecté de ces eaux, alors elles contiennent de la soude. Il est vraisemblable que dans cette circonstance le muriate de soude est décomposé par le concours du carbonate de chaux et de l’action capillaire des vaisseaux de la plante, comme il l’est dans les déserts de l’Egypte sans le secours d’aucune plante6.

82Ainsi les phénomènes de la végétation peuvent s’expliquer par un concours de forces, dont chacune isolée paraîtrait faible et incapable de produire de grands effets, tels que ceux que nous produisons par la réunion des circonstances favorables dans les expériences de chimie ; que la température soit trop abaissée, toute végétation est interrompue.

83Si nous soumettons à une forte chaleur une production végétale, le carbone reste fixe pour la plus grande partie, pendant qu’une autre partie décompose l’eau et forme de l’acide carbonique et de l’hydrogène carboné. Cependant la plus grande partie de l’hydrogène produit, avec une autre portion du charbon et de l’oxygène, une huile plus ou moins épaisse, qui se volatilise, mais qui ordinairement est peu abondante. Pour l’oxygène, il domine dans une autre combinaison qui est un acide volatil, et ordinairement de l’acide acéteux. De son côté, l’azote qui pouvait se trouver dans le végétal, forme de l’ammoniaque, et toutes ces combinaisons se séparent, ou plutôt se forment selon les degrés de fixité, de volatilité, de liquidité qui leur appartient, selon les circonstances où elles se trouvent ; de sorte qu’en faisant varier ces circonstances, on fait aussi varier les produits, qui, par cette raison, instruisent peu sur la différence qui caractérise les substances végétales.

  • 7 Le texte de la leçon complémentaire de 1801 porte « fines ».
  • 8 Guyton poursuivit ses expériences sur le diamant dans son laboratoire de l’École polytechnique.

84Le charbon qui forme le résidu de la décomposition d’une substance végétale n’est pas le carbone pur : indépendamment des autres substances fixes7 qui peuvent être confondues avec lui, il retient une proportion considérable d’hydrogène qui paraît être la cause de la différence des produits de la combustion du charbon et de ceux qu’a obtenus Guyton dans ses belles expériences sur le diamant8 : cette proportion d’hydrogène a, sur la réduction des oxydes et sur plusieurs autres phénomènes, une influence que les chimistes ne tarderont pas à déterminer.

85L’organisation animale est bien plus puissante et produit des changements beaucoup plus considérables et plus rapides que l’action végétale.

86Une première cause de la grande variété qui se trouve dans les produits de l’organisation animale, c’est le nombre des substances élémentaires qui entrent dans leur composition : outre l’oxygène, l’hydrogène et le carbone, toutes contiennent de l’azote, que l’on peut même regarder comme formant un caractère presque distinctif de ces substances avec les végétales : toutes contiennent de plus du phosphore, qui est peut-être un produit de l’animalisation, et de la terre calcaire ; enfin, toutes ou la plupart contiennent du soufre et de la magnésie : dans toutes, l’hydrogène se trouve en plus grande proportion que dans les substances végétales, excepté les huiles et les résines. La respiration qui maintient le corps animal dans une température élevée, la circulation qui renouvelle sans cesse le contact de toutes les substances, et qui agit sur les liquides de différente nature et dans des vaisseaux également différents, produisent des changements continuels et des nouvelles combinaisons.

  • 9 Par leurs nombreux travaux dans ce domaine, parus dans les Annales de chimie ou le Journal de phys (...)
  • 10 C’est l’ancien praticien de la médecine et le chimiste qui parle.

87La chimie a tâché d’éclairer de son flambeau ce labyrinthe de phénomènes : mais elle n’était parvenue qu’à un petit nombre d’analyses qui pouvaient jeter du jour sur les propriétés de quelques substances animales, lorsqu’elle a fait des progrès inattendus par les savants travaux de Fourcroy et de Vauquelin9. Néanmoins, en concevant par là de grandes espérances, on doit avouer qu’on n’entrevoit encore que d’une manière obscure la dépendance mutuelle de l’organisation et de ses productions ; et l’on ne saurait assez s’étonner de la hardiesse avec laquelle quelques physiologistes expliquent le système animal, et prétendent établir, par le moyen de quelques principes physiques, l’art de guérir10.

  • 11 Contrairement à ce qu’il vient de faire pour l’analyse des substances animales et et à ce qu’il va (...)

88Il y a cependant une fonction animale sur laquelle on a acquis des connaissances qui en expliquent les principaux effets, c’est la respiration11 : on sait qu’elle produit la plus grande partie de la chaleur animale par la formation de l’acide carbonique et d’une quantité d’eau, qui paraît un peu supérieure à celle qui accompagne la combustion du charbon : il y a apparence qu’une petite partie de cette chaleur est due aux autres combinaisons qui se forment dans le cours de la vie. Une différence qui distingue l’oxygénation du sang de la combustion du charbon, c’est que, dans la première, l’effet paraît successif, de sorte que l’oxygène se combine d’abord avec les globules du sang, sans y produire de séparation : ce n’est que dans le courant de la circulation que sa combinaison se détermine avec le carbone et l’hydrogène. Les parties colorantes végétales présentent avec l’oxygène des phénomènes analogues : à mesure que cette combinaison se complète, le calorique se dégage.

  • 12 M. F.-X. Bichat, Recherches physiologiques sur la vie et la mort, Paris, 1800. Outre cet ouvrage f (...)

89Mais le sang, en passant de l’état vermeil à l’état de sang noir, perd la propriété excitante par laquelle il entretient, non seulement l’action du cœur, mais encore, comme l’a prouvé nouvellement Bichat par des expériences très intéressantes, l’action du cerveau et des autres organes12.

90Les substances purement végétales, c’est-à-dire celles qui ne contiennent pas de l’azote, ont des propriétés différentes et sont plus ou moins sujettes à divers changements dans les circonstances naturelles, selon que le carbone, l’hydrogène ou l’oxygène dominent dans leur composition.

91Celles qui ont une grande proportion de carbone, telles que les bois et les astringents, ont une composition stable, et qui oppose une grande résistance aux agents qui tendent à altérer leur composition : celles qui abondent en hydrogène forment les huiles et les résines ; elles perdent par l’action de l’atmosphère une partie de leur hydrogène qui se combine plus ou moins facilement avec l’oxygène, ce qui les épaissit et fait passer celles qui sont huileuses à l’état de résine.

  • 13 Voir la douzième leçon.

92Celles dans lesquelles l’oxygène domine forment les acides qui résistent plus ou moins à leur décomposition. Je me suis assez étendu13 sur les différences qui caractérisent ces acides, selon les proportions d’hydrogène et de carbone qui servent de base à la combinaison de l’oxygène et selon l’état de dilatation que l’oxygène peut y conserver, et sur les rapports de leur formation naturelle avec leur production par l’acide nitrique ou l’acide muriatique oxygéné ; mais j’insisterai sur une circonstance que j’ai indiquée, c’est que leur base peut être dans quelques cas une huile qui agit par une affinité résultante sur l’oxygène : les propriétés de l’acide tartareux me paraissent annoncer une combinaison de cette espèce.

93Enfin, celles dans lesquelles les parties élémentaires ont des proportions plus égales, telles que les sucs sucrés, les gommes, les parties extractives, sont sujettes à des altérations plus faciles : on donne le nom de fermentation aux changements qu’elles éprouvent, lorsqu’ils sont rapides et accompagnés d’un mouvement tumultueux ; la fermentation spiritueuse n’est pas due à un changement successif, mais elle se produit entre deux substances qui viennent d’être rapprochées, ou par la rupture et l’atténuation des cellules qui les isolaient, ou par l’addition d’un ferment ; elle est accompagnée d’une décomposition d’eau dont l’oxygène forme de l’acide carbonique avec une portion du carbone, pendant que son hydrogène s’accumule dans la nouvelle combinaison et lui donne une qualité spiritueuse.

94Si cette liqueur produite par la fermentation est exposée à une forte chaleur, il se fait un partage des parties élémentaires qui s’étaient combinées, l’hydrogène domine dans celles qui se volatilisent et donne l’alcool.

95Celui-ci, traité par des substances qui agissent sur ses parties les plus fixes, se sépare encore en deux nouvelles substances dont la plus volatile, la plus abondante en hydrogène est l’éther.

96Pour les substances animales, ou celles qui contiennent de l’azote, elles subissent d’autres changements en raison de leur composition, soit à une température ordinaire, soit à une chaleur plus élevée ; dans une température ordinaire, elles se putréfient, elles produisent un gaz particulier qui, par son odeur, caractérise la putréfaction : ce gaz, qui est particulièrement dû à une combinaison de l’azote, se dissout dans l’eau, se combine avec les autres substances animales et les dispose elles-mêmes à la putréfaction ; mais il se combine plus intimement avec d’autres substances qui par la soustraction qu’elles en font s’opposent aux progrès de la putréfaction et sont désignées sous le nom d’antiseptiques.

97À une température plus élevée, c’est l’ammoniaque qui se forme particulièrement par la combinaison de l’azote et d’une partie de l’hydrogène qui, se trouvant abondamment dans les substances animales, produit aussi beaucoup plus d’huile, qui diffère des huiles végétales en ce qu’elle retient de l’azote dans sa composition. Mais les proportions des parties élémentaires de chaque substance animale déterminent une différence dans les produits de sa décomposition, ainsi que dans ses propriétés.

98Pendant la vie, des changements moins brusques se font successivement ; une chimie moins tumultueuse agit sur les substances introduites par la digestion, changées en notre propre substance, et enfin rejetées après avoir subi des transmutations dont on saisit à peine quelques nuances, et qui sont principalement dues à l’action des affinités élémentaires qui tendent à détruire les compositions actuelles.

99La proportion du carbone diminue par l’effet de la respiration, qui le change en acide carbonique ; l’hydrogène, qui est diminué en plus petite proportion par cette fonction, devient plus dominant ; l’azote s’accumule et se combine particulièrement par son affinité pour l’hydrogène : une portion de l’azote est indubitablement due aux aliments ; mais il y a grande apparence qu’une partie est introduite par la respiration ; car on observe que l’oxygène en entraîne presque toujours avec lui dans les procédés d’oxygénation : lorsqu’il est trop accumulé dans une substance, celle-ci est repoussée par les organes et évacuée ; lorsque l’hydrogène est devenu surabondant, il forme la graisse qui est rejetée dans le tissu cellulaire : l’oxygène aussi se fixe dans des combinaisons particulières, et surtout il change le phosphore en acide phosphorique, qui se dépose dans les substances osseuses, ou qui est expulsé avec les urines et probablement avec la transpiration.

100Si un grand nombre de phénomènes restent encore voilés pour les chimistes, toutes les observations qui ont été faites sur des substances simples ou dont la composition est bien déterminée tendent à confirmer que leurs propriétés dépendent d’une seule propriété qui appartient à chaque substance, de l’affinité qui s’exerce entre les parties de cette substance ou qui tend à la combiner avec les parties des autres substances en raison de sa quantité et de ses rapports avec le calorique, dans les différentes circonstances dans lesquelles elle se trouve.

101L’explication d’un grand nombre de phénomènes produits par des substances simples ou peu composées, la connaissance exacte de la composition de ces substances et leurs propriétés immédiates se déduisent sans nuage de ce petit nombre de faits primitifs ; car la composition de l’acide sulfurique, des sulfates, de l’ammoniaque, de l’eau, etc., et la théorie de leur formation n’a-t-elle pas toute la certitude qu’on peut obtenir du témoignage des sens, si on laisse quelque latitude à la détermination des proportions et à l’influence de quelques causes secondaires ? Les opinions qui se sont établies sur les objets qui servent de base à la chimie, parmi ceux qui ont pris la peine de s’instruire des détails des faits, diffèrent par des nuances si faibles, qu’il serait difficile de trouver une plus grande unanimité dans les parties les plus rigoureuses des sciences.

102La chimie ne s’en tient pas à ces connaissances précises : elle cherche à appliquer les principes qu’elle a établis sur les propriétés qu’elle a bien constatées, aux phénomènes les plus compliqués, aux compositions les plus complexes et les plus fugitives ; elle hasarde de marcher quelquefois à l’aide des hypothèses pour acquérir des probabilités et pour saisir quelques fils qui puissent diriger son impatiente curiosité ; mais l’abus est voisin d’un louable usage de l’imagination qu’il est bien difficile de contenir dans une science qui s’occupe des propriétés qui ont le plus de rapport avec nous, et qui peuvent contribuer aux jouissances particulières et à la fortune publique et des phénomènes par lesquels nous existons et nous voyons les êtres se succéder, se changer et dépérir.

103Quelque imparfaite que soit cette esquisse de nos connaissances chimiques, je ne puis m’abstenir de désigner les effets d’un agent qui a mérité d’occuper les savants les plus distingués, et qui est l’une des acquisitions les plus fameuses que la chimie ait faites dans ces derniers temps.

  • 14 A. Volta, « On the electricity excited by the mere contact of conducting substances of different k (...)
  • 15 Voir Giovanni Valentino Mattia Fabbroni (1752-1822), chimiste toscan. Journal de physique, 49, 179 (...)

104Depuis que Galvani avait fait connaître l’action qu’un arc de métaux exerce sur le système animal, plusieurs physiciens avaient multiplié les applications de cette propriété : Volta fit voir qu’elle était analogue à l’électricité et que son effet était accru en superposant les métaux en pile14 ; Fabbroni prouva qu’elle était accompagnée d’une décomposition de l’eau par les métaux ; Carlisle et Nicholson découvrirent qu’en plongeant dans l’eau deux fils métalliques qui communiquent chacun avec une des extrémités de la pile, il se dégageait de l’un des fils du gaz hydrogène et de l’autre du gaz oxygène à peu près dans les proportions de la composition de l’eau. Plusieurs savants et parmi nous Fourcroy, Vauquelin, Hassenfratz, Desormes ont ajouté à ces découvertes des observations importantes15.

105Dans l’état actuel de nos connaissances, quelle idée peut-on se faire de l’électricité galvanique, quelle classification peut-on adopter pour les phénomènes qu’elle présente, en attendant que l’expérience ait définitivement prononcé ?

106Il me paraît que dans toute explication d’un phénomène dont on ne connaît encore que certaines circonstances, il ne faut recourir à des propriétés nouvelles qu’autant que celles qui sont connues sont manifestement insuffisantes pour la donner, et que surtout il faut exclure celles qui exigeraient des suppositions contraires aux vérités bien établies.

107Dès que j’ai eu quelque connaissance des faits nouveaux dus à l’électricité galvanique, j’ai cherché à m’en rendre raison par une décomposition incomplète de l’eau qui tantôt pouvait prendre un petit excès d’oxygène, et dans d’autres circonstances un excès d’hydrogène ; car une grande partie des combinaisons connues peut recevoir des proportions différentes dans leur composition.

  • 16 La leçon supplémentaire de Berthollet est le seul témoignage des positions de Monge et de Laplace (...)

108Dans une discussion qui a eu lieu, il y a quelques temps, à l’Institut national dans le sein de la classe des sciences physiques et mathématiques, Monge manifesta une opinion semblable16.

109Cependant il faut remarquer que l’eau est l’une des combinaisons les plus constantes dans leur composition ; que lorsqu’elle paraît avoir un petit excès d’hydrogène après la distillation, elle perd facilement les propriétés qui la caractérisent alors, en absorbant de l’oxygène, et que lorsque l’oxygène y domine, elle l’abandonne facilement par l’action de la lumière ou de la chaleur ; de sorte que c’est pour ainsi dire par des circonstances forcées qu’elle s’éloigne de l’état moyen.

110J’avoue que je ne me faisais aucune idée de la cause qui pouvait produire le dégagement de l’oxygène du côté d’un métal, et celui de l’hydrogène du côté d’un autre métal, ou la séparation de la propriété oxygénante avec la propriété hydrogénante ; ce qui était le véritable nœud de la difficulté qu’on avait à résoudre.

111C’est Laplace qui, dans la même discussion, fit voir qu’une partie d’eau qu’on supposait avoir un excès d’oxygène ou d’hydrogène, et qui se trouvait chargée d’une espèce d’électricité, devait se porter vers le corps doué d’une électricité contraire, et que là, reprenant son état électrique naturel, elle devait abandonner au métal qu’elle rencontrait, ou à l’oxyde métallique, l’excès d’oxygène ou d’hydrogène ; et que si le métal ne pouvait pas en la privant de l’électricité se combiner avec cet excès, il devait se dégager en tout ou en partie. Il considéra l’électricité galvanique comme celle d’une bouteille de Leyde dont l’action serait très faible, mais continue.

  • 17 Cf. G. Monge, « Mémoire sur le résultat de l’inflammation du gaz inflammable dans l’air déphlogist (...)

112Ce qui paraît distinguer le procédé de la décomposition de l’eau que les chimistes hollandais ont opérée par des commotions électriques (Journal de physique, 1789) et qui a été confirmée par les citoyens Silvestre et Chappe (Annales de chimie, tome VIII), ainsi que celui par lequel on décompose l’eau tenue en dissolution par l’acide carbonique, comme Monge l’a fait voir (Mémoires de l’Académie, 1786)17, c’est que dans ces expériences une cause plus puissante produit l’entière décomposition de l’eau. Mais, dans les expériences galvaniques, l’eau n’est décomposée qu’en partie, et la décomposition ne s’achève que lorsque, portée vers le corps auquel elle cède son électricité ou par le moyen duquel son électricité est neutralisée, la partie non décomposée reprend sa constitution naturelle.

113Si l’on trouve ordinairement un mélange de gaz oxygène et de gaz hydrogène, on conçoit qu’une partie du gaz qui devrait se dégager peut être obligée par son état électrique à se porter vers le corps qui a une électricité différente.

114Si l’on ne retrouve pas toujours exactement les proportions des gaz qui devraient résulter de la décomposition de l’eau, on aperçoit que ce liquide peut retenir une portion du gaz qui devait se dégager.

115Dans cette explication, on n’a besoin d’employer qu’une propriété déjà bien reconnue et bien constatée dans l’électricité, celle de décomposer l’eau ; il faut seulement supposer que cette cause, agissant avec moins d’énergie, mais avec l’accélération de mouvement qui appartient à la commotion, ne produit que successivement le même effet : il y a apparence qu’une espèce d’électricité favorise plus le dégagement de l’oxygène, et l’autre espèce le dégagement de l’hydrogène.

116Ce qui paraît maintenir l’action électrique, c’est la condensation de l’oxygène, soit qu’il passe de l’eau décomposée dans un métal, soit qu’il ait abandonné une autre base que l’hydrogène pour former cette nouvelle combinaison.

117Il est permis de conjecturer, d’après cette donnée, que le sang rouge tient la propriété irritante par laquelle il entretient la vie des organes de l’oxygène qui y passe d’un état peu condensé à une condensation beaucoup plus grande qu’il a acquise, lorsque le sang est devenu noir, et qu’il a perdu par là sa propriété irritante.

118Avant de terminer, j’adresserai encore quelques réflexions à ceux qui se destinent à l’enseignement de la chimie.

119Ils ne seront pas disposés à se dispenser d’embrasser dans leurs études toute l’étendue de la science, de la suivre dans ses rapides progrès et d’y contribuer par leurs propres travaux ; mais ce qui doit particulièrement occuper leur méditation, c’est de rappeler toutes les propriétés particulières à des propriétés générales et de démêler dans les phénomènes compliqués la part des causes particulières qui les produisent par leur concours ; car pour ne point tromper l’espérance de ceux qui les prennent pour guides, il faut qu’ils puissent prononcer entre les opinions, concentrer des recherches étendues, et présenter les rapports les plus frappants entre les objets qu’ils font connaître.

120De la hauteur où ils se seront placés, ils pourront choisir avec sobriété les objets les plus propres à faire sentir la dépendance mutuelle des propriétés chimiques, et diriger l’instruction au but le plus avantageux, selon le terme que les circonstances prescrivent à l’enseignement.

121Que surtout ils s’abstiennent de présenter au commencement de leur cours des principes qui exigent beaucoup d’idées acquises pour être saisis : c’est un reproche qu’on peut faire aux éléments de chimie les plus recommandables que d’exposer dès l’abord, la théorie des affinités et du calorique, qui pour être approfondie demande une connaissance de tous les faits, une comparaison de toutes les propriétés : la foi que les sciences physiques peuvent exiger ne doit se fonder que sur l’observation et la rigueur du raisonnement auquel celle-ci sert de base, et l’intelligence ne peut être éclairée qu’au moyen d’une classification méthodique des propriétés établies par des expériences plutôt choisies que multipliées, faites avec exactitude, analysées avec clarté.

Notes

1 Voir le volume de présentation de l’École normale de l’an III par Dominique Julia.

2 Voir T. Bergman, « De attractionibus electivis disquisitio », Nova Acta Regiae Societatis Scienti-arum Upsaliensis, 2, 1775, p. 159-248 (tr. fr. par F.-J. Bonjour, in Traité des affinités chimiques, ou attractions électives, Paris, 1788). Sur la théorie des affinités, notamment chez Bergman et Berthollet, voir M. Goupil, Du flou au clair ? Histoire de l’affinité chimique, Paris, Éditions du CTHS, 1991.

3 Berthollet avait déjà soulevé ce point de désaccord avec la théorie de l’acidité de Lavoisier dans son « Mémoire sur l’acide prussique », (1787) 1789, p. 148-162, rejoignant ainsi les réserves que Fourcroy avait formulées dès 1780 à propos de l’acide muriatique et qu’il réaffirmait dans son Système des connaissances chimiques en cours de parution (Paris, 1801-1802, 11 vol., t. 1, p. lxxii, t. 2, p. 108).

4 Formé par Fourcroy, Louis-Nicolas Vauquelin (1763-1829) venait de découvrir le chrome et le béryllium (1798) et de mettre au point, au laboratoire de l’École des Mines, des méthodes d’analyse minérale quantitative (« Réflexions sur l’analyse des pierres... », Annales de chimie, 30, 1799, p. 66-106). Plus exact encore que lui, le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth (1743-1817) avait déjà introduit de nouvelles méthodes, découvert l’uranium et le zirconium (1789) et redécouvert plusieurs autres éléments. Il n’avait encore publié que deux volumes de ses Beiträge zur chemischen Kenntiss der Mineralkörper, Posen et Berlin, 1792-1810, réunissant ses articles publiés principalement dans les Chemische Annalen de Crell, dont les Annales de chimie donnaient régulièrement des traductions. Voir J.-R. Partington, A History of Chemistry, op. cit., t. 2, p. 553-555 et p. 655-657.

5 Le naturaliste genevois Jean Senebier venait de donner, sous le titre de Physiologie végétale (Genève, 1800, 5 vol.), une édition revue et augmentée de ses articles publiés en 1791 dans l’Encyclopédie méthodique.

6 Cette observation, faite par Berthollet en janvier 1799 lors d’un voyage aux lacs de Natron (Wâdî Natrûn), durant l’expédition d’Égypte (cf. « Observations sur le natron », Mémoires d’Égypte, Paris, Didot, an VIII [1799-1800], p. 271-279), révèle l’importance qu’il accorde désormais aux circonstances dans l’acte chimique et qu’il développe la même année dans ses Recherches sur les lois de l’affinité, Paris, Baudouin, 1801 (voir aussi Annales de chimie, 36, 1801, p. 302-317, p. 151-181, p. 221-252 ; 38, 1801, p. 3-29 et p 113-134).

7 Le texte de la leçon complémentaire de 1801 porte « fines ».

8 Guyton poursuivit ses expériences sur le diamant dans son laboratoire de l’École polytechnique.

9 Par leurs nombreux travaux dans ce domaine, parus dans les Annales de chimie ou le Journal de physique, Fourcroy et Vauquelin apparaissaient alors comme les maîtres incontestés de l’analyse chimique animale naissante.

10 C’est l’ancien praticien de la médecine et le chimiste qui parle.

11 Contrairement à ce qu’il vient de faire pour l’analyse des substances animales et et à ce qu’il va faire à propos du sang, Berthollet ne cite pas les auteurs de ces travaux sur la respiration, Lavoisier et Seguin, mais il l’avait fait dans la septième leçon.

12 M. F.-X. Bichat, Recherches physiologiques sur la vie et la mort, Paris, 1800. Outre cet ouvrage fondamental, Marie François-Xavier Bichat (1771-1802) venait de publier son Traité des membranes (1800) et son Anatomie générale (1801).

13 Voir la douzième leçon.

14 A. Volta, « On the electricity excited by the mere contact of conducting substances of different kinds », Philosophical Transactions, 90, 1800, p. 403-431.

15 Voir Giovanni Valentino Mattia Fabbroni (1752-1822), chimiste toscan. Journal de physique, 49, 1799, p. 348-357 ; Anthony Carlisle (1768-1840) et William Nicholson (1753-1815), chimistes britanniques ; cf. [Nicholson’s] Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts, t. 4, 1800, p. 179-187 : Jean-Henri Hassenfratz (1755-1827), ancien collaborateur de Lavoisier, professeur de physique à l’École polytechnique ; Charles-Bernard Desormes (1777-1862), collaborateur de Guyton à l’École polytechnique.

16 La leçon supplémentaire de Berthollet est le seul témoignage des positions de Monge et de Laplace dans cette discussion, dont les procès-verbaux de l’Académie des sciences ne conservent pas la trace précise.

17 Cf. G. Monge, « Mémoire sur le résultat de l’inflammation du gaz inflammable dans l’air déphlogistiqué dans des vaisseaux clos », art. cité, p. 78-88. Sur l’expérience des « chimistes hollandais » et celle de Silvestre et Chappe, voir notes 192 et 205, et l’annexe « Synthèse de l’eau », p. 593.

© Éditions Rue d’Ulm, 2006

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