CHIMIE Histoire
La stœchiométrie
John Dalton
Rischgitz/ Hulton Archive/ Getty Images
Le rôle de Lavoisier ne s'est pas limité à donner une nouvelle vision de l'ordre matériel, il a donné en même temps un nouveau style au travail du chimiste qui désormais introduit le quantitatif dans le qualitatif. À vrai dire, c'est à la clarté prestigieuse des exposés qu'il faut imputer l'illustration de cette nouvelle exigence qui s'annonçait déjà : l'attestent notamment les travaux de Kirwan et de Wenzel, qui s'attachèrent à l'étude des rapports quantitatifs dans la double décomposition des sels, et surtout les travaux de Richter dont la thèse de 1789, De usu matheseos in chemia, dit bien par son titre le nouveau régime de positivité recherché par les chimistes. Dans son principal ouvrage publié en 1792-1793, sur l'Art de la mesure des éléments chimiques, il introduit les lois de la neutralité chimique et pose les fondements de la stœchiométrie en faisant apparaître la constance de rapports pondéraux dans la composition de diverses familles de corps. Son œuvre n'eut pas le retentissement qu'elle méritait, car Richter conserva les présupposés de la théorie du phlogistique et omit de calculer dans un système cohérent les valeurs des poids équivalents à partir d'une base commune ; ce qui fut heureusement accompli par Franz Fischer dans sa publication des équivalents richtériens sur la base de 100 pour l'acide sulfurique. La publication, en 1803, du tableau des poids équivalents dans l'Essai de statique chimique de Berthollet fit connaître au public savant l'originalité de la stœchiométrie. Mais il est piquant de constater que Berthollet, diffuseur des thèses richtériennes, professait que la composition quantitative des combinaisons chimiques n'était pas constante, mais dépendait plutôt des masses relatives de réactifs ; par là, il pressentait l'idée juste de l'action de masse, mais la postérité lui donnera tort, au bénéfice de son ardent contradicteur Proust, défenseur de la thèse des proportions constantes dans les combinaisons. Les règles de proportionnalité supposées par la stœchiométrie trouveront une expression schématique dans l'hypothèse atomique de Dalton proposée dès 1803 à Manchester, mais répandue seulement en 1807, dans le New System of Chemistry de Thomson. Contrairement à une opinion encore soutenue, Dalton n'a pas cherché d'abord à interpréter les lois empiriques de proportionnalités pondérales notifiées par les chimistes précédents, mais il posa comme première l'intuition de l'hypothèse atomique, reprise aux Anciens. Il se représentait que si les atomes substantiels demeurent invariables dans les transformations de la chimie, chaque particule élémentaire ne peut s'unir qu'à un atome ou à un petit nombre fini d'atomes d'autres éléments ; et, par suite, le rapport des poids des atomes doit se retrouver dans le rapport pondérable des composants d'une combinaison. Mais faute de pouvoir, comme on le fait avec les techniques contemporaines, déterminer le nombre des atomes engagés réellement dans une combinaison unique de deux éléments, il admit arbitrairement que, en ce cas, ces deux éléments s'unissent atome pour atome. Pour Dalton, l'eau est composée d'un atome d' hydrogène et d'un atome d' oxygène, contrairement à ce qui sera admis par la suite. Si, avec Dalton, on prend 1 pour masse atomique de l'hydrogène, il est impossible par simple analyse chimique de décider si l'eau répond à la composition HO (avec, pour masse atomique de l'oxygène, 8) ou H2O avec, en conséquence, 16 pour masse de l'atome d'oxygène. Quant au rapport de composition, les deux propositions sont identiques. C'était une difficulté radicale, qui demandera plus de cinquante ans pour être définitivement résolue. Dalton qui s'intéressait[...]
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Écrit par
- Élisabeth GORDON : ingénieur chimiste au C.N.R.S.
- Jacques GUILLERME : chargé de recherche au C.N.R.S.
- Raymond MAUREL : professeur de chimie à l'université de Poitiers, directeur scientifique du secteur chimie au C.N.R.S.
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Robert Boyle
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Laboratoire de chimie au XVIIIe siècle
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John Dalton
Rischgitz/ Hulton Archive/ Getty Images
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