Affinité

Affinité. Lorsque deux corps sont mis eu contact, quoique la pesanteur ne provoque aucun déplacement, que la température soit uniforme, la lumière également répartie, en un mot que rien ne paraisse capable de troubler l’équilibre ou le repos du système, il arrive souvent que les deux corps, par une action réciproque, et comme volontaire, donnent naissance à des êtres nouveaux, au milieu de circonstances plus ou moins remarquables ; bien plus, le même corps, si on vient à modifier l’action qu’exercent sur lui les agents naturels, comme l’électricité, le calorique, la lumière, se transforme aussi très souvent en des produits nouveaux. Enfin, il arrive parfois qu’un corps abandonné à lui-même, quand rien ne change autour de lui, acquiert des propriétés, prend des formes nouvelles : ces changements dans la constitution intime des corps sont dus à une force ou à des forces que l’on désigne par le nom général d’affinité, dont on cherche à expliquer la nature et le mode d’action par l’interprétation de leurs effets. D’anciens philosophes attribuèrent ces transformations, si fréquentes dans le règne minéral, et perpétuelles dans les végétaux et les animaux, à l’action d’un être particulier répandu dans tout l’univers (mens agitat molem). Suivant les autres, il n’y avait qu’une seule matière capable de prendre par elle-même des formes variées à l’infini. Aristote et ses partisans firent découler tous les phénomènes naturels du jeu de quatre éléments, dont les combinaisons, dues à des forces inhérentes à leur nature, donnaient naissance à tous les corps composés.

On attribue à Moyow les premières observations sur les combinaisons des corps ; il remarqua celles qui s’opèrent entre les acides et les alcalis, et conçut l’existence d’une force capable de les produire. Cette force, par laquelle les corps s’unissent entre eux, fut désignée par le mot d’affinité (alliance) : ainsi l’on disait que deux substances qui s’unissent fortement ont l’une pour l’autre une grande affinité, ou qu’il existe entre elles une grande force d’affinité. L’idée la plus naturelle qui se présentait pour estimer le degré d’affinité de deux corps était de chercher à la vaincre par une autre force de même espèce. Ainsi, voulait-on savoir lequel des deux corps A et B avait le plus d’affinité pour un troisième X, on formait le composé AX, et l’on faisait agir sur lui le corps B : si ce dernier avait la puissance de déplacer A, en formant le composé BX, ou en concluait que B avait pour X plus d’affinité que n’en avait A ; dans le cas contraire, on tirait une conséquence opposée. Geoffroy établit sur ce principe les premières tables d’affinité ; elles parurent en 1718. Chaque substance était placée tour à tour à la tête d’un tableau, sur lequel étaient inscrites toutes les autres par ordre de leur plus grande affinité pour la première. Limbourg, Rouelle le jeune, y firent des corrections. Gelbert donna aussi des tables d’affinité, fondées, non pas, comme celles de Geoffroy, sur les décompositions chimiques, mais sur la facilité plus ou moins grande avec laquelle les corps se combinent et sur la stabilité de leurs produits. Enfin Bergmann, en 1775, puis en 1783, développa la théorie des affinités, et forma de nouvelles tables, copiées quelquefois, il est vrai, sur celles de Gelbert, tout en suivant la méthode de Geoffroy. Considérant toujours les combinaisons comme le résultat d’une force, unique, indépendante des circonstances qui semblaient devoir au moins modifier ses effets, Bergmann distingua l’affinité immédiate d’un corps pour un autre, lorsque ces corps sont libres tous les deux, de l’affinité de ces mêmes corps lorsque l’un d’eux seulement entre déjà dans une combinaison, enfin de leur affinité lorsqu’ils entrent l’un et l’autre dans des composés différents. La première fut une affinité simple ou élémentaire, la seconde une affinité élective, et la troisième une affinité complexe. L’affinité simple est bien la véritable, mais il est impossible de la mesurer directement. Par l’affinité élective, un corps détruit un composé pour s’emparer de l’un de ses éléments ; elle peut donner la mesure de la première. Quand deux sels sont en contact, il y a quatre affinités en action. Deux tendent à maintenir en combinaison l’acide du premier sel avec sa base, et l’acide du second sel avec sa base : ce sont les affinités quiescentes. Deux agissent en sens contraire, l’affinité de l’acide du premier sel pour la base du second, et l’affinité de l’acide de celui-ci pour la base du premier : ce sont les affinités divellentes. S’il n’y a point décomposition réciproque, c’est parce que les premières remportent sur les secondes ; et si, au contraire, la décomposition a lieu, celles-ci ont vaincu les premières. Les phénomènes dus à de pareilles actions combinées devaient offrir la confirmation de l’ordre établi dans les affinités électives.

Berthollet combattit victorieusement cette théorie.

« L’affinité, selon lui, est une force qui tend toujours à réunir, et jamais à décomposer. Mais il est difficile, pour ne pas dire impossible, de la séparer de tout ce qui n’est pas elle ; car à l’affinité, qui, si elle agissait seule, produirait la combinaison intime des deux corps, s’opposent la cohésion, qui tend à maintenir ensemble les atomes de chacun de ces corps, et l’élasticité, par laquelle ils se repoussent. La liquidité même des deux corps ne permet pas à l’affinité d’avoir tout son effet, puisque les liquides ne sont pas dépourvus de cohésion. Qu’on atténue, qu’on détruise même ces deux forces perturbatrices, en dissolvant les solides et les gaz dans un liquide tel que l’eau, l’affinité réciproque des substances dissoutes sera encore contrariée par leurs propres affinités pour le liquide. Bien plus, continue l’illustre chimiste, les corps n’agissent pas en vertu de leurs affinités seulement, mais encore par leur quantité, puisqu’en faisant varier celle-ci, les résultats de l’affinité ne sont plus les mêmes. Pour déterminer les affinités relatives de deux substances sur une troisième, il faudrait les mettre en présence, toutes dans un état de liberté absolue, et voir en quelle proportion cette troisième se partagerait avec des quantités déterminées des deux autres. Si ces quantités étaient entre elles, par exemple, comme 1 est à 2 lorsque le partage se fait également, on en pourrait conclure que les affinités correspondantes sont entre elles en raison inverse, comme 2 est à 1.

« En considérant la neutralisation d’un sel comme le point où l’acide et la base qui le forment ont des actions égales et opposées sur un troisième corps, sur les couleurs bleues végétales, par exemple, on peut dire que deux acides ont pour la même base des affinités qui sont en raison inverse des quantités de ces acides nécessaires pour saturer une même portion de la base, puisque dans l’un et l’autre des sels neutres qui en résultent, les acides exercent sur une couleur bleue, soumise à leur action, un effet qui est justement compensé par l’action contraire de la base. On pourrait donc regarder les affinités comme inversement proportionnelles aux quantités, aux masses qu’il faudrait prendre de chaque acide pour neutraliser la même quantité d’une base, ou aux masses de chaque base nécessaires à la saturation d’une même portion d’acide. Et, dans tous les cas, l’action chimique serait proportionnelle à la saturation ; en sorte que l’acide qui saturerait deux portions de base aurait une action double de celle d’un autre acide qui, pris en quantité égale, ne saturerait qu’une seule portion de base. Enfin, la capacité de saturation à laquelle l’affinité est proportionnelle ayant été déterminée, pour chaque corps, à un certain degré de saturation, il serait possible que les capacités ne fussent plus dans les mêmes rapports à un autre degré de saturation.

« Quand un sel est dissous dans l’eau, si on vient à y verser un acide dans l’intention d’expulser celui du sel, ou une base pour la substituer à l’autre, tant que la dissolution se maintient parfaite, les trois corps dissous agissent l’un sur l’autre en proportion de leurs masses. S’il y a deux acides et une base, celleci se partage entre les deux acides ; et s’il y a deux bases et un acide, ce dernier agit sur les deux premières ; et, dans l’un et l’autre cas, en vertu des masses et des affinités mises en jeu. On voit par là, continue Berthollet, qu’il n’y a point d’expulsion ; car quelque grande que soit la force d’affinité de l’un des. acides pour la base commune, et quelle que soit la faiblesse de l’autre acide, si ce dernier est en quantité suffisante, son action chimique pourra l’emporter sur celle du puissant acide, parce que sa masse suppléera à la force d’affinité qui lui manque. S’il arrive qu’il y ait séparation, elle ne sera pas l’effet d’une prétendue affinité élective, mais celui des forces étrangères déjà signalées plus haut. La précipitation d’une des substances devra être attribuée à la force de cohésion qui surmonte l’action du dissolvant. La cristallisation sera une précipitation lente. Le dégagement d’un des corps à l’état de fluide élastique sera dû à la force répulsive du calorique, force que le dissolvant n’a pu vaincre. Il restera néanmoins dans le liquide une portion du corps éliminé ; portion compatible avec la force de cohésion ou d’élasticité d’une part, et, d’autre part, avec l’action du liquide et des corps dissous. Dans cette dissolution, les actions chimiques seront toujours proportionnelles aux affinités et aux masses ; et ce qui sera précipité ou volatilisé devra être considéré comme soustrait à la combinaison par des forces étrangères à l’affinité, quoique provoquées par elle. Les déplacements de certaines substances par d’autres substances n’indiquent donc pas leurs forces d’affinités respectives ; les affinités électives n’existent donc point réellement, et leurs tables ne peuvent donner qu’une fausse idée de l’affinité proprement dite. Ce n’est pas qu’on ne puisse comprendre sous le nom général d’affinité toute la puissance chimique qu’un corps exerce sur un autre dans des circonstances données ; mais alors il faut éviter de la considérer comme une force constante qui produirait les compositions et les décompositions chimiques. »

Berthollet, il faut l’avouer, a complètement renversé la théorie des affinités électives, au moins telle qu’on la concevait alors. Un grand pas qu’il a fait faire à la science, c’est de lui avoir ôté cette prétendue perfection qui, réprésentant par des nombres invariables les forces des éléments matériels, devait mettre en état de calculer d’avance tous les phénomènes chimiques. Ce n’est pas qu’il ne crût qu’après avoir observé et mesuré les effets de toutes les forces qui concourent à la produire, on ne parvint un jour à découvrir la force véritable de l’affinité, et à prévoir les mouvements infiniment petits des atomes, comme on avait déterminé ceux des corps planétaires. Mais la capacité de saturation ne semble pas être la véritable mesure de l’affinité, comme il l’avait admis.