Lu Ra Ua Qu LA , $ J ue U4 EUR ÉTRAUEE ” \'W NUE 4 43 SU A RUE 4 AC | A ÿ x Ale 1 4e it da CRE OUR Lois à de à A4 LE # U 'd 4 CC ve Nr \ ” it FA A à à à 4,44 4 4 14 Au Au 4 d RAA NE A4 il CAC" CR ÿ à À à 1 1 RAC “ 4 À L'on ture K AN RO VA Ÿ ee PACA TA OA ; AE AE RAC 4 #1 W KR bb, 4 AT ru 1% Ten n N # [RE ie à 40 qu Y#4 4300 da 4 AA ET ME Re Vi à > RE # } A 4 : d ë À : # 6 4 4 4 7 | vÈ + 1 Ve MoN g-Be dim sé + CES es he ne Re Bree are 0 ds oo en ere Ten TL ie, " me 4 “ RER Los L à La , FAN À EU NE A 4.4 A DE L « \n4én # Net LH YUON À or A A ANUS MANU E E RS k GER AR Fo: RQ à 5 + ds 4 d-u,4 1 « 54 44 » # ' d Lun ETUL nd deu 9 GR { D'Or $ à tétutiunss ARLON LE ve A eee És LE) nd Dahe -. y PRE Le 254 Fe hE DS ENS pe SES Es LRAXE CLR RER ETES LA MEACR GREC SUR R Li AJ æ 44 > Lu à + 3 4 CN ARR 4 CRC ENC RNCS PAR EEE RER QCIER MH G A URN K A Men 0 5 PQ LOL COL ON PUR OL ONE SUR TA AN DEEE &, ï «f je 2 M sa S 1 sn} AN 9 a ODA DAC el d nue 1 10 =) ; 4 WE (EN TS | NU AS PA) S HAE n ( ARCHIVES NÉERLANDAISES DES SCHUP NICS EXACTES ET NATURELLES PUBLIÉES PAR LA SOCIÉTÉ HOLLANDAISE DES SCIENCES à HARLEM, ET RÉDIGÉES PAR o BOSSCHA, Secrétaire de la Société, AVEC LA COLLABORATION DE MM. C. A. J. A. Oudemans, W. Koster, C. K. Hoffmann et J. M. van Bemmelen. MOPMPERAIX HARLEM, LES HÉRITIERS LOOSJES. 1896. en Page 352 365 370 372 381. 383 3006 394 399 Ha nd bd y bed fu ñ e e Ü ° e É A CORRIGER. De le lisez Le. plaeerait > placerait: amoindrer » amoindrir. du dun. vitrations , Vibrations. récipoquement , réciproquement. immatériel , impalpable. je (à He de. 1673 ; LOT: Dar. TABLE DES MATIÈRES. Programme de la Société Hollandaise des Sciences pour l’année 1895. M. W. BEYERINOK. Sur la fermentation et le ferment butyliques.. Page 1 H. W. BaAknuis RoozEB00M. Représentation graphique des systèmes hétérogènes formés de un à quatre corps, y compris la décompo- BUT GHIDUE NS AC RS ER ES W. C. L. van ScHaIK. Sur la limite inférieure des sons perceptibles. H. W. Bakauis RooZEBooM et F. À. H. SCHREINEMAKER. Sur les équilibres entre phases liquides et solides dans le système eau, me cnlornydrique chlorure-ferrique .. ...:..!,............. J. H. MEERBURG. Sur la polarisation électrolytique .............. C. vAN WISSELINGH. Sur les bandelettes des Ombellifères (contri- batonhétude de/la-paroi cellulaire). :..:.....0......:.. M. W. BEyveriNCx. Le Spirillum desulfuricans, agent de la réduction LES SUONER à 2 ue NON RE PE RE TH. W. ENGELMANN. Observations et expériences sur le cœur sus- pendu. Troisième mémoire. Sur la signification, pour le rhythme cardiaque, de la phase réfractaire et du repos compensateur.... W. EINTHOVEN. Sur les points cardinaux de l’œil pour les lumières dERcodienre Ie renEe ss 8 EL A dem AR UT LAN SERGE me » » » » 95 162 4199 233 278 295 346 IV TABLE DES MATIÈRES. J/BosscHA. Christian Huy sens PAR UPPER Re Page 352 J. M. van BEMMELEN et E. À. KLOBBIE. Sur l’oxyde ferrique humide amorphe, l’hydroxyde ferrique cristallin, les ferrites de potassium et de sodiunn te. CRE Rte SRE Cr M EE DO Ge V. À. Juzius. Sur le quartz fondu et les bandes d’interférence dans le spectre des fils de quartz" 2 PR EUR CPR PROGRAMME DE LA Société hollandaise des sciences à Harlem. ANNÉE 1895. La Société hollandaise des sciences a tenu le 18 mai 1895 sa cent-quarante-troisième assemblée générale. Le Directeur- Président Jhr. J. W. M. Score, dans son discours d’ouver- ture, rend hommage à la mémoire de M. le Dr. D. be H4aw, Directeur de la Société, de M. W. R. Bozr, membre national, et des membres étrangers MM. J. P. KIRKkMAN, J. D. Dax, C. FO W. Lupwic, H. L. F. von HezmnortTz, V. Duruy, H. Cayrey et À. Kunpr, dont la Société avait eu à déplorer la perte dans le cours de l’année écoulée. Il souhaite la bien- venue aux Directeurs F. M. Baron van LYNDEN, Jhr. J. A. P. REPELAER VAN SPIJKENISSE, Jhr. J. O. A. REPELAER VAN DrIez et Mr. J. H. FRANSEN vAN DE PUTTE, ainsi qu'aux membres J. C. Kapreyn et À. G. H. vAN GENDEREN STORT, qui assistaient pour la première fois à la séance. Le Président mentionne que l'impression du tome sixième des Œuvres complètes de Christiaan Huygens est terminée, et que ce volume pourra probablement être distribué dans le courant du mois de juillet. Un exemplaire est à la disposition des membres présents à l’assemblée ; il renferme la correspon- dance de 1666—1669; il y est joint des fac-simile de lettres d'OrxnenBurG et du HAMEL, premiers secrétaires de la Royal Society de Londres et de l’Académie des Sciences de Paris. II PROGRAMME 1895. Ont paru encore: les livraisons 2, 3, 4 et 5 du Tome XX VIII des Archives Néerlandaises et la première livraison du Tome Exe Il n’a pas été envoyé de réponses aux questions de con- Cours proposées pour cette année. L'assemblée arrête quelques nouveaux sujets de concours. Elle nomme membre national de la Société: M. le Dr. A. Brepius à La Haye, et membres étrangers: Lord RAYLEIGH et M. le Prof W. Ramsay à Londres, et M. H. Le CHATELIER, à Paris. | QUESTIONS MISES AU CONCOURS. Délai: jusqu’au ler Janvier 1896. IL La Société demande un compte-rendu historique du progrès réalisé dans la teneur en sucre des betteraves, et un examen des méthodes grâce auxquelles ce progrès a été obtenu. UE La Société demande une étude expérimentale sur les causes probables de l’anisophyllie, et une revue critique des travaux hs relatifs à ce sujet. ET La Société demande une étude sur la reproduction et le développement des Diatomées, dans le but de décider ce qui se rapproche le plus de la vérité, des résultats récemment ob- tenus par M. Castracane, ou des idées généralement ad- mises de M. Pfitzer. LV. L'observation apprend que, lors de la formation des cécidies sur les plantes, les substances cécidiogènes peuvent être in- PROGRAMME 1895. III troduites dans une cellule unique et rester ou non confinées dans cette cellule. Elles peuvent aussi se trouver dès l’abord en contact avec la surface externe d’un groupe cellulaire, pénétrer plus ou moins profondément dans ce massif, et modifier jusqu'à ce niveau les propriétés morphologiques et physiologiques de l'organe. Les distances dont il s’agit ne sont certes pas bien grandes, mais elles sont sans doute suf- fisantes pour être facilement et exactement mesurées par voie microscopique. Ceci posé, la Société demande: 1° des recherches nouvelles sur les groupes cellulaires inté- ressés dans la cécidiogénèse, et en particulier des mesures exactes de ces groupes; 2° des données nouvelles propres à élucider la nature des substances cécidiogènes. V. On demande des recherches nouvelles sur la fermentation qui, dans les marécages et les tas de fumier, donne lieu à du méthane, et sur les organismes actifs dans cette fermen- tation. VAE Dans le Zeitschrift für Instrumentenkunde, 1892, pp. 346 et suivantes, M. le Dr. B. Walter cite comme une source d'erreurs non négligeable dans la détermination des tempé- ratures à l’aide du thermomètre à mercure, l’évaporation du mercure et sa condensation sur la paroi interne, à la partie supérieure du tube. D’après cet auteur, cette influence se manifeste déjà aux températures inférieures à 100°. La Société demande des recherches expérimentales propres à déterminer, dans diverses conditions, la grandeur des erreurs pouvant résulter de cette circonstance. Les recherches peuvent être limitées aux températures com- prises entre 0° et 100°; elles devront toutefois aussi porter spécialement sur les déterminations de points d’ébullition. [V | PROGRAMME 1895. Délai: jusqu’au ler Janvier 1897. [. La Société demande une nouvelle étude de l’origine et du développement des cellules génitales (œufs primordiaux) chez les Vertébrés. 1iR La Sociéte demande une étude sur le développement du rein définitif (métanéphros) chez les Vertébrés. IL. La Société demande une nouvelle étude sur la formation des feuillets embryonnaires chez les araignées proprement dites (Aranéines). IV. La Société demande une étude du rapport entre la phyllo- taxie et les divisions de la cellule apicale dans le genre Selaginella. V. La Société demande une étude comparée de la structure et des divisions des noyaux chez les Cytisus Laburnui, C. purpureus et OC. Adami. VI. La Société demande un examen des divers cas de polyem- bryonie observés dans le règne végétal. On comparera les pro- priétés individuelles des individus issus des embryons acces- DS soires à celles de la plante mère. VIL On déterminera par des expériences concluantes, tenant compte de ce qui est connu jusqu'à présent, à des profon- deurs de 20 mètres et moins au-dessous du niveau de la mer, les relations : PROGRAMME 1895. v 1°. entre l’amplitude du mouvement ondulatoire (des vagues non-déferlantes) et du mouvement près du fond; 2°, entre cette amplitude et son effet sur le fond, VIIT. La Société demande un travail, reposant sur des recherches personnelles, et faisant usage des travaux antérieurs, sur les parasites et commensaux des poissons de mer et d’eau douce des Pays-Bas. Xe Plusieurs expérimentateurs ont pu amener des feuilles vertes à fabriquer des matériaux de réserve aux dépens de solutions de substances organiques. On a pu voir également que les jets incolores de la pomme de terre, détachés et pla- cés dans des solutions d’aliments organiques, sont capables de satisfaire dans ces conditions leurs besoins de matériaux plastiques et continuent de croître. Il ne paraît pas qu’on ait fait des recherches analogues pour les racines des plantes, malgré que ces organes donneront probablement des résultats particulièrement intéressants. La Société demande des recherches expérimentales nou- velles sur ce domaine, portant sut divers organes de plantes supérieures, spécialement des racines et des rhizomes, pouvant vivre entièrement submergés. On prendra la précaution d’opérer dans des solutions stérilisées, les microbes étrangers étant complètement exclus; ou bien, si les circonstances y condui- sent, des microbes étant ajoutés artificiellement aux solutions nutritives. xe La vitesse d’hydratation ou de déshydratation en présence de solution aqueuse est très-différente dans différents groupes de substances. Une étude de M. KurNaAKkow a récemment appelé l’atten- tion sur divers faits d’où il semble résulter que chez cer- VI PROGRAMME 1895. taines substances caractérisées par une faible vitesse d’hy- dratation et de déshydratation, le rapport entre la solubilité dans les états anhydre et hydraté s’écarte de celui qui se rencontre chez des substances dont les états, en solution aqueuse, passent rapidement l’un à l’autre. Nos connaissances relatives aux équilibres des corps dissous, et les rapports entre ces états et les combinaisons susceptibles d'existence à l’état solide demandent à être complétées La Société propose donc une étude des substances appartenant aux groupes en question au point de vue de leur solubilité. Les recherches s’étendront sur une série de températures telle qu'il devienne bien évident quels états représentent des équi- libres stables et s’il existe entre les états d'équilibre stable et instable des températures de transition. XI. La Société demande une étude des phénomènes d’équilibre dans un ou plusieurs alliages de deux ou trois métaux, depuis le point de fusion du métal le plus difficilement fusible jusqu’à la plus basse température à laquelle un mélange liquide de ces métaux puisse exister. XIT. La Société demande une étude systématique des phéno- mènes d'équilibre qui peuvent prendre naissance dans un sys- tème de trois corps, où il peut y avoir également décompo- sition chimique. ABLE On demande une étude de la conductibilité électrique d’un _ sel quelconque à des températures ou des concentrations aussi différentes que possible. La Sociéte appelle l'attention — sans prétendre cependant y obliger les concurrents — sur l’utilité qu'il y aurait à étendre les déterminations jusqu’au sel fondu anhydre, et sur la pos- sibilité de dépasser la température critique du dissolvant. nait ci dacrépat, PROGRAMME 1895. VII XIV. Comme les résultats obtenus jusqu’à présent ne concordent pas encore, la Société demande de nouvelles déterminations des points de congélation des solutions diluées. La Société recommande aux concurrents d’abréger autant que possible leurs mémoires, en omettant tout ce qui n’a pas un rapport direct avec la question proposée. Elle désire que la clarté soit unie à la concision, et que les propositions bien établies soient nettement distinguées de celles qui reposent sur des fondements moins solides. Elle rappelle, en outre, qu'aucun mémoire écrit de la main de l’auteur ne sera admis au concours, et que même, une médaille eût-elle été adjugée, la remise n’en pourait avoir heu, si la main de l’auteur venait à être reconnue, dans l’intervalle, dans le travail couronné. Les plis cachetés des mémoires non couronnés seront détruits sans avoir été ouverts, à moins que le travail présenté ne soit qu’une Copie d'ouvrages imprimés, auquel cas le nom de l’auteur sera divulgué. Tout Membre de la Société a le droit de prendre part au concours, à condition que son mémoire, ainsi que le pli, soient marqués de la lettre L. Le prix offert pour une réponse satisfaisante à chacune des questions proposées, consiste, au choix de l’auteur, en une médaille d’or frappée au coin ordinaire de la Société et portant le nom de l’auteur et le millésime, ou en une somme de cent-cinquante florins; une prime supplémentaire de cent-cin- quante florins pourra être accordée si le mémoire en est jugé digne. Le concurrent qui remportera le prix ne pourra faire im- primer le mémoire couronné, soit séparément, soit dans quelque VIII PROGRAMME 1895. autre ouvrage, sans en avoir obtenu l'autorisation expresse de la Société. Les mémoires, écrits lisiblement, en hollandais, français, latin, anglais, italien ou allemand (mais non en caractères allemands), doivent être accompagnés d’un pli cacheté ren- fermant le nom de l’auteur, et envoyés franco au Secrétaire de la Société, le professeur J. BosscHA, à Harlem. ARCHIVES NÉERLANDAISES Sciences exactes et naturelles, SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES PAR M. W. BEYERINCK. Le produit principal de cette fermentation est l’alcool bu- tylique normal, qui bout à 117° C et se dissout dans 12 parties d’eau, d’où l’on peut le séparer au moyen de chlorure de calcium. L’oxydation le convertit en acide butyrique nor- mal. Cet alcool ne prend pas seulement naissance dans la fermentation qui va être traitée dans les pages suivantes et _dont je propose d’appeler le ferment Granulobacter butylicum. Il s’en rencontre encore de petites quantités dans les produits d’au- tres fermentations, surtout dans la fermentation butyrique du glucose, du saccharose, de la glycérine et de la mannite, due à ce que j'appellerai le Granulobacter saccharobutyricum 1). Le même alcool se forme encore dans la fermentation butyrique causée par le Bacillus orthobutylicus, décrite par M. Grimbert ?). 1) À. Fitz. Ueber Bacillus butylicus. Ber. d. D. chem. Gesellsch., Jahrg. 15, pag. 867, 1882. Le Bacillus butylicus Fitz est identique à mon Gra- nulobacter saccharobutyricum. Feu M. Fitz ne connaissait pas mon Gr. butylicum, ce que je puis affirmer avec certitude, vu que les nombreux tubes contenant le Bacillus butylicus Fitz, et préparés par l’auteur lui- même, sont passés dans mes mains à sa mort en 1885. 2) L. Grimbert. Fermentation anaérobie produite par le Bacillus orthobutylicus. Ann. de l'Inst. Pasteur. T. 7, p. 353, 1893. Ce bacille ne produit pas de granulose et ne se colore pas en bleu par l’iode. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. il 2 M. W. BEYERINCK. On trouve répandu dans le terreau des jardins une bactérie en forme de streptococque, qui élabore une petite quantité d'alcool butylique aux dépens d’extraits concentrés renfermant du maltose. J’ai rencontré de plus dans une culture ense- mencée au moyen de terre du Sénégal, apportée en même temps que des noix d’arachide, outre de nombreuses colonies de Bacillus megatherium, un clostridium qui donna passagère- ment dans les brassins de malt une grande quantité d’alcool butylique. Je crois donc qu’en le recherchant attentivement, cet alcool se montrerait être un produit très-répandu de la vie bactérienne. Le ferment que je décrirai dans la suite de ce travail n’a pas été distingué jusqu'ici du ferment butyrique, auquel il est en effet étroitement allié. Je donnerai plus loin une diagnose de ce dernier ferment, et je compte encore y revenir ultérieurement, à propos d’une étude générale des fer- mentations spontanées dans les pâtes de farine préparées à la température ordinaire, quand on les abandonne à elles-mêmes dans l’étuve d’incubation. $ 1. Tntroduction1\0Oréationt d'utaenme Granulobacter. J'ai découvert en 1886 qu’il y a certaines varif$tés de farine de céréales et de malt d’orge, qui trempées au moyen d’eau bouillante, entrent au bout d’un séjour de 24 heures à la température d’incubation en fermentation butylique pure, avec formation abondante d'hydrogène et d'acide carbonique. D'autres échantillons de farine, traités de la même manière, donnent outre les gaz cités et une très-petite quantité d'alcool butylique, surtout de l’acide butyrique !). 1) Jamais je n’ai pu constater dans ces deux fermentations, en dépit de très-nombreuses analyses de gaz, la présence d’une trace de méthane ou de quelque autre substance gazeuse sauf l'hydrogène et l’acide carboni- que. Une lessive de potasse et le noir de palladium absorbent complète- ment les gaz de fermentation. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 3 L'opération du détrempage à pour but de tuer le ferment lactique, de chasser l’air de la masse et de transformer la fécule en empois. Le ferment butylique, le ferment butyrique et les bactéries du foin, dans le sens le plus étendu de cette dernière dénomination, survivent. Les spores du ferment bu- tylique et de la bactérie butyrique en effet résistent pendant quelques secondes à une ébullition prudente. Comme ces spores donnent naissance à des bactéries anaérobies obligatoires, le développement à lieu d’abord dans la profondeur de la pâte. Les bactéries secrètent en cet endroit une grande quantité d’amylase '), ce qui liquéfie la fécule transformée en empois et la fait passer à l’état de maltose ?). On sait que les bactéries du foin sont très-résistantes à l’ébul_ lHition. Il se forme donc à la surface libre de la bouillie de farine une pellicule de bactéries du foin, qui d’ailleurs n’est pas nuisible à la fermentation butylique; elle empêche en effet le contact de l'air et favorise donc bien plutôt la fermenta- tion qui s’opère en dessous d’elle. | Je me suis depuis cette année 1886 souvent occupé de ces remarquables phénomènes, et j'ai appris à avoir si bien dans la main les facteurs principaux qui déterminent l'expérience que peu à peu le nombre d’espèces de farine avec lesquelles elle à réussi s’est considérablement accru. 1) L'expression d’’amylase” est employée ici, à l’exemple des auteurs français, comme nom générique pour les diverses zymases qui décomposent _ lamidon (action amylolytique). J’ai appris à connaître de plus près les espèces suivantes d'amylase: I la maltase et Il la granuiase d'orge (qui constituent ensemble la diastase du malt): [I la ptyaline (et la diastase pancréatique); IV les autres granulases (comprenant les diastases du malt de maïs, butylique, du sarrasin, des Nyctaginées); V la glucase. 3 Les expressions granulase butylique, diastase butylique, amylase buty- lique, diastase granulobactérienne, qui se rencontreront dans la suite de ce travail et dans la littérature, s'expliquent d’elles-mèmes: elles s’appli- quent toutes au même ferment amylolytique produit par le Granulobacter. 2) Il ny a pas production de glucose, 1* 4 M. W. BEYERINCK. C’est ainsi que j’ai obtenu encore, quoique exceptionnellement, de bonnes fermentations avec la farine de seigle de froment, d’épeautre et d’orge. La quantité d'alcool butylique récoltée est extraordinairement variable, et dépend chaque fois des espèces et variétés de bactéries en jeu. Le plus souvent on trouve dans de la farine de cette nature une si grande quantité de ferment butyrique qu’il détruit la bactérie butylique. Ce qui me donne à beaucoup près les meilleurs résultats, ce sont des espèces d'orge d’été nue (Hordeum distichum nudum et H. vulgare himalayense), cultivées dans un jardin à Delft !) et sur lesquelles le ferment butyrique semble faire entièrement ou presque entièrement défaut. Puis vient l’épeautre, puis le seigle et finalement le froment et l’orge ordinaires, sur les- quels le ferment butyrique semble être plus ou moins accu- mulé, dans l’ordre où je les cite. Même la farine de froment pure, telle qu'on la trouve dans le commerce, m'a donné quel- ques bons résultats. Il n’est peut-être pas superflu d'examiner brièvement la questi- on de l’origine du ferment butylique que l’on trouve sur Les espè- ces de céréales nommées. Je ne suis cependant pas en mesure d’y répondre définitivement. Si le ferment tombe sur les épis sous forme de poussière, on se demandera d’où provient cette pous- sière? Le ferment butyrique d’autre part, le Granulobacter saccha- robutyricum, est extraordinairement abondant dans le sol, et il semble donc tout donné d'admettre que le sol est également le milieu naturel primitif du ferment butylique. Mais pourquoi ce dernier se rencontre-t-il si souvent sur l’orge nue sans être mé- langé au ferment butyrique, tandis que les variétés ordinaires d'orge, de seigle ou de froment portent toujours à la surface de leurs grains le Gr. saccharobutyricum en quantité telle que bien rarement on peut y provoquer des fermentations butyliques? Je ne puis résoudre cette question d’une manière certaine. Le 1) Mes observations s'appliquent à des matériaux récoltés en 1887, 88, B9 O0 9 TECRO2; SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 5 Gr. saccharobutyricum peut-il, dans certaines circonstances in- connues, se transformer en Gr. butylicum? C’est ce que je ne puis décider. Cette métamorphose ne s’opère pas dans le laboratoire; mais on observe parfois qu'un échantillon bien conservé d’orge nue, qui peut donner immédiatement après la récolte la fermentation butylique, perd cette propriété en hiver et ne permet plus alors que le développement du seul Gr. saccharobutyricum. Je me suis donc demandé si le Gr. butylicum vit peut-être en parasite à l’intérieur des grains de blé et meurt facilement dans la farine? Mais il n’en est pas ainsi; les spores ne se trouvent sans le moindre doute qu’à la surface extérieure du fruit !). Il est donc encore obscur pourquoi le ferment butylique se développe de préférence dans les bouillies pâteuses d’orge nue. Le riz, le maïs, le sarrasin, le caroubier (gousses du Cera- tonia siliqua) et le sorgho ne m'ont jamais donné de fermen- tations butyliques abondantes. Toujours en effet ces matériaux entrent en fermentation butyrique. Le ferment butylique ce- pendant n’y fait pas défaut, et c’est donc dans leurs propriétés chimiques qu'il faut chercher l'explication du phénomène. Je l’attribue à la présence de glucose, qui se trouve tout formé dans le caroubier, et se forme facilement aux dépens de la farine de riz, de maïs, de sarrasin et de sorgho, renfer- mant tous une grande quantité du ferment la glucase. Or le glucose passe facilement à l’état d'acide butyrique, mais bien plus difficilement à celui d'alcool butylique. Pour que les expériences de fermentation butylique réus- 1) Des questions de cette nature sont bien plus faciles à résoudre qu'on ne le croit généralement. Il suffit de placer les grains, ou des portions de grains, enfermés dans de la gaze ou dans une autre enveloppe appropriée, au sein des milieux de fermentation ou des matérieux d'ensemencement. On recherche ensuite les bactéries dans des préparations microscopiques ; jamais on ne trouvera ces organismes dans l'intérieur des tissus ou tout au moins dans des cellules closes. Le Granulobacter ne pénètre donc pas dans les cellules intactes. 6 M. W. BEYERINCK. sissent avec les farines de seigle, de froment, d’épeautre et d'orge, il faut que Ja température soit exactement maintenue à un certain degré constant, non seulement lors de la trempe, mais encore dans l’étuve d’incubation. Des oscillations de tem- pérature de 5° C. à l’intérieur de celle-ci peuvent provoquer la formation d’acide butyrique, et faire manquer ainsi l’expé- rience. Cela doit sans nul doute tenir à ce que les spores du ferment butyrique se trouvent en très-grande quantité à la surface des grains de ces céréales, à côté des spores du fer- ment butylique, et que l’optimum de température pour la première bactérie est un peu plus bas que pour l’autre. De là une prépondérance très-rapide d’une espèce sur sa voisine. Quoiqu'il en soit, j'ai réussi, par la méthode à la gélatine, à isoler d’une pâte préparée de la manière indiquée les deux formes, ce qui m'autorise, me semble-t-il, à admettre leur existence à la surface des fruits de céréales. Les bactéries dont il faudra tenir compte ici n’ont jamais été suffisamment distinguées entre elles. Elles ont jusqu'ici toutes été comprises sous les noms de Bacillus Amylobacter et de Clostridium butyricum. Je crois que le moment est venu de supprimer ces appellations collectives et de créer à la place quel- ques espèces nouvelles !). J’ai eu moi-même l’occasion, outre les deux espèces déjà citées et leurs diverses variétés, d’en dis- tinguer encore une troisième, souvent rencontrée et en grande quantité, savoir lé ferment butyrique du lactate de calcium. Toutes trois ont ceci de commun qu'elles ne se développent pas du tout quand il y à beaucoup d’oxygène en présence; et que si dans les milieux de fermentation il n’y a que des traces de ce gaz, il se produit des bâtonnets à motilité très éner- gique, qui se colorent en jaune par l’iode et donnent avec une vive effervescence de l'hydrogène et de l’acide carbonique. 1) C’est ce qu'a déja ébauché M. M. Gruber, en divisant le Clostridium butyricum (Bacillus Amylobacter) en trois espèces, qu'il décrit brièvement sous les chiffres I, Il et III. Centralbatt für Bacteriologie Bd. I. p. 370, 1887. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 7 L’anaérobiose est-elle complète, une certaine partie du corps de plusieurs bâtonnets se remplit de granulose, qui se co- lore en bleu par l’iode. Les bâtonnets augmentent en même temps considérablement de volüme et se transforment en clo- stridiums. Je propose pour cette dernière raison de réunir dorénavant la totalité de ces formes sous le nom générique de Granulobacter. Je crois devoir rapporter encore à ce genre une espèce aérobie (temporairement anaérobie), connue jusqu'ici sous le nom de Pacillus Polymyxa, et que j'ai également étudiée en détail. On aura alors comme suit un aperçu général des qua- îre formes que j'ai plus spécialement eues sous les yeux. Granulobacter. Bactéries de fermentation anaérobies temporaires ou obligatoires !), qui si l’anaérobiose est complète se remplissent soit en partie soit en totalité de granulose et prennent alors la forme de clostridiums. S'il y à des traces d'oxygène en présence il se forme des bâtonnets à motilité très-vive, qui se colorent en jaune par l’iode. Des spores se forment dans les clostridiums, et peuvent résister pendant quelques secondes ou quelques minutes, dans les liquides de culture, à une température de 95—100° C. Cela permet de supprimer les bactéries étrangères. On trouve toujours, parmi les produits de fermentation, de l’acide carbonique et d’ordi- naire aussi de l’hydrogène, tandis que le méthane fait com- plètement défaut. Les quatre espèces principales sont les suivantes. En premier lieu: le Granulobacter butylicum ?). C’est le ferment butylique de plusieurs variétés de farine de céréales. Il est très-abondant à la surface de l’orge nue, et donne aux dépens du maltose de l'alcool butylique, de l’hy- drogène et de l’acide carbonique, mais pas d’acide butyrique. 1) Je renvoie pour l'explication de l'expression anaérobie temporaire au & 12. 2) Peut-être identique au Bacillus Amylobacter 1 de M. Gruber. (Voir le note de la page précédente). 8 M. W. BEYERINCK. Il est exclusivement anaérobie. Pendant la fermentation il y a production de beaucoup d’amylase, qui est un composé simple, et ne renferme pas non plus de glucase. Les spores sont grandes; les clostridiums épais et courts. Les colonies apparaissant dans l'extrait de malt gélatiné sont blanches, d’une consistance mucilagineuse épaisse et ne liquéfient pas (Pour les figures 6 et 7 v. pag. 35 et 39). En deuxième lieu: le Granulobacter saccharobutyricum !). C’est le vrai ferment butyrique du sucre. On le trouve tou- jours dans la farine et dans la terre des jardins; il est éga- lement très-commun dans le limon des fossés. C’est le ferment anaérobie de la fermentation butyrique ordinaire du glucose. La fermentation butyrique du maltose par le même organisme est plus difficile. Il produit, outre de l’acide butyrique de fer- mentation, de l’alcool butylique en quantité variable ainsi que de l’acide carbonique et de l'hydrogène. Pendant la fermen- tation il y à formation d’amylase. Cette forme est très-voisine de l’espèce précédente, ce qui ne permet pas toujours de les distinguer au microscope. Les bâtonnets cependant prennent ici la prépondérance, de manière que dans l’ensemble l’ana- logie aux bacilles du foin est encore plus-grande. Les clos- tridiums sont généralement plus minces que dans la première forme, et les spores plus petites; l’organe qui produit la granu- lose est également plus petit. Les colonies se développent plus lentement dans l’extrait de malt gélatiné, sont d’un moindre volume et ne deviennent pas si résistantes que chez le G. butylicum. Ne liquéfie pas la gélatine. En troisième lieu: le Granulobacter lactobutyricum ?). C’est le ferment butyrique du lactate de calcium quil —————© 1) Identique au Bacillus butylicus Fitz, Ber. d. D. chem. Gesellsch., Jahrg. 15, pag. 867, 1882. À. de Bary en donne une bonne figure sous le nom de Bacillus Amylobacter dans ses Vorlesungen über Bacterien, 1re édit. pag. 79, 1885. 2) Pasteur. Etudes sur la bière, p. 282, 1876. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 9 transforme, à l’état de clostridium anaérobie, en butyrate de calcium, hydrogène et acide carbonique avec quelques pro- duits accessoires incon- nus, mais pas de méthane (Fig. 1) Il perd très-fa- cilement son pouvoir fer- mentatif et passe alors à l’état d’une bactérie en bâtonnet, quiressemble au Bacillus subtilis, mais dé- compose énergiquement au début le lactate de Kig. 4. (700) Granulobacter lacto- calcium, avec formation butyricum, avec sphérites de carbonate de carbonate de calcium, de chaux. sans acide butyrique. Cette forme aérobie liquéfie faiblement la gélatine, ne se méta- morphose pas en les espèces précédentes et ne se déve- loppe pas dans leurs solutions nutritives. Les clostridiums sont ordinairement très-courts et épais: ils ne se meuvent que lentement; les spores qu'ils renferment sont petites, plus arron- dies que chez le ferment butylique. La granulose prend par l’iode une teinte bleu violet et non bleu pur. La forme aérobie contient des spores disposées en chapelet; on n’y trouve pas de granulose et elle prend par l’iode une teinte jaunâtre. Le carbonate de calcium formé aux dépens du lactate se compose de grands sphérites très-intéressants (v. Fig. 1). Au bout de quelques transports successifs le développement cesse com- plètement en présence de l’air. La forme anaérobie ne donne également que quelques fermentations et meurt au bout de quelques transports, sans que l’on puisse dire pourquoi. On rencontre cette forme dans les fermentations butyriques spon- tanées du lactate de calcium. En quatrième lieu: le Granulobacter Polymyxa !): 1) Prazmowski, Entwickelung und Fermentwirkung einiger Bacterien, p. 37, Leipzig 1880. 10 M. W. BEYERINCK. Bactérie temporairement anaérobie, provoquant la fermen- tation de l'extrait de malt (Fig. 2). Elle se développe le mieux quand l'air a libre accès, mais ne fermente qu’en présence d’une quantité restreinte d'oxygène. La forme aérobie ne se compose que de bâtonnets mo- biles, la forme de fermentation est représentée par des clostri- diums renfermant peu de gra- nulose et le plus souvent des spores Cet organisme produit un mucilage blanc volumineux. Il ne donne à la fermentation presque rien que de l’acide car- bonique, une très-petite quantité Polymyxa. d'hydrogène, de simples traces d'alcool butylique et pas d’acide butyrique. Il liquéfie lente- ment, mais complètement, la gélatine nutritive, et donne naissance à un peu de diastase. C’est un hôte constant des pâtes en fermentation butylique, et il doit donc sans nul doute se trouver normalement sur les grains de blé. Il est très-répandu dans le terreau de jardin. Il forme la transition des Granulobacter aux ,bacilles du foin.” La série des Granulobactéries n’est pas épuisée par ces quatre espèces. J’ai rencontré au moins encore deux formes que je n’ai pas réussi jusqu'ici à cultiver; l’une provient de la fange de fossé, l’autre s’est rencontrée sur les grains de blé. Je crois également probable que le Leptothrix buccalis du dépôt dentaire doit être rapporté au genre Granulobacter. Dans la poussière de céréales orientales se rencontrent du reste des espèces alliées au Gr. Polymyxa, espèces aérobies très-remar- quables qui produisent des spores, forment des zooglées très- résistantes et renferment du glycogène au lieu de granulose. Le Granulobacter trouvera, comme il a déjà été dit, sa place dans le système naturel futur à côté du groupe passablement étendu des baclles du foin et de la pomme de terre. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. li Il se pourrait d'autre part que le Granulobacter soit, au point de vue systématique, allié à la bactérie de la putréfaction instestinale découverte par M. Bienstock, le Bacillus pu- trificus coli, et allié également aux autres bactéries sporo- gènes provoquant la putréfaction des matières albuminoïdes. Peut-être le Granulobacter représente-t-il le type le plus diffé- rentié du système bactérien. Comme il a déjà été dit plus haut, le Granulobacter butyli- cum est une espèce qui comprend dans tous les cas un cer- tain nombre de variétés très-proches parentes les unes des autres. Il en est de même du Gr. saccharobutyricum. L'existence de ces variétés, qui occupent souvent une position intermé- diaire entre les deux espèces, rend beaucoup plus difficile l'étude de ces dernières, et aussi la description et l’explication des phénomènes provoqués par elles. Je me suis donc décidé à ne traiter dans ce travail que du ferment butylique qu’il y a moyen de caractériser nettement; et cela malgré que le Gr. saccharobutyricum soit plus généralement répandu, sup- plante facilement dans les moûts de farine de céréales le Gr. butylicum, et soit donc plus important au point de vue pratique. L’antagonisme entre les deux ferments repose avant tout sur la facilité avec laquelle le Gr. saccharobutyricum fa- brique de l’acide butyrique aux dépens du glucose; cet acide est nuisible au ferment butylique. Les pâtes de maïs, de sorgho, de riz et de sarrasin, qui renferment du glucose, sont donc très-favorables au développement du G. saccharobutyricum, mais impropres au (x. buiylicum. Le caroubier renferme également les spores des deux fer- ments. Les traités de chimie le recommandent cependant pour la fabrication de l’acide butyrique. L’explication de ce fait est donnée, comme nous l’avons vu, par la forte teneur en glu- cose, que le Gr. saccharobutyricum transforme en acide, ce qui arrête dans son développement le G. buiylicum. 12 M. W. BEYERINCK. S 2Beleveintbutylraiue: Dans l’industrie de la levûre, le moût qui devra fermenter est tantôt directement additionné de levûre de pain; c’est ce qu'on appelle en allemand ,Hefeansatz”. Ou bien, dans les fabriques les mieux montées, le moût est additionné de ,Kunst- hefe”. On entend par là une pâte épaisse très-consistante de farine de seigle et de malt d’orge, qui après saccharification à la température d'action de la diastase, entre en fermentation lactique spontanée. On obtient ainsi le ,Sauergut” ou , Hefe- gut” des Allemands qui, additionné de levûre, fournit après fermentation la ,Kunsthefe”” La levûre donne dans le ,Sauer- gut” une fermentation absolument anaérobie et se débarrasse ainsi presque complètement des microbes entièrement ou à moitié aérobies !). Le levain butylique dont je me sers pour provoquer la fermentation principale” dans les moûts appropriés a un but analogue; seulement je n’ai pas besoin de la saccharification par le malt, puisque le ferment secrète lui-même de la dias- tase. Je ne dois pas non plus ajouter de bactéries butyliques, car celles-ci se rencontrent déjà sur les céréales tandis que la vraie levûre de pain y fait généralement défaut. Il faudrait donc à vrai dire, pour établir un parallèle exact, comparer le levain butylique à la pâte de malt de seigle devenue spon- tanément acide, c’est-à-dire au ,Sauergut”. Pour me procurer le levain butylique, je fais bouillir vive- ment 50 à. 100 cm°. d’eau distillée, sur bain de sable, dans un verre long et étroit, et je continue l’ébullition jusqu'à ce que l'air dissous soit complètement chassé. J'ajoute ensuite peu à peu des cuillerées de la farine grossièrement moulue, non tamisée, d'orge nue, jusqu’à ce que la masse soit devenue 1) La ,Kunsthefe”’ est issue sans aucun doute dans le cours des progrès industriels du ,Sauerteig” (l’équivalent littéral du ,,levain” français) qui se distingue du ,,Sauergut” par ce qu'il renferme de la levüre, tandis que ce dernier n’en contient pas. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 13 épaisse et que la cuiller puisse s’y tenir debout. Il ne faut pas cependant que la pâte soit trop consistante, sinon les bactéries butyliques doivent mettre plus de temps à se dé- velopper et à secréter de l’amylase avant d’avoir envahi suffi- samment la masse et de mettre celle-ci toute entière en fermentation. On fait bien attention que, pendant toute l’expé- rience, l’'ébullition soit très-modérée, de manière que les dernières portions de farine ne restent soumises que durant quelques secondes à une température de 100° C. On recouvre alors le vase d’une plaque de verre et on le porte immédiatement dans un thermostat à 85—37° C. Le refroidissement y a lieu d’une manière très-lente, et si l’on examine attentivement la culture au bout d’une douzaine d'heures, on trouvera déjà quelques bulles gazeuses en signe de fermentation commen- cante. Celle-ci peut déjà être vive au bout de 24 heures, et après 36 heures on commence à percevoir l’odeur un peu eni- vrante, mais nuliement désagréable, de l’alcool butylique. Cette odeur s’accentue de plus en plus pendant quelques jours. Si l’on à eu la main heureuse dans le choix de l’échantillon de céréale, — et cela arrivera le plus souvent (mais pas toujours) avec de la farine fraîche d’orge nue, — souvent on obtient aussitôt une véritable fermentation pure. Les bacilles du foin peuvent être en effet complètement arrêtés dans leur dévelop- pement ou même faire défaut. Certains échantillons très-rares donnent une bien plus grande latitude au point de vue du choix de la température. (C’est ainsi qu’en 1887 j'ai récolté de l’Hordeum distichum tellement propre à la fermentation butylique que je n’eus qu'à en mélanger la farine à de l’eau à 60° C. pour obtenir une fermentation absolument pure !). Tous les échantillons des années suivantes ne me donnèrent vers 60° C. nn 1) Les bactéries butyliques sont capables de consommer des traces d'oxygène; dans l'expérience que je viens de décrire elles y sont cependant aidées par les bactéries du foin. Celles-ci se développent au début, mais ne tardent pas à disparaitre. 14 M. W. BEYERINCK. que des fermentations acides, qui sont fatales à la bactérie butylique et l’arrêtent bientôt dans son développement. C’est pourquoi il faut dans les cas ordinaires opérer à la tempéra- ture d’ébullition, mortelle au moins pour les ferments lactiques. Je n’ai pu expliquer autrement la manière particulière dont se comportent ces échantillons pour lesquels l’ébullition de la pâte est superflue, qu’en admettant qu'il s’y trouve une variété particulièrement vigoureuse de bactérie butylique !). J'y ai été conduit encore par les circonstances suivantes. Nous verrons que je dispose d’un procédé permettant de récolter les bactéries butyliques isolées. Je les sèche, les fragments étant alors conservés tels quels ou pulvérisés pré- alablement dans un mortier. C’est ce que j'ai souvent fait, sans me donner à cette occasion la moindre peine pour em- pêcher la dissémination de la poussière bactérienne dans Pair du laboratoire. Il s’est trouvé que cette poussière, flottant dans l’atmosphère, à pu infecter en 1887 des ballons fermés suivant le dispositif de Pasteur et remplis d'extrait de malt. Ces ballons avaient été ensemencés avec d’autres bactéries et étaient par la végétation de ces bactéries purgés d'air. L'infection avec les spores butyliques avait eu lieu lors de leur ouverture. Il s’y était opéré une fermentation butylique incomplète. J’ai encore observé une infection butylique spon- tanée extrêmement remarquable dans une masse de gélatine, de lévulose et d’amidon, que j'employais pour des expériences sur la production d'oxygène chez les chlorelles. La gélatine, ensemencée avec des Chlorella et des Mycoderma était enfermée entre deux plaques de verre, formant ainsi une chambre en- tièrement mise à l’abri de l’air par un lutage à la paraffine. L'infection butylique n’a pu être reproduite plus tard, même dans des expériences instituées spécialement dans ce but. Je 1) Il ne serait pas exact d'admettre que les ferments acides auraient fait défaut sur l'échantillon. Cette supposition n’est pas seulement très-impro- bable, elle est écartée par les expériences décrites ci-après. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 15 possède encore des bactéries butyliques sèches provenant de l’année 1887 {voir $ 8) et j'ai en mon pouvoir de les rendre actives et de les employer à des fermentations nouvelles. Mais leur extraordinaire énergie de croissance, leur virulence, si je puis m’exprimer ainsi, a disparu, et elles ne se comportent plus que comme les ferments butyliques spontanés ordinaires 1). Des bactéries si exceptionnellement vigoureuses paraissent appar- tenir aux plus rares exceptions, et je répète mon observation antérieure que si des individus pareils font défaut, le levain butylique réclame une surveillance très-minutieuse de la tem- pérature pour ne pas entrer en fermentation acide. C’est seu- lement quand le ferment butylique, dans son état plus faible, est uniquement accompagné, sur les céréales, des Granulobac- ter Polymyxa et Bacillus subtilis que toute température supé- rieure à 60° C. suffit, lors de la préparation de la levûre, pour assurer la culture pure du ferment butylique. Je déduis de la quantité d'acide volatil, retenu pendant la durée de l'expérience dans l’eau de condensation qui se dépose sur la plaque de verre, si un levain déterminé sera propre à des expériences de fermentation ultérieure, ou s’il y à à craindre une fermentation saccharobutyrique Moins la réaction de ce liquide est acide, plus l’on est certain d’avoir affaire à uné petite quantité de ferment butyrique ou à une variété vigoureuse de la bac- térie butylique. Si l’on remarque dans une semence butylique donnée, devenue impropre par fermentation acide, la présence de clostridiums butyliques en sporulation, on pourra, à con- dition qu'il n'y ait pas à la fois trop de spores du Gr. saccha- robutyricum, tuer par une nouvelle ébullition de quelques secondes les bactéries acidifiantes, et régénérer ainsi à la fois le ferment butylique et la fermentation butylique normale. 1) Je conserve les bactéries butyliques dans de petits flacons à bouchon de verre dans une chambre toujours chauffée entre 15 et 25° C. L'expérience apprend que de gros morceaux de la masse bactérienne sèche restent plus longtemps vivants que les matériaux finement pulvérisés. 16 M. W. BEYERINCK. L’image microscopique du levain butylique diffère d’après les variétés de ferment qui s'y rencontrent. On trouve fig. 7 la manière dont se présente une bonne fermentation dans de la farine d’orge nue. Afin de ne pas rendre la figure moins claire, on n’y a dessiné que les bactéries, laissant de côté les fragments de farine. La préparation ayant servi à faire cette figure provenait du stade auquel l’oxygène est complètement consommé. Les clostridiums y jouent le rôle principal. Il n’en est pas ainsi toutefois aux premiers débuts de la croissance, aussi longtemps qu'il y a encore des traces d’oxy- gène. On ne trouve à ce stade de début que la seule forme à oxygène” du ferment butylique, qui possède l’aspect de bà- tonnets (fig. 6), et demande beaucoup d’exercice pour être distinguée des bactéries butyriques et du foin. Cependant le ferment butylique présente déjà à cette époque quelque chose ‘de caractéristique; les bâtonnets sont en effet plus courts et bien plus distinctement arrondis aux extrémités que chez le G. saccharobutyricum et le Bacillus subtilis. Si la fermentation butylique a lieu dans les règles, les bâ- tonnets du stade initial sont bien vite remplacés par des clostridiums renfermant des spores. Le stade le plus élevé, caractérisé par cette forme, se fait attendre bien plus long- temps au contraire dans la fermentation butyrique. Plus les clostridiums sont courts et épais, plus la formation d’al- cool butylique est abondante. Si les spores sont absolument rondes on se trouve en présence d’une forme affaiblie du ferment butylique. $ 3. Le liquide de fermentation. Le levain en fermentation butylique est bien trop mélangé de farine pour servir à une étude chimique plus détaillée du phénomène. Si l’on se rappelle toutefois que la nutrition de la bactérie butylique est très-analogue à celle de la levûre SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. IT alcoolique, on ne peut guère s'étonner que le moût provenant de la pâte de malt d’orge des fabriques de levûre :) fournisse un liquide extrêmement propre à la fermentation butylique. Il faut toutefois réduire le degré saccharométrique de ce liquide à 10 environ, car la fermentation est déjà nettement entravée à s° 12. Si nous comparons ici la fermentation butylique avec la fermentation alcoolique, il ne faut pas oublier que cette comparaison n'est applicable qu'aux conditions chimiques de la nutrition des ferments intéressés. Il existe sous d’autres rapports très-importants des antithèses très-prononcées entre les deux organismes. J’insisterai ici spécialement sur le fait que la levüre alcoolique ne peut fermenter sans air que pen- dant un temps très-court, parce que la réserve d’oxygène présente dans les cellules ne suffit qu’à la production de trente générations de cellules au plus et doit être renouvelée ensuite. La bactérie butylique au contraire est presque complètement anaérobie et cesse même de croître et de fermenter en présence d'oxygène en quantité un peu considérable. Disons encore que l’optimum de température pour la fer- mentation alcoolique (des distilleries et fabriques de levûre) est d’environ 30° C.; tandis que pour la fermentation buty- lique il est situé à environ 37°. Les bactéries butyliques en- fin sont très-sensibles aux acides, de manière que la fermenta- tion qu’elles provoquent se trouve déjà arrêtée par 2 à 3 cm* d’acide normal par 100 em° de liquide en fermentation. Le même liquide, additionné de 6 à 10 cem* d’acide lactique ou tartrique normal peut encore entrer en fermentation alcooli- que et produire beaucoup de levûre ?). Si les conditions sont 1) Ce brassin est sensiblement neutre et peut indiquer 20 degrés au saccharomètre. Il n’est pas employé tel quel pour l’industrie de la levüre, mais mélangé à du marc et dilué avec de la vinasse jusque s° 10. 2) J'ai observé, dans des conditions très-favorables au point de vue de la nutrition, dans des pâtes de malt épaisses, une fermentation alcoolique normale malgré une proportion de 25 cm° d'acide lactique normal par 100 cm? de pâte! Il y avait eu en mème temps deux ou trois divisions ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 2 18 M. W. BEYERINCK. donc bonnes d’ailleurs, le ferment butylique peut encore sup- porter tout au plus 1 à 2 cm d’acide normal par 100 em*. Il est donc important pour ia fermentation butylique de neu- traliser le môut, si l’on s’aperçoit que lors de sa préparation il y avait eu une légère fermentation lactique. Or, cela arrive fréquemment dans les expériences en grand, car le moût non houblonné s’acidifie avec une facilité extrême J’ai d’abord opéré la neutralisation à l’aide d’un excès de craie, ajouté déjà lors de lébullition. Mais depuis que je sais que le Granulobac- ter butylicum ne donne pas d’acide butyrique avec le maltose, et de faibles traces seulement d’autres acides, qui ne nuisent pas à la fermentation, je ne neutralise d’abord qu’à l’aide d’un peu de carbonate de sodium ou même je le néglige ab- solument. Tandis que, comme je viens de le dire, le Granu- lobacter butylicum ne donne pas d’acide avec le maltose, il se pourrait que cela eût lieu dans certaines circonstances avec le glucose, et à divers degrés d'intensité. Les variétés les plus vigoureuses de la bactérie butylique pourraient en effet fabri- quer simplement de l'alcool butylique et pas d'acide; les plus délicates au contraire, outre de l'alcool, une petite quan- tité d’acide butyrique. Les dernières forment ainsi la transi- tion au Gr. saccharobutyricum, dont on ne peut d’ailleurs les distinguer toujours avec pleine certitude à d’autres points de vue. [Il faut dans ces conditions avoir recours de préférence à la neutralisation au moyen de craie. Quant au Granulobacter saccharobutyricum lui-même, cette bactérie fabrique, aux dépens du glucose, outre une petite quantité d’alcool butylique, beaucoup d’acide butyrique, et même elle en donne aux dépens du maltose. L’acide produit nuit à la formation des zooglées, tandis que la production de Le cellulaires; la chaleur de fermentation produite était normale et le ren- dement d'alcool également normal. Du moment toutefois que les moûts renferment peu de marc, 12 cm d'acide lactique normal sont déjà très- nuisibles au développement des cellules de levüre. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 19 gaz demeure très-intense. Si le liquide de fermentation ren- ferme beaucoup de glucose, la marche normale de la fermen- tation change complètement du moment que le Gr. saccharo- butyricum se trouve accompagné du Gr. butylicum. C’est ce que les circonstances que je viens de signaler permettent d’at- tendre et ce que je désire mettre une fois de plus en relief. Je me propose en conséquence de traiter simplement des li- quides pauvres en glucose, tels qu’on les fabrique artificiel- lement dans l'opération industrielle du détrempage. Je sup- poserai toujours que les matériaux d’ensemencement nous soient fournis par le Gr. butylicum pur ou tout au moins infecté d’une manière insignifiante par le ferment butyrique. SAOulture pure du ferment butylique en gélatine nutritive. Méthode d'expérience. Il est nécessaire, pour obtenir une culture pure du ferment butylique dans de la gélatine nutritive appropriée, d'opérer A complètement à l’abri de l'air. Même la forme aérobie du ferment, que nous apprendrons à connaître plus tard de plus près, se développe à de si faibles tensions d’oxygène que les méthodes chimiques de dosage de cet élément sont in- suffisantes pour en démontrer la présence !). Seul le procédé 1) La présence d'oxygène dans un milieu riche en substances organiques, comme le moût, peut se déceler, surtout quand il s’agit de déterminations quantitatives, au moyen de deux procédés. C’est d'abord le procédé de M. Schützenberger au moyen d'hydrosulfite, avec l’indigosulfate de sodium comme indicateur (Schützenberger. Les fermentations, 4e édit. p. 99, 1884); c'est ensuite le procédé des bactéries lumineuses. Faut-il doser quantitativement l'oxygène dans de l’eau potable ou en général dans des liquides pauvres en substances organiques, on se servira de préférence, à cause de leur simplicité, de la méthode iodométrique de Winkler (Ber. d. D. chem. Ges., Jahrg. 21, p. 2843, 1888) ou de la méthode au perman- ganate modifiée par M. A. Lévy (Ann. de l’Observ. municipal de Mont- souris, 1892—93, p. 233). DE 20 M. W. BEYERINCK. des bactéries lumineuses me permit de déceler encore dans les liquides dont il s’agit la présence d'oxygène, de manière que l’expérience physiologique surpasse encore ici, comme dans tant d'autres cas, en précision, et jusqu’à un certain point en simplicité, l'expérience chimique !). Comme un moût de concentration moyenne fournit le milieu nutritif le mieux approprié au ferment butylique, il faudra préparer un moût gélatiné absolument exempt d’oxy- gène, et mettre la culture ensemencée à l’abri de l’air. J’ai essayé la plupart des méthodes, recommandées pour la con- fection de cultures anaérobies pures ?), et j'ai moi-même imaginé quelques dispositifs spéciaux pour isoler le ferment butylique. Le temps réclamé par les expériences n’est pas très-différent pour les diverses méthodes. Il en est bien ainsi au contraire de la facilité avec laquelle les colonies peuvent être recueillies et employées aux recherches soit microscopiques soit d’autre nature. J’ai cru important de cultiver les colonies butyliques sur plaque de gélatine, que l’on peut examiner avec la même facilité que dans les procédés sur plaque or- dinaires. On peut ainsi suivre un colonie dans sa croissance plusieurs jours de suite, et lui emprunter des matériaux de recherches. Ce but a été le plus facilement atteint de la manière suivante. On commence par rendre complètement exempts d'oxygène, dans un petit ballon, 25 cm° environ de moût gélatiné. Le bouchon d’ouate est traversé par un petit tube de verre per- mettant, pendant le refroidissement de la gélatine, et avant 1) Un bon liquide phosphorescent, séparé de l’air par du mercure, réagit avec une sensibilité remarquable envers des traces d'oxygène. Il suffit que l'oeil soit rendu assez sensible à la suite d’un séjour prolongé dans l'obscurité. 2) On en a recommandé un grand nombre dans ces dernières années. Il est surprenant que plusieurs auteurs décrivent le procédé, mais négli- gent d'indiquer les bactéries qu’ils ont réussi à isoler ou à cultiver. SUR LA FERMENTATION ET LE MERMENT BUTYLIQUES. 21 l’'ensemencement, d'introduire de l’acide carbonique dans le ballon. Si l’on possède, comme d’habitude, des matériaux d’en- semencement renfermant des spores, un bon levain butylique par exemple, ou une fermentation mûre, l’inoculation peut DS se faire vers 60° à 90° C. Les ferments lactiques, s’il y en a, et les bactéries des fermentations ordinaires !) sont tuées à cette température. Une fois la culture ensemencée, on la re- froidit jusqu'à la température de solidification dans un cou- rant d'acide carbonique ; puis on la transvase rapidement dans un cristallisoir ou une capsule de verre, où le refroidissement doit s’opérer dans un fort courant d'acide carbonique. Il suffit à cet effet que l’on introduise le gaz sous le couvercle légè- rement soulevé. La capsule aura naturellement été préalable- ment complètement stérilisée à une température de 125° C. Du moment que la couche s’est solidifiée, on place la cap- sule, le couvercle en bas, dans un exsiccateur de Hempel. Celui-ci est en rapport, à l’aide d’un robinet à trois voies, avec une trompe à eau et un appareil dégageant de l’hyÿdro- gène ; on fait le vide, remplit avec de l'hydrogène, fait le vide de nouveau, etc. Comme il n’est pas possible d'enlever par ce procédé les dernières traces d'oxygène, on à mis au préalable dans la gouttière circulaire de l’exsiccateur une substance quelconque absorbant cet élément. J’ai pris soit une solution concentrée de l’hydrosulfite (SO, Na.) de M. Schützen- berger ?), soit quelque autre corps facilement oxydable: p. ex. du pyrogallol alcalin, de l’hydroxyde de fer ou de man- ganèse fraîchement précipité, du sulfate de fer précipité avec du ferrocyanure de potassium. On introduit ces substances sous forme de pâte épaisse dans la gouttière de l’exsiccateur. 1) C'est-à-dire les formes si nombreuses appartenant au Bacillus lactis aërogenes où au B. coli commune dEscherich, dont les individus se rencontrent parfois en quantité surprenante sur les céréales. 2) On peut se procurer ce sel chez M. Schuchardt à Gürlitz. La substance est d’ailleurs facile à se préparer soi-même. 29 M. W. BEYERINCK. J’ai encore employé avec succès du phosphore en cylindres. Il ne m'a toutefois pas été possible d'empêcher complètement dans ce cas la formation de vapeurs d’acide phosphorique, ce qui était nuisible au développement du ferment. Mais la respiration de certains microbes s’est montrée encore mieux appropriéé que ces divers moyens chimiques à réaliser notre désidératum. Pour en faire usage, je procède comme suit. Au lieu de remplir la gouttière de l’exsiccateur d’un des liquides mentionnés ci-dessus, j'y introduis du malt gélatiné mélangé de glucose et additionné d’une forte proportion de fleur de bière (Saccharomyces Mycoderma) en culture pure !). Ce champignon absorbe avec avidité les dernières traces d'oxy- gène, et se développe également un peu par voie anaérobie aux dépens du glucose, en produisant de l'acide carbonique et de l'alcool. Une légère quantité de gaz tâche de s'échapper de l’exsiccateur, et j'obtiens ainsi une atmosphère absolument privée d'oxygène, et restant telle dans la suite. Des moisissures ou d’autres agents d'infection aérobies ne sont pas beaucoup à craindre dans ces expériences, car ils ne se développent pas du tout si les expériences sont bien faites. Il est cependant toujours à recommander d’em- pêcher ces infections, afin de pouvoir sans danger conserver es capsules dans la suite, quand les colonies sont compliète- ment développées, sous un simple couvercle de verre, par conséquent en présence de l’oxygène. Si l’on porte l’appareil ensemencé et privé d’air dans une étuve à 20° C., on voit, au bout de cinq à six jours {le temps varie d’après que l’ébullition à plus ou moins complètement chassé l’oxygène de la gélatine), les colonies apparaître sous forme de petites sphères mucilagineuses blanches qui ne liqué- fient pas le substratum. 1) La levüre alcoolique et différentes espèces de bactéries ont été éga- lement employées avec succès. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 23 L’acide carbonique et l'hydrogène de fermentation, qui pren- nent en même temps naissance, s'accumulent jusqu’à saturation dans la couche de gélatine et y produisent, dans le voisinage des colonies, les bulles gazeuses lenticulaires bien connues. Les colonies sont de deux sortes Elles peuvent être for- mées soit de bâtonnets ou de filaments sans spores (fig. 6), soit de clostridiums et de bâtonnets renfermant de la gra- nulose et des spores (fig. 7, 8). La différence entre les deux formes est très-srande, mais on trouve toutes les transitions possibles, et si l’on examine de plus près les conditions de leur apparition, on voit que les clostri- diums prennent naissance à l'abri absolu de l'oxygène, les bâtonnets quard 1l y a des traces de cet élément en présence. Dans un extrait gélatiné convenable, et quand l’absence d'oxygène est complète, les colonies deviennent très-grandes, et donnent facilement des sphérules de 5 mm. de diamètre. On peut les retirer d’un seul coup, à l’aide du fil de platine, de leur substratum, et elles se montrent alors sous la forme de zooglées mucilagineuses, formées de clostridiums ou de bà- tonnets mobiles ou en repos, renfermant ou non des spores. Les clostridiums et les bâtonnets varient d’ailleurs considéra- blement entre eux. Les colonies qui ne sont formées que de bâtonnets se colorent en jaune par une solution d’iode; celles formées de clostidriums se colorent en bleu violet, même en noir. Pour observer une réaction bien nette il est à recom- mander de laisser séjourner quelque temps les objets dans une capsule de porcelaine renfermant la solution d’iode. L'iode en effet ne pénètre que lentement dans les zooglées. On examinera les préparations sur un fond blanc. Si l'élimination de l'oxygène n’a pas été complète, mais suffisante cependant pour que la croissance fût possible, il se forme, comme je l’ai dit, des colonies simplement consti- tuées par des bâtonnets ou des filaments, qu'il faut donc considérer comme la forme ,à oxygène” du ferment butylique. Ces organismes se colorent en jaune par l’iode et donnent ab- 24 M. W. BEYERINCK. solument l'impression d’une autre espèce de bactéries. Comme nous rencontrerons de nouveau la même forme plus loin, à propos de la ,fermentation principale”, nous pouvons la pas- ser provisoirement sous silence. Je ferai remarquer que l’addition d’un peu d’empois d’amidon ou d’amidon soluble au moût gélatiné permet de démontrer directement et d’une manière extrêmement caractéristique la formation de l’amylase butylique. Autour de chaque colonie en effet prend naissance une aire de diffusion !), dans laquelle la diastase a détruit l’amidon, de manière que l’iode ne peut plus y faire apparaître la teinte caractéristique. Si donc on verse une solution d’iode sur une plaque de moût gélatiné renfermant des colonies du ferment butylique, les champs de diffusion de l’amylase tout autour des colonies ne se colorent pas, tandis que la gélatine amidonnée prend une teinte noir bleuâtre. Sauf les embryons de Graminées, qui occupent le premier rang au point de vue de la production de fortes quantités d’amylase, je ne connais jusqu'ici pas d'organismes qui puissent se me- surer aux colonies du ferment butylique à l’égard de l’intensite de cette excrétion. Je ne pus observer de différence sensible entre les clostridiums et la forme aérobie dans la quantité d’amylase produite. Il va de soi qu’une culture anaëérobie du ferment peut être faite encore de bien d’autres manières. Des chambres de verre tout à fait remplies par exemple sont très-simples et très-pratiques; on pourra en employer qui se composent d’un anneau de verre fermé des deux côtés par une plaque de verre poli. Il faut cependant tenir compte de la couche d’air adhé- rant aux plaques et prendre en conséquence un épais anneau, c’est-à-dire qu’on opérera avec une plaque de gélatine large et épaisse, mesurant par exemple 50 cm° sur 3 mm. d’épais- 1) On trouve souvent rapporté que ,la diastase” n’est pas diffusible. C’est une erreur; les différentes formes d'amylase diffusent avec la même vitesse environ que les peptones, et traversent avec facilité les membra- nes organiques. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 25 seur. Il faut aussi que les plaques de verre soient serrées au moyen de vis sur l’anneau, sinon l'air a encore accès. Ce qui rend cette disposition imparfaite, c’est que si l’on ouvre la chambre, au moment où les colonies doivent être exami- nées, la gélatine reste adhérer en partie au couvercle. Quand on remet celui-ci en place, des bulles d’air et le plus souvent aussi des spores de moississures ont eu le temps de pénétrer, et l'expérience doit done prendre fin quand la chambre humide a été une fois ouverte. Ces désagréments s’attachent encore au procédé généralement connu et d’ailleurs excellent de Liborius !)}. On cultive d’après cette méthode en gélatine nutritive, que l’on stérilise simplement dans des éprouvettes, qu'on rend ensuite exempte d'oxygène par l’ébullition ?), qu’on ensemence et qu’on laisse se solidifier. Dans les couches profondes du tube, où l’oxygène ne peut pénétrer, se forment les colonies, auxquelles on se fraie accès au moyen d’un trait de lime dans la paroi du tube. Les cultures butyliques, préparées par ce procédé en moût gélatiné, montrent une couche superficielle de deux à trois centimètres d'épaisseur, dans laquelle, par suite de la présence d'oxygène, des colonies ne peuvent prendre naissance. Au- dessous de cette couche le développement est régulier. Les colonies supérieures, que l'oxygène atteint au bout d’une couple de jours en se diffusant dans la gélatine, continuent ce- pendant de croître; si bien que même après plusieurs semaines on ne trouve aucune différence de volume entre les colonies voisines de la surface et celles situées dans les profondeurs du tube. Ces colonies sont toutefois constituées à la périphérie par la forme dite ,à oxygène” (fig. 6); au centre se rencontre la forme en clostridium du ferment (fig. 8). 1) Zeitschr. f. Hygiene, Bd. I, p. 161, 1886. 2) Il n’est pas nécessaire de faire passer de l'hydrogène dans la géla- tine. Cette opération est même à déconseiller à cause de la production d'écume. 26 M. W. BEYERINCK. Si je ne puis recommander en première ligne la méthode de Liborius pour la culture pure, je ne puis cependant négliger de faire ressortir à ce propos l’importance de ce procédé à d’autres points de vue. Voici ce que j'en dirai. Si l'expérience a été bien faite, la longue colonne de géla- tine dans l'éprouvette, que l’on vient de fermer par un tampon d’ouate, présente de haut en bas tous les degrés de satura- tion par l’oxygène. Un simple coup d’oeil suffit donc, avec une culture quelconque de microbes, pourvu que l’on ait distribué ceux-ci d’une manière suffisamment serrée dans la gélatine, pour reconnaître si l’on a affaire à l’anaérobiose facultative ou obligatoire. On pourra même, si la nutrition peut s’opérer dans des conditions favorables, reconnaître l’anaé- robiose temporaire, généralement moins apparente, (comme p. ex. chez la levûre alcoolique) et n distinguer nettement de l’anaérobiose facultative. | La gélatine at-elle été additionnée d’un peu d’hydrosulfite de sodium et d’indigosulfate de sodium, ce qui donne de l’in- digo blanc, on reconnaîtra à Ja production, de haut en bas, de bleu d’indigo, jusqu’à quel niveau l'oxygène a pénétré dans la masse. La culture du ferment butylique permettra d'observer que les premières colonies n'apparaissent que dans les régions où l’on trouve de l’indigo blanc Il faut dans cette expérience que l’éprouvette soit conservée dans l’obseurité, sinon le bleu d’indigo s’oxyde à la lumière et se décolore. L’oxygène ne le modifie pas au contraire à l’obscurité. Un deuxième usage remarquable et général de cette méthode, — mais qui n’est également applicable que si l’'ensemencement est suffisamment dense, — consiste à reconnaître la présence de la fonction fermentative. Comme celle-ci est toujours accom- pagnée de la production de gaz, et que la gélatine ne laisse pas échapper le gaz formé, on voit à la présence de bulles gazeuses que la fonction fermentative existe. Le ferment bu- tylique surtout montre de cette manière combien la produc- tion de gaz dans le moût gélatiné est intense. C’est par cette SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 27 méthode que l’on peut facilement s'informer si un sucre ou un hydrate de carbone en général, est fermentescible ou non ). Il y à encore un troisième point de vue auquel ce procédé peut rendre de grands services, savoir la détermination du pouvoir réducteur. On ajoute à cet effet à la gélatine une matière colorante quelconque, donnant par réduction un chro- mogène incolore, On emploiera par exemple le tournesol ou le bleu Coupier, mais on obtiendra de beaucoup les meil- leurs résultats par l’indigosulfate de sodium. Le ferment buty- lique développe dans ces expériences un pouvoir réducteur tout particulièrement intense, On voit donc que le procédé de Liborius présente maints avantages, sinon pour la culture pure, au moins sous d’autres rapports importants. Mais revenons aux colonies du ferment butylique, obtenues par culture pure. J’ai infecté au moyen de celles-ci une série de mes ballons, et obtenu de cette manière les fermentations les plus belles et les plus productives, sans trace d'acide butyrique. Les phénomènes qui s’observèrent à ce propos montrèrent que »létat” des colonies a incontestablement une certaine influ- ence sur les métamorphoses des bactéries pendant la fermen- tation, ainsi que sur la nature des produits formés. J'entends par ,létat” la ressemblance plus ou moins grande des co- lonies à la forme soit ,à oxygène” soit clostridique. Si l’on part de la première dans l’inoculation, cette forme se maintient extrêmement longtemps dans le cours de la fermentation prinei- pale, et le rendement en alcool butylique devient simultanément plus faible. C’est précisément l'inverse qui s’observe avec le clos- tridium. Le caractère de clostridium est un caractère en même temps morphologique et physiologique, provoqué par les circon- stances extérieures, et consistant en une accumulation de réserve 1) C’est ainsi que je trouvai que la glycérine, la mannite, le saccharose et la dextrine sont fermentescibles, avec production d'alcool butylique, d'hydrogène et d'acide carbonique. 28 M. W. BEYERINCK. d'oxygène. Ce caractère possède un certain degré d’hérédité. Le résultat principal de l’étude des cultures pures a d’ail- leurs été la pleine conviction que j’ai obtenue de pouvoir réaliser avec mes levains butyliques d’orge nue ce que donnent les ensemencements à l’aide des colonies butyliques. Les manipu- lation de cultures pures m'ont fourni de plus une série d’autres bactéries remarquables, capables de vivre dans les liquides de fermentation butylique et soit indifférentes soit nuisibles pour les organismes de cette fermentation. Sauf les , bacilles du foin”, tous ces organismes peuvent, par l'application d’une haute tem- pérature, être séparés de la bactérie butylique, car ils ne pro- duisent pas de spores, ou des spores qui succombent déjà à 90°—95° C. Je signalerai encore que si les cultures pures et leur usage ne mont à vrai dire appris rien de nouveau au sujet de la fermentation, seules elles ont développé en moi ce senti- ment de satisfaction scientifique, nécessaire pour que l’on puisse considérer une étude comme terminée. Il y a d’ailleurs un point qui, sans les cultures pures, serait resté pour mes lecteurs sujet au doute, c’est le fait que la forme ,à oxygène” appartient bien réellement au ferment butylique. Une seule culture sur gélatine, opérée avec succès, montre de la manière la plus complète, par un simple examen microscopique, les relations qui existent entre les colonies à clostridiums et les colonies de bâtonnets ou de filaments. Si je n’avais pas étudié d’une manière complète et souvent employé les cultures pures, je n’aurais pas été personnellement moins convaincu de leur parenté réciproque, mais je me serais peut-être alors heurté à des contradictions, à présent exclues. $ 5. Le ballon à fermentation butylique et la fermentation principale. Il faut en premier lieu que le ballon soit disposé de manière que lair puisse être complètement évacué et que l'infection s’opère en conséquence à l'abri complet de l'oxygène. Le SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 29 gaz formé doit pouvoir se récolter sans peine, et le contenu être constamment soumis à l’examen microscopique, toujours sans que l'air ait accès. Pour atteindre ce but assez compliqué, j'ai fait souffler plu- sieurs modèles de ballon; mais finalement je me suis arrêté à un dispositif très simple, que je puis spécialement recom- mander aux chimistes et physiologistes qui auraient l'intention de répéter mes expériences. S'il s’agit, comme dans le cas présent, d’anaérobiose presque complète, 1l est désirable de ne pas opérer sur de trop petites quantités des liquides en fermentation. Tous les organismes anaérobies des sucres qui me sont connus ont il est vrai le pouvoir de consommer par leur propre activité vitale les dernières traces d'oxygène; !) mais les expériences donnent les meilleurs résultats quand on limite autant que possible ce mi- nimum inévitable. J’opère en conséquence avec des ballons d’une contenance d’un litre à col très-étroit et allongé. La fermentation butylique ici décrite peut parfaitement être étudiée indépendamment de la méthode à la gélatine, et les chimistes aussi la répéteront donc sans difficulté. J’ai cru en consé- quence désirable de décrire non seulement le ballon à em- ployer, mais de figurer la disposition entière servant à la fer- mentation butylique. C’est ce qu’on trouvera fig. 8. On voit, dans cette figure, le ballon (9), placé dans un thermostat peu compliqué, composé d'un manchon à eau en cuivre rouge (w), enveloppé à son tour d’un manchon à air en fer blanc (!). Il y a de plus autour de tout l’ensemble un deuxième manchon à air, mais mobile et non représenté dans la figure. J'ai employé comme couvercle une plaque de bois (x) formée de deux moitiés, et disposée de telle manière (fig. 3 BP) que les bouchons servant à fixer en place le thermo- régulateur (r’) et le thermomètre ({), ainsi que le col du ballon 1) L’anaérobiose absolue semble seulement se trouver chez quelques ferments des matières albuminoïdes. / 30 M. W. BEYERINCK. de fermentation, soient maintenus dans des ouvertures semi- circulaires !). Le ballon (g) repose dans le thermostat sur un anneau de carton (p). Le col s’ouvre latéralement dans le ballon, ou présente pour parler plus exactement, une ouverture qui lui permet de déboucher à l’extérieur vers la périphérie du ther- mostat. Le couvercle de bois reste ainsi entièrement libre et peut servir à recevoir la cuvette à eau (y) et le support de la burette à gaz (r). Fig. 3. Disposition des appareils pour la fermentation principale. À. Ballon de fermentation dans le thermostat. g. Liquide en fermentation. gp. anneau de carton. h. col du ballon. a. tube abducteur des gaz. . cuvette a eau. s. col rodé. t. thermomètre. f bec: c cuvette d’eau du thermostat. . enveloppe d'air. 1. y r. récipient à gaz. & . couvercle de bois. thermorégulateur. B. Le couvercle de bois, divisé en deux moitiés. k. orifice pour le thermorégulateur. t. orifice pour le thermomètre. h. orifice pour le col du ballon. = a Le tube abducteur du gaz (a), est rodé à son embouchure et s'adapte au col du ballon. Il peut être fermé au moyen 1) Le thermostat ici figuré provient de feu À. Fitz. Tous les appareils de son laboratoire privé à Strasbourg et sa belle collection de sels cris- tallisés d’acides organiques, sont passés, à sa mort en 1885, à la fabrique néerlandaise de levüre à Delft. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 31 d’un robinet de verre !). Il y a, lors de la fermentation bu- tylique, à cause de la formation de zooglée, passage constant d'un mucilage bactérien, entraîné par les gaz, dans la cuvette d’eau (y). On se trouve donc en mesure de recueillir toujours, à l’aide du porte-objets, des matériaux pour l’examen micros- copique. Il suffit pour cela de séparer le tube abducteur du col rodé du ballon de fermentation. Mais il est souvent dési- rable d'examiner de temps en temps le liquide lui même, soit par voie chimique, soit au microscope. On voit que le dispositif employé facilite beaucoup un examen de cette nature. Il suffit à cet effet d’incliner légèrement le ballon. Le liquide ferme l’accès du col, et le gaz est obligé de s’accumuler dans l’espace qui surmonte le moût en fermentation. Au lieu de la zooglée et de gaz, c’est le liquide lui-même qui se trouve en ce moment refoulé. On peut alors, soit en mouiller une lame porte-objet à l'embouchure même du col, soit le laisser entrer dans le tube abducteur et le récolter en telle quantité que l’on jugera désirable. Si l’on veut alors de nouveau récolter les gaz de fermentation, on n’aura qu'à replacer le ballon dans sa position primitive. Il ne sera pas inutile de faire remarquer que la forme du col, telle qu’elle à été choisie, permet de tourner le tube abducteur dans toutes les directions, sans que celui-ci cesse de se trouver à la même distance verticale du couvercle. On remarquera en manipulant l'appareil combien cette dispo- sition est commode pour la récolte du gaz. Le récipient (r) se compose de trois parties, séparées par deux robinets, savoir d’une cloche pour la récolte du gaz, d’un réservoir calibré et du tube abducteur permettant de conduire le gaz dans la burette d'analyse. Le tube abducteur 1) J'ai fait construire également des ballons soudés en une seule pièce au tube abducteur; mais j'ai trouvé cette disposition fautive. Il est égale- ment peu pratique, comme je l’ai essayé, de placer le robinet sur le tra- jet du col du ballon, et non sur celui du tube abducteur. J'ai employè encore plusieurs systèmes de robinets à trois voies, mais je ne puis cepen- dant en recommander l'usage. DD M. W. BEYERINCK. doit être, il est vrai, étroit pour se laisser recouvrir sans peine d’un tube de caoutchouc, maïs cependant suffisamment large pour qu'on puisse facilement le remplir d’eau, au moyen d’une pissette, sans rencontrer de résistance capillaire. D’autres détails de moindre importance se déduiront de la figure. Le remplissage du ballon au moyen d’un liquide de fer- mentation absolument privé d’air réclame une attention toute spéciale. La fig. 4 montre comment on s’y prendra du pré- férence. Fig. 4 Remplissage du ballon à l’abri de l'air. g. Ballon de fermentation. tube de caoutchouc. . tube de communication. &. ballon d’ébullition. s. s'. Bains de sable. HT & > = - becs. Deux bains de sable (s, s’) sont placés l’un à côté de l’autre. Ils supportent respectivement le ballon de fermentation (g) et un ballon à ébullition ordinai- re (£), maintenus l’un et l’autre en ébullition vive au moyen de becs de Bunsen (f,f'). Un tube de verre (a), réuni au ballon de fermentation au moyen d’un tube de caoutchouc (r), per- met le passage de l’écume dans le ballon (4). Si toutefois celui- ci se remplit trop, on soulève un instant le ballon de fermen- mentation au-dessus du bain de sable, et l’on refroidit en soufHlant dessus l’espace qui surmonte le liquide. La va- peur d'eau se condense; le liquide bouïillant passe instan- tanément de Z dans 9, et rem- plit de nouveau ce ballon. Du moment que l’on considère l’oxygène comme complètement éliminé, on délivre le tube (r) du tube de caoutchouc; on ferme celui-ci au moyen d’un fragment de baguette de verre, tandis que l’ébullition est SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 33 encore vive et qu'un jet de vapeur sort du ballon. Celui-ci est alors enlevé du bain de sable et mis à refroidir. Il est évident qu’un vide se forme en même temps que le tube de caoutchouc se contracte complètement et se bouche. Cette fermeture est tellement hermétique que dans un ballon préparé en juillet le vide s’est encore trouvé conservé en octobre, et que j'ai pu y développer la fermentation butylique. L’infection au moyen du levain butylique ou de bactéries butyliques desséchées ou de colonies des mêmes organismes doit encore avoir lieu avec quelque prudence. On trouve fig. 3 la manière dont on _opérera avec le plus de succès. Après qu’on aura éliminé l’oxygène de la solution et refroidi celle-ci à la température de fermentation, on main- tiendra fermé avec les doigts le tube de caoutchouc (r), d’ailleurs déjà com- primé par la pression atmosphérique ; on enlève alors le bout de baguette de verre et l’on glisse à la place un entonnoir stérilisé ({) dans l’extrémité supérieure du tube. Si l’on se propose d’ensemencer à l’aide de levain buty- lique, on versera celui-ci dans l’enton- Fig. 5. Infection du ballon à l'abri de l’air. g. Liquide de fermentation. v. Vide. _ noir de manière que l’air puisse s’échap- h. Col. per par la partie supérieure du tube de r. Tube de caoutchouc. caoutchouc. On diminue alors, à l’aide t. Entonnoir de verre. À TR ne, as doigts, la DEEE . telle tonte qu'un peu du levain puisse pénétrer de l’entonnoir dans le ballon; puis on ferme de nouveau complète- ment par une pression nouvelle l’accès de l'air, on éloigne l’enton- noir et l’on enfonce le bouchon de verre dans la partie supérieure du tube de caoutchouc. Si l’on veut ensemencer au moyen de bactéries sèches, de colonies bactériennes, ou d’autres matériaux Arcaives NÉERLANDAISES, T. XXIX. 3 34 M. W. BEYERINCK. quelconques, on remplit l’entonnoir d’un peu d’eau stérilisée et bouillie, tenant en suspension la matière destinée à l’ense- mencement, et l’on opère d’ailleurs comme ci-dessus. On porte le ballon dans le thermostat, et quand la production d’écume et de gaz deviennent si intenses que le bouchon de verre est presque expulsé, on enlève vitement le tube de caoutchouc et l’on adapte le tube abducteur au col rodé du ballon. Si la quantité de substance d’ensemencement n’a pas été trop faible, la fer- mentation commence tout de suite, et au bout de six à huit heures il règne dans le ballon une pression assez forte pour qu'on puisse y adapter le tube abducteur sans devoir craindre l’accès de l'air. $ 6. Marche de la fermentation butylique. Forme et motilité d'u ferment butylique. Je supposerai que la fermentation se passe dans un liquide de la nature décrite ci-dessus, à réaction presque neutre, peut- être très-légèrement acide, présentant une densité en extrait d’en- viron 10 degrés saccharométriques, renfermant tout au plus 1 à8%. de glucose, et riche en maltose, en maltodextrine et en peptones du malt. La température de fermentation est de 30 à 35° C; le processus s’affaiblit vers 40° C.; peut-être 38° C. représente-t-il un optimum pour la vitesse de la production d'hydrogène et d’acide carbonique. L’élimination absolue de l’oxygène des ballons de fermen- tation ne pourra sans doute jamais s’opérer par l’ébullition, et devra se faire par l’activité même des bactéries. Nous avons vu d’ailleurs que la fermentation peut commencer malgré qu'il y a encore des traces d'oxygène en présence Mais il est très-remarquable, comme il à été dit au $ 5, que la forme des bactéries est déterminée par ces circonstances, de sorte que l’on distinguera une ,forme à oxygène” et une , forme anaérobie” du ferment butylique. Nous pourrons appeler cette dernière, vu ses caractères morphologiques, la forme clostridienne. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 35 Si le développement de la forme à oxygène s’est fait sous l’in- fluence d’une quantité très-petite de cet élément, elle n’est repré- sentée que par des bâtonnets à motilité vive, très-semblables au Bacillus subtilis, mais en différant par ce que les indi- vidus constituant les chaînes de bactéries sont très-courts (fig. 6), et par la présence de ,granulations” particulières dans l’intérieur des bâtonnets. On trouve d’ordinaire tous les bâtonnets en train. de se mouvoir vivement, maïs les mou- vements peuvent sans cause bien tranchée s’arrêter chez quel- ques-uns des individus ou bien chez tous. L'étude de la mo- tilité des bâtonnets qui sont restés longtemps mobiles, sous le couvre-objet, en présence de l’air, montre que les mou- vements cessentquand l’oxy- scène fait absolument défaut, dans une atmosphère d’hy- drogène par exemple, mais reprennent quand l'oxygène a de nouveau libre accès, et peuvent même continuer pendant quelque temps quand la pression est deve- nue égale à celle de lat- mosphère. Mais dans cette Fig. 6. (Zeiss, F. 2. Gross. 700) dernière circonstance il per- Forme à oxygène du Granulobacter bu- tylicum. Les mouvements sont indiqués dent bientôt totalement leur par des flèches. motilité. On peut observer dans ces mêmes préparations que les bâtonnets mobiles ne peuvent supporter qu'une tension d'oxygène très-basse et qu'ils se ras- semblent après quelque temps au milieu du champ formé par le couvre-objet. J’ai appelé à une autre occasion !) cette 1) Centralblatt f. Bacteriologie, Bd. 14, pag. 841, 1895. 3* 36 M. W. BEKYERINCK. figure de respiration” le ,type anaërobie”, contrastant avec les ,type aréobie” et ,type spirille”, découverts par M. Engelmann. !) Si pendant leur développement les bâtonnets ont été soumis au maximum de tension d'oxygène encore compatible avec leur croissance, tous demeurent absolument en repos. Ce sont sur- tout les colonies en culture pure sur gélatine, sur un milieu qui retient si facilement un peu d'oxygène, qui se montrent composées de cet état immobile. Souvent il y apparaît de longs filaments absolument différents des bâtonnets butyliques ordi- naiïres. Je déduis de cette dernière circonstance que la motilité, montrée en présence d'oxygène par des préparations fraîches provenant d’un liquide en voie de fermentation, n’est qu’un phénomène passager, malgré qu’il puisse se prolonger pendant des heures. Les clostridiums qui prennent naissance à l’abri complet d'oxygène peuvent, à l'inverse de la forme aérobie, se trouver en mouvement assez vif, aussi bien au centre du liquide de fermentation qu’en présence d'oxygène, comme des bactéries aérobies ordinaires. Les mouvements que l’on observe en l’ab- sence d'oxygène sont d’une nature particulière et se distin- guent de la motilité en présence de ce gaz par ce que les bactéries ne montrent que peu de tendance à changer de place, et ne nagent en divers sens et n’oscillent que dans un espace restreint. J’opère, pour faire une observation absolument correcte, de la manière suivante. Quand je suis en possession d’une liqueur en fermentation bien vigoureuse, d’où s'échappe une zooglée riche, j’éloigne le tube abducteur et je glisse à la place un tube de caoutchouc sur le col du ballon. L’autre bout du tube s’adapte à une chambre de verre de Geissler rétrécie en son centre en un espace ) Botan. Zeitung 1881, pag. 441; 1889, pag. 338 et 1888, pag. 696. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 37 capillaire et reposant sur la table du microscope !). La zooglée doit alors traverser la chambre et s’écouler par l’autre extré- mité où l’on à adapté un autre tube de caoutchouc. Ces deux tubes sont fermés par des pinces, qui, quand elles sont fermées, maintiennent la zooglée en repos et en permettent l'examen au microscope. On peut admettre, je pense, avec pleine certitude qu’une telle disposition permet de chasser de la chambre de verre même les dernières traces d’oxygène. Cela durera sans doute un certain temps, à cause de la forme particulière même de la chambre, où le courant périphérique ne peut entraîner que lentement le liquide retenu dans l’espace capillaire central. Mais il ne semble pas douteux que finalement les dernières traces d'oxygène devront être entraînées. Le mouvement des bactéries peut donc être provoqué non-seulement par l’oxygène libre, mais encore par une réserve d'oxygène solide fixée dans le protoplasme, et demeurant inaltérée même dans un milieu privé de ce gaz. Le résultat principal fourni par cette expérience, c’est donc la démonstration du fait que même en l’absence com- plète d’oxygène, le mouvement de la substance vivante reste possible. Toutes les théories qui rapportent les mou- vements protoplasmiques en général à l’affinité pour l’oxy- gène ?) sont donc par là-même réfutées. Les ,figures de respiration” dites ,anaéërobies” sous couvre- objet peuvent être observées aussi et très-facilement avec les clostridiums, sans les moindres précautions particulières. Quelle peut être la signification biologique de ces mouve- ments; quelle est leur utilité pour l’organisme anaérobie? Il nous faudra, pour résoudre ces questions, songer je crois non 1) C’est donc presque la même disposition employée par M. Pasteur dans ses ,Etudes sur la bière” p. 288, 1876. On peut se procurer l'appareil chez M. Alvergniat, Paris, 10 Rue Sorbonne. Catalogue 1887, No. 185, p. 59. 2) M. Verworn, Die Bewegung der lebenden Substanz. Jena 1892. 38 M. W. BEYERINCK. seulement à , l’aérotaxie” de M. Engelmann mais encore aux déplacements chimiotactiques découverts par M. Pfeffer !), et nous représenter que les clostridiums répondent par des mou- vements à l'excitation provoquée par de légères variations de concentration de leur milieu nutritif, aussi bien dans la tension de l'oxygène que dans la concentration des aliments organi- ques et des phosphates, et recherchent, au milieu de ce mélange complexe de circonstances, celles qui leur sont le plus favorables. Pourtant les recherches à faire dans cette direction avec les microbes anaérobies sont très-subtiles et à peine ébauchées. D'autres bactéries, plus faciles à manipuler, et particulièrement l'espèce que j'ai appelée Bacillus perlibratus (L.c.), nous donneront probablement dans la suite des indications précises. La forme à oxygène du ferment butylique se rencontre également bien dans les liqueurs infectées au moyen du ferment et dans les cultures sur gélatine. Les moûts mis en fermentation par l’addition d’un levain butylique brut, généralement mélangé de Bacillus subtilis, peuvent renfermer dans les premiers stades cette bactérie, aérobie il est vrai, mais qui ne réclame pas beaucoup d’oxygène. Il importe d'appeler l'attention sur ce fait parce que la forme à oxygène du ferment butylique ressemble, comme nous l’avons, vu, beaucoup au Bacillus subtilis, de manière qu’il ne paraît pas impossible de les confondre. On emploiera donc de préférence des cultures pures pour étudier la forme à oxygène. On conçoit d’ailleurs sans peine que des espèces aérobies, telles que le Bacillus subtilis, ne pourront se développer longtemps dans les liqueurs dont la fermentation devient de plus en plus intense. Mes nombreuses cultures sur gélatine, provenant de liqueurs de cette nature, ont montré à l'évidence que si même elle est présente à l’origine, l’espèce citée ne tarde pas à disparaître complètement, si complètement même queje dois admettre qu’elle 1) Die chemotactischen Bewegungen von Bacterien, Flagellaten und Volvocineën, Tübinger Unters. XI, p. 582, 1888. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 39 a péri. Même le Gr. Polymyxa, cette espèce précédemment citée comme un hôte passablement constant des levains butyliques, et temporairement anaérobie comme la levûre de bière quoique à un degré moindre, — même cet organisme disparaît rapidement des fermentations butyliques proprement dites. L’examen bactério- logique montre que cette auto-purification du liquide en voie de fermentation est à peu près terminée, pour ce qui regarde les deux organismes mentionnés, au moment où la forme à oxygène en bâtonnet du ferment butylique est remplacée plus ou moins complètement par les clostridiums. A partir de ce moment, et malgré la grande diversité de forme des individus pris isolément, l'examen au microscope, pour un observateur exercé, démon- tre qu'ordinairement il y a entre les deux types de notre ferment une ressemblance incontestable. Peu à peu le liquide se peuple de plus en plus jusqu’à ce que la masse entière se transforme en un mucilage cohérent, comme une zooglée résistante, passant, jusqu'à la fin de la fermentation, par le col du ballon en même temps que les gaz formés. L’image microscopique des diverses formes appartient aux sujets d'étude les plus remarquables que la physiologie de la fermentation puisse nous ofirir. Examinons encore d’un peu plus près les métamorphoses de la forme ,à oxygène” en la forme clostridienne, telle que l’examen microscospique nous permet de l’observer. La forme ,à oxygène” du ferment butylique ne produit pas de zooglée proprement dite. Elle apparaît à la surface du liquide en fermentation sous forme d’une mousse légère. Les bulles gazeuses qui prennent naissance renferment dès l’abord de hydrogène et de l'acide carbonique. Aussi longtemps qu’il y à encore de l’oxygène en présence il ne se forme pas d’alcool butylique. La deuxième phase de la fermentation est caractérisée par le développement énorme des bactéries, qui correspond à la disparition complète de l’oxygène en réserve et à l'apparition de la fonction réductrice. La forme des bactéries, à partir de ce 40 M. W. BEYERINCK. moment, change rapidement. Des clostridiums renfermant de la granulose, isolés ou réunis en chapelet, apparaissent de toutes parts et remplissent bientôt le liquide tout entier, si bien qu’une goutte d’une solution d’iode dans l’iodure de potassium colore en bleu noirâtre une préparation prise dans le col du ballon. C’est précisément à cette phase de la fermentation que l’image microscopique des organismes est tout particulièrement intéressante. Chaque expérience nouvelle montre des faits nou- veaux, et je ne puis donc figurer qu'une couple de cas déter- minés, tel que celui présenté par les fig. 7 et 8. Les diverses fer- mentations sont très-différentes au point de vue de la motilité des clostridiums, de leur longueur et de leur épaisseur, ainsi que de leur teneur en granulose. Elles varient encore davan- tage au point de vue de la présence ou de l’absence de spo- res, et quant à la forme et aux dimensions de ces dernières. Par- fois tout est en train de se mou- voir avec vivacité; parfois au contraire il règne un repos ab- solu, et cet état se prolonge pen- dant douze heures et plus, tan- dis que la zooglée épaisse s'écoule sans interruption par le col du Fig. 7. (Zeiss, F. 2, Chambre ballon et le tube abducteur. La claire, Gross. 700), Granulobacter richesse en formes de ces liqueurs purylicum, Forme clostridienne est telle, qu'à peine deux bacté- d’un levain butylique. Les frag- ries se ressemblent complète- ments de farine ont été négligés. ment. Il serait donc superflu de La grannlose et Ce : spores nettement contourées. Le donner des détails, et je me mouvement est indiqué par des contente, comme je l’ai dit, de flèches. renvoyer aux fig. 7 et 8, en guise d'exemples. La fig: 7 représente, il est vrai, un levain butylique typique (les fragments de farine étant toutefois laissés de côté), mais des combinaisons pareilles se ren- SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 41 contrent sans peine dans les ,fermentations principales.” L'organisation interne du ferment butylique est très-carac- téristique. et je crois qu'on peut distinguer dans le corps de la bactérie différents organes. C’est ainsi que la granulose s’accumule dans une certaine partie déterminée du corps, à la vérité d’une forme très-variable !). La spore apparaît égale- ment dans une région spéciale et est entourée d’un espace aréo- laire, comme on le voit aussi dans les figures de de Bary du G. saccharobutyricum ‘) et dans les miennes. Au centre se trouve un espace, que je considère comme une vacuole parce que le contenu en est si mou que des parcelles qui s’y rencontrent accidentellement sont mobiles. Cet espace n’est visible qu’avec l'emploi de l’immersion ho- mogène, et encore dans quel- ques cas bien favorables seulement et chez un petit nombre de bactéries vivan- tes. Il devient particulière- ment évident quand l’or- gane à granulose y fait saillie sous forme d’un appendice allongé. Quand cela arrive, ce prolonge- ment exécute dans l’intéri- Fig. 6. (Zeiss, F. 3. Chambreclaire. eur de l’espace des mouve- Gross. 1100). Granulobacter butylicum. ments passifs, quand le clos- Forme clostridienne d’une fermentation principale. La granulose ombrée, les spores nettement contourées. Le mou- : j vement indiqué par des flèches. démonstration évidente que le centre de la bactérie est à NE tridium se déplace ou se re- courbe. Ceci fournit une de consistance très-molle, peut-être même liquide; sinon un 1) La même chose a lieu pour , l'organe glycogénique” du Saccharomyces ainsi que pour les ,amyloplastes” des Algues vertes inférieures, telles que le genre Chlorella. 2) Voir pag. 8 Note 1. 49 M. W. BEYERINCK. corps si délicat comme le prolongement protoplasmique de l'organe à granulose ne pourrait pas absolument y présenter de phénomènes d'inertie. Les spores du ferment butylique appartiennent aux spores bactériennes les plus volumineuses connues jusqu’à présent. Elles mesurent très-souvent jusque 2 x de longueur sur 1 « d'épaisseur. Elles sont de forme elliptique ou cylindrique, à extrémités arrondies. Leurs dimensions permettent de les re- connaître même au milieu de spores de la bactérie du foin. Elles liquéfient leurs parois à la germination ou les transfor- ment en mucilage, comme on peut l’observer sous le couvre- objet paraffiné dans une goutte de moût. Une rupture violente de la paroi n’a certainement pas lieu, et ce fait les distingue des spores du Bacillus subtilis, dont la germination est si bien connue par les recherches de de Bary et de M. Brefeld. Le protoplasme hyalin des clostridiums butyliques renferme des granules ou microsomes; je :’ai pu y observer de noyau cellulaire. $ 7. Présence d’'oxysène combiméendens les moûts en fermentation "PhémiM: mêènes qui terminent le "processus: Jamais je n’ai observé de culture butylique, (et jamais non plus de colonie sur gélatine), qui ne présentàt pas de bà- tonnets et fût exclusivement composée de clostridiums. Quelle que puisse être la cause de la naissance de cette dernière forme, cette cause ne peut agir uniformément sur toutes les bactéries renfermées dans une liqueur en fermentation. Cette liqueur elle-même ne présente pas dans sa masse de diffé- rences capables d'expliquer une manière d’être si remarqua- ble, et il faut donc en chercher la raison dans des circon- stances d’origine interne. Il est certain que ces circonstances sont de nature passagère et peuvent être amenées à se ren- verser. On peut se convaincre en effet que les bâtonnets et les clostridiums, transportés sur gélatine, peuvent donner des SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES 43 cultures identiques à la semence même, ou tout au contraire les bâtonnets peuvent produire des clostridiums, les clostridiums des bâtonnets. Mêmes les spores se transforment à la ger- mination, suivant les circonstances, soit en bâtonnets soit en clostridiums. Je ne puis m'empêcher de croire que cette différence de forme dépend ou bien de la possibilité d’un pro- cessus de réduction ou bien de l’absorption directe de l'oxygène dissous et de son accumulation dans les bâtonnets. Cette con- clusion est précisément amenée par l’existence de la forme , à oxygène” et de la forme clostridienne du ferment. Une liqueur qui montre une telle fécondité dans la production de substance vivante, et dans laquelle les phénomènes morpholo- siques des bactéries rendent probable une certaine action de l'oxygène, peut-elle être néanmoins regardée comme absolument exempte d'oxygène dissous ? Je me suis souvent posé cette ques- tion et J'ai essayé de diverses manières d’arriver à une conclusion certaine. La chose est du plus haut intérêt théorique, car il ne s’agit de rien moins que de la démonstration du fait s’il y à une anaérobiose continue, infinie, ou si encore dans ce cas, de même que chez la levûre de bière, elle n’est que passagère !). Il faut répondre comme suit. La levûre de bière ne peut donner, en l'absence d'oxygène libre, mais dans les cir- constances d'alimentation les plus favorables d’ailleurs, que quelques divisions cellulaires (vingt à trente) et cesse alors de se développer et de fermenter. Elle finit par périr en même temps que ses cellules se rompent. Il en est tout autrement 1) Je dois observer ici qu'il y a deux classes d’anaérobies obligatoires. La première classe est représentée par le ferment butylique, qui absorbe lui- même les dernières traces d'oxygène dissous. La seconde classe comprend par exemple quelques ferments de putréfaction des peptones et le ferment de la réduction des sulfates; c’est seulement quand on emploie les moyens les plus puissants d'élimination de l'oxygène que leur culture réussit. Il est bien entendu que je ne m'occupe dans ces pages que de la première de ces deux classes. A4 M. W. BEYERINCK. chez le ferment butylique. La même liqueur fermentescible, dans laquelle la levûre de bière se développerait et fermen- terait abondamment en présence d'oxygène, mais périrait sans cet élément, permet un développement et une fermentation indéfinis du ferment butylique, alors même que l’oxygène fait absolument défaut. J’ai mis en action sept fermentations successives, à l'abri le plus complet possible d'oxygène, en me servant pour l’inoculation de matériaux empruntés chaque fois à l'expérience précédente, et la septième fermentation ne présentait pas trace de diminution d'intensité ni aucune particularité saillante. Ceci veut donc dire que plusieurs millions de divisions cellulaires peuvent se succéder sans interruption, à l’abri complet de l’oxygène. La fermentation butylique n’est pas contrariée par l’indigo- sulfate neutre de sodium. L’addition de ce sel, avant l’ébul- lition, au liquide de fermentation, donne une solution colorée en bleu foncé. Or nous savons que les bactéries butyliques possèdent un pouvoir réducteur intense et l’on voit en effet, aussitôt que la fermentation s'établit, l’indige bleu se trans- former en indigo blanc. Je considère ce phénomène comme un indice certain qu’il ne peut plus y avoir d’oxygène libre en présence, et cependant c’est à partir de ce moment que la fermentation acquiert toute son intensité. On objectera, il est vrai, que les bactéries doivent avoir consommé auparavant la très-faible quantité d'oxygène dispo- nible, et peuvent vivre longtemps peut-être à ses dépens. Voici comment j'écarte cette objection. Le réactif de Schützenberger, l’hydrosulfite de a (SO, Na,) est un puissant agent réducteur, qui possède la propriété de ne pas agir comme toxique à l’égard du ferment butylique et de ne pas se décomposer à l’ébullition. J’ai donc ajouté à ma liqueur de fermentation de l’indigosulfate de sodium, et de l’hydrosulfite en unie suffisante pour réduire complètement le bleu d’indigo à l’état d’indigo blanc. Un léger excès d’hydrosulfite empêche la solution de se bleuir SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES, 45 par l'agitation au contact de l’air. Ce liquide plus que réduit s’est cependant montré très-propre à la fermentation butylique, et je crois donc démontré que le ferment en question est capable de se développer indéfiniment en l’absence d'oxygène dissous !). Je ne veux pas abandonner cette question sans avoir examiné d’un peu plus près comment se comporte ,l’oxygène combiné”. Toutes les fermentations vigoureuses où prend naissance de l’alcool butylique ont été obtenues à l’aide de moût de malt d'orge. Or nous savons depuis M. Pasteur ?) que le moûtne dissout pas seulement physiquement une quantité considérable d'oxygène, mais la retient en partie chimiquement combinée, de telle sorte qu’on ne peut l’éloigner par l’ébullition. Cependant d’après M. Pasteur la levûre aurait le pouvoir d'employer cet oxygène combiné. S'il en est réellement ainsi, le ferment butylique sera d’autant plus apte à exercer cette fonction qu'il réduit si énergiquement certaines substances du milieu fermen- tescible, à l’égard desquelles la levûre est entièrement inac- tive, par exemple les nitrates *). Je ne suis pas, quant à moi, persuadé que la levûre pourraît, comme le pense M. Pasteur, 1) J’examinerai à une autre occasion comment se comporte la levüre alcoolique à l’égard d’un pareil milieu réduit (voir aussi 12). 2) Etudes sur la bière, p. 357. Paris 1876. Un litre de moût de bière dissout d’après Pasteur 7 cm°. d'oxygène libre et en combine chimique- ment 41 cm°. c'est-à-dire à peu près six fois autant. 3) L’exposé des expériences de M. Pasteur (1. c. p. 364) m'a fait songer aux difficultés suivantes. L’hydrosulfite de sodium sert à titrer l'oxygène dissous; l’indigosulfate de sodium sert d’indicateur, et est lui-même réduit à l’état d’indigo blanc par l’hydrosulfite. La levûre toutefois ne se com- porte pas comme réducteur à l'égard de l’indigosulfate de sodium. Elle pourrait cependant, d’après M. Pasteur, consommer l’oxygène combiné du moût, donc réduire un corps déterminé quoique inconnu du liquide. L'hydrosulfite de sodium au contraire, qui agit à l'égard de l’indigo comme un réducteur si énergique, ne pourrait emprunter au moût que l’oxygène dissous. Ceci me semble être une contradiction, que l’on fera disparaître en refusant à la levüre le pouvoir de consommer l’oxygène tenu en combinaison dans le moût. A6 M. W. BEYERINOK. employer l’oxygène combiné à entretenir ses combustions vi- tales, maïs je crois la conclusion de M. Pasteur absolument fondée pour ce qui concerne le ferment butylique. Cet organisme peut, à mon avis, gràce à son pouvoir réducteur, atteindre ce que d’autres organismes doivent à leur respiration aérienne, c’est-à-dire l'entretien de leur énergie vitale. C’est un fait acquis que les rares anaérobies obligatoires connus jusqu’à présent et doués du pouvoir fermentateur ne le peuvent que s’il y a des substances réductibles dans le milieu où ils vi- vent, et que l’on peut démontrer chez ces formes un pou- voir réducteur constant. Mais revenons à notre sujet plus immédiat. Je ne puis indiquer un moment déterminé, caractérisant la fin de la fermentation butylique. Le vif dégagement de gaz qui accompagne le développement abondant des bac- téries, dure, suivant les circonstances, de deux à trois jours. Au bout de trois jours cependant tout développement ultérieur est à peine sensible, et la production d’alcool butylique cesse également. La production de gaz au contraire peut continuer encore des semaines entières à la température ordinaire. Pen- dant que cette fermentation secondaire s’accomplit, le liquide devient de plus en plus fluide, et l’image microscopique montre que les bactéries disparaissent en partie. L’organe à granulose ainsi que le protoplasme incolore diminuent considérablement de volume, et l’on peut avoir de la difficulté à montrer encore, dans des cultures conservées un certain temps, la présence, au moyen de l’iode, de la granulose. Les spores restent natu- rellement inaltérées, mais perdent au bout d’un an leur pou- voir de germination. Tous ces phénomènes, à l’exception de la fermentation secondaire, sont peut-être indépendants de la présence ou de l’absence d'oxygène, et peuvent tenir simple- ment à la disparition des substances nutritives, La fermenta- tion secondaire au contraire semble exiger des traces d’oxy- gène libre, peut-être parce que les matières réductibles ont disparu. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 47 $ 8 Sur les gaz de la fermentation butylique et sur l’alcool butylique. Les formes aérobies des Granulobacters jouent le rôle prin- cipal dans les fermentations spontanées des bouillies de fa- rine crue qui s’observent journellement dans la pratique et provoquent le dégagement tumultueux de gaz qui les carac- térisent. Je pourrais donc commencer tout naturellement par la description de ces phénomènes. Je préfère cependant ren- voyer ceci à une autre occasion, et traiter ce point à propos de l’histoire du Granulobacter saccharobutyricum et du ferment lactique. Cela m'entraînerait trop loin, en effet, de m’étendre aussi longuement que leur importance l’exige, sur les phéno- mènes particuliers que l’on observe à ce propos; d’autant plus que tout ce que l’on a publié jusqu'à présent sur les bactéries de la pâte de pain n’a guère de signification. Les points qui intéressent réellement aussi bien la pratique que la science n’ont pas même été effleurés, et la question ne saurait donc être résolue en peu de mots. La production de gaz accompagnant la fermentation buty- lique est très-violente. Il ne faut, quand on se sert de ballons d’un litre, que quelques heures pour récolter plusieurs cen- taines de centimètres cubes de gaz. Il est donc facile de faire en un petit nombre de jours une série entière d'analyses. Comme on ne peut songer à atteindre ici le plus haut degré de précision, on se servira avec succès de la méthode de Hempel et de pipettes à boules. Le premier résultat auquel on arrive, c’est que depuis le début jusqu’à la fin de la fermentation les gaz ne se composent que d'hydrogène et d'acide carbonique, et se laissent donc complètement absorber par le noir de palladium et la potasse caustique. Il ne reste, après l’absorption de ces éléments, pas trace de méthane ou d’autres hydrocarbures !). 1) Le gaz des marais ne peut donc être un produit de fermentation butylique. Le Granulobacter saccharobutyricum, lui non plus, ne donne F4 48 M. W. BEYERINCK. Aussi longtemps que la forme ,à oxygène” du ferment bu- tylique prédomine dans les fermentations, le volume d’hydro- gène dépasse de beaucoup celui de l’acide carbonique. Dans ce premier stade du processus, coïncidant toujours avec la présence dans les moûts d’une quantité plus ou moins grande de glucose, la composition moyenne des gaz produits correspond à CO, + 4 H,, c’est-à-dire un volume d’acide carbonique sur quatre volumes d'hydrogène. Du moment que l’anaérobiose devient plus complète la teneur des gaz en hydrogène devient plus forte. Quand la fermentation est pleinement en train, c’est-à-dire quand les bactéries se développent le plus rapidement et que l’alcool butylique se produit en quantité le plus considérable, le rap- port des volumes est CO, + IT,, c’est-à-dire volumes égaux. Cette proportion peut se conserver dans les stades suivants, ou bien l’augmentation relative de la quantité d’acide car- bonique continue. Si cette dernière éventualité se réalise, la composition qui s’observe finalement correspond à 5 CO, + H,, c’est-à-dire cinq fois plus d’acide carbonique que d'hydrogène. Dans le cours des fermentations secondaires, surtout celles qui s’établissent à basse température, la teneur des gaz en hydrogène augmente de nouveau légèrement. Il est remarquable que des colonies différentes provenant d’une même culture pure ne donnent pas, ensemencées dans des moûts de composition identique, les mêmes résultats au point de vue de la composition des gaz formés. Je ne puis dire avec certitude comment il faut expliquer ce phénomène, mais je crois qu’il est provoqué par la prédominance dans les colonies S de l’une ou de l’autre forme, clostridienne ou à oxygène, du nee jamais de méthane. Je signale ce fait parce que M. Hoppe-Seyler attribue la fermentation du méthane au ,,Bacillus Amylobacter” Quant au Granu- lobacter lactobutyricum, tout ce que je puis en dire c’est que cette bactérie ne donne aux dépens du lactate de calcium que de l'hydrogène et de l'acide carbonique, et n’a pas réussi dans mes expériences à attaquer les hydrates de carbone. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 49 ferment butylique. Je dois cependant faire remarquer que même dans le stade initial de la fermentation pendant lequel la forme à oxygène possède encore la prépondérance, l’indigo- sulfate de sodium est déjà réduit à l’état d’indigo blanc. Si donc, ce que je considère comme probable, c’est la présence ou l’absence d'oxygène qui cause les variations dans le rap- port des gaz produits, c’est la réserve d’oxygène solide du plasma bactérien, et peut-être aussi celle que le moût retient chimiquement qui peut seule être en jeu, et non l’oxygène en solution physique. Il ressort de ce qui précède qu'il serait illusoire de pré- tendre donner de la fermentation butylique une formule propre à exprimer quantitativement les gaz formés dans le phéno- mène. C’est évidemment la substance des bactéries elle même, produite pendant la fermentation en quantité énorme et impossible à exprimer par une formule chimique, qui rend vaine toute détermination des rapports numériques. Le rendement en alcool butylique échappe également encore à toute détermination précise. Tout ce que je puis dire, c’est que les levains butyliques, ensemencés artificiellement au moyen de bactéries sèches et exempts dès le début de Gr. saccharobutyricum, fournirent à là distillation 1 à 3°/ du poids de la farine d'orge en alcool butylique. De bonnes fermentations principales me donnèrent jusque 1 à 2°/ d'alcool, rapporté au poids de farine. Il n’y a pas moyen, à cause de la production de zooglée, de déterminer au saccharomètre le degré de fermentation. L'alcool boat à 117° C. environ et se dissout à 15° C. dans environ 10 parties d’eau, d’où l’on peut le séparer au moyen de chlorure du calcium. La rectification fournit une petite quantité d’un alcool à point d’ébullition inférieur, peut-être de l'alcool propylique. Le produit est d’ailleurs très-pur. Si l'alcool butylique était un corps important au point de vue technique, mon procédé permettrait de le préparer en grand et à frais très-modérés. | ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 4 50 M. W. BEYERINCK. $ 9. Récolte des bactéries butyliques. Leur teneur en azote. La fertilité des fermentations butyliques bien vigoureuses est si considérable, que les moûts butyliques (ne s’acidifiant pas) absolument privés d'oxygène finissent par devenir complètement filants. Il est très-intéressant de précipiter la zooglée bacté- rienne d’un liquide fermenté de cette nature. Cela réussit d’une manière presque parfaite avec l'alcool fort. Celui-ci coagule la zooglée et permet de l’enlever en une seule masse collante, comme de la fibrire, à l’aide d’une baguette de verre. On peut exprimer la masse jusqu’à siccité presque complète sur une plaque de verre épais. Le liquide fermenté est ainsi très-complètement éliminé, et la zooglée devient une plaque assez résistante, blanche ou un peu brune, exelusive- ment formée de bactéries. Desséchée à 37° au thermostat, la masse peut être facilement pulvérisée. Les spores du ferment butylique y sont toutes vivantes; les bactéries elles-mêmes ne sont que partiellement tuées. La précipitation complète de la zooglée parfaitement pure a lieu quand la quantité d'alcool ajoutée a porté la concen- tration du moût à 60 % environ en teneur d’alcool absolu. Si l’on continue à ajouter encore plus d’alcool, les dextrines non fermentées se précipitent également, et enfin aussi des substances extractives azotées non assimilées par les bactéries. J’ajouterai encore que ce remarquable phénomène ne peut avoir lieu qu’une seule fois. Cela veut dire que si l’on délaie dans de l’eau une zooglée déjà une fois exprimée, on n’ob- tient par l'addition d’alcool qu'un précipité diffus que l’on ne parvient qu’imparfaitement à laver et qui ne se récolte pas sans peine. Quiconque voudra répéter cette expérience devra aussi songer que la précipitation doit avoir lieu à l’époque de plus grande maturité de la fermentation, ou du moins aussitôt que celle-ci est terminée. Plus tard on n'obtient plus que des précipités diffus et incommodes à manipuler. Il va de soi SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 51 qu’en raison de la consommation d’alcool ce procédé n’est pas bon marché. Et cependant on peut avec raison le con- sidérer comme un procédé industriel, et s’il fallait préparer le ferment butylique en grand, comme la levûre panaire, la méthode que je viens de décrire serait certainement appliquée avec succès. Elle est dans tous les cas digne d'intérêt, en permettant de se procurer en grand, dans un but scientifique, une espèce de bactéries des plus remarquables Obtenu comme je viens de le décrire, le ferment butylique se présente sous forme d’une masse cassante, blanche ou brune, sans saveur, d’une odeur faible et agréable et renfermant environ 15 %, d’eau. On observe sur la cassure que l’intérieur de la masse est d’ordinaire plus légèrement coloré que la surface, ce qui prouve qu'il s’y rencontre des substances facilement oxydables. Réduite en poudre et délayée dans de l’eau, la masse gonfle bientôt et passe à l’état d’une zooglée muqueuse consistante, montrant au microscope l'image la plus carac- téristique du ferment butylique. La poudre n'offre pas trace de propriétés tryptiques, mais présente au contraire un pouvoir amylolytique intense, même alors que les bactéries qu’elle renferme ont déjà péri. C’est ce qu’on peut observer d’une manière particulièrement élégante au moyen de la méthode de la diffusion dans une plaque mince de gélatine contenant de l’empois d’amidon. On dépose à la surface un peu de la poudre, abandonnant le tout à lui-même pendant douze heures ou da- vantage. Puis on verse sur la plaque une solution d’iode. C’est donc une expérience de même nature que celle décrite à propos des colonies butyliques. La diastase butylique diffuse dans la plaque de gélatine amidonnée et y fait apparaître une aire de diffusion circulaire, qui ne se colore plus par l’iode. Si l’on a appliqué sur la plaque un peu d’une poudre fraîche, les bactéries peuvent dans ces conditions passablement défavorables montrer cependant des phénomènes vitaux. Elles se créent en effet, au centre de la zooglée formée par imbibition, un milieu exempt d'oxygène, où elles peuvent done se mouvoir et 4* 52 M. W. BEYERINCK. même présenter la sporulation et des indices de croissance. Le développement toutefois cesse bientôt par suite de l’insuf- fisance du substratum nutritif. La poudre est riche en gra- nulose et se colore en noir violet par l’iode. Longtemps bouillie avec de l’eau, elle ne cède à celle-ci qu’une petite quantité de granulose, mais cependant assez pour colorer l’eau en bleu quand on y ajoute de l’iode. Une longue ébullition en présence d’acides fait disparaître la granulose et passer en solution de la dextrine et du sucre. Cette métamorphose toutefois ne se fait pas sans peine. Il est beaucoup plus com- mode de saccharifier la granulose par les préparations d’amy- lase les plus diverses. Un litre de moût de 11 degrés saccharométriques me donna environ 30 gr. de zooglée bactérienne complètement exprimée entre des plaques de verre; 7 gr. de bactéries séchées à l’air et, comme celles-ci renferment encore 14 à 17° d’eau, 6 gr. environ de substance bactérienne séchée à 110° C !}. La teneur en azote de cette masse sèche est quelque peu diffé- rente, suivant l’état de la fermentation. C’est ainsi que je trouvai dans un échantillon précipité d’un moût à peu près privé de glucose, au stade le plus actif de la fermentation, d’après le procédé de Kjehldahl, 401%, d’azote, ce qui donne, multi- pliant par le facteur 6,25, 25,06% d’albumine. Une fermentation butylique mise en train avec 2% de glucose me donna, dans la substance bactérienne séchée à 110? C., 4,395% d’azote ou 27,468°/. d’albumine. Si l’on veut comparer ces résultats à ceux fournis par un autre agent de fermentation, je rappellerai que les variétés de levûre panaire les plus actives que l’on trouve dans le commerce donnent à peu près deux fois autant d'azote, savoir 7 à 9%. Si l’on admet que les bactéries vivantes renferment 80% 1) I est remarquable qu’un litre du même moût donnerait également en- viron 30 gr. de levûre de bière, mais seulement par le procédé de l’aération. SUR LA FERMENTAION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 53 d’eau (la levûre panaire est censé en renfermer 70 à 75%), les 20 gr. de substance bactérienne restants, rapportés à 27,46°/ d’al- bumine, renferment 5,59 gr. d’albumine, qui doit donc, imbibée avec de l’eau, constituer le corps protoplasmique des bactéries. L’organe à granulose constitue 25 à 50% du corps des bac- téries vivantes. !), et est donc incontestablement lui-même de nature protoplasmique. Les spores donnent, mesurées au mi- croscope, un volume d'environ 10% du volume total du corps. Je ne me hasarderai pas à apprécier le volume des enveloppes gélatineuses. Les bactéries récoltées comme il vient d’être dit et conser- vées durant des années ne perdent pas leur pouvoir végétatif. J'ai obtenu par exemple dans le courant de l’été dernier des fermentations butyliques vigoureuses en ensemençant mes ballons à l’aide d’organismes récoltés en 1887 Il y a d’ailleurs un moyen plus simple de se persuader de la vitalité persis- tante des matériaux conservés; c’est de fabriquer du levain _butylique. On fait bouillir à cet effet un peu de farine, abso- lument comme on procède dans la fabrication du levain brut, mais on prolonge l’ébullition jusqu'à ce que tous les orga- nismes y renfermés aient été tués. Cela arrive presque tou- jours au bout de 10 à 15 minutes, et sans exception au bout d’une demi-heure. On introduit alors, au moyen d’une cuiller de platine, la poudre bactérienne à examiner à une certaine profondeur dans l’intérieur de la masse refroidie à environ 95° C., et de telle manière que les bactéries soient en contact avec la paroi de verre. La poudre se gonfle aussitôt en une volumineuse zooglée. On observe au bout de quelques heures que la bouillie de- vient liquide à l’endroit infecté, par suite de l’action de l’a- mylase butylique secrétée par la zooglée. Les bactéries sont- elles vivantes, on voit au bout de 24 heures, à une tempé- 1) Même 60°/, chez le Granulobacter saccharobutyricum. 54 M. W. BEYERINCK. rature de 37°C, cette portion liquéfiée se remplir d’une quantité de bulles de gaz; l’odeur agréable de l’alcool buty- lique devient perceptible et les clostridiums se répandent dans la masse entière de la bouillie. [1 faut dans cette expérience, quand on ensemence au moyen de la cuiller de platine, éviter d'entraîner de grosses bulles d’air, ce qui d’ailleurs arrive très-facilement. Il va de soi qu’un levain butylique de cette & nature peut servir à mettre en train une nouvelle fermentation. $ 10. La granulose et l’amylase granulobactériennes. Le dépôt de granulose au centre du corps des bactéries, qui secrètent en quantité de la diastase par leur surface, est un bel exemple de la séparation complète que peut établir le protoplasme vivant entre substances qui au contact agissent énergiquement les unes sur les autres. Les deux processus ont bien lieu en même temps. C’est ce qu'apprend l’accumulation de diastase dans le cours des fermentations butyliques, en même temps que se multiplient activement les clostridiums remplis de granulose. Une goutte d’iode colore le liquide fermentenscible en bleu violet foncé. Ces observations permettent d’attendre que les zooglées précipitées des liquides butyliques au moyen d’alcool seront à la fois riches en granulose et en diastase. C’est en effet ce qui à lieu. Il reste d’ailleurs beaucoup de diastase dans les eaux mères. À propos de la détermination de ce corps dans les zuoglées précipitées Je ferai encore remarquer ce qui suit. Si l’on introduit dans la masse d’une pâte de farine refroidie à 95° C. un peu de zooglée sèche, réduite en poudre: si l’on expose ensuite la substance à une température de 47° C.; il y apparaît déjà au bout de quelques heures, comme nous l’avons vu au $ 9, un foyer de liquéfaction. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 55 Mais ce phénomène peut être accompagné d’un certain développement des bactéries, et l’on pourrait donc croire à une formation nouvelle de diastase. C’est pourquoi je veux faire remarquer que des zooglées tuées par un séjour dans l’éther ou le chloroforme peuvent montrer la même réaction. Il est à recommander de ne pas ajouter la préparation à la pâte vers 95° C., mais à une température plus basse, inférieure à 70° C., sinon la diastase en souffre. La zooglée butylique pulvérisée, ou une préparation d’amy- lase qui en provient !), ajoutées vers 50 ou 60° C. à de l’empois d’amidon épais, produisent également un liquéfaction rapide. Il se forme d’abord beaucoup de dextrine, qui ne tarde pas à disparaître et est remplacée par du maltose. Je ne puis cepen- dant dire exactement le marche suivie par le phénomène. Ce que je sais, c’est qu’on ne saurait le comparer à la produc- tion de sucre par la diastase du malt, car cette action repose sur la coopération de deux zymases, tandis que l’amylase bu- tylique est un corps simple. Ce dernier corps est d’ailleurs étroitement allié à la diastase du malt en ce sens que l’optimum de température de l’amylolyse est pour les deux zymases d’environ 60° C. Toutes deux sont rendues plus actives par l’addition d’une trace d’acide et for- tement paralysées par les bases. La ptyaline et la diastase du pancréas qui lui est identique sont au contraire stimulées par une trace d’un composé alcalin. L’amylase butylique de- vient enfin plus ou moins inactive au-dessus de 60° C. et est précipitée alors de ses solutions en coagulum absolument comme la diastase du malt. Il est probable que la température de décomposition rapide de l’amylase butylique est voisine de 1) Pour obtenir celle-ci le plus simple est de filtrer un moût en fer- mentation vigoureuse et de précipiter la liqueur filtrée par l’alcool. Ou bien on éliminera d'abord au moyen d'alcool la zooglée du moût en fermentation, et l’on précipitera les eaux. mères par un excès d'alcool, ce qui entraîne il est vrai une grande quantité de dextrine, mais très-peu de bactéries. 56e M. W. BEYERINCK. CS 75° C., supérieure par conséquent à celle de la diastase du malt, pour laquelle elle est d'environ 68° C,. Le maltose produit par l’amylase butylique est probablement identique au maltose ordinaire. Les ,levûres du maltose” peu- vent dans tous les cas transformer ce sucre en alcool et acide carbonique Il n’est pas assimilé par les ,levûres glucosiques”, telles que le Saccharomyces Mycoderma, et les ,levûres lactosi- ques” comme les Saccharomyces Kefyr et S. tyrocola, dans les plaques de gélatine ensemencées avec ces microbes. La formation d’érythrodextrine est dans l’amylolyse buty- lique un phénomène qui se termine plus rapidement que dans l’action de la diastase du malt d’orge. Elle est cependant net- tement appréciable, absolument comme dans l’action de la sranulase du malt de maïs, qui est très-voisine de Ia diastase butylique. Il n’y à pas production de glucose dans l’interver- sion par l’amylase butylique, tandis que la diastase ordinaire du malt, par suite d’une faible teneur en glucase, donne des traces de glucose. Ce sucre ne fait donc jamais complètement défaut dans les extraits de malt, mais ne se trouve pas du tout dans les levains butyliques préalablement bouillis. C’est peut-être ici le moment de dire un mot de la disso- lution de la cellulose sous l'influence du , Bacillus Amylobacter”. Ce phénomène, découvert par Mitscherlich !), a plus tard souvent été discuté. J’ai essayé par plusieurs méthodes d'acquérir des données sûres au sujet du rôle du ferment butylique dans ce phénomène. J'ai examiné d’abord à ce point de vue la diastase butylique, en déterminant son influ- ence sur la cellulose de provenance diverse Je préparai done de la cellulose à l'aide de papier à filtrer, de noyaux de dattes, des cotylédons du Tropaeolum majus. La substance, dissoute dans le réactif de Schweizer, fut précipitée par l’acide chlorhydrique et complètement débarrassée du cuivre adhérent. Il s’est montré que l’amylase butylique est tout à fait 1) Kôn. Preuss. Acad. d. Wiss. 1850. p. 105. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 57 inactive à l'égard de la cellulose ainsi obtenue; seuls l’empois d’âmidon et les dextrines furent attaqués. Quand ces expériences eurent donné un résultat négatif, j'introduisis les préparations cellulosiques dans les liquides de fermentation butylique, mais sans plus de résultat. J'ai alors placé dans les mêmes liqueurs des tiges de lin, bouillies ou non, séchées et fraîches; mais au bout de 24 heures et davantage je ne pus observer de corrosions visibles des fibres libériennes. Des coupes minces de radis restèrent éga- lement intactes; de sorte que je conclus de tout ceci que la dissolution de la cellulose, qui peut sans aucun doute s’opé- rer par l'intervention de microbes, doit être rapportée à un processus physiologique encore inconnu et n’est pas à coup sûr provoquée par les cultures pures du Granulobacter. Le fait suivant est d’ailleurs en harmonie avec cette manière de voir. M. van Senus '), qui a étudié en détail la disparition de la cellulose sous l'influence des microbes, arrive à ce résultat qu'il doit y avoir ici une action vitale de con- tact (comme dans la datte en germination), et qu’au moins deux espèces de microbes doivent être en même temps en présence pour provoquer le phénomène. On ne saurait trancher en ce moment la question de savoir quelles sont ces espèces. Peut-être le Granulobacter Polymyxa est-il une d’entre elles. M. Hoppe-Seyler ?) admet que la fermentation cellu- losique est liée à la production de méthane, mais ceci doit encore rester sujet à caution. Il ne me semble pas suffisam- ment prouvé que dans ses recherches le méthane ne provenait pas de substances albuminoïdes. 1) À. H. C. van Senus. Bidrage tot de kennis der cellulosegisting. Leiden. 1890. 2) L’intéressante étude de M. Hoppe-Seyler se trouve sous le titre: »Ueber die Gährung der Cellulose mit Bildung von Methan und Kohlen- säure” dans son Zeitschrift für Physiol. Chemie. Bd. X, Heft 3, page 201, et Heft 5, page 401, 1886. 58 M. W. BEYERINCK. $ 11. Signification biologique des fermentations. Fonction réductrice du ferment butylique. DS J’ai déjà fait remarquer à une autre occasion !) que le fait capital des fermentations réside dans la production de gaz. Il serait désirable que d’autres auteurs prissent en considé- ration ma manière de voir. Je suis persuadé qu’alors toutes sortes de dédoublements sous l’influence de bactéries, tels que la production de pigment, la réduction, l'oxydation, production de lumière, etc., phénomènes souvent nommés fermentations, prendraient une autre place dans la classification physiologique. Toute fermentation, à mon avis, est caractérisée en première ligne, comme je viens de le dire, par la production de gaz. A ce point de vue, toutes les fermentations qui donnent de l'hydrogène, et cela arrive chez la majorité d’entre elles, doi- vent être considérées comme le prototype du genre. Cet élément répond en effet, à cause de sa faible solubilité, beaucoup mieux que l'acide carbonique à l'idéal d’un gaz. Si le vrai caractère de la fermentation est la production de gaz, c’est ce dernier phénomène qui doit constituer sa signification biologique. Voici comment il faudra, je crois, comprendre ce qui précède. Le vrai théâtre de l’activité des organismes de fermentation sont les couches situées immédiatement sous la surface du sol des jardins, les prairies et les champs de culture, les masses d'engrais et de dé- tritus, la boue des fossés, des lacs et des fleuves, les couches profondes des cuves de Ia fermentation industrielle, en somme tous les endroïts où, par suite de la vie intense qui s’y développe, l’oxygène libre est rapidement consommé et ne peut se renouveler que difficilement. Les gaz de fermentation qui prennent ici naissance doivent tendre nécessairement à refouler les organismes producteurs de ces endroits de formation et les transporter ailleurs, où les conditions 1) Centralbl. für Bacteriologie, Bd. 11, pag. 73, 1892. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 959 de nutrition sont différentes. Ce mouvement doit en général être dirigé vers la surface libre de ces masses, c’est-à-dire vers l'oxygène libre. J’admets maintenant que le développement ultérieur des organismes de la fermentation dépend d’une manière ou d’une autre de l'oxygène libre. C’est dans la nécessité d’aller chercher l’oxygène, qui seul finit par rendre possible la suite de la fermentation, même chez les êtres anaérobies, que je vois la vraie signification de la fonction fermentative !)}. Or, ceci admis, il est évident qu’il faut un moyen pour remettre en contact avec l’oxygène libre les formes possédant le pouvoir d’accumuler une réserve d'oxygène solide, dont elles peuvent vivre quelque temps et se développer aux endroits où, par suite de l’absence de cet élément, les aérobies ne peuvent se maintenir. Eh bien, y-a-til, pour atteindre ce but, un meilleur moyen que la production de gaz? Il n’y à pas d’autre raison, à mon avis, que la nécessité d’absorber de nouveau de l'oxygène libre, après que la réserve en a été consommée, qui fait que les gaz de fermentation poussent à la surface des liqueurs les zooglées bactériennes ou la mousse de levûre. Cette nécessité n’explique-t’elle pas d’ailleurs suf- fisamment le fait autrement incompréhensible que précisément l’hydrogène, qui réclame une si grande dépense d'énergie pour prendre naissance, est plus encore que acide carboni- que le produit caractéristique des si nombreuses fermentations bactériennes ? Mais ici nous nous heurtons à une contradiction apparente. J’ai décrit le ferment butylique comme complètement an- aérobie. J’ai montré que la fermentation butylique et le développement du ferment cessent au contact de l’oxygène. L’acide carbonique et l’hydrogène de cette fermentation devraient-ils néanmoins servir à amener le ferment en 1) Je ne parle ici que des êtres anaérobies de la première classe men- tionnée pag. 43. Note 1. Les anaérobies de la putréfaction des peptones etc. restent hors de considération. 60 H. W. BEYERINCK. A présence de cet oxygène qu’il redoute? Je réponds à cette question, qui longtemps m'a créé des difficultés considérables, de la manière la plus franchement affirmative, et j'appuie ma réponse sur les arguments suivants. Nous avons toujours supposé dans les considérations précé- dentes sur la fermentation butylique que le corps fermentesci- ble était du moût, doué d’une affinité énergique pour l'oxygène. Nous avons vu que la vitalité et le pouvoir de multiplication du ferment butylique dans un moût de cette nature, saturé d’oxygène combiné, mais privé d'oxygène libre (où la levûre ordinaire périt après environ trente divisions cellulaires), sont indéfinis. Dans un volume déterminé cepen- dant, après un certain nombre de divisions, ce développement doit cesser par défaut de nourriture, Mais il ne suit nullement d'autre part de cette puissance de développement indéfini dans des milieux nutritifs narticuliers que la même chose doive avoir lieu dans les liquides de constitution si différente que l’on rencontre dans les stations naturelles des bactéries. Je parle 1e avant tout de la boue des fossés et des infiltrations de l’humus. On ignore il est vrai les transformations que le ferment butylique pourra ÿ provoquer, mais nous pouvons par analogie conclure avec beaucoup d'apparence de raison qu'il s’y développera également une fermentation donnant de l’alcool butylique, de l'hydrogène et de l’acide carbonique. Or, il est très-peu pro- bable que ces liquides naturels aient au même degré que le moût le pouvoir de fixer de si grandes quantités d'oxygène ; et le ferment butylique s’y conduit peut-être autrement envers l’oxygène libre et en réclame davantage. Ceci a lieu en tous cas dans des solutions nutritives artificielles dans lesquelles j'ai cultivé le ferment J’y ai réussi p. ex. avec de l’eau de conduite renfermant 1° de peptone sec et 2% d’empois d’amidon à une température assez basse, dépassant à peine 10 à 12° C. La culture avait lieu dans des ballons de Pasteur, où l’air avait accès. Le développement était très-lent, maïs finale- ment de petits clostridiums avec spores étaient généralement SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 61 visibles ‘et la présence d'alcool butylique évidente. L’hydrogène se laissait également démontrer. Maïs ce qui est de la plus haute importance pour les considérations présentes, c’est le fait qu'une pareille solution se montre beaucoup moins propre au développement et à la fermentation dans mes ballons, c’est- à-dire à l'abri de l'air, que dans des ballons ordinaires, où l’oxgène avait accès à travers la fermeture suivant le dispositif de Pasteur. Dans ce milieu :1l fallait donc une bien plus orande quantité d'oxygène au ferment butylique que dans le moût; et il en sera donc bien encore ainsi, sans le moindre doute, pour la boue et les infiltrations de l’humus. Il est donc certain que dans leurs stations naturelles les anaérobies ont besoin de plus d'oxygène qu'on ne le croirait d’après les résultats des expériences avec les moûts artificiels, riches en sucre et en peptones. Je crois donc qu'il ny a pas contradiction entre ces phé- nomènes d’anaérobiose obligatoire et l'explication que je donne de la fonction fermentative. Dans l’anaérobiose la production de gaz a également pour but de pousser l’agent fermentateur vers l’oxygène, qui le rend capable, quand la pesanteur ou des courants l’entraînent de nouveau dans les couches pro- fondes, de fermenter et de croître avec une nouvelle énergie Il n'y a que quelques liquides déterminés, rarement représentés dans la nature, qui permettent au ferment butylique obliga- toirement anaérobie d'employer à son rajeunissement, grâce à son pouvoir de réduction, de l’oxygène combiné. La levûre de bière ne possède pas ce pouvoir. Je ne me hasarderai pas à exprimer un avis sur la sig- nification biologique de la production d’alcoo! butylique. Je crois cependant avoir un idée plus nette de l'utilité de la pro- duction d’alcool éthylique par la levûre de bière. J'espère y revenir à une autre occasion. 62 M. W. BEYERINCK. $ 12. Généralités sur l’anaérobiose, la fonction réductrice et la fermentation. Pour bien comprendre ce qui a été dit $ 11 et ce que je me propose de traiter à présent, c’est-à-dire un sujet passable- ment compliqué, il est nécessaire que je répète certains faits dont il a déjà été antérieurement question. Je devrai surtout appeler l'attention sur les deux formes très-différentes d’anaé- robiose facultative, qui n’ont pas été suffisamment distinguées jusqu'ici, même par les meilleurs physiologistes. La première de ces formes peut être appelée l’anaérobiose facultative permanente, l’autre étant l’anaérobiose facultative tem- poraire. La levûre alcoolique est anaérobie facultative tempo- raire; le ferment lactique industriel est anaérobie facultatif permanent, ou plus brièvement anaérobie facultatif. J’ai déjà à plusieurs reprises, dans le cours de ce travail, fait remarquer que la levûre alcoolique ne peut, même dans les conditions de nutrition les plus favorables, par exemple dans du moût, donner que quelques multiplications cellulaires, maïs cesse de croître si l'oxygène lui fait défaut. Les cellules finissent d’ail- leurs par mourir si elles sont maintenues à l’abri de l’air, en montrant des phénomènes de rupture très-caractéristiques. Le bourgeonnement et les phénomènes de fermentation qui lac- compagnent sont provoqués par l'existence d’une réserve d'oxygène solide et combiné; du moment que cette réserve est consommée la croissance et en même temps la fermen- tation cessent; la mort n’arrive que si la privation d'oxygène est de plus longue durée. Le Mucor racemosus se comporte absolument de même, sauf que le besoin d'oxygène est plus grand chez cette moisissure que chez la levûre alcoolique. Pour montrer clairement chez la levûre l’existence du phéno- mène en question, le plus simple est de procéder comme suit. On remplit de moût deux de mes ballons butyliques et l’on rend la matière exempte d’oxygène par l’ébullition. On ajoute alors de la levûre de bière en culture pure aux SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 63 deux ballons. Le premier n’en reçoit qu’une faible trace qu’on y laisse tomber au moyen d’un fil de platine court et épais. Le second ballon est additionné d’une plus forte quan- tité de levûre. Si on expose les deux ballons à une tempé- rature de 28° C., la différence entre leur contenu à l’un et à l’autre est déjà très-considérable au bout de 24 à 48 heures. Tous deux ont commencé à fermenter; mais le phénomène cesse complètement, par suite du manque d’oxygène, dans la ballon qui n’a reçu que quelques cellules isolées. Dans le deuxième ballon au contraire, sous l’influence de la réserve d'oxygène introduite en même temps que les cellules, la fer- mentation a été complète. J’ai moi-même donné la forme ici décrite à cette expé- rience. Le principe toutetois en été imaginé par M. Pasteur, qui à conseillé à son élève M. Cochin d'employer à cet effet un appareil particulier, formé de ballons de verre réunis les uns aux autres !). J’ai également fait construire des appareils de cette nature ; mais je me suis heurté à de nombreuses difficultés, car il est presque impossible d’éliminer même par une ébullition pa- tiente et l’introduction d'hydrogène la totalité de l’oxygène. La vapeur ne peut s'échapper facilement des chambres conti- vues de l’appareil. I/emploi des ballons butyliques, qui sont si propres à réaliser un milieu privé d’air, permet d’expéri- menter sur de grandes quantités de moût libre d'oxygène, où quelques cellules de levûre isolées ont bientôt consommé leur réserve solide de cet élément. Je crois que les brèves consi- dérations qui précèdent auront suffisamment élucidé pour ce qui nous regarde la signification de l’anaérobiose temporaire de la levûre alcoolique. | Nous avons dit que l’anaérobiose facultative permanente se rencontrait chez le ferment lactique industriel. Elle est caractérisée par ce que dans les milieux nutritifs appropriés il 1) Ann. de Chimie et de Physique, page 312, 1880, 64 M. W. BEYERINCK. semble exister une indépendance complète du ferment à l’égard de l’oxygène libre. J’ai réussi à faire entrer en fermentation lac- tique de g'andes quantités de vinasse renfermant du saccharose, l’air en ayant été chassé par ébullition, rien qu’en y introdui- sant une portion minime du ferment. Le phénomène fut accompagné d’un dégagement si énorme d’acide carbonique, que seul l'examen microscopique à pu me convaincre de l’ab- sence de fermentation alcoolique. Or il importe de remarquer pour notre objet qu'en premier lieu le ferment lactique déve- loppe une fonction réductrice particulièrement intense; et qu’ensuite je n'ai pu réussir à provoquer une Croissance évi- dente du ferment dans un milieu privé d'oxygène, si des corps réductibles faisaient complètement défaut. Je crois donc que dans ce cas aussi de l’oxygène doit être fourni de temps en temps, et que la fonction fermentative peut être utile à ce point de vue. On pourra donc, d’après ce qui précède, exposer brièvement comme suit la relation entre le pouvoir réducteur et les trois classes d’anaérobies !): Anaérobiose temporaire: La fonction réductrice peut faire défaut (ex: la levûre alcoolique) ou se rencontrer (ex: le Gra- nulobacter Polymyxa). Anaérobiose facultative permanente: La fonction réductrice est toujours très-développée (ex: le ferment lactique industriel). Anaérobiose obligatoire: La fonction réductrice est toujours vigoureuse (ex: le ferment butylique) ?). Examinons maintenant d’encore un peu plus près la relation entre les fonctions fermentative et réductrice. On à prétendu que toute cellule vivante pouvait dans cer- taines circonstances développer un pouvoir réducteur. Fil s’agit, comme dans le cas présent, d’un effet sensible au dehors de la cellule, cette affirmation est incontestablement erronée. 1) Voir F. Cahen, Ueber das Reductionsvermôgen der Bacterien, Zeitschr. {. Hygiene. Bd. II. p. 386, 1887, 2) Voir Note 1, pag. 59. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 65 Elle n’est pas même toujours exacte pour les bactéries, car il y a des espèces chez lesquelles des expériences diverses et multipliées n’ont jamais pu faire constater de fonction réductrice. Je rappellerai par exemple les bactéries des Papilionacées. On pourrait croire que la fermentation est intimement liée comme phénomène physiologique à des processus de réduction, mais ceci non plus nest pas toujours vrai. Outre la levûre de bière, Je connais encore quelques bactéries de fermentation incapables de réduire l’acide indigosulfurique et les nitrates '). Je soutiens au contraire, sur la foi de mes observations, encore peu nombreuses il est vrai, et d'accord avec ce qui précède, que tous les organismes obligatoirement anaérobies et tous les anaëérobies facultatifs possèdent des propriétés réductrices. Je crois donc devoir admettre une dépendance réciproque et nécessaire entre l’anaérobiose vraie et la réduc- tion. Il y a dépendance en ce sens que l’anaérobiose vraie, ininterrompue, n’est possible que si les organismes qui l’ac- complissent sont réducteurs et disposent de matériaux nutritifs réductibles. On ne doit pas être tenté de croire superflu ce dernier membre de phrase, car la vie des vrais anaérobies est en effet possible sans qu’il y ait anaérobiose, mais ils emploient alors de l’oxygène libre et des matériaux nutritifs non susceptibles de réduction. J’en ai cité un exemple plus haut à propos du développement du ferment butylique en culture pure dans une solution de peptone et d’amidon, quand l’air à indubitablement quoique faiblement accès. J’ai fait ressortir que dans pareille so- lution l'élimination complète de l’oxygène par l’ébullition, par exemple, ne permet plus qu’un faible développement bien vite ne ne Dm TRS 1) Les nombreuses affirmations contraires relatives à la levûre alcoolique sont erronées et s'expliquent parce que les compagnons constants des levûres de la bière et du pain, savoir les ferments lactiques, appartien- nent aux bactéries les plus puissamment réductrices. Les auteurs qui ont l’occasion de manipuler la levüre alcoolique en culture pure se convain- cront sans peine de la vérité de ce que j'avance. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 5 66 M. W. BEYERINCK. arrêté !). Or, je crois que dans ce dernier cas l’anaérobiose n’a pas lieu pour cette raison, que des substances réductibles font défaut ou ne sont présentes qu’à l’état de traces. Le moût au contraire en renferme de grandes quantités. L’exemple de la solution de peptone et amidon montre que la question est propre et prête à être expérimentalement examinée; il suffit que les expériences soient faites de telle manière que l’on ne fasse usage que de solutions artificielles, privées de peptone. Il y a sans doute ici une difficulté, qu’il ne serait pas très facile d'éviter si l’on voulait obtenir des fermentations aussi vigoureuses que dans les moûts de céréales. S'il y avait moyen d'isoler, comme des individus chimiques, les substances réductibles de ces moûts, on aurait réalisé dans cette direction un progrès important. Mais plusieurs indices semblent montrer que les peptones du malt jouent ici le premier rôle, et je dois observer que les peptones en général, et surtout ceux du malt, me semblent peu propres, à cause de leur propriété d’absorber un peu d'oxygène, à résoudre la question. Même le peptone sec du commerce permet d’observer dans certaines circonstances une faible absorption d'oxygène sans qu’il y ait des germes organisés en présence. L'expérience citée ci-dessus, avec le peptone et l’amidon, substances qui permettent encore une faible croissance du ferment butylique, perd il est vrai de sa valeur par les circonstances signalées, mais si l’on admet la théorie ici défendue, la croissance observée s’expli- que par l'oxygène combiné au peptone, c’est-à-dire par l’exis- tence d’une substance réductible. Je rassemblerai en terminant en un court résumé mes idées sur la relation entre fermentation, anaéërobiose et fonction réductrice. J’établis ainsi les thèses suivantes. 1. Il y a trois différentes formes d’anaérobiose, savoir 1) Le faible développement qu’on observe s'explique peut-être par de l’oxygène combiné au peptone, et impossible à éliminer par ébullition. SUR LA FERMENTATION ET LE FERMENT BUTYLIQUES. 67 1° l’anaérobiose facultative vraie; 2° l’anaérobiose facultative apparente ou temporaire; 8° l’anaérobiose obligatoire. !) 2. L’anaérobiose facultative, celle du ferment lactique indus- triel par exemple, est caractérisée par l'indépendance à l'égard de l'oxygène libre, quand il y a en présence des matériaux nutritifs susceptibles de réduction. L'anaérobiose temporaire, telle que celle du Mucor racemosus, des levûres alcooliques et de quelques bactéries de fermenta- tion, telles que le B. coh, le Photobacterium phosphorescens, re- pose sur la présence d’une réserve d'oxygène combiné dans les cellules, permettant chez les levûres alcooliques actives un petit nombre (vingt à trente) de divisions cellulaires, avant que le contact avec l’oxygène soit de nouveau nécessaire. Si cela n'arrive pas, les cellules meurent peu à peu, alors même quil y à abondance de nourriture susceptible de ré- duction, renfermant de l’oxygène lâchement combiné. L’anaérobiose obligatoire, comme celle du ferment butylique, réclame l’absence complète d’oxygène libre et la présence de matériaux nutritifs susceptibles de réduction. 3. Les fonctions fermentative et réductrice sont indépen- dantes l’une de l’autre. Cela résulte de ce que la levûre alcoolique temporairement anaérobie fermente sans réduire, tandis que la bactérie lumineuse le Photobacterium phosphores- cens, fermente et réduit en même temps. 4. La fermentation peut accompagner les trois formes de lanaérobiose, et ne fait défaut que chez les organismes ab- solument aérobies. 5. L’anaérobiose facultative vraie et l’anaérobiose obliga- toire sont inséparables de la présence de substances nutritives réductibles. 6. La fonction réductrice peut se rencontrer combinée avec toutes les formes de l’anaérobiose, ainsi qu'avec l’aérobiose complète. 1) Et cette dernière encore sous aeux formes distinctes. D* 68 M. W. BEYERINCK. 7. Les anaérobies facultatifs et les anaérobies obligatoires peuvent, en l’absence de combinaisons assimilables en même temps que réductibles, ou bien en présence de composés réductibles maïs non assimilables, vivre et se développer en apparence comme des aérobies. Cela veut dire qu'ils récla- ment alors de l’oxygène libre, mais de faible tension. De toutes ces thèses la dernière enfin est la moins bien établie, mais elle est, comme nous l’avons vu, de la plus haute importance pour la signification biologique des fermentations. 8. La fonction fermentative est nécessairement accompagnée de production de gaz. Quand cela n’a pas lieu on ne peut employer la dénomination de fermentation. La fermentation a pour but, par la production de gaz, d'entraîner jusqu’en con- tact avec l’oxygène les agents de fermentation appartenant à une des trois classes anaérobies citées. L’optimum fonctionnel de la tension d'oxygène est, pour les anaérobies obligatoires, quand il y a des substances nutrilives réductibles en pré- sence, égal à 0; quand il n’y en a pas, il est supérieur à 0, mais inférieur à la solubilité correspondante de ce gaz sous la pression atmosphérique normale. Laboratoire de bactériologie de la Fabrique néerlandaise de levüre à Delft. REPRÉSENTATION GRAPHIQUE DES SYSTÈMES HÉTÉROGÈNES FORMÉS DE UN À QUATRE CORPS, Y COMPRIS LA DÉCOMPOSITION CHIMIQUE PAR H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. J'ai essayé pour la première fois en 1887 !) de classer systé- matiquement les équilibres hétérogènes d’après le rapport entre le nombre des phases et des constituants. J’ai tâché à la même occasion de rendre possible par des représentations graphiques appropriées un aperçu général des équilibres dans les systèmes formés de un à trois corps. L'étude ultérieure des systèmes de deux ou trois substances (I + Cl: Stortenbeker, Ca Cl,+H,0: Roozeboom, deux sels + de l’eau: Meyerhoffer, Schreinemakers, van der Heyde) a confirmé depuis l’utilité de cette méthode, et a permis de la développer plus complètement dans certains points de détail. J’ai montré ensuite, dans le courant de l’année précédente ?), comment les divers types d'équilibre peuvent se déduire, dans leurs caractères généraux et leur dépendance réciproque, des lois du potentiel thermodynamique. Il nous manque encore pour bien des cas spéciaux des exemples appropriés; mais nous avons cependant déjà pu acquérir une idée d’ensemble des phénomènes. Le développement de cette idée s’est fait peu à peu. Si l’on veut appliquer avec fruit les résultats généraux obtenus à de nouveaux exemples, il sera nécessaire d'examiner encore d’un peu plus près certains points que l’on n’a pas ou incomplè- tement pris en considération jusqu'ici. 1) Rec. Trav. Chim. Pays-Bas. Tome VI, 262. 2) Arch. néerland., XX VII. p. 78. 70 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. Je signalerai à ce point de vue: l'extension de la méthode de représentation graphique des équilibres hétérogènes à des systèmes de quatre corps; la démonstration de leurs relations avec des systèmes de trois substances et moins: la détermination de la place exacte à attribuer à des sy- stèmes permettant la substitution ou la double décomposition ; l'établissement d’une règle, suivant laquelle doit se faire le choix des constituants d’un système. I. Représentation graphique. 1. Il ne peut y avoir, dans les systèmes formés d’une seule substance, de différence dans la composition des diverses phases en équilibre les unes avec les autres. La représentation se trouve donc réduite à l'indication de la tension d’équilibre à diverses températures. Elle consiste en une série de courbes de tension pour les équilibres de deux phases, courbes qui peuvent se rencontrer trois à trois en des points triples. Ces points donnent les conditions d'équilibre pour la coëxistence de trois phases. Les courbes partagent le plan p, { en champs où chaque phase existe seule. 2. Dans des systèmes de deux substances, À et B, il vient, aux deux variables déjà existantes, s’en ajouter une troisième, la composition. Le mieux, d’ac- cord avec ce qui précède, c’est p de représenter les équilibres de chaque substance à part dans - un plan p,t, et de placer paral- 7 lèlement les deux plans à une distance arbitrairement choisie B £ (fig. 1). Soit { ou 100 cette Fig. 1. distance, Rapportons à 1 ou 100 molécules totales la composition des phases formées de À et B. On pourra représenter dans l’espace entre les deux plans à la fois la composition, la REPRÉSENTATION GRAPHIQUE, ETC. 71 tension d’équilibre et la température de tous les états d’équi- libre possibles. | Si l’on développe cette représentation on verra que les équili- bres de deux phases s'expriment par des surfaces, ceux de trois phases par des courbes dans l’espace, et ceux de quatre phases par des points. Pour ce qui concerne les phases de composition variable (mélanges gazeux, liquides ou solides) on ne peut guère en exprimer qu’une seule à la fois. On choisira donc de préférence la phase liquide; car des mélanges solides sont plus rares et le plus souvent on néglige dans les expériences la composition des mélanges gazeux. Si toutefois cette composition était connue, on pourrait en combiner la représentation avec celle de la phase liquide d’une manière que j'indiquerai à une autre occasion. On peut, outre la représentation dans l’espace, employer évidemment aussi une projection horizontale ou verticale; c'est-à-dire une représentation où l’on néglige la tension ou la concentration. 3. J'ai proposé, dans mon travail précédent, de représenter la composition de systèmes de trois corps par des points situés dans l’intérieur d’un triangle rectange isocèle (fig. 2). Fig. 2. J'ai préféré ce mode de représentation à un autre mode proposé par M. Willard Gibbs, qui voulait exprimer la composi- tion par des perpendiculaires aux côtés d’un triangle équilatéral. Mais si un système de trois corps est une sous-classe d’un système plus étendu de quatre corps, il nous faudra, comme 79 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. nous le verrons, nous en tenir nécessairement au triangle équilatéral. Je donne dans ce cas la préférence à une repré- sentation telle que celle de la fig. 3, où les distances du point P sont mesurées dans des directions parallèles aux côtés du triangle. Selon qu’on les détermine par les ordonnées a et b, ou b et c, ou c et a, on pourra prendre comme origine les points ©, À ou B. La somme des trois ordonnées a, b et c est alors toujours égale au côté du triangle, que l’on peut donc poser égal à 1 ou à 100. On conserve ainsi la même échelle de mesure pour la composition des phases ternaires (dans l’intéreur du triangle) et pour celle des phases binaires (sur ses côtés). A ce dernier point de vue la fig. 2 est même moins com- mode que la fig. 8. Car dans la première les compositions des phases binaires de B et C doivent se mesurer d’après une échelle BC, 12 fois plus grande que celle appliquée aux autres phases binaires, que l’on mesure sur AB ou AC, et aux phases ternaires, que l’on peut mesurer parallèlement à ces côtés !). L'avantage de la rapidité dans la mesure et la lecture des ordonnées b et c, quand on emploie le papier au millimètre ordinaire, fera donner à la fig. 2 la préférence, du moment que le choix du mode de représentation reste libre. , On peut maintenant, dans une direction per- pendiculaire au plan du triangle, représenter soit la température soit la pression. Si l’on se décide pour la température, on obtient dans l’intérieur du prisme triangulaire (fig. 4) une 1) Il va de soi que dans la fig. 2 comme dans la fig. 3 on peut égale- ment prendre pour origine les points C et B. L’une des ordonnées que l'on place alors parallèlement à BC (c,b') doit être également mesurée suivant la plus grande échelle, REPRÉSENTATION GRAPHIQUE, ETC. 73 représentation des états d'équilibre entre les trois corps à des températures différentes, mais sous pression constante. Les trois plans latéraux expriment les équilibres entre les sub- stances prises deux à deux. On pourra également employer, dans bien des cas, à côté de la représentation dans l’espace, une projection sur une section ABC. 4 Il est indiqué d’avance, dans le cas de systèmes de quatre corps, d’exprimer la composition des phases qu’ils constituent par des points à l’intérieur d’un tétraèdre régulier. Si l’on mesure de nouveau les distances de ces points aux plans latéraux non par des perpendiculaires, mais dans des directions parallèles aux arêtes, la somme des ordonnées a, b, c, d (fig. 5) est égale à l’arête du tétraèdre. Si donc nous égalons celle-ci Bien: à 1 ou à 100, nous dispo- sons de la même échelle pour la représentation des phases quaternaires à l’intérieur du tétraèdre, comme pour celle des phases ternaires sur ses plans latéraux (fig. 3) et des phases binaires sur ses arêtes mêmes. Cette même méthode nous permet encore la représentation la plus simple de la figure de projection sur un des plans latéraux, ce qui, dans bien des cas, suffira, sans construction de tétraèdre, à donner une idée générale des ph$nomènes. Dans pareille projection (fig. 6), trois axes sont raccourcis dans le rapport 8:13, On peut maintenant égaler à 1 74 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. (ou à 100) ces trois axes (A1D)', BD, CD') ou les trois autres. Le premier choix est le meilleur, car l’usage à faire des axes de longueur dif- férente est réduit alors à un minimum. On n'en a besoin que pour la repré- sentation de la phase ternaire ABC et des phases binaires À B, AC, BC. Il y a plus. On peut dans bien des cas choisir le plan de projection À B C'de telle manière que l’on se passera sans peine de ce plan pour représenter les équilibres. Ainsi quand D représente de l’eau et 4, B, C trois sels, chacun des plans ABD, ACD, BC D renfermerait les équilibres de deux sels et de l’eau; mais à des températures suffisamment basses il Fig. 6. n’y a sans nul doute pas d'équilibre réalisable entre les trois sels seuls, sans qu'il y ait de l’eau en présence. En effet, la représentation des équilibres entre quatre corps n’est appli- cable qu'à une température et sous une pression déterminées. L'influence de ces deux variables ne peut être exprimée que par une série de tétraèdres séparés. 5. Dans un système de cinq corps et davantage, la composition des phases qui les renferment tous ne peut plus être exprimée, et il faut donc dans ce cas renoncer à une représentation graphique. 6. Je dois encore expressément observer que pour ce qui concerne la représentation de la composition de systèmes de deux à quatre corps, quand il s’agit de phases renfermant les divers constituants en proportion diverse, cette composition ne peut être exprimée que par la teneur en chaque consti- tuant. La manière dont ces constituants sont distribués dans chaque phase homogène n’est nullement indiquée. Il reste en conséquence indécis, dans des mélanges liquides et gazeux, si les constituants sont combinés et dans quelles proportions, et en quelle quantité une combinaison déterminée se trouve représentée dans le mélange. C’est ainsi que, suivant les lois REPRÉSENTATION GRAPHIQUE, ETC. 75 de l’équilibre hétérogène, l'équilibre entre le soufre solide ou liquide etsa vapeur sera, à chaque température, complètement déterminé, mais cela ne préjuge rien au sujet de la grandeur et de la distribution des molécules de soufre dans la vapeur. C’est ainsi que la composition du mélange liquide et reuside TretuCi Men équilibre, avec de l'J\Ct ou |T C1, solide, est complètement déterminé à une température quel- conque. Mais il faudra encore spécialement déterminer, pour chaque mélange, la distribution des diverses espèces de mo- lécules. Elle sera soumise aux lois de l’équilibre homogène. Il faut donc, pour résoudre ce problème, connaître les espèces de molécules en présence. IT. Choix des constituants. 7. Si l’on veut faire un usage justifié des représentations graphiques que je viens de décrire, et les appliquer à des cas d'équilibre déterminés, il faudra avant tout faire un choix prudent des substances qui constitueront le système à étudier. Dans bien des cas ce choix sera très-facile; mais je crois cependant nécessaire, pour donner une idée nette de la chose, de considérer d’un peu plus près certains cas particuliers. On en arrivera ainsi plus aisément à concevoir la manière dont il faut considérer les systèmes dans lesquels s’accomplit une décomposition chimique. Ceci posé, les substances que l’on envisage comme constituants d’un système, doivent satis- faire aux trois conditions suivantes : 1. Leur nombre doit être le plus petit possible. 2. Elles doivent pouvoir entrer dans le système en propor- tions variables. 3. Elles doivent se mettre, dans les conditions de lexpéri- ence, en équilibre réel. La condition 1 simplique qu'il ne peut y avoir parmi les con- stituants de corps formés de la réunion de deux ou plusieurs autres. Un système qui renferme HI, H et I n’est donc for- 76 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. mé que des constituants À et J, du moment que Æ I peut prendre naissance, dans les conditions où l’on opère, aux dépens de H et I. Il résulte d’autre part de la condition 2 qu’à la tempéra- ture ordinaire par exemple, un système composé de 1,0 et Na Cl ne comprend que ces deux constituants, et non par exemple les quatre éléments. En effet, les combinaisons en jeu ne se décomposent pas, et les variations de température et de pression ne peuvent donc provoquer une distribution différente de leurs éléments entre les phases existantes. Mais si à la température ordinaire on ajoutait par exemple de l’hydrogène et de l’oxygène, il faudrait, à côté de l’eau, considérer encore ces deux nouvelles substances comme fai- sant partie du système. En effet, elles ne se combinent pas à la température ordinaire pour donner de l’eau (condition 3). Si l’on prend en considération les trois conditions qui pré- cèdent, il ne sera pas bien difficile dans la plupart des cas de faire un choix approprié des substances constituantes. 8. Il suit de tout ce que je viens de dire que le nombre des constituants d’un système déterminé peut être réduit ou augmenté lorsqu'on fait varier les conditions d'expérience. C’est ainsi par exemple que le système nommé en dernier lieu serait réduit de quatre à trois constituants, du moment que l’on atteint une température telle que Æ et O se mettent en équilibre avec 7,0. Ce dernier corps cesseraït alors d’exister comme constituant particulier. Des cas de cette nature se rencontreront, en général, dans tous les systèmes montrant entre quelques-uns de leurs constituants un équilibre instable. Inversément le système 77,0 et NaCI serait, à une tempé- rature suffisamment élevée, transformé en un système de trois, éventuellement de quatre corps. C’est ainsi encore que le système H,0 et SO, passerait au système de trois constituants H,0, SO,, O etc. Des exemples d'augmentation du nombre des constituants se rencontreront souvent quand on élève la REPRÉSENTATION GRAPHIQUE, ETC. 77 température. Mais les recherches faites dans cette direction sont encore peu nombreuses, surtout pour ce qui concerne les systèmes hétérogènes. 9. On peut également faire dans certaines circonstances un choix tel que le nombre des constituants soit plus grand ou plus petit, selon la valeur des proportions dans lesquelles les constituants se mélangent. Tout système d’un ordre plus élevé peut en effet être considéré comme une série continue de systèmes d'ordre inférieur, tout tétraèdre comme une série de triangles, tout triangle comme une série de droites, toute droite comme une série de points. Si done on ne fait porter les expériences que sur certains rapports de mélange, une partie déterminée d’un système de quatre corps peut être aussi considérée comme un système de trois corps, etc. On peut choisir par exemple, dans les systèmes formés de I et CI, les rapports de mélange I C1 ou I CI,. L’évaporation des deux corps solides est soumise aux mêmes lois que celle d’un corps solide unique, malgré que la vapeur ne soit pas formée de molécules uniformes. Aussi longtemps que la propor- tion Î Cl ou I CI, reste réalisée sous forme de vapeur, l'équilibre sera représenté graphiquement dans un plan p, t (fig. 1), pas- sant par le point de la droite AB qui exprime la composition I CI ou I CI,. Du moment toutefois que la vapeur change de composition (en précipitant une solution, p. ex.), il devient clair que l’équilibre envisagé n’était qu’un cas particulier d’un équilibre de deux substances. On peut s’y prendre de même dans les systèmes de trois corps. Considérons par exemple les équilibres d’un système formé de HCI, H,0O et Fe, Cl,, et représentons-les par la fig. 4. Nous pourrons prendre sur la droite À B un point D tel qu’il exprime la composition correspondant à Fe, CI,.12 H, O. Une droite telle que C D donnera alors, parmi toutes les pro- portions de mélange possibles entre les trois constituants, celles qui peuvent résulter de H Cl et Fe, Cl,.12 H,0. Un plan 78 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. parallèle à l’axe des températures pourrait donc représenter l’équilibre de ce système, que l’on pourrait ainsi considérer comme un système de deux corps, jusqu’au moment où le rapport Fe, Cl, : H,0 — '/,,, réalisé dans une phase quelcon- que, serait troublé par l’apparition d’une phase nouvelle. Il en est de même pour les équilibres entre sels doubles et solution aqueuse. Aussi longtemps que le sel double de- meure soluble sans décomposition, ce sel peut être considéré comme un constituant unique; mais du moment qu'il cesse d’en être ainsi, on s'aperçoit de nouveau que ce système n’est qu'une partie déterminée d’un système de trois corps. Il est évident, d’après ces considérations, que le dédoublement éven- tuel d’un corps dissous en ses ions n’augmente pas le nombre des constituants !), aussi longtemps que le rapport des ions n’est pas modifié par l'apparition d’une phase gazeuse ou d’une nouvelle phase liquide, ou qu’un ion s’élimine à l’état solide. 10. Même au cas où le nombre des constituants reste in- variable, il peut arriver que selon l’étendue à donner aux recherches on puisse choisir indifféremment les constituants du système. C’est ainsi que les équilibres connus jusqu’à pré- sent entre les hydrates solides et les solutions de lacide sul furique se laissent tous reconstruire avec H4,0 et H, SO, comme constituants. Si l’on se propose toutefois d'envisager l’ensemble des phénomènes possibles, il vaudrait mieux choisir pour constituants ,0 et SO,. Le choix n'importelguère quand ïil s’agit de représenter les équilibres connus, mais ceux-ci ne constituent qu'une fraction des équilibres possibles. C’est ce qui arrive encore pour les systèmes formés d’eau et de deux sels. [Il sera indifférent dans beaucoup de cas que 1) D'où il résulte que le nombre des constituants d’une phase homo- gène, considérée isolément, peut dépasser le nombre des constituants . de l’équilibre hétérogène. REPRÉSENTATION GRAPHIQUE, ETC. 79 l’on choisisse comme constituants les sels anhydres ou des hydrates déterminés. On s'aperçoit sans peine que dans tous les cas de cette nature la forme générale de la représentation graphique reste la même. Mais si l’on ne choisit pas comme constituants les corps les plus simples possibles, le système examiné devient simplement un cas particulier d’un système plus général quoique du même ordre. Les considérations de nature pra- tique devront alors décider si on le représentera oui ou non comme un tout. IIL Systèmes présentant la décompo- sition chimique. 11. Dans mon premier travail sur l’application de la règle des phases à la classification des équilibres hétérogènes, je ne me suis occupé que des équilibres chez lesquels tous les corps d’un système peuvent résulter les uns des autres par combinaison ou par décomposition. J’ai alors négligé à dessein les équilibres qui permettent entre leurs constituants la substitution ou la double décomposition. J'ai traité depuis ce point dans mes leçons, maïs je n’ai encore rien publié à ce sujet. M. Meyerhoffer, dans l'intervalle, à énoncé dans sa brochure sur la règle des phases qu’un système de quatre constituants avec double décomposition doit être con- sidéré comme un système de trois constituants seulement, ce qui est exact. Mais il nous faut considérer de plus près la place à attribuer aux systèmes, chez lesquels il peut y avoir substitution ou double décomposition 12. Examinons d’abord les équilibres de substitution, et soit comme exemple l’équilibre KT + Cl= KCI + I. Il y a ici quatre constituants en présence, que l’on pour- tait introduire en proportions variables dans le système, 80 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. mais dont le rapport peut se modifier ultérieurement par substitution. Dans une phase homogène (fondue ou dissoute) cet équilibre devrait être considéré comme com posé de quatre substances. Cependant il n’y a que trois variables indépendantes dont dépend la composition des phases de cette nature, savoir les trois éléments X, Cl, I. Mis en présence en proportions telles que toute la quantité de Æ disponible rencontre de l’I ou du CT en quantité suffisante pour s’y combiner, ils produiront un équilibre entre À C{, KI, CI et I, répondant dans les con- ditions de l’expérience aux lois de l’équilibre homogène. Du moment que ces lois sont bien connues, la distribution des quatre substances est également déterminée pour un mélange homogène quelconque. Il suffit que la température et la pres- sion soient données, ainsi que la composition, exprimée en ses trois constituants les plus simples K, C1, I. Quand donc les quatre substances en question, réparties sur plusieurs phases, se rencontrent de manière à former un sy- stème hétérogène, il suffira, pour représenter graphiquement les différentes phases, de construire un CcJ triangle, dont les sommets expriment les trois constituants élémentaires. Les combinaisons K CI et KI sont alors 1 représentées par les points D et E, placés sur les côtés. On voit immé- A > p diatement que, dans cette figure, on K ÆXCI CT représentera par un point dans l’in- térieur du quadrilatère D E B C tout système qui n’admet que KCI, KI, CI, I comme constituants libres. Les systèmes de cette nature ne représentent donc qu’une fraction des équilibres que peuvent réaliser les éléments ÆK, CI, I. Il reste encore, en effet, les équilibres renfermant K, K Cl, KI (triangle À D Ë). On pourrait objecter contre le choix de À comme troisième constituant. Il y a des circonstances en, effet, dans lesquelles LC E REPRÉSENTATION GRAPHIQUE, ETC. S1 la décomposition par substitution est possible, et où ce corps ne peut encore être en équilibre avec À Clet KI. On serait donc tenté de dire qu’il ne suffit pas aux conditions 2 et 3 du $ 7. Dans d’autres conditions cependant les équilibres du triangle A D E peuvent bien réellement se réaliser, et la représenta- tion des équilibres entre Æ C1, K I, Clet I dans le quadrilatère CD E B, pris sur le triangle À PB C, reste donc bien la méthode la plus rationnelle, si l’on veut se rappeller les relations qui lient les équilibres aux trois constituants les plus simples. Mais si l’on néglige ces relations et si l’on considère isolé- ment les équilibres entre les quatre substances de l’équation de substitution, on pourra néanmoins considérer ces systèmes comme composés de frois substances, choisissant trois des quatre corps, peu importe lesquels. Il faut alors régulièrement, pour représenter complètement tous les rapports de mélange, deux couples de trois combinaisons, telles que OO PIE RPIP avec ROPMIENCE où PE CI M RC avec, CT Chaque couple de trois constituants comprend en effet deux triangles formant ensemble le quadrilatère D E BC. Cha- cune d'elles est formée de deux constituants, qui peuvent se décomposer en présence de l’un ou de l’autre des produits de la décomposition. Inversément tout point du quadrilatère appartient à deux triangles. Le système dont il exprime la composition peut donc être considéré comme constitué lui-même par deux systèmes de trois corps. Cela provient de ce que chaque point n’exprime que la composition totale d’une phase et non les détails de distribution des quatre substances qui peuvent résulter par décomposition des trois corps primitifs. Si toutefois l’on considère isolément, en dehors de toute relation avec les trois constituants élémentaires, les systèmes dans lesquels se rencontrent les quatre substances de l’équa- tion de substitution, il n’y a plus de raison de donner au ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 6 82 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. quadrilatère DUBE la forme spéciale déterminée par la position des points D, Æ sur les côtés du triangle A BC, qui expriment les deux combinaisons du système. On pourra alors, pour des raisons de symétrie, donner au quadrilatère une forme régulière, ce qui est encore préférable pour la mesure et la lecture des ordonnées d’un point. 13. Tandis que chez les systèmes dont les quatre consti- ants peuvent par substitution se transformer les uns dans les autres, il y avait encore moyen d'indiquer trois constitu- ants plus simples, il n’en est plus de même dans les systèmes de quatre corps, montrant la double décomposition. Dans un système qui montre une double décomposition, telle que 6HC+ SE, O, = Sb, CI, + 8 H, O, les constituants les plus simples seraient H, O, Sb, CI. Mais ceux-ci donneraient un système de quatre corps. Et cepen- dant les quatre substances de l’équation de décomposition doivent, tout comme dans le cas précédent, être envisagées dans l’équilibre hétérogène comine trois substances seulement. Cela provient d’un côté de ce que, de même que précédem- ment, tous leurs rapports de mélange peuvent résulter du groupement des corps trois à trois. Il suffit qu'il y ait dé- composition en mesure convenable. On peut également s’en convaincre par voie graphique; mais on s’apercevra en même temps d’une différence avec le cas précédent. Représentons à cet effet de nouveau la compo- sition du système de quatre.corps par un tétraédre (fig. 8), aux sommets duquel sont situés les constituants. Tout plan passant par un pareil tétraèdre comprendra des systèmes plus élémentaires d’un degré, et représentera donc des systèmes de trois constituants seulement. Menons ce plan par une arête C D et un point Æ de l’arête opposée. La vérité de ce que je viens de dire est maintenant évidente, car la coupe du tétraèdre est un triangle, dont les sommets expriment les trois constituants. Deux d’entre eux, C et D, sont ceux des sommets REPRÉSENTATION GRAPHIQUE, ETC. 83 du tétraèdre; les substances représentées par les deux autres sommets ont été remplacées par une combinaison exprimée par le point Æ. Menons de même un plan par les points F G, H de trois arêtes qui se rencontrent en un même sommet, Le triangle F# G H représente des systèmes dont les consti- tuants sont trois combinaisons, savoir de B avec À, C' ou D. Mais si le plan sécant est mené de manière à couper les D Fig. 9. quatre arêtes du tétraèdre (fig. 9), il en résulte une section quadrangulaire. Les sommets en représentent toutes des com- binaisons des constituants les plus élémentaires À, B, C, D. Si par exemple l’on supposait placés aux sommets les éléments H, O, Sb, Ci, le plan £ F G H pourrait être choisi de manière que les points Æ, F, G, H correspondent aux combinaisons HO O; SD. CL; Sb, O.. Le quadrilatère, de même que les triangles CDE, FGH, représente un système de trois corps. Mais dans les triangles les trois constituants dont on peut former toutes les propor- tions de mélange du système sont exprimés par les sommets. Ici au contraire — de même que dans les systèmes dont les quatre substances peuvent par substitution se transformer les unes dans les autres — il faut, pour la représentation complète, choisir parmi les quatre corps au moins deux séries de trois constituants. Il y a cependant une différence entre les systèmes mon- G* 84 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. trant la substitution et ceux présentant la double décompo- sition, Les premiers peuvent également être considérés comme des parties incomplètes d’un système plus étendu de trois constituants plus simples. Les autres ne sont qu’une sous- classe d’un système de quatre constituants plus simples. Si nous considérons un système, où s'opère la double décom- position, dans ses relations aux constituants plus élémentaires, le quadrilatère devrait prendre la forme correspondant à l'endroit du plan de section déterminé par la composition des combinaisons qu'expriment les sommets du quadrilatère. Mais si l’on néglige ces relations du système avec ses con- stituants élémentaires, le plus pratique sera de le représenter par un quadrilatère régulier. Cela sera même tout indiqué dans bien des cas particuliers, parce qu'une partie des constituants élémentaires ne peuvent jamais exister isolément. C’est ce qui a lieu, par exemple, dans les doubles décompositions des sels, pour les groupes négatifs (tels que SO,, NO, ). 14. Les systèmes hétérogènes, où l’on peut voir s’opérer la substitution ou la double décomposition, doivent donc être con- sidérés comme formés non de quatre mais de trois substances. C’est ainsi encore qu’il y a des systèmes avec en apparence cinq constituants qui se laissent toutefois réduire à quatre. On peut considérer trois cas différents; A. Quatre des cinq substances peuvent résulter deux à deux les unes des autres par substitution. E De pareils systèmes prennent naissance, quand dans un système que l’on considérait comme formé de trois corps, eb où il € ne LE y avait substitution, est jointe une nou- 7 B velle substance qui ne prend pas part à Fig. 10. la substitution. Le schéma obtenu sera une pyramide quadrangulaire (fig. 10), dont la base exprime le système de la substitution À + C= B + D, et au sommet duquel se trouve placée la substance additionnelle £. RÉPRESENTATION GRAPHIQUE, ETC. 85 Un schéma analogue s’adaptera à la plupart des exemples, car on ne pourra réellement étudier d’une manière quelque peu approfondie de pareilles substitutions que si elles s’ac- complissent dans un dissolvant quelconque. Æ sera donc bien souvent de l’eau. Comme on peut considérer aussi le quadrilatère À BCD comme une partie d’un triangle, il faudrait envisager de même la pyramide quadrangulaire comme portion d’une py- ramide triangulaire, dont les sommets représenteraient alors les quatre constituants les plus élémentaires du système. B. On représentera de la même manière des systèmes per- mettant entre quatre des cinq substances la double décom- position. Mais on ne peut alors (en vertu de 13), considérer le quadrilatère À BCD comme portion d’un triangle, et la pyramide par conséquent comme portion d’une pyramide triangulaire. | M. Lôwenherz a récemment !) ébauché l’étude de ces systèmes, dans le cas particulier de la double décomposition qui s'opère en présence de l’eau entre Mg CI, et K, SO,. Il a employé à cet effet la représentation donnée fig. 10. F figure donc de l’eau, À, B,C, D les quatre sels. Si les recherches étaient complètes, elles devraient également comprendre les équilibres exprimés par la base de la pyramide, c’est-à-dire ceux entre les sels, sans l'intervention de l’eau. La même représentation pourra s'appliquer à la quantité innombrable de doubles décompositions qui s’opèrent en pré- sence d’un dissolvant (l’eau en particulier). Il a été montré (en 4) que, pour représenter les équilibres de quatre corps que l’on peut exprimer dans un tétraèdre, la projection sur un des plans latéraux pourra rendra de grands services. Il en sera de même pour les systèmes décrits en A et B, qui doivent être représentés par des pyramides qua- drangulaires. Il est à recommander de faire usage de la pro- 1) Zeitschr. f. physik, Chem. Bd. 13, p. 459. 86 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. REPRÉSENTATION, ETC. jection sur la base quadrilatère, comme M. Lôwenherz s’y est pris également. C. On peut, en troisième lieu, se représenter le cas que les cinq substances se décomposent entre elles. Cela arrive quand un corps peut p.ex. prendre naissance aux dépens des quatre autres. On peut alors constituer le système entier aux dépens de ces quatre corps, et la représentation sous forme de tétra- èdre suffit. 51, au contraire, les cinq substances peuvent se transformer deux à trois les unes dans les autres, on ne pourrait représenter un pareil système par un tétraèdre ou une pyramide quadrangulaire, mais par un double tétraèdre seulement. Si p. ex. la décomposition s’opérait suivant le schéma | A+B+C=D+E, on choisirait À, B, C comme les trois som- mets du plan commun des tétraèdres, et l’on placerait D et E aux sommets opposés. Je cite comme exemple d’un pareil système 8 la décomposition PbO + NH, Ci = Pb CI, + NH, + H, 0. FE La figure peut être envisagée comme Fig. 11. une combinaison de tous les systèmes de quatre corps que l’on peut tirer des cinq substances; les deux systèmes 4 BCD, ABCE et les trois systèmes À BD E, ACDE, B C D E forment ensemble la figure entière. S DA " _ a ES J'espère que le présent résumé servira d’excitant nouveau et poussera à l'étude des équilibres hétérogènes dans toute leur étendue, surtout chez les systèmes de quatre corps et spécialement quand ils présentent la double décomposition. LEvpe, Laboratoire de Chimie inorganique de l’Université. SUR LA LIMITE INFÉRIEURE DES SONS PERCEPTIBLES. PAR W. C. LL VAN SCHAIK. On admet généralement, avec von Helmholtz, que le plus petit nombre des vibrations correspondant à la sensation d’un son déterminé, est d’environ 28 vibrations complètes par seconde. La limite inférieure des sons perceptibles à l'oreille humaine tombe donc environ sur le La». Il y à quelques années, M. Appunn à fait connaître cer- taines expériences, suivant lesquelles la limite en question serait située une octave et demie plus bas. Il avait employé à ce propos une lame d'acier large de 12 mm., à l’extrémité de laquelle était fixé un disque de 4 cm. de diamètre. Les vibrations de la lame étaient ainsi transmises à l’air ambiant. Comparées à celles de von Helmholtz, qui consacre à ce sujet particulier un chapitre de sa Théorie physiologique de la musique, ces expériences ne font pas encore douter bien vite aux allégations du grand physicien. Cependant le résultat déduit des expériences de M. Appunn commence à passer dans les traités ?) et trouve déjà des applications. Il est temps, me semble-t-il, d’y faire les objections nécessaires. _ On sait que von Helmholtz s’est également servi de disques vibrants pour l'étude des sons les plus bas percep._ tibles. Ces disques, de 5cm. de diamètre, étaient fixés aux branches de grands diapasons. Le résultat obtenu a été iden- 1) Beiblätter der Ann. der Physik und Chemie, 1890, p. 362. 2) Wüllner, Lehrb. der Experimentalphysik. 1895, p. 164. SOLE W. C. L VAN SCHAIK. tique à celui de ses autres expériences. Or, les vibrations d’un diapason ont ceci de particulier que, si l'amplitude devient considérable, l’octave du son rendu se fait également entendre. Ce phénomène résulte de ce que les forces qui, dans ces con- DS ditions, ramènent le corps à sa position d'équilibre sont asy- métriques par rapport à cette position !). Mais ces octaves de faible intensité n'auront pas troublé von Helmholtz dans la perception du son fondamental, si du moins celui-ci était perceptible. Ces expériences n’occupent d’ailleurs qu’une place très-secondaire dans le travail cité. Dans le cas d’une lame d’acier plate, l’élasticité possède, dans les positions symétriques par rapport à la position d’équi- libre, des valeurs égales. La cause provoquant l’apparition de l’octave fait donc défaut; et, convenablement mise en vibra- tion, une lame de cette nature, alors même que l’amplitude est considérable, peut se trouver en mouvement vibratoire à peu près simple. Mais cela ne veut pas dire qu’il en sera encore ainsi des masses d’air situées dans le voisinage de la lame vibrante. On peut s’attendre au contraire à ce que ces masses prendront, sous l'influence de vibrations rapides de la part de la lame, des mouvements plus compliqués. En effet, il v a déjà cette raison que les impulsions reçues seront pro- bablement asymétriques, ce qui donnera une certaine importance au carré des écarts et fera donc apparaître l’octave. J'ai répété 1l y a trois ans ces expériences, en me servant d’une lame d’acier de 1 mm. d'épaisseur et 26 mm. de largeur, maintenue dans un serre-joint ordinaire, fixé à une lourde plaque de pierre. À l’extrémité de la lame pouvait s'adapter une plaque de 8 cm. de largeur. Cette disposition permettait de poursuivre le son fondamental jusqu’au-dessous de l’Ui- 1, même plus bas que le La__ 2, et dans des circonstances favora- bles jusqu’au Sol__2. Si l’on donnait à la lame une longueur encore plus. grande, on entendait encore des sons très-bas, 1) Lord Rayleigh, Theory of Sound. Art. 67. SUR LA LIMITE INFÉRIEURE DES SONS PERCEPTIBLES. 89 mais que j'ai reconnu être des harmoniques supérieurs du son fondamental, lequel n’était plus perceptible. Il était d’ailleurs généralement accompagné déjà au-dessus du Sol_2 par l'oc- tave, et souvent aussi par la duodécime. Je ne suis pas parvenu à supprimer complètement les harmoniques supé- rieurs, même en fixant la lame dars le serre-joint entre des plaques de matériaux plus doux et l’entourant d’une gaîne de velours. On observera d’ailleurs que la duodécime peut se faire entendre, pourvu que les vibrations soient intenses, quand le cube de l’écart ne peut plus être négligé. J’ai contrôlé le mouvement pendulaire simple de la lame par la méthode optique. Pour rendre nettement appréciable l'existence de ces har- moniques supérieurs, on peut, outre les moyens ordinaires, avoir recours encore au suivant. On dispose en face de la plaque vibrante un très-faible courant d’air, sortant de l’'embou- chure en forme de fente d’un tube aplati à son extrémité. Le mouvement vibratoire que va prendre cette lame d'air sous l'influence des ondes aériennes peut être rendu visible au moyen de filaments de duvet, et l’on reconnaîtra à la forme de la figure obtenue la composition des mouvements vibra- toires !). C’est ainsi que les vibrations ne révèlent, dans le cas de mouvement pendulaire simple, de minima de vitesse que dans les positions extrêmes. Pour établir un parallèle dans des circonstances aussi identiques que possible, je dis- posai une lame d’air, de 12 mm. de largeur et '}, mm. d'épaisseur environ, en regard de l'embouchure d’un large tuyau d’orgue fermé. Ce tuyau ne recevait aucun vent, mais servait de résonnateur, et donnait l’Uf, comme son de ré- sonnance maxima. À une distance de quelques décimètres se trouvait un tuyau analogue, rendant le même son fonda- mental, mais actionné par une soufflerie. La lame d’air montra nettement dans ces conditions uu mouvement vibratoire simple 1) Arch. Néerl. 1891. T. XXV, p. 316, 396. 90 W. C. L. VAN SCHAIK. de grande amplitude. Sans modifier le courant, je l’approchai de la large lame d’acier, après que celle-ci, accordée pour le même son, eût êté mise en mouvement. La figure de vibra- tion se trouva être complexe, surtout quand le courant d'air se trouvait dans le voisinage du bord de la plaque. J'avais dans une autre expérience accordé la lame de manière à lui faire rendre environ 19 vibrations complètes. Les sons perceptibles furent le Ré dièze_1 et très-faiblement le Si dièze 1. Quand je disposai la lame d’air, très-peu agitée par elle- même, en face de la lame d'acier, la figure de vibration indiqua une composition du son fondamental avec l’octave, qui cependant n’était pas sensible dans le mouvement de la lame d’acier. On voit donc par ce qui précède que l’on n’a aucun droit de conclure des vibrations simples d’une lame d’acier que les ondes aériennes qu'elle provoque seraient également sim- ples. On peut en dire autant des anches vibrantes qui, alors même qu'on ne les soumet pas à l’action d’un courant d’air, donnent, absolument comme l'appareil de Savart, des ondes aériennes complexes et des harmoniques supérieurs nette- ment appréciables. Il faut de plus tenir compte, comme le fait observer von Helmholtz, de ce que les plaques et les anches libres, quand elles sont chargées d’un fort poids à leur extrémité, impriment deux fois par vibration complète une secousse à leur point de fixation, tout comme le ferait un pen- dule ordinaire, et qu’elles favorisent ainsi l’apparition de l’octave. On aura encore, dans les expériences sur les plaques vi- brantes, à tenir compte d’une production spéciale de sons. On sait qu'il se produit des sons profonds d'intensité faible et de courte durée quand on approche la main de l'oreille avec une rapidité suffisante. Si l’amplitude n’est pas trop faible, une plaque vibrante produit à chaque vibration des sons ana- logues; et ces sons, perçus dans le voisinage de leur source, possèdent une intensité variable. Mais comme ils sont très-légers, SUR LA LIMITE INFÉRIEURE DES SONS PERCEPTIBLES. 91 ils deviennent rapidement insaisissables à quelque distance. Ils sont souvent compris dans l’octave située entre Uh et Ut Si l'intervalle au bout duquel ces sons prennent de nouveau naissance est plus petit que leur durée, c’est-à-dire que le temps nécessaire à leur évanouissement, on les entendra constamment. Cette continuité de sons profonds d'intensité périodique suffit déjà à elle seule pour faire croire un instant à l'existence d’un son plus profond, dont la période de vibration serait égale à celle de la plaque vibrante. Supposons que nous placions l'oreille en face de plaques vibrantes possédant une amplitude de quelques centimètres. On peut s'attendre à percevoir des harmoniques supérieurs, alors même que ces plaques présentent une grande surface. Mais si nous avons donné aux plaques une surface trop pe- tite, les ondes sonores attendues ne se produiront pas avec une intensité suffisante !). En effet, dans le voisinage d’une plaque de surface donnée, que l’on fait vibrer avec une rapi- dité trop faible, le mouvement des molécules d’air consistera surtout en un déplacement d’un côté à l’autre ?). Il en est de même quand, pour une amplitude et une durée de vibra- tion données, la surface est trop petite. Un diapason donnant l’'Ut_1 (32 vibrations complètes), et dont les branches ont une largeur de 12 mm,, ne transforme qu'une faible portion de son énergie actuelle en énergie vibratoire, malgré que le son fondamental soit nettement perceptible. Mais si l’on y adapte des plaques de 4 cm. de diamètre, l’intensité du mouvement aérien, correspondant au son fondamental, se trouve considé- rablement accrue. Sur les bords de la plaque il y a d’ailleurs des courants tourbillonnants; et en général le mouvement de l’air présente une assez grande complication. Cette raison seule me fait déjà paraître très-peu appropriée une plaque vibrante de 4 cm. de diamètre, quand on se propose de démontrer la nord a yleñs hr cl Chap: X VIT 2) Stokes, Phil, Trans. 1868. 92 W. C. I. VAN SCHAIK. perceptibilité de sons plus profonds de deux octaves que V'Ut-1. Cet appareil à cependant servi aux expériences de MM. Zwaardemaker et Cuperus, dans leur étude sur l’étendue du champ auditif !). Il se peut que l'existence de mouvements tourbillonnants sur les bords des plaques vibrantes soit en rapport avec la dépendance plus ou moins grande qui s’observe entre l’inten- sité relative des harmoniques supérieurs prenant naissance dans l’air et la période de vibration des plaques. Accordée pour 19 vibrations complètes, la lame d’acier faisait entendre plus faiblement la duodécime que l’octave: dans le cas de 21 vibrations l'inverse avait lieu; et la figure de vibration corroborrait par sa forme ces résultats observés par l'oreille. Si l’on se propose de déterminer la limite inférieure des sons perceptibles, 1l est nécessaire de communiquer aux cou- ches d’air un mouvement vibratoire simple, ou du moins de faire usage de sources sonores dont les sons partiels soient suf- fisamment connus et ne soient pas trop voisins les uns des autres. C’est pourquoi von Helmholtz a recommandé avec raison les tuyaux à bouche fermés de grande taille. Le son fondamental d’un large tuyau d’orgue fermé, de son bien pur, “est en effet très intense et facile à distinguer de la duodécime. Or, il n'est pas difficile de se convaincre, à l’aide de tuyaux de cette nature, de l’exactitude des résultats de von Helm- holtz. Deux'accordeurs que je sais capables, en train d’ac- corder un régistre bouché de 32 pieds, furent obligés de m’assurer qu'ils pouvaient encore percevoir tout juste le son Sol_2, mais qu'il ne pouvait être question d’un son infé- rieur à cette limite. Le mouvement de l’air à l'embouchure du tuyau était cependant bien réglé. C’est pour cette raison que les constructeurs d’orgue bien au courant n’attachent d'ordinaire aucune importance aux six ou sept tuyaux les plus grands d’un jeu bouché de 32 pieds. 1) Zeitschr. für Psychol. u. Physiol. der Sinnesorgane. Bd. VIT. SUR LA LIMITE INFÉRIEURE DES SONS PERCEPTIBLES. 93 Les tuyaux ouverts rendent aussi, au nombre des harmo- niques, les octaves, et ce fait est de nature à embarrasser quand on ne s’est pas exercé quelque peu à distinguer la hau- teur du son dans l’octave inférieure à l’Uf,. Mais quand ces tuyaux possèdent le diamètre voulu, leur son fondamental peut se faire entendre avec une grande netteté, surtout dans le voi- sinage de l’extrémité ouverte. Cela tient sans nul doute à ce que l'énergie s’y communique avec plus d'intensité et de régularité à l’air ambiant que près de l’embouchure. L’inten- sité du son fondamental d’un large tuyau ouvert de 16 pieds, donnant l’Uf_1, est bien différente de celle présentée par le même son, rendu par un diapason muni d’une plaque de quelques centimètres carrés. On conçoit qu'il doive en être ainsi quand on réfléchit que la section d’un pareil tuyau peut être d’environ six décimètres carrés et l'amplitude des vibrations de l'air de quelques centimètres. Cependant Je n'ai, même dans le cas de grands tuyaux ouverts, pu dis- tinguer un son fondamental réel dans la moitié la plus basse de l’octave inférieure à ÜUf_1 (la sous-contre-octave). On perçoit, il est vrai, dans cette région, à chacune des poussées d’air qui se succèdent rapidement, quelques sons de peu de durée, mais il n’y à pas moyen de les confondre avec un son fondamental. Ces bruits intermittents peu inten- ses communiquent au son, en même temps que les harmo- niques supérieurs du tuyau, un certain caractère. de roulement, qui disparaît cependant à quelque distance. Là on n'entend plus que l’ensemble des harmoniques les plus profonds, comme cela arrive surtout pour les plus grands tuyaux du régistre nommé Principal ou Diapason. Les observations précédentes m’autorisent, me semble-t-il, à conclure qu’il n’y a aucune raison d’abaisser sensiblement la limite inférieure des sons perceptibles, telle qu’elle a été fixée par von Helmholtz. Elle est voisine du So!_2 (24 vibra- tions complètes). A 1 “e sus IAE NN au “ph if dl bu mt “hi CHRIS +30 H MATE A dun ni D 0 ME RL PAL ES ue à Fa mas 4 ; [FX amie fur a D. 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Les recherches, dont nous nous proposons de publier ici les résultats, avaient pour objet d'étendre nos connaissances sur les équilibres possibles entre une phase liquide et une ou plusieurs phases solides dans des systèmes de trois corps. Les travaux publiés dans ces dernières années au sujet de systèmes de cette nature ont mis au jour bien des particularités intéressantes de ces équilibres. Il était cependant impossible jusqu'ici d'en déduire une idée genérale de la manière dont les divers systèmes hétérogènes peuvent se délimiter les uns les autres. … Suivant la voie indiquée par M. van Rijn van Alke- made, l’un de nous a pu donner, grâce à l'emploi du poten- tiel thermodynamique '), une revue générale des phénomènes d'équilibre possibles dans des systèmes de trois corps. Il s’est trouvé à cette occasion que les recherches faites jusqu'ici n’ont fait connaître qu'une fraction très-restreinte des cas d’équilibre possibles. | Cela résulte de ce que les phases solides considérées, ou bien ne présentaient pas de point de fusion, ou bien avaient été étudiées dans leurs équilibres avec des solutions à des RS températures de beaucoup inférieures à ces points de fusion. Arch. Néerl. T. XX VILI p. 78. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T, XXIX. SN | 96 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. Or, l'étude des systèmes hétérogènes formés de deux corps avait fait voir que les équilibres ne se montrent dans toute leur étendue qu’au voisinage de ces dernières températures. Nous nous sommes donc trouvés conduits à choisir un système de trois corps, dans lequel des phases solides binai- res et ternaires présentent un point de fusion à des tempé- ratures aisément réalisables. Cela a lieu pour le système eau, acide chlorhydrique et chlorure ferrique. Les recherches de l’un d’entre nous ‘) et celles de M. Pickering?) ont prouvé qu'il existe pour les hydrates de l’acide chlorhydrique de réels points de fusion, et il en est de même des hydrates du chlorure ferrique ). Les équilibres de ces deux systèmes de deux corps four- nissent en quelque sorte la base sur laquelle s’appuiera l'étude que nous allons faire du système de trois corps HT, OP O REC Quant aux phases ternaires, on n’en connaissait qu'une d’après les travaux de MM. Sabatier ‘) et Engel ‘), savoir Fe, CI, .2 H CI.4 H,0. Les auteurs n’indiquaient pas de point de fusion; mais nous nous sommes assurés qu'il en existait un à 45°,7. Nous avons découvert en outre dans le cours de ces re- cherches deux nouvelles combinaisons ternaires : Fe, Cl, .2H C1.8:4H,0 et. Fe, Cl. OPANOIEMPRAPRO) dont les points de fusion étaient également situés à des températures faciles à réaliser (—3° et —6°). Le grand nombre de phases solides, capables de s’associer de plusieurs manières, a considérablement augmenté la diff- 1) Rec. Trav. Chim. Paus-Bas, T. 3, p. 84 et Zeits. Physik. Chemie, Bd. 2, p. 459. 2) Ber. d. d. Chem. Ges. Bd. 26, p. 280. 8) Arch. Néerl., T. 27, p. 28. 4) Bull. de la Soc. Chim., 2e sér. T. 36, p. 197, 1881. 5) Ann. de Chim. etrde Phys 162sér MT p SM 1889. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASHS LIQUIDES, ETC. 97 culté des recherches. Il n'aurait certainement pas été possible, sans les données théoriques pour nous y aider, de débrouiller les phénomènes très-compliqués qui se sont offerts. Nous avons en revanche eu la satisfaction de pouvoir donner, grâce à cette étude, des exemples de tous les cas d'équilibre encore inconnus dans les systèmes de trois corps, théoriquement indiqués dans le travail que nous avons cité. Nous pouvons dire que les phénomènes possibles dans les équilibres entre une phase liquide et une ou plusieurs phases solides de trois corps, sont à présent aussi complètement connus que dans les systèmes de deux substances. LI Généralités sur les expériences. Toutes les expériences ont servi à déterminer la composition d’une solution en équilibre avec une ou plusieurs phases so- lides. Pour réaliser cet équilibre, les corps solides en expé- rience furent secoués pendant une ou deux heures avec la solution, dans un long flacon à bouchon de verre, dont la partie supérieure dépassait le bain. Il ne pouvait y avoir de cette manière perte de À CI. Les expériences ont été toutes effectuées entre — 30° et + 60°. Nous avons employé, pour les températures comprises entre 0° et 60°, un grand bain-marie, réglé, pour des tempé- ratures dépassant celle de la chambre, par une lampe brûlant à petite flamme; pour des températures plus basses, par de la glace. Nous avons employé, de 0° à — 30°, un bain à doubles parois remplis de. Ca CI,. 6 H,0 et de glace. Si l’on veut maintenir ce bain à une température constante, voisine de — 20°, il faut avoir à sa disposition un deuxième baïn contenant des morceaux de glace et de chlorure de calcium pas trop petits, qu'on introduit à mesure des besoins dans le premier bain. Parfois nous avons introduit dans de l’eau les phases solides 7 98 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F, A. H. SCHREINEMAKERS. à étudier, par exemple lors de la détermination de la solubilité pure des combinaisons ternaires. Le plus souvent nous avons préparé d’abord une solution dont la composition était voisine du point cherché. Nous avons à cet effet introduit de l’acide chlorhydrique gazeux dans une solution de chlorure ferrique de concentration connue, obtenue en fondant ensemble un hydrate et de l’eau ou bien deux hydrates. Parfois aussi nous avons fait passer de l’acide chlorhydrique gazeux sur un hy- drate déterminé. Tous les hydrates se liquéfient déjà en effet en présence de cc corps, à la température ordinaire. Nous avons donné à la solution que nous nous proposions de secouer avec des phases solides une composition telle, que ces phases pouvaient encore s’y dissoudre un peu plus, avant que l’équilibre définitif ne fût atteint. L'équilibre s’établit mieux de cette manière que si des corps solides devaient se séparer de la liqueur. La réalisation des équilibres à été en général bien plus assurée que dans les solutions aqueuses des hydrates du chlorure ferrique, ce qui tient sans aucun doute à la mobilité du liquide, provoquée par l’acide chlorhydrique. Il y a eu cependant quelque incertitude dans la détermina- tion, quand il s'agissait de Fe, Cl, . 12 H,0. Les solutions se mettent plus rapidement en équilibre avec les autres phases solides. Mais ici surgit une difficulté nouvelle. Le douzième hydrate est facile à reconnaître dans les solutions foncées, grâce à sa couleur jaune. Les autres hydrates au contraire, le Fe Cl, anhydre et les sels doubles, ne se laissent distinguer qu’ assez difficilement, surtout quand plusieurs d’entre eux se rencontrent simultanément dans la solution. Nous avons donc toujours introduit les diverses phases soli- des dans la solution sous une forme aisément reconnaissable, de manière qu’au bout d’une heure il nous fût possible, sur un échantillon pris au moyen d’une cuiller de verre (ou même par simple inspection directe), de nous convaincre si une phase solide quelconque se trouvait encore en excès. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 99 S'il n’en était pas ainsi, nous en ajoutions une nouvelle por- tion en continuant à agiter le mélange. Jamais il n'y avait, l’expérience terminée, plus d'environ 9 em*. de solution en contact avec l’excès des phases solides. Nous en enlevions environ 2 cem*. à l’aide d’une pipette, mise pendant dix minutes au bain-marie dans une éprouvette !). La solution avait le temps de se clarifier dans l'intervalle. La solution recueillie fut alors introduite dans un petit flacon bouché, destiné à être pesé, et renfermant assez d’eau pour ne pas laisser échapper d’acide chlorhydrique. Après dilution nouvelle, une portion déterminée en était titrée à l’aide de nitrate d’argent et de sulfocyanate d’ammoniaque, une autre portion précipitée à l’aide d’ammoniaque. Les hydrates du chlorure ferrique ont été préparés de la manière déjà décrite dans un précédent travail. Il nous faut simplement ajouter qu'il est à déconseiller de laisser se solidi- fier l’hydrate Fe, CI, . 4 H, O dans des vases de verre, parce que ceux-ci se cassent presque toujours. Le plus pratique est de verser la masse fondue dans un mortier, et de la laisser se solidifier sous une cloche. Elle se détache sans peine du mor- tier et peut être rapidement réduite en fragments plus petits. IT. Préparation et propriétés des combinaisons ternaires. Première combinaison. MM. Sabatier et Engel ont déjà décrit une bonne méthode de préparation du corps Fe, Cl. 2 H CI.4 H,0 ?). Malheureusement on l’obtient par ce procédé en cristaux isolés, que l’on peut difficilement manipuler à cause de la perte rapide d'acide chlorhydrique. Nous avons 1) Ceci était nécessaire, à de plus hautes températures, pour empêcher la solidification de la solution. Nous nous sommes passés de cette précau- tion à des températures plus basses, pour éviter la dilution par l’eau de condensation. | 2) En faisant refroidir une solution préparée à l’aide de Fe, Cl,.5 H, O et de H CI. 100 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. À. H. SCHREINEMAKERS. voulu, pour nos expériences, obtenir ce composé en morceaux compacts, que l’on peut introduire sans peine dans les solu- tions et agiter longtemps avec celles-ci sans rupture Cela nous a réussi d’après la méthode suivante. Nous avons fait passer du ACT dans du Fe, Cl,. 4 H,0 fondu, en lais- sant en même temps la masse se refroidir peu à peu. Le liquide se trouvait dans une éprouvette, étirée à la lampe en deux endroits différents. La solution se prend assez brusquement en une masse compacte de sel double, avant même qu’elle n'ait atteint la température du laboratoire. On sépare à la lampe l'extrémité supérieure du tube, et l’on débarrasse par esso- ration la masse solide de la solution adhérente, opérant d’abord à la température ordinaire, puis élevant celle-ci graduellement jusqu’environ 35°. On ferme ensuite le deuxième étrangle- ment du tube. Celui-ci renferme en ce moment un cylindre de sel double, susceptible d’être conservé inaliéré jusqu’ au moment de faire les expériences. Nous avons alors brisé le tube et partagé le cylindre en deux fragments, qui furent rapidement introduits dans les flacons à bouchon de verre renfermant la solution. À l’air leur perte en ÆH CI est très- considérable. C'est dans des tubes fermés d’une manière analogue que nous avons déterminé, après essoration soigneuse, le point de fusion. Celui-ci est situé à 45,72. : M. Engel définit la couleur des lamelles comme ,jaune ambré.” Elle nous semble être plutôt d’un brun jaunâtre clair, comme le dit aussi M. Sabatier. Les plus faibles traces d’eau-mère interposée rendent la teinte beaucoup plus foncée. M. Schrôder van der Kolk, qui a eu l’obligeance d'examiner au point de vue cristallographique le composé obtenu, nous à communiqué ce qui suit à ce sujet: , Les cristaux appartiennent probablement au système rhom- bique. La plupart constituent des hexagones allongés (p. ex. co P.c P œ). Il reposent alors sur la face oP et présentent l'extinction droite et complète. Quelques-uns cependant ne SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 101 présentent qu'une extinction incomplète ou même nulle, repo- sent donc sur une autre face et montrent en lumière polarisée convergente des anneaux colorés très-évidents. On y voit plu- sieurs anneaux; l’un des axes se montre environ au milieu du champ du microscope. La dispersion est plus grande pour le violet que pour le rouge; la double réfraction, très-énergique, est positive. Les cristaux présentant l'extinction complète montrent un pléo- chroïsme très-net. Le rayon dont les oscillations sont parallèles à la plus grande diagonale du rhombe (« P) présente une coloration brun-jaunâtre ; le rayon parallèle à la plus courte diagonale est-jaune verdâtre.” Il est remarquable que l’hydrate Fe, C1, . 4 H, 0 donne égale- ment des cristaux rhombiques lamelleux. Les cristaux de la : combinaison avec 2 H Cl sont ordinairement plus volumineux, plus minces et moins colorés. Il est cependant difficile de les distinguer, au sein de la solution, des cristaux de l’hydrate. Deuxième combinaison : Fe, CI, .2 H C1.8 H,0. Cette combi- naison à été accidentellement découverte, quand différents résidus de solution furent refroidis à — 20°, pour en recueillir encore quelques cristaux de la première combinaison. La cris- tallisation nous donna au contraire un composé renfermant deux fois autant d’eau pour une quantité de sel identique. Le moyen le plus commode d’obtenir les cristaux en grande quantité est le suivant: On chauffe Fe, CI, .12 H,0 au bain- marie, Jusqu'à ce que 4 molécules d’eau se soient évaporées, et l’on y introduit du H Cl gazeux en quantité suffisante pour rétablir le poids primitif. On obtient ainsi un liquide verdâtre foncé mobile, fumant un peu et hygroscopique, et que l’on conserve donc dans des flacons bouchés à l’émeri. Si l’on refroïdit le liquide, ce n’est souvent qu’au-dessous de — 20° et après friction répétée des parois à l’aide d’une pointe de verre que l’on parvient à provoquer la cristallisation. Celle-ci se produit, on le conçoit, instantanément quand on y laisse tomber un petit fragment de cristal. 102 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET K. A. H. SCHREINEMAKERS. Les cristaux sont prismatiques et l’on peut en obtenir de grandes dimensions. La couleur en est verdâtre, et ne diffère pas beaucoup de celle de la solution. La forme cristalline n’est pas facile à étudier, car le point de fusion se trouve déjà à —3°. Cette valeur a été déterminée à l’aide d’une quantité assez considérable de cristaux, plusieurs fois recris- tallisée et dont à chaque opération une partie liquide fut déversée. Les cristaux servant aux expériences ont été préparés de la manière suivante, permettant de les obtenir en un cylindre compact (voir fig. 1} À est un tube de verre, large de 18 mm. et long de 120, s’adaptant dans les tubes nickelés d’un centrifuge de Rinne !). Ce tube est rempli à moitié du sel double en fusion; celui-ci est mis à cristal- liser dans un bain refroidi à — 20°; on dépose à la surface des cristaux le cône de verre creux B, et l’on ferme le tube au moyen d’un bouchon de liège. On met alors l’appareil centrifuge en mouvement, le tube placé bouchon en bas. Tandis que la température s'élève lentement, il s’accumule du liquide dans l’espace vide, et l’on par- vient ainsi à obtenir en très-peu de temps des cristaux très- purs, sans qu’il y adhère des traces perceptibles d’eau-mère, même d’une solution de composition très-différente. Si l’on enlève le bouchon, le liquide s'écoule, le cône B tombe hors du tube ; et l’on enlève les dernières traces de liquide à l’aide d’un petit rouleau de papier à filtrer. Le cylindre massif de cristaux, qui s’est par liquéfaction latérale séparé des parois du verre, peut être réduit entre du papier à filtrer en fragments de la longueur voulue, pour les introduire dans les solutions mises en expérience. Les flacons à employer sont choisis de telle sorte qu'on puisse y introduire sans peine les fragments cylindriques. Troisième combinaison: Fe, Cl, .2 HCT.12 H,0. Si nous 1) Construit par M. Rinne à Bâle. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC, 103 n'avions pas rencontré par hasard le deuxième sel double. nous aurions dû cependant nécessairement en faire la con- naissance dans la suite de ces recherches. C’est précisément ce qui est arrivé pour la découverte du troisième sel double. En cherchant à poursuivre, au-dessous de — 10° jusqu’au point où ils se rencontrent, les isothermes de dissolution du "deuxième sel double et du douzième hydrate, nous eûmes l’occasion d'observer une série de phénomènes complexes en apparence, qui finirent par s'expliquer grâce à la découverte d’un troisième sel double. Cette découverte fut rendue plus difficile par le fait que le deuxième sel double et le troisième ne se laissent pas dis- tinguer dans la solution, et peuvent s’amener l’un l’autre à cristalliser. Mais aussitôt que les conditions de formation du troisième sel double nous furent connues, et que son indivi- dualité eût été constatée par des analyses de cristaux débar- _rassés au centrifuge de leurs eaux-mères, la préparation de la nouvelle combinaison ne présenta plus de difficultés. A cet effet, on fait passer sur l’hydrate Fe, CI, .12 H,0 du H Cl gazeux. Les cristaux jaunes de l’hydrate s’y liquéfient à la température ordinaire ; et on continue l’opération jusqu’à ce que le liquide renferme deux molécules Æ CI. La coloration de ce liquide se rapproche davantage du jaune que celle de la solution de même composition que le deuxième sel double. Il cristallise aussi plus facilement que cette solution, parfois déjà à — 10", et en tous cas à — 20°, sans qu’on ait besoin de frotter les parois du verre. Les cristaux du troisième sel sont moins étirés en longueur que ceux du deuxième; parfois ils sont même un peu lamel- leux. Leur couleur est jaune paille, quand ils sont bien dé- barrassés des eaux-mères, et il est facile de les distinguer alors des cristaux verdâtres du deuxième sel double. Le point de fusion de ce composé est situé à — 6°, quand il est absolument pur. Mais si l’on conserve longtemps les A cristaux à cette température, une décomposition a lieu en 104 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. même temps que la température s'élève; et des cristaux de Fe, Cl, .12 H,0 prennent naissance. Comme nous l’apprendra plus tard le trajet des isothermes, ce phénomène est provoqué par ce que la solution, résultant de la fusion du troisième sel double, est sursaturée relativement à l’hydrate nommé ci-dessus. Les cristaux du troisième sel double ont pu être obtenus en fragments compacts d'une manière analogue à ceux du deuxième. Toujours cependant ils étaient moins cohérents. III. Représentation graphique des résultats. Nous discuterons les résultats obtenus en nous aidant des PI. I'et IL. La première donne une représentation dans un plan des isothermes de dissolution pour diverses températures, la deuxième les représente dans l’espace. Dans les deux plan- ches, la composition d’une solution s'exprime par le nombre des molécules /{ CT et Fe CI, sur 100 molécules H,0, en les mesurant, la première dans une direction horizontale, la se- conde dans une direction verticale. On ne pourrait de cette manière représenter tous les rapports de mélange imaginables entre H,0, HCI, Fe Cl,, car les points exprimant À CI et Fe Cl, seraient situés à l'infini. Mais les limites dans lesquelles nous avons fait nos re- cherches ne nous ont pas obligés à choisir le mode de repré- sentation dans lequel la somme des trois constituants est égalée à 100. Nous n'avons pu observer en eftet que des solutions ayant une teneur maxima de 42 molécules H CI et 60 molécules Fe Cl, sur 100 molécules 4,0. L'augmentation de la teneur en acide chlorhydrique n’a été poussée que Jjus- qu’à la pression d’une atmosphère La difficulté de distinguer les phases solides au sein de la solution rendait absolument impossibles des expériences sous plus haute pression, c’est- à-dire en tube scellé. Nous ne pouvions d’ailleurs dépasser le nombre donné pour la teneur en chlorure ferrique, parce SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 105 que la solubilité de ce sel à l’état anhydre ne varie pas beaucoup avec la température, et que la décomposition com- mence bientôt avec élimination de chlore. ; Le mode de représentation choisi, rapportant tout à 100 mol. H,0, s’appliquait donc parfaitement à toutes nos expé- riences Il a de plus l’avantage de simplifier le calcul des analyses et d’isoler mieux les diverses parties de l’image que ne le ferait l’autre procédé. On se représentera le schéma de la PI IT comme reposant sur un plan horizontal X 0 T (fig. 2), dans lequel les points exprimant la température se déplacent dans le sens OT, et où les différentes teneurs en Fe Cl, sont prises successivement sur O0 X. Aïnsi se trouvent représentés dans ce plan les équi- libres entre les deux con- stituants H,0 et FeCl,. Si l’on choisit comme point 4 de départ la température de 0° sur l’axe OT, on obtient dans ce plan la série de courbes schématiquement indiquées dans la figure. Chacune d’elles exprime les solutions à diverses tempé- ratures, et en équilibre avec une phase solide unique. Ces différentes phases se succèdent dans l'ordre que Fig. 2. voici: glace, Fe,,, Fe,, Fe., Fe,, Fe, ; employant ces derniers symboles à la place de Fe, CI, .12 H,0, etc. Fe, est donc le chlorure ferrique anhydre. Les points extrêmes d’une courbe quel- conque représentent donc chacune le point de fusion d’un hy- drate; les points de croisement de deux courhes expriment la solution capable d’exister concurremment, à la température cor- respondante, avec les deux phases appartenant aux deux courbes. On devra ensuite s’imaginer, passant par l’axe des tempé- 106 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. À. H. SCHREINEMAKERS. ratures Ü T de ce plan horizontal, un plan vertical T O YF, sur lequel on porte, dans la direction OY, les diverses teneurs en H C1. On représente done dans ce plan les équilibres ap- partenant au système 7,0, HCI; et l’on obtient en consé- quence la série de courbes schématiquement représentées pour les solutions pouvant coëxister avec: de la glace, H Cl. 3 H, 0, HC.2H,0, HC.H,0. La première de ces courbes com- mence encore sur l’axe OT, au point correspondant à 0°. Toute solution qui renferme les trois substances 1,0, HCI, Fe Cl,, peut être représentée en même temps que la tempé- rature par un point dans l’espace, entre les plans horizontal et vertical. La PL IT donne un aperçu des résultats obtenus. Chacune des surfaces courbes exprime les solutions capables d'exister en présence d’une phase solide unique; chacune des courbes dans l’espace, les solutions coëxistant avec deux phases solides; chaque point de croisement de trois courbes dans l’espace, les solutions qui peuvent se rencontrer concur- remment avec trois phases solides, à la température donnée par ce même point. Le schéma de la PI IT repose sur le plan horizontal de la fig. 2, mais n’'atteint pas le plan vertical T O Y. En effet, les solutions des trois constituants qui peuvent être en équilibre avec de la glace et les hydrates de l’acide chlorhydrique n’ont pas été étudiés. Nous dirons tout à l’heure quelques mots à propos de ce point. Le plan TO Y serait situé, dans la PI: IT, à peu de distance vers la droite. Le plan postérieur de cette figure est un plan vertical, correspondant à une tempé- rature de — 30°, la température la plus basse à laquelle des déterminations aient encore été faites; le plan latéral gauche est situé à une distance telle du plan T O Y, qu’elle corres- pond à une teneur en Fe Cl, égale à 65. Le plan horizontal supérieur se trouve à une distance répondant à 50 molé- cules 1 CI. _ La PI. I peut être regardée encore comme une projection verticale de la PI. IT sur le plan postérieur. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 107 En réalité cependant c’est la PI. II qui à été dessinée d’après la PI. I. La série de solutions, capables de coexister à une température déterminée avec les phases solides possibles à cette température, donne naissance à un isotherme formé d’une ou plusieurs courbes, et qui fournit une section de la PI. II. Ces isothermes ont été déterminés de 10 en 10 degrés environ et portés dans la PI. I. Nous avons ensuite confec- tionné des modèles en zinc, dont les contours correspon- daient à ces isothermes. Ils furent disposés les uns derrière les autres sur l’axe O T, à des distances déterminées, et ser- virent ainsi à modeler en argile le corps représenté PI. IT, qui enveloppait les modèles de zine, Nous avons également fait usage, à cet effet, de la détermination de certains points, situés sur les courbes dans l’espace. Plus tard le modèle ob- tenu a été moulé en plâtre, et la PI IT en donne une re- production phototypique. La distance correspondant à 1° pouvait être évidemment arbitrairement choisie, La PI. II a été confectionnée de telle sorte que 0,25 molécules Fe CI, ou H C1 équivalent à 1 mm. et que 1° — 4 mm. IV. Cas des solutions en équilibre avec des phases solides binaires. Forme générale des isothermes. Prenons comme exemple l’hy- drate Fe,,. Cet hydrate fond à 37°, et coëxiste donc à cette température avec une solution de la même composition, Fe,Cl,.12 H,0, ou 100 H,0 16,66 Fe CI,. À des températures inférieures, Jusque 27,4, il est capable d’exister con- curremment avec deux espèces de solutions; (et même à des tempé:- ratures plus basses encore, si l’hy- drate Fe, demeure en surfusion.) C’est ce qu’exprime la courbe À B C' des solutions saturées, 108 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. où B représente le point de fusion, « et c deux solutions ap- partenant à la même température plus basse. On peut à présent ajouter H CI soit à la solution a, soit à la solution c. Si les deux solutions sont maïntenues en con- tact avec À, solide, sous température constante, leur com- position se modifiera, et l’on devra donc, partant de a et c, obtenir une série de solutions à teneur croissante en A Cl. L'expérience devra décider si la teneur en Fe Cl, augmente ou diminue. Mais dans le travail théorique cité, l’usage du potentiel a permis de conclure que toutes les solutions pos- sibles doivent être représentées par une courbe abc, ayant ses points terminaux en a et en c. Des courbes de cette na- ture n'avaient pas été observées jusqu'ici. Une autre méthode encore permet de prédire que les courbes des deux séries de solutions, obtenues par addition de H CI à a et c, doivent se rencontrer quelque part. L’addition con- tinue de A CI devrait donc finir par enrichir a en Fe Cl, et appauvrir au contraire c en ce même corps. Imaginons qu'on fasse passer A CI dans Fe,, fondu. Ce liquide pourra par refroidissement se mettre en équilibre avec Fe,, solide à une température d'autant plus basse qu'on a ajouté plus de AHCI On peut, en effet, considérer Fe,, comme une substance homogène, dont le point de fusion est abaiïissé par l’addition de CI. Il doit donc y avoir également à la température considérée une solution b, ren- fermant Fe,Cl, et H,0 dans le rapport 1:12. Ce point se trouve donc dans la PI. T verticalement au-dessus de B. Dans la PI. IT ou la fig. 3 il est situé au contraire verticalement au-dessus de B PB’, cette droite étant menée parallèlement à (OT Le point b partage la courbe abc en deux parties. Les solutions ab présentent une proportion plus petite, les solu- tions bc une proportion plus grande que 1:12 entre Fe, CI, et À, 0. | Plus la température s’abaisse, plus les courbes abc aug- SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, HEC. 109 mentent d'amplitude, car en général les points a et c s’éloig- nent ainsi que b du point B”. On verra donc, dans la PI. I, une courbe correspondant à une température plus basse en- velopper celle répondant à une température plus élevée. Dans la PI. II les courbes donneront ensemble, pour toutes les températures, une surface courbe [, reposant sur le plan hori- zontal et limitée dans ce plan par la courbe À B C des so- lutions pures de l’hydrate Fe,,, sans acide chlorhydrique. La surface courbe Î présente une pointe obtuse au point de fusion B de l’hydrate. Cette surface exprime la totalité des solutions formées de H,0, HC et FeCl,, qui peuvent se trouver en équilibre avec Fe, Cl,.12 H,0 solide à des températures inférieures au point de fusion de l’hydrate. Des points situés en dehors de la surface I représentent des sclutions non-saturées, des points à l’intérieur de la surface des solutions sursaturées, ou bien encore des mélanges d’hy- drate et d’une certaine solution saturée déterminée. Le ta- bleau I donne les solutions saturées par l’hydrate Fe, ,, d’après lesquelles les divers isothermes de la PI. I ont été construits, ainsi que la surface I de la PI IL. C’est l’isotherme de 0° qui a été le plus complètement étudié dans le cas de l’hydrate F,,. Pour ce qui regarde la plupart des autres, nous avons dû nous borner à quelques points isolés. On voit qu'à basse température il n’y a pas moyen de réaliser l’isotherme complet, parce qu’il rencontre les iso- thermes analogues appartenant à l’hydrate le plus proche, ici Fe. Les courbes de solubilité pure de Fe,, et Fe, se rencon- trent à la température de 27,4° (au point C). Des isothermes complets correspondant à Fe, ne sont donc possibles que de 37 à 27,4. Un d’entre eux, l’isotherme de 33°, se trouve figuré PI. I; de même celui de 30’, pour Fe,. À 27,4 les deux isothermes de dissolution correspondant à Fe,, et Fe, auraient le point C de commun (fig. 4). On 110 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. peut démontrer au moyen du potentiel que les courbes se touchent en ce point. Lt ) JE DE AE ES Acer a Fig. 4. | Fig. 5. Si la température est encore abaissée davantage, le plus orand développement des deux isothermes provoquera déjà leur rencontre avant qu'ils n'aient atteint leurs points ter- minaux €, d, dans le plan horizontal. La partie ch des isothermes représente des solutions instables par rapport à Fe,, la partie d h des solutions instables par rapport à Fe ,. Plus la température s’abaisse, plus le point h s’éloignera de l'axe. La courbe CL, qui réunit ces points d’intersection, consti- tue dans la représentation dans l’espace PI. II la courbe d’inter- section des deux surfaces courbes correspondant à Fe, et Fe... La température maxima de cette courbe se trouve en €, le point de fusion commun des deux hydrates en l'absence de HCI Au lieu de la température unique C (27, 4°), à la- quelle les deux hydrates sont capables d’exister en même temps qu'une solution, nous avons une série de températures, auxquelles ces deux hydrates peuvent exister à côté les uns des autres et en présence d’une solution, dont la teneur en H CT varie. Mais en même temps la teneur en Fe Cl, varie également. La surface TI correspondant à Fe,, a une étendue consi- dérable. En effet, lorsque les solutions s’enrichissent en eau, la seule phase solide nouvelle qui puisse apparaître est de la glace, et ceci n’a lieu qu’à des températures très-basses. _ Les points des isothermes qui répondent aux hydrates sui- vants sont indiqués dans les tableaux 2—4. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 111 La surface Il, correspondant à Fe, n’a qu’une étendue très-limitée. Des isothermes complets ne sont possibles qu'entre le point de fusion de 32°,5 (D) et 30° (Æ£). A cette dernière température, en effet, les isothermes rencontrent ceux corres- pondant à Fe. Du côté de Fe,,, c’est à 27°,4 que les iso- thermes s’interrompent. Les parties réalisables des isothermes prennent donc de très-bonne heure, quand la température s’abaisse, la forme de lignes courbes, telles qu’on les avait rencontrées jusqu'ici exclusivement dans les déterminations de solubilité dans les systèmes de trois corps, et dont on ne pouvait absolument rien déduire au sujet de la forme générale des isothermes complets. La surface III, correspondant à Fe;, a son sommet vers 56° (F), maïs rencontre déjà à 55° (G) la surface appartenant à Fe,. Il n’y a donc presque pas ici d’isothermes complets. Leur forme générale reste cependant plus longtemps visible que dans les courbes appartenant à Fe,. Elles présentent, en effet, une marche ascendante bien plus prononcée et se recour- bent assez rapidement. La surface IV, relative à Fe,, montre très-bien la forme générale des isothermes complets. On peut en effet les poursuivre, jusqu'aux points terminaux dans le plan horizontal du côté de la surface correspondant à Fe, CI, anhydre, depuis 73,5°, point de fusion de Fe,, jusque 66°; et de même du côté de la surface de Fe, jusque 55°. À de très-basses températures, les parties réalisables des isothermes de dissolution appartenant à Fe,, Fe, et Fe, de- viennent toutes des lignes presque droites. Si nous avons pu définir clairement pour la première fois la vraie forme des isothermes de dissolution pour des phases binaires en présence de solutions de trois constituants, c’est grâce à cette circonstance favorable, que tous les hydrates du chlorure ferrique présentent des points de fusion vrais, ainsi que deux branches de la courbe de solubilité pure à des températures aisément accessibles. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 8 112 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. À. H. SCHREINEMAKERS. Déductions de la forme des isothermes. La forme générale des isothermes de solubilité relatifs aux hydrates du chlorure fer- rique est de telle nature qu’on peut leur appliquer certaines conclusions graphiquement établies par l’un de nous !}. Nous parlons du déplacement de l'équilibre entre la phase solide et la solution, quand l’un ou l’autre des constituants est enlevé ou ajouté. | Nous appellerons d’abord l'attention sur le maximum offert par un isotherme complet quelconque dans le cas d’une phase binaire. Ce maximum commence à se montrer dans la partie stable des isothermes, au-dessus de — 10° pour Fe,,, au-dessus de + 20° pour Fe,, au-dessus de + 30° pour Fe; et Fe,;. Ces maxima coïncident à peu près avec les points des courbes de dissolution situés verticalement au-dessus de B, D, Fou H, c'est-à-dire avec les solutions renfermant, dans les mêmes pro- portions que les hydrates correspondants, Fe Cl, et H,0. Il semble y avoir toutefois en général tendance au déplacement de l'équilibre vers les solutions plus aqueuses. Mais les pré- sentes recherches n’ont pas été faites sur une échelle sufi- samment large pour donner à ce point de vue plus qu’une indication encore incertaine. Il n’y a pas de doute d’ailleurs que la position du maximum dépendra de la qualité et du nombre des mélanges complexes formés dans la solution par les trois constituants et différera donc suivant la nature du troisième constituant (ici de l’acide chlorhydrique). Le maximum d de l’isotherme a f (fig. 6) partage cet iso- therme en deux parties qui acquièrent des propriétés dif- férentes quand on ajoute Fe Cl,. Il est très-facile de démontrer par voie graphique que dans ce cas les solutions de la branche ad se déplacent le long de la courbe dans le sens ad, en même temps qu’elles déposent de l’hydrate P; les solutions de la branche df au contraire se dépla- 1) Schreinemakers, Arch. Néerl. T. 28, p. 4. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 113 cent dans le sens df, en même temps que de nouvelles quantités de P passent en solution. Les deux phénomènes seront d’autant plus nets que les deux parties de courbe s’'éloignent plus rapidement de la tangente horizontale en d. La forme générale des isothermes montre en second lieu que l’on peut toujours leur mener une tangente du point O. Cela arrive pour Fe,, à toutes les températures, pour les autres hydrates à des températures élevées seulement. Le point c partage à présent l’isotherme en deux parties, qui se comportent différemment quand on ajoute de l’eau au mélange. Toute solution représentée par un point de la branche ac se déplace dans le sens ca, P passant en solution; une solution exprimée par un point de c f dépose P, et le point correspondant se déplace dans le sens fc. Il va de soi que si l’on enlève de l’eau (en laissant la solution se concentrer sous température constante) l'inverse à lieu dans les deux cas. Le point c se trouve, dans le cas de Fe,, et à 0°, entre les nos. 16 et 17 (PL. I). Les solutions nos. 20 et 15 nous ont permis d'observer. parfaitement la précipitation ou la disso- lution de Fe,, par addition d’eau. Considérons encore le point b, qui représente un mini- mum de la teneur en Fe Cl,. Ce point n’existe pas néces- sairement, comme les points c et d, sur chaque isotherme complet correspondant à un hydrate. Nous voyons en effet, PI. I, que tous les hydrates ne présentent pas un point pareil sur les isothermes, à des températures voisines de leur point de fusion. La forme des isothermes dans ce cas est la sui- vante (fig. 7). Partant de l’une et de l’autre des solutions pures a et f, l’addition de Æ CT déplacera les points expri- mant les solutions dans le sens fe et dans le sens ae, tandis que dans les deux cas l’hydrate P passe de plus en plus en solution. La composition e ne peut évidemment être atteinte que dans le cas d’une quantité infiniment grande de P. $ile maximum d ne coïncide pas avec e, nous arrivons à ce ré- sultat remarquable que l'addition continue de H CI réduit 8* 114 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. entre les points d et e la teneur en 7 CI de la solution satu- rée, ce qui provient évidemment de ce que l’hydrate P se dissout en grande quantité. Fig. 7. À des températures plus basses, il apparaît un point b. L'apparition d’une incurvation de cette nature est évidem- ment facilitée par le développement plus considérable de l'isotherme. On voit, dans le cas de Fe,,, ce point apparaître sur tous les isothermes inférieurs à 10°. On ne saurait dire avec certitude, pour Fe, et Fe,, si à de basses températures l’isotherme présenterait un point pareil, puisqu'il devrait alors se montrer en tout cas dans la portion instable de la courbe. Dans le cas de Fe,, des points de cette nature apparaissent sans le moindre doute sur les isothermes inférieurs à 502. Cela se déduit de ce qu'à 44° p. ex. le point no. 54 ex- prime une solution renfermant 38 mol. Fe Cl,, tandis que le point terminal no. 89 de la courbe, situé dans le plan horizontal, correspond à 89 mol. La courbe intermédiaire devra donc donner une teneur minima inférieure à 38 mol. Pour les isothermes de Fe, cependant, ces points sont tous situés sur des parties instables. Le point b, où l'isotherme présente une tangente verticale, partage de nouveau en deux parties l’arc de courbe ae. Dans les états exprimés par la partie ab, l'addition de H Cl précipite d’abord l’hydrate P, jusqu’à ce que la com- SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. {15 position b soit atteinte; puis cet hydrate se dissout de nou- veau. Ce phénomène s’observe donc bien certainement à 0° par exemple, dans le cas de Fe,,. Cet hydrate cependant ne se prête qu’assez mal à l'observation parfaite du phénomène; d’abord parce que la courbe est très-légèrement incurvée dans le voisinage du point b et qu'il ne cristallise donc ou ne se dissout, par l’addition de H CI, qu'une petite quan- tité de Fe,,. Cet hydrate ne se met d'autre part que très- lentement en équilibre avec la solution. L'exemple de Sn Cl,, déjà découvert par M. Engel !). permet de démontrer beaucoup plus clairement la précipita- tion et la dissolution successives de l’hydrate. Tandis que l’accroissement de la solubilité des chlorures sous l’influence de l’acide chlorhydrique était jadis considérée comme un phénomène tout spécial, nous venons de voir que la forme générale de l’isotherme rend ce phénomène inévi- table. Au contraire, quand l’accroissement de la solubilité est précédé d’une diminution, cela constitue une particularité tout à fait accidentelle. Nous pourrons, en conséquence, être assurés que chez le grand nombre de chlorures chez lesquels (surtout d’après M. Engel), on n’a observé jusqu’à présent que la seule diminution de solubi- lité, l'addition ultérieure de H CI provoquera, spécialement sous une pression plus élevée, l’augmentation de la solubilité; à moins que celle-ci ne fût pas réalisable, le système hété- rogène s'étant modifié précédemment par métamorphose de la phase solide ou liquide en une autre. C’étaient les chlorures anhydres qui avaient montré le plus régulièrement jusqu’à présent l’abaissement de solubilité. Le chlorure ferrique ne fait pas exception à ce point de vue. Nous n'avions pas considéré jusqu'ici sa solubilité en pré- sence de À CI. La surface correspondant à Fe, (IV), limitée d’une part 1) Ann. de Chim. et de Phys. Ge série. t. 17, p. 345. 116 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. par la surface III, relative à Fe,, confine naturellement de l’autre à l’hydrate immédiatement inférieur. Or, nous n’en avons pas découvert de cette nature, et ce qui se rencontre à côté du quatrième hydrate, c’est le chlorure ferrique anhydre, que nous désignons par Fe,. La courbe de solubilité pure TK (fig. 2) de cette phase a été précédemment étudiée de 66° à 100°. Au-dessous de 66°, la solution renfermant Fe, est instable relativement à Fe,. Des isothermes complets des solutions renfermant A C1, qui se raccordent avec le plan horizontal, ne seraient donc possibles qu’au-dessus de 66°; et au-dessous de cette température ces isothermes coupe- raient ceux appartenant à fe, avant d’atteindre ce plan horizontal. Ils donneraient ainsi une courbe pour les solutions renfermant Fe, + Fe,, dont la température maxima est voi- sine de 66° (point Î). Dans la PI. I ces divers isothermes, d’une part comme de l’autre de 66°, ne sont pas visibles. Ils coïncident en effet les uns avec les autres dans les limites des erreurs, et coïn- cident également avec la courbe ZI O (voir le tableau 5). Cette circonstance s'explique en premier lieu par ce que la solubilité pure de Fe, est presque indépendante de la température (courbe JT 'K), au moins dans le voisinage de 66°. Pour toutes les températures considérées, la teneur initiale coïncide, dans le plan horizontal de la PI. I, avec le point I. Il aurait cependant pu se faire que l’addition de H CI aurait amené une certaine différence dans la direction des iso- thermes à diverses températures. Mais, en réalité, cette différence est trop petite pour être susceptible d’une expression exacte, de sorte que dans le schéma de la PI. I les parties connues des isothermes correspondant à Fe, se recouvrent mutuellement. Il résulte de ceci que dans la PI. IT. la surface V, qui exprime les solutions coëxistant avec Fe,, différera peu d’un plan, coupant le plan horizontal sous une légère inclinaison à droite. Les isothermes de Fe, nous montrent donc d’une manière très-nette, dans les limites où les expériences ont été faites SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 117 (jusque 1 atm. de pression), la diminution de solubilité qui s'établit du moment que l’on commence à ajouter H CI. Cependant on devrait voir ici encore les isothermes, pro- longés davantage, modifier leur course dans le sens d’une augmentation dans la teneur en Fe Cl,. C'est-à-dire que l’ad- dition de À Cl devrait provoquer un accroissement de solubilité de FeCl,. Si en effet nous nous représentons l’isotherme complété, il pourrait être prolongé jusqu’à ce qu’il exprime une solution renfermant uniquement H Cl et Fe CI,. On conçoit cependant que le système puisse ici encore se transformer en un autre avant que l’isotherme change de direction. Il faudra considérer en particulier l’apparition d’un nouveau liquide, composé en majeure partie de H Cl. Com- bien de Fe Cl, ce liquide sera capable de dissoudre, et comment les systèmes ultérieurs se rattacheront à celui-ci, voilà ce qu’on ne saurait dire d’avance. Il est même incertain si l’on pourrait poursuivre cette étude jusqu’ au point de fusion de Fe Cl,(260°)!). Il pourrait, en effet, y avoir dissociation. Il est remarquable que la diminution de solubilité, par l’addition de Æ Cl, de Fe, Cl, et de tous ses hydrates, s’ob- serve à des températures où la solubilité pure se modifie peu ou ne se modifie pas du tout avec la température, dans des circonstances où les chaleurs de dissolution sont donc nulles ou insignifiantes. Peut-être des recherches ultérieures dans cette direction seront-elles de nature à jeter une nouvelle lumière sur la constitution des solutions concentrées. V. Solutions en équilibre avec deux phases solides binaires, ou avec une phase bi- naire et un des constituants. A Nous avons déjà considéré, à propos de la description de DS la surface courbe I, relative à Fe,,, la coube CL, qui joint 1) Récemment déterminé par M. Arctowski, Zeitschr. f. anorg. Chemie. Bd. 7, p. 168. 118 H. W. BARHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. les points d’intersection de cette surface avec celle relative à Fe,. Cette courbe débutait au point GC, le point de fusion commun des deux hydrates. Au-dessus de cette température les isothermes des deux hydrates ne venaient pas en contact l’un avec l’autre. Au-dessous de cette température ils se cou- paient en se rendant mutuellement instables en partie. La courbe CL représentait donc la limite commune des portions stables des surfaces, et donnait la série des solutions capables de coëxister avec les deux hydrates à diverses tem- pératures. C représente la température maxima et une teneur en. DS acide chlorhydrique égale à zéro. À partir de ce point C la teneur en acide chlorhydrique augmente à de plus basses températures. C’est ce qui résultait de la forme générale des isothermes et de leur développement quand on abaisse la température. Mais ces déductions n'étaient toutes applicables en somme que pour des températures peu éloignées des points de fusion des deux hydrates. La possibilité n’est donc pas exclue que dans le cas d’autres substances et d’un abaissement continu de la température une courbe telle que GC L ramène- rait à des points correspondant à une moindre teneur en H Cl. Il n’en a pas été ainsi dans la présente étude. Les courbes E M, GN, TO, qui expriment respectivement les solutions en équilibre avec Fe, + Fe,, Fe, + Fe,, Fe, + Fe,, se compor- tent absolument de la même manière que la courbe CL. Toutes ont leur origine et leur température maxima au point de fusion commun des deux phases solides, et toutes présen- tent, quand la température s’abaisse, un trajet qui indique une teneur plus forte en Æ Cl (voir PI. IT, ainsi que la PI I et les tableaux 9—12). En général, l’abaissement de température amènera égale- ment une modification de la teneur en Fe Cl, de la solution commune des deux phases. Cette modification est très-peu importante pour la courbe CL. Cette courbe est en consé- quence presque verticale dans la PI. I. Les courbes E M, SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 119 G N, 10 au contraire, montrent toutes par leur trajet que la teneur en FeCl, diminue et se dirigent donc dans la PL I vers la droite. La teneur en Fe Cl, est, en tous les points terminaux, inter- médiaire entre celle en les deux phases solides, appartenant à la courbe. Considérons donc l’hydrate qui présente la teneur en fer la plus faible. Les solutions exprimées par les courbes se rapprocheront de cette teneur quand la température s’abaisse et pourront finalement la dépasser. C’est ce qui arrive en réalité dans le cas de la courbe Æ M pour e,, dans celui de la courbe GN pour Fe;, dans celui de la courbe 10 pour Fe,. Il suffit que l’on trace dans le schéma de la PI. I des lignes verticales ou dans celui de la PI. IT les lignes de l’abaissement du point de fusion des hydrates purs, par- tant des points D, F, H, pour voir que ces lignes vont cou- per les courbes, exprimant les solutions des deux phases, re- spectivement à 17°, 50°, 30°. À ces températures les solu- tions des deux phases en équilibre présentent donc le même rapport Fe Cl, : H,0 que dans l’hydrate le plus riche en eau. À des températures plus élevées, tous les isothermes présen- tent également des solutions plus riches et plus pauvres en fer que l’hydrate. A des température plus basses au contraire, seules celles à plus faible teneur en fer sont susceptibles d’existence. Il résulte de ceci que les hydrates Fe,, Fe, Fe,, qui se liquéfient au-dessus de 17°, 50° ou de 30° par addition de H CI, passant d’abord en solution saturée, puis en solution non saturée, se décomposent au-dessous de ces températures par l’action de HCI en déposant la phase immédiatement voisine à plus forte teneur en fer, savoir Fe,, Fe,, Fe,. En même temps prend naissance la solution appartenant à la courbe commune. Une addition ultérieure de FH C1 n’altère plus la solution, mais en augmente la quantité, jusqu’à ce que l’hydrate primitif ait disparu. , Nous rencontrons donc ici pour la première fois trois exem- ples de déshydratation d’un hydrate salin sous l'influence 120 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H SCHREINEMAKERS. e de l'addition d’un troisième constituant (H Cl). Les circon- stances dans lesquelles cette déshydratation se produit sont maintenant susceptibles d’une détermination précise. On con- naissait déjà quelques exemples du fait d’après des recherches antérieures (surtout celles de MM. Engel et Ditte). Des règles fixes n'avaient toutefois pu être données jusqu’ à présent. Les recherches qui précèdent ont fait voir que la déshy- dratation dont il s’agit s’accomplit pour chaque hydrate à une température déterminée; mais que d’autre part un hydrate quelconque ne doit pas nécessairement la présenter (c’est ce qui arrive p. ex. pour Fe, ,). Il faut en effet un trajet particulier de la courbe de dissolution commune des deux hydrates !). Si une courbe déterminée présente un trajet en sens con- traire, de manière que la teneur en sel de la solution aug- mente en même temps que la température s’abaisse, cette circonstance pourrait rendre possibles des solutions salines de même teneur en sel que l’hydrate le plus riche, même alors que cette proportion ne serait pas susceptible d'existence en solution pure. En effet, l’hydrate se décompose, avant d’avoir atteint sa température de fusion, en son hydrate immédia- tement inférieur. Ce cas se réalise très-fréquemment. Il en résulterait qu'à haute température un pareil hydrate serait encore décomposé par H Cl, mais qu’à température plus basse cette décomposition n'aurait pas lieu. 1) La décomposition des hydrates supérieurs sous l'influence de H CI fournit une excellente méthode de préparation des hydrates inférieurs, que l'on ne saurait former par l’action de la chaleur aux dépens des hydrates supérieurs parce qu'ils subissent un commencement de décomposition. Il va de soi que les conditions les plus favorables ne sauraient être énu- mérées que si l’on connaissait exactement les isothermes des solutions ternaires. C’est ainsi que l’on obtient, aux dépens de Fe,, la plus forte proportion de Fe,, quand on fait agir, sur 100 Æ,0 de Fe;, + 15 mol. H Cl, et que l’on refroidit à 0°. Cela se déduit sans peine par voie gra- phique de la PI. I. Cette méthode est malheureusement peu propre à préparer des cristaux privés d'acide chlorhydrique. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 121 On pourrait croire que dans le cas d’une grande différence de direction des deux courbes dans lespace, délimitant dans la PI. II la surface courbe d’un hydrate à l’égard de ses deux hydrates les plus voisins, ces courbes pourraient se rencontrer à basse température et rendre ainsi susceptible d'existence une solution, en équilibre avec l’hydrate considéré et les deux hy- drates qui le précèdent et le suivent. Au-dessous de cette température, l’hydrate intermédiaire disparaîtrait et les deux hydrates latéraux existeraient l’un à côté de l’autre. Mais ce cas est impossible. Il reviendrait, au point de vue thermody- namique, au fait qu’à cette température le potentiel de l’hy- drate intermédiaire serait égal à la somme des potentiels des hydrates avoisinants, pour des quantités telles qu’on pourrait en former une molécule de l’hydrate intermédiaire. Or, une proportion pareille ne saurait se présenter dans le cas de trois combinaisons chimiques des deux constituants. VI. Solutions en équilibre avec des phases ternaires solides. Forme générale des isothermes. Il faudra tenir compte, comme phases ternaires, des combinaisons Fe, Cl, .2 H Cl.4 H,0, PCR CINS "AO "et Fe, Cl 2 FIC1. A2", 0, dont les propriétés et les modes de préparation se trouvent déjà décrits au $ II (p. 99). Nous les représenterons, pour abréger, par les symboles D,, D,, D,,. Leur composition se trouve ex- primée PL I par les points P,Q, R. Comme ils renferment tous une proportion identique de Fe, Cl, et H Cl, les trois points sont situés sur une ligne droite passant par (0. Les trois composés devraient, selon les idées de M. Engel1), être considérés comme des combinaisons de Fe,Cl,, Fe, ou Fe, avec 2 (H CI, 2 H,0). Il ne nous est pas possible d’ad- mettre cette hypothèse; car parmi les chlorhydrates des chlorures qui nous sont connus il y en a déjà plusieurs 1) Ann. de Chimie et de Phys., 6e série, t. 17, 1889, p. 379. 122 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. À. H. SCHREINEMAKERS. renfermant plus de molécules d’eau que l'hypothèse en question ne peut expliquer. Il reste d’ailleurs, comme le pré- sent exemple le prouve une fois de plus, beaucoup de com- binaisons pareilles à découvrir. Enfin tous les composés connus n’ont été obtenus que sous une faible pression d’acide chlorhydrique ; et il n’est donc pas impossible que sous pres- sion plus forte les solutions moins aqueuses des chlorures donneraient également des chlorhydrates, avec moins de deux molécules, 4,0 pour une molécule H €1. | En outre, l'hypothèse d’une combinaison plus intime de deux constituants dans le composé ternaire nous semble ne pas avoir la moindre valeur, aussi longtemps que cette sup- position ne repose que sur une concordance de formules !). Pour ce qui concerne spécialement nos combinaisons de chlorure ferrique, on pourrait avec la même raison les consi- dérer comme des combinaisons respectivement de Fe,, Fe,, Fe,, avec H Cl?). Considérées comme des composés binaires pareils, elles devraient donner à des températures inférieures à leurs points de fusion deux solutions saturées; l’une ren- fermant plus de A Cl que la phase solide; l’autre en ren- fermant moins. Les proportions de Fe, Cl, et H,0 devraient en même temps rester les mêmes. Supposons que ces solutions soient, pour une température déterminée, et dans le cas de D,,, représentées par les points à et a’. Si l’on 1) Il en est tout autrement des idées de Werner p. ex., sur une fixation plus intime entre Ft Cl, dans des combinaisons telles que K, Pt Cl, et H, PtCl.. Ces idées reposent en effet sur les phénomènes physiques par- ticuliers que ces corps présentent en solution. Mais si l’on étend, simple- ment pour des raisons d’analogie de formules, la même manière de voir a tous les sels doubles de même espèce, on s’y prend à notre avis d’une façon trop hâtive et peu justifiée. 1) Le composé Fe, Cl. 8 H,0 n’a pas été isolé jusqu'ici. Il semble même ne pouvoir se déposer sous une forme stable de ses solutions aqueuses Ce fait ne constituerait pas, à notre avis, une preuve quelconque contre les idées de Werner ou celles de M. Engel. La solution chlorhydrique pourrait en effet renfermer des hydrates impossibles à isoler à l’état solide. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 123 considérait d'autre part D,, comme une combinaison binaire de Fe, CI. 2 H Cl avec 12 H, 0, il devrait exister à la même température deux solutions saturées b et D’ avec une teneur respectivement plus grande et plus petite en H, O, mais avec les mêmes proportions de Fe, Cl; et H CT que chez D,,.On pourrait enfin considérer encore D, comme une combinaison binaire de Fe, Cl, avec 2 (H Cl, 6 H, O), et cette hypothèse impliquerait l'existence de deux solutions saturées c et c', ren- fermant plus ou moins de Fe, Cl;, mais les mêmes proportions de AC et H,0. Les trois manières de voir Fig. 9. sont également justifiées à l'égard du phénomène de disso- lution. On pouvait s'attendre, dans le cas de proportions variables des trois constituants, à obtenir une série de solutions saturées dont les points successifs joindraient les uns aux autres les points déjà indiqués et formeraient de cette manière une courbe de dissolution fermée a b'ca’bc'a, enveloppant le point À. Dans le travail théorique cité ci dessus (1. c. p. 114), l’un d’entre nous a montré comment on peut déduire ce schéma de considérations thermodynamiques et prouver qu'il s’appli- que à toutes les combinaisons ternaires. Nous allons en donner les premiers exemples expérimentaux. La courbe de dissolution fermée se rencontre dans sa forme la plus évidente chez la combinaison ternaire D,. Le point de fusion du composé est — 8°. La courbe de dissolution correspondant à — 6° est déterminée par huit points (Ta- bleau 7), qui permettent d'en déterminer assez exactement la forme. La courbe de — 4,5° n’est bien déterminée que dans sa moitié inférieure; dans celles de — 10° et — 20° au contraire, la parties inférieure fait défaut, et à cette dernière tempéra- ture la partie moyenne de la région supérieure demeure quelque peu incertaine à cause de l'impossibilité de faire 124 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. passer en solution, à la pression atmosphérique, plus de + 35 mol. A C1 sur 100 mol. F,0. Cependant le schéma entier se laisse, dans ses grands traits, déduire de ces déterminations avec une certitude absolue. Dans le cas du composé ternaire D,,, dont le point de fusion est — 6’, une courbe fermée a été déterminée pour — 10° (voir Tableau 8) et une partie de courbe pour — 20°. Les exemples précédents déterminent donc expérimentale- ment la forme générale des isothermes de dissolution d’une combinaisen ternaire. Il s’est trouvé également que la courbe fermée acquiert une amplitude d'autant plus grande que la température s’abaisse davantage au-dessous du point de fusion de la combinaison ternaire. Cette règle n’a cependant qu’une application restreinte, savoir aux seuls cas où les températures ne sont pas trop éloignées du point de fusion. Si l’on mesure de nouveau les isothermes sur l’axe des températures, à partir du point de fusion, il en résulte une surface conique (VII), qui se termine à la température de fusion en une pointe mousse. C’est ce que la PI. II montre parfaitement pour la combinaison D,. Comme dans le cas des surfaces courbes relatives aux pha- ses binaires, des points situés en dehors du cône représentent des solutions non-saturées; des points intérieurs expriment des solutions sursaturées ou des mélanges de sel double et de solution saturée. Dans le cas du composé D,,, il n’y a qu’une partie très- restreinte de la figure qui devient visible. Ce n’est pas seule- ment le composé à son point de fusion qui est instable pour ce qui concerne Fe,,, mais il en est de même de tous les points des isothermes jusque — 12,5°. C’est ce qu'il est facile de déduire de la PI I. L’isotherme circulaire de — 10° n’a donc pu être déterminé que grâce au dépôt suffisamment retardé de l’hydrate. Les isothermes correspondant aux basses températures pas- sent d’une part sur le domaine des solutions sursaturées de SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 125 Fe,,, de l’autre côté sur le domaine de D,. Leur instabilité prend en même temps des proportions telles, que des parties considérables deviennent irréalisables La surface courbe VIII, exprimant PI. II les solutions stables saturées renfermant D,,, est donc entièrement comprise entre les surfaces Fe,, et D,, et ne représente qu’une partie très-restreinte du cône entier. Mais dans le moulage en plâtre ce cône a pu être reproduit en creux. Vue par derrière, la surface VIIT constitue donc une parties de ce cône dont la région antérieure, jusqu’ au sommet correspondant à — 6°,est complètement cachée sous la surface I. Quant à la surface relative à D,, les isothermes compris entre — 3° et —4,5° sont aussi les seuls qui se réalisent complètement. Déjà la courbe relative à — 6° franchit par sa partie inférieure les limites du domaine de Fe,. La courbe de — 10° passe d’une part dans le domaine de Fe,,, de l’autre dans celui de Fe;. La courbe de — 20° empiète sur les domaines de D,, et de fe, et ainsi de suite. Mais comme vers le haut les isothermes peuvent se développer librement, leur caractère général se montre plus clairement que dans le cas de D... Le composé D,, au contraire, n’a pas permis de déterminer un seul isotherme d’une manière complète (voir le Tableau 6). Cela tient en partie à ce que les déterminations n’ont pas été poursuivies au-dessus de Îa pression atmosphérique ; en partie aussi à ce que ces isothermes rencontrent très-rapiderment vers le bas le domaine de Fe,, et vers la gauche celui de Fe,. Il n’y à donc pas moyen de les poursuivre plus loin. Il est même quelque peu incertain, d’après la direction de la courbe de dissolution 07, relative à D, + Fe, , que le point P ne tombe pas dans le domaine de Fe, et que le point de fusion de D, ne puisse alors être déterminé sans élimination de Fe,. Comme cette opération doit se faire en tube fermé, nous n'avons pu décider cette question. Nous avons admis dans la PI. IT que le point de fusion est encore tout justement susceptible d’existence. 126 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. La position des isothermes relatifs à D,, dans les limites où ils sont réalisables, rend très-claire la méthode de prépa- ration de D,, telle que l’ont employée MM. Sabatier et Ens el | Chez tous les sels doubles hydratés, antérieurement étudiés, les points de fusion n'étaient pas susceptibles d’existence. Les isothermes qu'il y avait moyen de déterminer se rap- portaient donc toujours à des températures de beaucoup infé- rieures. Il n’y a donc pas lieu de s'étonner que la forme générale de la courbe et son caractère de courbe fermée n'aient pas été observés plus tôt. Plus, en effet, la température est basse, plus il est probable que l'isotherme entier n’est pas réalisable, mais que seulement des parties très-restreintes en représenteront des solutions stables. Déductions de la forme des isothermes. On peut toujours mener, à l’isotherme complet d’une combinaison binaire (voir $ IV), une tangente du point O, et une autre parallèle à l’un des axes; mais il n’est pas toujours possible d’en mener une autre parallèle au deuxième axe. Dans le cas des courbes 1) Ils ont préparé l’un et l’autre D, en saturant Fe; fondu par H CI, et refroidissant le liquide ainsi obtenu. On lit sans peine sur la PL II comment après introduction de 35 H C1 (sur 100 mol. H,0 de l’hydrate), on se trouve conduit à la limite où le domaine de Fe, passe à celui de D,, dans le cas de solutions renfermant 5 H,0 sur Fe, Cl,. Celles-ci doivent alors être refroidies au-dessous de 10°. Plus on y introduit de Æ CI, moins on a besoin de refroidir pour obtenir le dépôt de D,. M. Engel a pré- paré une solution de le composition Fe,Cl,. 5 H,0. 2,2 H CI (40 Fe Cl; et 44 H CI sur 100 1,0). D’après nos isothermes, pareille solution pourrait déja déposer D, au-dessous de 25°. Si l’on part de Fe;, ce sont là les circonstances les plus favorables, car on ne peut guère introduire plus de H Cl sous la pression atmosphérique. Plus on refroidit la solution, plus on obtiendra de D,. À —-90° la moitié environ de la solution se prendra à l’état solide. Comme Fe, est très-facile à avoir pur, ce mode de prépara- tion est à recommander quand on n’a pas besoin, comme nous dans nos expériences, de fragments compacts de l’hydrate. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 127 fermées, deux tangentes de chacune de ces trois espèces sont toujours possibles (fig. 9, 10, 11). Les points de tangence b, d correspondent respectivement au HC FeCl, HCI Fe Cl,’ H,0 ’ H,0? parmi toutes les solutions exprimées par les points de la minimum et au maximum des rapports courbe. d b& (40 Fe Cz 0 Fig. 9. Fig. 10. Fig. 11. Partageons ensuite la courbe en deux parties par une droite a Qc, qui joint les points possédant pour les rapports indi- qués la même valeur que la combinaison solide. L’un deux, le point a, indique une teneur plus faible, le point c au con- traire une teneur plus forte !) en le troisième constituant, c’est- à-dire respectivement en H, O, H Cl, Fe Cl, dans les fig. 9—11. Comment se comportent les solutions quand on y ajoute ce troisième constituant? On arrive sans peine par vole gra- phique au résultat suivant. | L’addition à la solution a du troisième constituant la trans- forme peu à peu en une combinaison solide Q. Si l'addition continue, la solution c prendra naissance en proportions crois- santes, Jusqu à ce que la combinaison ait disparu. Mais si l’on part d’une solution légèrement différente de a, l'addition du troisième constituant conduira successivement à toutes les solutions, soit de la série a b c, soit de la série a d c, suivant que la solution initiale est située d’une part ou de l’autre de a. Le long de ab ou ad, la métamorphose de la 1) Les points a et c ne doivent pas nécessairement exprimer, parmi tous les points de la courbe, la teneur respectivement la plus faible et la plus forte en ce troisième constituant. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 9 128 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKEPS. solution est accompagnée du dépôt de Q; le long de bcoudcil y a dissolution du même corps. On n'arrive naturellement en € que s’il y a en présence une quantité infinie de Q. Le résultat obtenu s’exprimera d’une manière absolument générale comme suit: Quand, dans le cas d’une combinaison #ter- naire,il ya un isotherme de dissolution com- plet, cetisotherme se décompose pourchacun des constituants en quatre parties Den d’entre elles sont caractériséesparceque l’addition du constituant donne successive- ment à la solution les compositions expri- mées par les points de l’isotherme, en même tempsqu il y a dépôt de la combinaison. Chez les deux autres le même phénomènese pro- duit, mais accompagné de dissolution. On ne saurait dire d'avance laquelle de ces diverses par- ties des isothermes il y aurait moyen de réaliser dans un cas donné. Leur différence n’avait été observée jusqu'ici que dans le cas du sel double P6I,.K1.2H,0 :). La règie ici donnée rend ce qui a été dit à ce propos d’une application beaucoup plus générale. On pourrait, au lieu d’ajouter un des constituants, en ôter. Tous les phénomènes s’observeraient dans ce cas en sens in- verse. Mais comme on ne peut enlever que des constituants volatils, ce procédé est d’une application restreinte. Les conclusions précédentes ont été toutes obtenues par l'étude de la forme des isothermes de dissolution pour la com- binaison ternaire seule. Si nous considérons de plus les iso- thermes existants à une température donnée pour les autres phases solides, il y a encore d’autres résultats à déduire des faits. Ainsi pour ce qui regarde les phénomènes présentés par les combinaisons ternaires au contact de l’eau. - 1) Arch. Néerl., T. XX VI, p. 245. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 129 . Nous ‘avons montré précédemment ') que chez tous les sels doubles une partie peut commencer par passer en solu- tion sans se modifier: et cela même dans le cas des sels qui ne sont pas solubles sans décomposition, c’est-à dire ne donnent pas de solution saturée où les deux sels présentent la même proportion que dans la combinaison solide. Cette règle se vérifie de nouveau pour D... 51 à des températures auxquelles D,, peut exister à l’état solide, on introduit cette combinaison dans de l’eau, elle commence par se dissoudre. La solution n’est pas saturée au début. L’addition ultérieure du composé fait que Fe,, com- mence à se précipiter; et la composition de la solution par- court l’isotherme de l’hydrate jusqu'au point où D,, et F,, sont susceptibles de coëxister avec la solution. Pour une température et une proportion d’eau et de D,, déterminées, il y aura moyen de trouver sans peine, par voie graphique, ce qui doit arriver. | La manière dont se comporte D, est différente. Il Du exIs- ter une solution saturée à partir de point de fusion (— 3°) jusque — 10°. Cela n’a lieu toutefois, le composé étant mis en contact avec de l’eau, qu'après un dépôt temporaire de Fe,,,qui disparaît de nouveau plus tard. C’est ce qui se déduit de ce que dans la PI. I la droite O Q coupe les isothermes de Fe,, relatifs aux températures nommées ci-dessus (fig. 12). Depuis — 10° jusque —- 13°, D, se comporte comme D,,, car les isothermes de D, et Fe,, se rencontrent avant de couper la droite O Q (fig. 13). Au dessous de — 13° il en est de nou- veau autrement. L'isotherme relatif à Fe,, rencontre alors en premier lieu l’isotherme de D,,; la solution et l’hydrate Fe,, précipité s’additionnent au sel D, ajouté pour donner D,,, de telle sorte que la masse se solidifie entièrement. Dans le cas de D,, les choses sont encore plus compli- quées. Pour ne citer qu’un seul fait, entre — 3° et — 10°, où Dee. Néerl. T. XXNIIL, p. 16. OX 130 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. les isothermes de Fe,,, D, et D, ont à peu près l’aspect montré fig, 14, l'addition de D, à de l’eau provoque d’abord la dissolution (de O à a); puis Fe,, se dépose en partie (a jusque b) Plus tard encore ce sel se redissout (entre b et c) pour faire place ensuite à D,; et finalement la masse en- tière devient solide. L’addition ultérieure de D, donne aux dépens de D, une solution d; entre d et e il y a simplement dissolution; en e enfin la solution est saturée par rapport à D,. À d’autres températures il se présente de nouveau d’autres phénomènes, qu'il serait trop long de vouloir tous exposer ici. Fig. 12. 1e 419 Fig. 14. Un examen plus détaillé des isothermes permet, si l’on fait un bon usage de la méthode graphique, de déduire de la PI. I tous les phénomènes particuliers que l’on observe en mélangeant dans toutes les proportions les diverses phases ou les divers constituants. Le peu que nous en avons dit sufira pour faire comprendre combien de peine il a coûté de débrouiller cet écheveau de faits, rendus souvent plus compliqués encore s’il vient s’y ajouter des phénomènes de sursaturation. VII Cas des solutions en équilibre avec une phase ternaire et une autre phase solide. Les surfaces courbes relatives aux phases ternaires se sont trouvé réalisables dans des limites restreintes seulement, par suite de leur rencontre avec les surfaces relatives à d’autres phases En joignant les points de rencontre relatifs à des tempé- r sahaità SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 131 ratures différentes, on obtient (PI. IT) des courbes dans l’espace limitant de divers côtés la surface courbe d’une phase ternaire, et exprimant les solutions qui peuvent se trouver en équilibre en même temps avec la phase ternaire et avec une autre phase. Ces courbes se trouvent reproduites en projection PI. I. C’est évidemment l’expérience qui doit décider dans quel ordre s'opère le concours des diverses phases, Nous avons obtenu OZ comme courbe pour D, + Fe, (tableau 13) OS : ; M DRM Fer (EN rene 14) S N à : DDR Lier (rer, 15) N M Ë >: CRD ere 16) MREPL:.. 3: Dir ae nr (re 17) 1 PA 2 | D Te VO 18) He. : ADN Re EX, 19) DU : à I Dr ie de D RS SES 20) mes, : DD (NL 21) DS Parmi ces courbes, il y en a une relative à une phase ternaire et l’un des constituants (no. 13), six pour une phase ternaire et une binaire (no. 14—19), deux courbes pour deux phases ternaires (no. 20, 21). Cinq des neuf courbes sont connues jusqu'à leurs points terminaux. Ceux-ci sont néces- sairement situés hors des axes, car chacune de ces combi- naisons de deux phases solides renferme les trois constituants; et il faut donc que ceux-ci soient présents dans toute la série de solutions, exprimées par les divers points de la courbe. C’est par là que ces courbes se distinguent de celles relatives à deux phases binaires formées des mêmes constituants (comme les nos 9—12), qui sont toujours dirigées vers l’axe portant les points relatifs à la composition des deux phases binaires. Ces dernières courbes ont été, pour cette raison, précédem- ment (Arch. Néerl. T. XXVIIL p. 28) distinguées sous le nom de courbes latérales des premières courbes, ou courbes intermédiaires. 132 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM. ET F. A. H. SCHREINEMARKERS. OZ, ST, VY,V W sont également des courbes intermédi- aires de cette nature, maïs dont la délimitation vers une de leurs extrémités n’est pas connue, attendu que les recherches n’ont pas été poussées assez loin. Nous avons, dans le travail théorique cité, appelé l'attention sur une propriété spéciale de ces courbes intermédaires, qui les distingue des courbes latérales. Ces dernières atteignent, en leurs points terminaux sur les axes, en même temps leur tempé- rature maxima. Des courbes intermédiaires peuvent également présenter une température maxima; mais elles peuvent de plus, à partir de ce point, se développer dans deux sens vers les températures plus basses. On s’en rendra le plus clairement compte en examinant la ligne d’intersection des surfaces courbes relatives à D, et Fe,, telle qu’elle est représentée schématiquement fig. 15. Le développement des isothermes relatifs à D, sera déjà troublé, un peu en-dessous du point de fusion, par la rencontre des isothermes relatifs à Fe,. Ces isothermes commencent par se toucher vers — 4,5°. Or, il a été démontré par voie thermody- namique que le point de contact U des deux courbes de dissolution (à — 4,5°) doit être situé sur la droite D Q, joig- nant les points qui expriment la composition des deux phases solides. À des températures inférieures à — 4,5°, le plus grand développement que prennent les deux courbes fera qu’elles se coupent; et cette intersection. aura lieu en deux points, p. ex. a et b à — 6°. Ainsi prend naissance la courbe de dissolution commune a U b des deux phases D, et Fe;. Le point U exprime la solution cor- Hig do. respondant à la température maxima de la courbe a U b. Cette solution peut être formée aux dépens de Q et D; et la SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, FT. 133 température de — 4,5° est donc le point de fusion commun des deux phases solides D, et Fe.. Les deux branches de courbe Ua et Ub ne s’étendent pas bien loin dans le cas actuel, car les isothermes de Fe, n’ont qu'une étendue très-restreinte, et ceux de D, ne tardent donc pas à couper, au-dessous de — 4,5°, les isothermes de Fe, et Fe,, au lieu de ceux de f'e,, quand on abaisse la température. La même chose a lieu quand se rencontrent les surfaces courbes relatives aux phases ternaires D, et D}. Leur courbe de dissolution commune S T présente un point maximum à — 26,5°. La solution exprimée par le point situé sur la droite P Q prend naissance par le mélange des deux combinaisons ternaires en fusion. Partant de ce point de fusion, la courbe se dirige vers S et T, dans le sens des températures plus basses. L’une des branches se termine déjà en S, à — 27,59, parce qu'elle rencontre les courbes OS et N$. L'autre branche pourra prendre une longueur considérable, mais n’a pu être déterminée au delà de — 30°. La forme générale des isothermes relatifs à D, et D,, depuis les températures plus élevées jusque — 20°, permet de prévoir, comme dans le cas précédent, l’apparition de deux points d’intersection au-dessous de la température de contact. La courbe LV, correspondant à D,+ Fe,,, présente de même une température maxima au point de fusion commun. Cela résulte à l'évidence de ce que cette courbe est encore coupée par la droite QB. Mais ce point d’intersection est situé si près du point L, que le point de fusion commun coïncide réellement avec cette température. L’une des branches de la courbe est donc ici infiniment petite. La courbe OS relative à D, + Fe, montre la particularité de se terminer exactement à sa température maxima. Le point O est en effet situé presque précisement sur la droite IP. La deuxième branche de la courbe OS, qui devrait se diriger du point O vers les plus basses températures, fait ici complètement défaut. | 134 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. Les courbes 0 Z, SN, NM, VW se terminent avant d’avoir atteint leur température maxima. Il n’y a donc qu’une partie de l’une des branches qui se réalise, et l’autre fait entière- ment défaut. Chez deux d’entre elles cependant le point de fusion commun a pu être encore déterminé comme état d'équilibre instable. La courbe NM relative à D, + Fe, s'étend de — 17° à — 7,3°. Prolongée davantage, elle expri- merait des équilibres instables par rapport à Fe,. Le dépôt de cette phase peut être cependant très-facilement retardé. C’est ainsi que le point de fusion commun de D, + Fe, a pu être déterminé. Il est situé à — 5°. La solution qui a pris naissance est représentée par le point 186, qui donnerait donc la température maxima de la courbe N M, si l’on pouvait prolonger celle-ci. Il est de nouveau situé sur la droite qui réunit les points correspondant aux deux phases solides (F Q). Il en est de même de la courbe V W, relative aux deux phases ternaires D, et D,,. On la connaît depuis — 20° jusque — 13°, où elle se termine en V, parce qu'elle y ren- contre les courbes V L et V X. Cependant maintenant encore le point de fusion commun de D, et D,, a pu être très- facilement déterminé, et s’est trouvé être — 10,5°. La solution coïncide avec le point 166 sur l’isotherme correspondant à D ,, et relatif à — 10°, situé sur la droite de raccordement Q R. On voit PI. I que l'intersection des isothermes à basse tem- pérature se transforme vers — 10° environ en contact externe. Comme ce point de contact n’a pas pénétré bien loin dans le domaine de Fe,,, il peut être très-facilement déterminé. Parmi les neuf courbes de dissolution relatives à deux phases solides, dont une au moins est une phase ternaire, six nous ont montré une température maxima (soit stable soit instable). Ce fait augmente considérablement le nombre des exemples connus, car l’un de nous !) avait trouvé les deux premiers exemples pour la combinaison de phases: sel double 1) Schreinemakers, Arch. Néerl. T. XXVIIL, p. 73. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC 135 et glace [chez Cu SO, .(N,), SO, . 6 H,0 et chez Cu CI. 2NH,C1.2H,0] :). La forme des isothermes n’était d’ail- leurs pas connue dans ces deux exemples, de manière que nous avons pu montrer ici pour la première fois par voie expéri- mentale que ces températures maxima prennent naissance quand les isothermes se trouvent en contact. Tous les exemples cités montrent ce phénomène du contact externe des isothermes. La solution commune présente en conséquence une composition intermédiaire entre celles des deux phases solides, et la température maxima de la courbe est leur point de fusion commun. Mais :il est encore possible que les isothermes de deux phases présentent un contact interne. Le nremier exemple de cette nature nous est offert par la combinaison de phases D,, + Fe,,. À des températures très-peu inférieures au point de fusion de D,, (— 6°), l’isotherme de cette combinaison est entièrement compris dans l’intérieur de l’isotherme de Fe,,. Mais quand la température s’abaisse davantage, les premiers isothermes se développent plus rapidement que les derniers, de manière qu'à une température déterminée il se produit un contact interne À à — 12,5. A partir de cette température, et à toutes les températures inférieures, la sur- F) C’est très-probablement dans le même sens qu’il faut interpréter les maxima de température récemment décrits par MM. Heycock et Neville (Journ. Chem. Soc. vol. 65, p. 65; février 1894), dan le cas des points de solidification des alliages ternaires. Ces auteurs ont conçu l'opinion que de pareilles températures doivent se rencontrer quand deux métaux sont ajoutés au troisième dans le même rapport où ils s’unissent entre eux en une combinaison binaire, (p. ex. Au Cd avec Pb, Bi ou TI, et Ag, Cd avec les mêmes métaux). La peine que l’on a à distinguer dans ces expé- riences les phases solides en présence à fait peser encore quelques doutes sur la conclusion de ces auteurs. Nous croyons celle-ci parfaitement exacte et nous recommandons d'employer notre mode de représentation des résultats, qui rendra les phénomènes également plus faciles à com- prendre dans le cas d’un système de trois métaux. 136 H. W. BAKHUIS ROOZEHBOOM ET F. À H. SCHREINEMARKERS. face relative à D,, commence à devenir visible entre celles correspondant à D, et Fe,,. Il faut alors que l’on observe deux points d’intersection pour chaque température entre les isothermes de D,, et Fe,,, p.ex. aetb à — 15° (voir la figure schématique 16). Ainsi prend naissance a X b comme courbe de dissolution commune, ayant en X sa température maxima, et dont les deux branches X a et Xb se dirigent, partant de ce point, vers les tempéra- tures plus basses. Dans le présent exemple, l’une Fig. 16. des branches X a est de nouveau très-courte, car elle se termine à environ — 13°, température à laquelle, en V, elle ren- contre la surface relative à D, et la courbe l’L, relative à D,+F,.. De l’autre côté, la courte V X Y a été déterminée jusque —202. La température maxima en X n’est pas à présent le point de fusion commun des deux phases solides. Conformément à la théorie, la composition de la solution s'exprime bien encore actuellement par un point de la droite B À, joignant les points qui expriment Fe , et D,,; mais ce point est situé 12 sur le prolongement de cette droite au delà de À. La solu- tion X ne peut donc prendre naissance que si D,, se liqué- fie en déposant Fe,,. La courbe VX Y est la première qui ait présenté une température maxima permettant d'observer une pareille méta- morphose. Tous les maxima de température observés ont été rassemblés dans le tableau 32. Courbes de fusion et de transformation. Nous avons donc ren- contré, chez les courbes relatives à deux phases solides, dont une SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 137 au moins est ternaire, deux espèces de températures maxima. Dans le premier cas (celui de la plupart des exemples) les deux phases se liquéfient et donnent une solution en rapport détérminé. Il dépendra alors de leur quantité relative laquelle des deux phases reste encore en présence quand la température maxima a été franchie. | Dans le deuxième cas, l’une des phases se transforme en la seconde (D,, en Fe,,); cette dernière reste donc toujours présente à côté de la solution au-dessus du maximum de température de la courbe commune. Des phénomènes de même espèce s’accomplissent quand on chauffe le système alors que celui-ci à une température peu différente du maximum. €’ P | ? Fig. 17. Fig. 48. Soient fig 17 et 18 les deux courbes. Les courbes a c a’ ont leur température maxima en c; la température s'élève donc dans le sens des flèches. Si l’on chauffe, on déplacera, à partir de a, avec P et Q à l’état solide, et dans le sens vers c, le point qui exprime la solution. Il faut alors que dans le premier cas, pour passer par exemple de a en b, P et Qse dissolvent, car b se trouve compris dans l’intérieur du triangle a PQ; dans le deuxième cas au contraire Q se dissoudra et P se déposera, car on peut avoir a + Q—=d et d P—b. Il en est de même quand on part de a’. La seule différence avec le processus qui s’accomplit à la. température maxima consiste donc en ce que pendant la dis- solution des deux phases, ou pendant que l’une se -dissout et 138 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. À. H. SCHREINEMAKERS. l’autre se dépose, la solution présente change de composition et que par suite la température peut se déplacer dans le sens du maximun. | On pourrait donc, à cause de la concordance qui vient d’être signalée, distinguer comme courbes de fusion et de transformation les deux espèces de coùrbes. Un pareil mode de distinction ne serait pas seulement applicable aux courbes intermédiaires, mais encore aux courbes latérales ($ 5). Dans l'exemple actuel toutes les courbes latérales étaient également des courbes de fusion, dont les deux phases solides se mé- langeaient par liquéfaction à la température maxima, et se dissolvaient en même temps à de plus basses températures. Si nous examinons, armés de nos connaissances actuelles, les diverses courbes qui ont été déterminées jusqu’ ici dans l'étude de systèmes formés de deux sels et d’eau, on en trou- vera parmi elles quelques-unes dont le caractère de courbe de fusion ou de transformation se révèle par ce que, prolongées, elles iraient couper la droite de raccordement P Q des deux phases solides. Cette intersection aurait lieu en un point centre P et Q, ou au-delà de ces deux points. Quand l'extrémité d'une courbe pareille n’est pas trop éloignée de P Q, il est facile de dire avec certitude à quelle catégorie cette courbe appartient. C’est par exemple ce qui arrive pour la courbe des deux sels doubles À, SO,. Mg SO,. 6 H,0 et K, SO,. Mg S0,. 4H,01), qui appartiendrait sans le moindre doute au type no 18, si on pouvait seulement la prolonger jusqu’ à la température maxima (au point c). Tous les points de la courbe ont les points P et Q du même côté. Si au contraire la partie de courbe existante est encore très-éloignée de la ligne P Q, on ne pourra prévoir d'avance avec pleine certitude si la courbe prolongée conduirait à une 1) Van der Heyde, Zeitschr. f. physik. Chemie. Bd. 12. p. 6. II faut pour arriver à cette conclusion traduire en notre représentation graphique les résultats des expériences. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 139 température maxima de la première ou de la deuxième espèce. On pourrait sans doute déterminer graphiquement pour chaque partie de courbe quelconque si elle présente le ca- ractère d’une courbe de fusion ou de transformation. On examinerait à cet effet si les droites menées vers P et Q sont situées de part et d'autre ou d’un seul côté de la partie de courbe considérée; mais cela n’est pas une preuve que la courbe présentera un trajet analogue quand la température est plus élevée. On peut en effet se représenter parfaitement un développement tel de la courbe, que son caractère se renverse. La courbe cb a de la fig. 19 p. ex. serait entre c et b une courbe de fusion, entre b et a une courbe de transforma- tion; dans la fig. 20 l’inverse aurait lieu. Fig. 19. | Fig 90. Parmi les courbes connues jusqu'ici qui se rapportent à deux phases solides dans des systèmes de trois corps, il n’y en a pas qui permettent d'observer ce renversement. VIII. Cas des solutions en équilibre avec trois phases solides. Les courbes intermédiaires et latérales se rencontrent en différents points. Il faut nécessairement qu'en ces points de rencontre trois courbes se réunissent; car si la courbe des phases 1 et 2 rencontre celle des phases 2 et 3, le point de concours exprime la coëxistence des phases solides 1, 2, à 140 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. avec la solution, et il faut par conséquent qu’en ce point se termine également la courbe relative à 1 + 8. Dans la PI. If, ce sont trois surfaces courbes qui se ren- contrent en des points de cette nature, et trois isothermes s’y coupent. Ils expriment donc les seules températures aux- quelles trois phases solides déterminées soient susceptibles de coëxister avec la même solution. | Les présentes recherches ont amené la découverte de six points pareils: 0, 8, N, M, L, V. On consultera pour leurs ca- ractères le tableau 33. La manière dont les trois courbes con- courent en ces points peut être encore de deux espèces dif- férentes. En S et L les trois courbes ont leur température la plus basse, ce qui veut dire qu'aucune des phases solides, qui concourent en L ou en S n’est susceptible de coëxister avec une solution à une température inférieure. Le seul phé- nomène qui puisse se produire quand on refroidit davantage, c'est la solidification de la solution en un mélange des trois phases solides. Le fait qu’il en est ainsi est d'accord avec la composition des solutions en les points $S et L, car le point $ se trouve compris dans l'intérieur d’un triangle, dont les sommets sont P Q H. Le point L se trouve dans l’inté- rieur du triangle Q B D. Les transformations qui s’accomplissent quand on fournit ou enlève de la chaleur sont donc les suivantes: D, + D, + Fe, 7 solution S. D, + Fe,+ Fe, solution L. 12<— Les proportions dans lesquelles les trois phases solides pren- nent part à la fusion peut être calculée au moyen de la composition de la solution, ou bien déduite graphiquement de la PI. I. On y voit que la phase Fe, n’est que faiblement représentée dans la solution S, et de même la phase Fe, dans la solution L; car S: est situé très-près de P Q, L très près de Q B. | Tandis que la solution disparaît toujours quand on refroi- SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 141 dit le système, l'application de la chaleur fait disparaître celle des trois phases solides qui est épuisée la première lors de la fusion commune. Les: autres points O, N, M, V appartiennent à une nouvelle catégorie. On voit dans ce cas deux courbes de dissolution des deux phases solides atteindre leur température la plus basse, la troisième au contraire sa température la plus élevée. Les transformations qui s’accomplissent quand on enlève ou fournit de la chaleur doivent être en conséquence les sui- vantes : D,+fFe, Fe, + solution O, D,+Fe, Fe, + HO, D, +Fe, Fe, + Me D, +D,, 2 Fe,, + j V. Graphiquement ces faits se laissent prévoir parce que le point V par exemple est situé maintenant en dehors du triangle Q F H, et que la solution ne peut donc être formée aux dépens des trois phases solides. Ce qui arrive, c’est que Q H et FN se coupent. Il peut donc résulter de D, + Fe, un système qui se décompose en Fe; + N. Il en est de même pour les autres solutions. Il faut mentionner cette particularité qu'en O la quantité de Fe, entrant en réaction est insigni- fiante, parce que O est situé presque sur la droite P H. On peut déduire encore des équations de réaction que dans l'un et l’autre sens une des deux phases peut disparaître : quand on chauffe c’est un des deux solides, quand on re- froidit la troisième phase solide ou la solution. Si la dernière éventualité a lieu, les points O, N, M, V, de même que Set L, sont des points de congélation. Mais tandis que les deux derniers points étaient toujours nécessairement de cette nature, les premiers ne le sont que sil y a abondance de la pre- mière phase solide, qui donne avec la solution les deux autres phases. Pendant la métamorphose, la température reste invariable 142 EH. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS, en tous les points nommés ci-dessus. On peut se servir de cette circonstance pour déterminer ces températures et les solutions existant aux points d’intersection des courbes. Mais il faut veiller soigneusement à ce que la température du milieu ambiant ne s'élève pas trop rapidement Les phéno- mènes compliqués de fusion ou de congélation, qui se pro- duisent aux points que nous venons de décrire, demandent bien plus de temps que de simples fusions ou congélations. Dans le cas où la phase Fe,, prend part à la transformation, celle-ci s’accomplit avec une lenteur extrême. IX. Relations des phénomènes à la tension. Les surfaces courbes relatives à une phase solide unique, les courbes dans l’espace correspondant à deux de ces phases, et les points qui en expriment trois, s'appliquent tous, tels que nous les avons décrits, à l’équilibre avec une solution sous la pression d’une atmosphère. Quand la pression s'élève, tous les points subiront d’une manière générale un déplacement, mais très-léger seule- ment en raison de la faible influence de la pression sur la solubilité. On ne saurait prévoir que les équilibres finiront par devenir impossibles quand la pression s'élève. Quand celle-ci s’abaisse au contraire, il en sera bientôt ainsi; savoir à la tension de vapeur qui est naturellement la tension mi- nima à laquelle les systèmes puissent encore exister. Le déplacement que devraient subir les PI. I et IT, pour représenter les solubilités sous tension de vapeur, peut être sans doute complètement négligé. Chez les solutions renfer- mant beaucoup de AH CI, cette tension est déjà très-proche d’une atmosphère; et nous avons précisément cessé de pour- suivre plus avant l'étude des surfaces et des courbes, parce que les tensions de vapeur auraient dépassé la pression at- mosphérique. Si maintenant nous supposions toutes les déterminations SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 143 applicables au cas où la pression est celle de la vapeur, la signification des diverses parties du système serait la suivante : Surfaces : Equilibres d’une phase solide unique avec solution et vapeur. Courbes: Equilibres de deux phases solides avec solution et vapeur. Points: Equilibres de trois phases solides avec solution et vapeur. Les tensions de vapeur correspondantes se modifieraient alors de point en point. Dans la PI IT il était évidemment impossible de les représenter, vu le défaut d’une quatrième dimension. Maïs dans la PI. I il y avait moyen de prendre un troisième axe comme axe des tensions. On obtient alors une représentation des rapports entre la tension et la com- position des solutions accompagnées d’une ou plusieurs phases solides; mais la température n’était pas représentée. Cette dernière pouvait être exprimée en même temps que la tension dans un plan spécial, pour les systèmes formés de solution et de vapeur et deux ou trois phases solides. Les premiers systè- mes donnent une courbe de tension, car ils forment des systèmes de trois corps en quatre phases; les autres donnent un point, représentant la température et la pression uniques, auxquelles cinq phases des trois constituants peuvent coëxister. Ces points ont été antérieurement désignés par l’un de nous sous le nom de points quintuples. Ces points seront donc, pour ce qui concerne la tempéra- ture et la composition de la solution en présence, très-peu différents des points 0, S, N, M, L, V, déterminés à la pression atmosphérique. Aux points quintuples se terminent d’abord les trois courbes relatives aux équilibres: deux phases solides + solution + vapeur. La forme possible de ces courbes de tension de vapeur se laisse déjà plus ou moins prévoir. Comme nous l’avons vu $ VII, certaines courbes de dissolution présentent une tem® pérature maxima au point de fusion commun des deux phases ARCHIVES NÉERLANDAISES, T, XXIX. 10 144 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. solides: et au-dessous de cette température il y a donc deux branches de la courbe de dissolution qui peuvent prendre naissance. À ces branches correspondront, dans le cas de la courbe des tensions de vapeur, deux autres branches, qui se rencontreront au point de fusion !) et y passeront insensihlement l’une à l’autre. C’est ce que représente la fig. 21, où C constitue le point de fusion. Nous appellerons branche I la partie de courbe ascendante voisine de C, et branche II la partie de courbe descendante voisine du même point. Ce fait n'exclut pas qu’un abaissement plus considérable de température puisse provoquer des changements de direction, de même que nous l’avons vu jadis ?) pour les courbes de tension tout-à-fait analogues, relatives à l’équilibre d’une phase solide en présence de solution et de vapeur dans les systèmes de deux consti- tuants. Chez les courbes des tensions de vapeur, correspondant aux courbes de dissolution $S T et L M, les deux branches seront assurément réalisées. Chez les courbes correspondant à V L et X Y, l’une des branches sera très-petite ; chez les autres, relatives à une phase ternaire et une autre phase solide, une seule des branches existera encore, car le point de fusion com- mun ne peut être atteint. Si l’on compare la composition des solutions connues à la composition probable des solutions inconnues de l’autre branche et que l’on réfléchisse que la vapeur est presque exclusivement composée de HI avec peu de H,0 et presque pas de Fe CI,, on en conclura que chez la Fig. 21. plupart des courbes de tension de vapeur c’est la deuxième branche B C qui apparaît de préférence. 1) Ou en un point très-proche de celui-ci. Voir à ce propos pour la courbe tout à fait analogue relative à trois phases de deux substances: Rec. Trav. chim. Pays Bas. T. 5. p. 340. 1886. 2) Zeitschr. f. phys. Chem. Bd. 2. p. 465. Voir aussi Arch. Néerl. T. XXII, p. 261 et suiv. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 145 Il en est ainsi sans le moindre doute chez les courbes de cette espèce qui correspondent aux courbes latérales LC, M E, NG et OI. En effet, la teneur en ACT diminue très-rapidement quand la température s'élève, et les solutions qui ne renfer- ment pas d'acide chlorhydrique présentent des tensions de. vapeur extrêmement basses !). Quoique nous n'ayions pas déterminé de courbes de tension de vapeur, les considérations de cette nature permettent de donner une représentation schématique de leur direction. La fig. 22 en donne une pour les courbes qui se rencontrent en $ et en 0. Fig. 22. Outre les trois courbes relatives à l’équilibre de deux phases solides en présence de solution et de vapeur, nous avons, passant par chacun de ces deux points, une quatrième courbe correspondant à l’équilibre des trois phases solides en présence de vapeur. Cette courbe est celle sur laquelle on passe avec un système complètement solidifié en S ou en ©. Elle se dirige de S$ ou de O vers les températures inférieures. Si la composition de la vapeur était connue, on pourrait dire quelle transformation s’accomplit en chacun de ces systèmes quand la température ou la pression changent. Mais outre ces quatre courbes, il y en a une cinquième qui doit venir se terminer en chaque point quintuple; c’est celle relative à l'équilibre des trois phases solides en présence 1) Arch. Néerl. T. XX VII, page 64, 10 146 EH. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. À. H. SCHREINEMAKERS. de solution sans vapeur. En effet, les groupements possibles entre les cinq phases, quatre à quatre, sont par là épuisés. Cette cinquième courbe prend, à partir de O ou de $, une marche très-rapidement ascendante. Elle donne la série des températures auxquelles, sous pression croissante, les trois phases solides et la solution sont susceptibles de coëxister. Dans la PI. IL, les points O, S etc. donnaient ces températures dans le cas de p — 1 atm. Comme les transformations indiquées par les équations du $ VIII s’accomplissent avec un change- ment de volume peu important, les courbes sont en pente très-raide. Le signe du changement détermine si elles mar- chent en avant ou en arrière. Le plus souvent la fusion totale (S) ou partielle (0), qui s’accomplit dans le système quand on chauffe, sera accompagnée de dilatation. Alors la courbe marche vers la droite. X. Equilibres non-étudiés. L’étendue considérable que ces recherches ont prise a été cause que nous les avons terminées du moment que le lien des différents équilibres entre eux a pu être considéré comme suffisamment établi, et que des phénomènes nouveaux ne se laissaient plus prévoir dans le domaine accessible aux inves- tigations. Il sera cependant utile de donner un aperçu général du reste des équilibres encore possibles. Nous choisirons à cet effet le mode de représentation dans un triangle, fig. 23, ce qui rendra en même temps bien clair combien il reste encore d’équilibres à étudier en comparaison de ceux déjà connus. Dans cette figure n’ont pas été représentés les iso- thermes relatifs à chaque phase, mais seulement les courbes de dissolution pour deux phases et les points pour les solu- tions de trois phases solides. Les valeurs nécessaires ont été empruntées à la PI. I, mais rapportées d’abord à 100 pour la somme des molécules au lieu de 100 mol. d’eau, et portées dans le diagramme dans le sens des côtés du triangle. Les signes de la PI. I ont été conservés. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 147 Considérons d’abord l’extension des domaines de Fe;,, D,, et D, vers les basses températures. On peut s'attendre JICt alors à atteindre une limite parce qu’il se formera de la glace ou des hydrates de l’acide chlorhydrique. Si l’on fait usage de ce que l’on sait de la manière dont ces corps se comportent entre eux, on pourra avec certitude indiquer la succession des limites des différents domaines, et même d’une manière approchée la position des courbes et leurs points de rencontre. En effet, les solutions correspondant à Fe,,, D,, et D, ne s’écartent déjà plus que faiblement à — 20° de l’axe relatif à HCI + H,0. Le point À représente la solution coëxistant à — 55° avec de la glace et Fe, ,. Les deux phases solides s’y mélangent par fusion simultanée. Il faut donc que la courbe de disso- lution des deux phases se dirige, en présence de H C1, du point À vers les températures plus basses. Elle prend nais- sance par la jonction des points où les isothermes relatifs à Fe,, et de la glace se coupent à des températures différentes. La direction des isothermes correspondant à Fe,, est connue d’une manière générale; on peut pour la glace la prévoir 148 H.w BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H SCHREINEMAKERS. également plus ou moins. En effet, les deux points terminaux sont connus, et situés l’un sur l’axe horizontal (solutions privées de }Æ Ci), l’autre sur l’axe latéral (solutions privées de Fe C1,). C’est ainsi que la direction de la courbe AG relative à de la glace + Fe,, a pu être environ déterminée. La courbe À G' rencontre d’abord en G’ la courbe 4’ 6G, relative aux solutions accompagnées de glace et de A CI. 3 H, 0, l’'hydrate découvert par M. Pickering. La position du point À’ a été empruntée aux déterminations de cet auteur C’est le point de fusion du système Glace + HC.3 H,0 (— 90°). La courbe 4’G’ doit donc, partant de — 90°, prendre un trajet dirigé vers le bas. Elle ne peut d’ailleurs avoir une étendue bien considérable, et G’ se trouve donc dans le voisinage de — 100°. Les courbes À G’ et 4° G° limitent la surface IX, où les solutions sont accompagnées de glace. Nous avons procédé d’une manière analogue pour les autres domaines. La connaissance des points BC" DE" F° nous à servi de base; elles représentent successivement: PB" point de fusion de H CI. 3 H,0 — 25° Gps ; : » HC.3H,0 + HCI.2H,0 — 35° DATE MOREL CNE O2 AO _ —17,5° HNENS ù », » HO2H,0 = HCNHROER0, F" exprime la composition À CI. H,0. Le point de fusion de ce composé n'est pas réalisable. Dans le cas des hydrates renfermant 8 et 2 molécules À, O, il doit y avoir, à des températures peu inférieures à leur point de fusion, des solutions semblables à celles des hydrates de Fe, Cl, savoir des solutions ayant deux points communs, de part et d’autre de B' ou D’, avec l'axe 4’ F. À des tem- pératures inférieures, il n'y a que des parties de ces 1iso- thermes qui puissent se réaliser parce qu’elles vont couper ceux relatifs à Fe,,, D,, ou D,. Comme nous ne connaissons pas le développement que prennent ces isothermes dans l’intéri- eur du triangle, les points d’intersection demeurent impar- faitement déterminés. SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASXS LIQUIDES, ETC. 149 La courbe @ Y relative à Fe,, + H Cl. 3 H,0, marchera dans tous les cas, à partir du point G’ vers les températures plus élevées En Y (à — 60° environ) elle rencontre la courbe Y X V, qui était déjà connue jusqu’à — 20°. Le domaine I appartenant à Fe,, est ainsi complètement délimité. Partant de Y, la courbe Y W délimite les surfaces de D, et H CI.3 H,0. Elle rencontre à — 40° environ la courbe V W, que nous connaiïssions déjà jusqu’ environ — 20°. Du point W part une courbe W H', correspondant aux solutions renfermant D, et H CI. 3 H,0. Cette courbe coupera indubitablement la droite Q B', et présentera donc une tem- pérature maxima, pour se diriger de nouveau, entre ce point et H', vers des températures plus basses. Le trajet des cour- bes devient d’ailleurs plus incertain, parce que nous nous écartons davantage de l’axe de H Cl. En H’ (dans le voisi- nage de — 45°), nous rencontrons la courbe C’ H”, qui sépare l’un de l'autre les domaines de AH C1.3 H,0 et HCI.2 H,0. A partir de ce point, la courbe H' X” va former la limite entre les domaines de D, et H CI.2 H,0. Cette courbe pré- sente également une température maxima, car elle coupe la droite Q D'. Ce maximum est situé environ à — 40°, d’après nos déterminations sur un mélange des deux corps solides. _ Le point terminal X’ est situé de nouveau plus bas (dans le voisinage de — 55° environ). On y rencontre la courbe E°K, relative à H CI. 2 H,0 + H CI. H,0, dont le trajet est passa- blement douteux, parce que même le point Æ n’est pas exacte- ment connu. Il faut à présent que, partant de Æ7, une courbe Æ°T aille délimiter les domaines de D, et HCI. H,0. Elle existe peut-être entre — 55° et — 65°, jusqu’ à ce qu’elle rencontre la courbe S T, que nous connaissions déjà jusque — 30°, et dont le trajet ultérieur est plus où moins déterminé, parce que la direction générale des isothermes relatifs à D, et D, est connue. Si donc il persiste encore dans les détails quelques doutes, 150 H. W. BAKHUIS ROOZEKBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. il nous semble cependant que des recherches ultérieures n’in- troduiront aucune modification dans la manière dont les diffé- rentes surfaces se délimitent entre elles. Les domaines VIT appartenant à D,, X appartenant à H CI. 3H,0 et XI appartenant à H CI 2H,0 sont donc complètement délimités. Une partie de ces courbes de déli- mitation ne pourra être étudiée que sous pression considérable. Il reste encore à présent trois domaines, dont la délimita- tion précise est impossible à indiquer. Ce sont les domaines relatifs à H CI H,0 (XII), D, (VI et Fe, (V). Peut-être partira-t-il de T encore une courbe de séparation T L', située entre les deux premiers. Une courbe O0 Z, séparant les deux derniers, pourra également être prolongée sous pression plus élevée. Mais le trajet ultérieur de ces deux courbes ne pourra être déterminé sans recherches nouvelles. Ce qui est certain, c’est que, la teneur en À Cl augmen- tant, il faut bientôt s'attendre à voir apparaître une deuxième couche liquide. Dans des solutions ne renfermant pas de Fe CI;, ce phénomène devient déjà sensible avant que F” ne soit atteint. Le point de fusion de H Cl. H,0 ne saurait donc être réalisé. La séparation en deux couches s'opère, en pré- sence de cet hydrate, à — 16°. La composition de l’une des solutions s'exprime alors par un point situé entre E’ et F; l'autre ne différera que légèrement de H CI. Les solutions in- termédiaires n'existent pas. Partant des deux points sur l’axe de H Ci, et ajoutant Fe Cl,, on obtiendra une série de solutions, capables de coëxister avec H Cl. H, O0. L’étendue, dans l’intérieur du triangle, du domaine où s'opère la séparation, ne saurait être fixée d’ avance. On ne pourrait donc dire non plus si D, et Fe, sont capables d'exister en présence des deux espèces de solutions. Si le domaine en question est très-étendu, il n'apparaîtra peut- être plus de phases solides nouvelles. Il faut dans tous les cas qu'il y ait une limite aux domaines XII et VI, car il estimpossible que ces domaines s'étendent jusqu’ à l’axe de H Cl— Fe Cl,. Les SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 151 domaines de Fe, et de H CT solide (à de très-basses tempé- ratures) s’y rattacheront certainement, ainsi que celui d’une combinaison anhydre de Fe Cl, avec H CI, si elle existe ‘). La fig. 23 montre donc que les cas d'équilibre étudiés et ceux que l’on peut prévoir d’une manière précise ne consti- tuent ensemble qu’un quart environ de tous les rapports de mélange possibles entre les trois substances constituantes du système. Dans toutes les considérations qui précèdent, nous nous sommes représentés les systèmes comme constitués par H,0, Fe Cl, et H CI, ce qui correspondait d’ailleurs à la composition réelle. Tous les cas d'équilibre possibles pouvaient alors s’ex- primer dans l’intérieur d’un triangle tel que celui de la fig. 23, aux sommets duquel se trouvaient portées les trois substances. Mais rien n'empêche que nous examinions de plus les systèmes formés de H,0, Fe Cl, et Fe, O,. Ceux-ci pour- raient alors être représentés dans un deuxième triangle, adjacent au premier par l’axe commun de H,0--Fe CI,. Dans ce nouveau triangle, les hydrates du chlorure ferrique nous donneraient encore des isothermes semblables à ceux du précédent diagramme. Les deux isothermes devraient d’ailleurs se rencontrer en deux points de cet axe. Les hydrates nous donneraient donc de cette manière des isothermes fermés tels que seules les combinaisons ternaires pourraient nous en fournir. La raison en est que le choix des constituants laisse quelque place à l'arbitraire, et qu’il en 1) Des recherches sur la séparation des solutions de trois substances ont été faites dans ces dernières années pour le cas des alliages ternaires par MM. Wright et Thompson. MM. Bodländer, Traube et Neuberg et Linebarger ont étudié le même phénomène chez les systèmes d’un sel et de deux liquides. Mais tous ces travaux sont bien trop incomplets pour permettre une appréciation exacte des délimitations possibles des domaines relatifs aux phases solides. Peut-être reste-t-il en- core des cas spéciaux intéressants à découvrir. Lo 2 HW BAREUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. est done de même de la manière dont on envisage une com- binaison, soit comme binaire soit comme ternaire. Dans le cas actuel p. ex. les deux triangles ne représentent à vrai dire que deux cas particuliers d’un système de trois substances, eHCI dans lequel il y a double décompo- sition !)}. Cela devient aussitôt évi- dent, quand on porte aux angles du quadrilatère 6 HCI, 3 H,0, Fe, CI, Fe, Ce 3H0 et Fe, O, (fig. 24). Tandis que dans les triangles supérieur et inférieur Fe, Cl, .4 H,0O p. ex. est situé sur Fe; 0; A2 he un des côtés, on peut tout aussi bien F1c. 24. se figurer le système comme formé des deux parties Fe,Cl,;, Fe,0,, 6 HCI et 6 H CI, Fe,0,, 3H,0. Dans cette dernière moitié tous les hydrates seront représentés par des points à l’intérieur du triangle, et devront done être considérés comme: des phases ternaires: Fe, CI,. 4 H,0 p. ex. sera considéré comme Fe, 0, 6 -ENCIN "0; L'extension des recherches au triangle inférieur rencontre- rait toutefois de grandes difficultés et ne promet pas de mettre au jour des faits nouveaux. ECRFR'ÉSUmIE L'étude des cas d'équilibre possibles à la pression atmos- phérique entre la solution et les phases solides, constituées par H,0, H Cet FeCl,, a conduit aux résultats suivants: 1. L’isotherme de dissolution a été pour la première fois complètement réalisé dans le cas où la solution se trouve en équilibre avec une phase solide binaire. L'isotherme est alors une courbe, reposant en deux points sur l’axe, dont les points représentent ces combinaisons binaires. 2. Des isothermes complets pareils ne peuvent s’observer que dans le voisinage des points de fusion des phases solides 1) Voir pour cette question et les questions analogues: Archiv. Néerl, ONCE pe 109! SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 1953 binaires. Quand la température s’abaisse, ils se développent davantage dans toutes les directions, de manière que dans la représentation dans l’espace, avec la température comme troisième axe, il prend naissance une espèce de surface courbe pour les solutions coëxistant avec les phases solides binaires, surface qui offre un sommet obtus au point de fusion du composé 3. Tout isotherme complet peut être partagé en deux parties au point de vue de la manière dont se comportent les solutions quand on y ajoute chacun des constituants de la combinaison binaire. Les solutions exprimées par les points de la première moitié de l’isotherme se déplaceront le long de celui-ci en dissolvant de nouvelles parties de la phase binaire solide; les autres solutions présenteront le même déplacement, mais accompagné de dépôt de cette phase. La manière dont se comporte la solution quand on l’addi- tionne du troisième constituant non représenté dans la phase binaire, ne donne pas toujours lieu à pareille division en deux parties. L’isotherme complet montre régulièrement, dans ces conditions, une augmentation de solubilité; une diminution ne s’observe que de temps en temps. 4. Quand plusieurs phases binaires solides se succèdent, les isothermes ou les surfaces courbes se coupent et il en résulte l’apparition d’une courbe, exprimant les solutions qui coëxistent avec deux phases binaires successives. À chaque température ne correspond qu'une solution déterminée. Cette courbe présente sa température maxima au point de fusion ou de transformation des deux phases solides, le troisième constituant faisant défaut. La direction de cette courbe déter- mine si, au-dessous d’une certaine température, une des deux phases binaires solides se transforme grâce au troisième con- stituant en l’autre, ou si cela n’a pas lieu. 9. Nous avons découvert deux nouvelles combinaisons ter- ourese Je, Cl, 2 HCI° 81H, 0 et Fe, Cl,. 2 H CI. 12 H,0. Chez ces deux combinaisons il nous a été possible de réaliser pour 154 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET K. A! H. SCHREINEMAKERS. la première fois l’isotherme de dissolution complet d’une phase solide ternaire. Des isothermes pareils sont des courbes fermées, enveloppant le point qui exprime la composition de la combinaison ternaire. Portés tous ensembles sur l’axe des températures, ils donnent une surface conique, représentant les solutions coëxistant avec la phase ternaire solide. Le sommet du cône donne le point de fusion de cette phase. 6. Tout isotherme complet d’une phase solide ternaire se partage pour chacun des constituants en quatre divisions. Chez deux de celles-ci l'addition des constituants déplace le point qui représente la solution le long de l’isotherme, en même temps que la phase solide se dépose ; chez les deux autres le même déplacement est accompagné de dissolution. 7. Les isothermes d’une phase ternaire peuvent à de basses températures rencontrer ceux d’un des constituants, celui d’une phase binaire ou d’une autre phase ternaire. On connaît des exemples de ces différents cas. Aïnsi prennent naissance des courbes qui correspondent aux solutions coëxistant avec les deux phases solides, dont une au moins est une ternaire. Des courbes pareilles, que nous avons distinguées, sous le nom de courbes intermédiaires, des courbes latérales mentionnées en 4, peuvent non-seulement présenter une température maxima, mais s'étendre depuis ce point maximum dans deux direc- tions, vers les températures plus basses. Il y a ainsi, par suite de ce fait, au moins au début deux espèces de solutions pour chaque température. De telles températures maxima prennent naissance quand les deux isothermes se touchent. Si le contact est externe, la température maxima est un point de fusion commun des deux phases solides; s’il est interne, c’est un point de transformation de l’une des phases en l’autre, avec produc- tion de solution. Des exemples de ces deux cas ont été observés. 8. Des courbes intermédiaires et latérales se rencontrent trois à trois à une température déterminée, à laquelle trois phases SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 105 solides sont capables d’existér en présence d’une solution déterminée. Au-dessous de cette température il y a ou bien solidification complète, ou bien une des phases solides se transforme en même temps que la solution en les deux autres. 9. Nous avons pu avec une certitude plus ou moins grande étendre les courbes jusqu’en leur point de rencontre avec les domaines appartenant à la glace et aux hydrates de Æ CI. Il en est résulté une représentation générale de tous les cas d'équilibre possibles jusqu’à la température où Fe CI, com- mence à se décomposer en solution, et où Æ Cl ne peut plus se dissoudre à la pression atmosphérique. Sous pression plus forte, le liquide ne tarderait pas à se séparer en deux couches. 10. La diminution de pression conduit finalement à une con- dition telle des systèmes étudiés, que leurs équilibres devront être représentés sous tension de vapeur. Aux courbes de dis- solution des deux phases solides correspondent des courbes de tension de vapeur déterminées, qui se rencontrent trois à trois en des points quintuples. Ceux-ci représentent les seules valeurs de p et t, auxquelles trois phases solides peuvent coëxister avec une solution et de la vapeur. C’est de plus en ces points que concourent les courbes de tension de vapeur relatives aux trois phases solides, et la courbe de pression du système des trois phases solides en présence d’une solution sans vapeur. 156 rH. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. Composition des solutions saturées: H Cl et FeCl, en molécules sur 100 molécules 7, O. (Les nombres entres parenthèses représentent des solutions instables; les solutions en regard desquelles ne se trouvent pas de nombres n’ont pas été déterminées, mais simplement appréciées.) N°. | ! | H Ci | Fe C1, Tableau 1. Phase solide: Fe, 01,127, 0. 1 330 0 19,70 2 » 5,92 16,07 3 ) 0 20,90 À 25 0 10,90 5 » 2,33 23,72 (6) » 0 24,50 ñ 20 0 10,20 8 » 9,60 23,60 (9) » 0 25,70 10 10 0 9,10 411 » 8,75 8,00 12 » 16,70 16,65 413 » 13,80 23,39 44 (Q 0 8,25 15 » 7,92 6,51 16 » 19,57 6,33 di] ) 16,80 8,70 18 » 18,45 10,23 49 » 20,40 15,40 20 » 20,10 16,00 21 » 19,95 17,70 29 » 19,00 92,75 93 » 18,05 23,40 24 | —10 0 7,40 25 » 19,46 107 96 » 20,48 20,54 (27) ) 9095 | 2156 98 | —41495 | 9214 | 16,69 29 | — 415 0 6,98 30 » 21,30 9,65 sl - 20 0 6,56 39 » 7,50 4,90 33 » 15,30 5,09 34 » 20,56 7,08 Tableau 2. Phase solide: Fe, 014.71, 0. 195 SOC PU) O0) 36 20 97.80 37 NO 30,24 N°. t H Ci. | FeCls (38) | 950 0 93.50 5 » 2,33 23,72 39 » 7,90 29,75 (40) » 0 31,50 (1) | 20 0 99 50 8 » 5,60 93.60 49 » 11,05 29.90 (43) » 0 32,00 Ad | 45 10,75 | 93,50 45 » 14,90 | 28,35 13 | 10 13,80 | 23,35 46. » 47,80 97,75 SE 0) 18,05 | 23,40 TRES 49,50 | 95.93 Tableau 5. Phase se Lo. vel (O 48 35,00 49 95 39,95 50 33,50 541 Sn 33.80 59 10,62 34,64 53 ) 4 41150 | 35,60 54 » 10, 70 38.00 | 0 70 | 0 | 39 40 56 » 13,40 37,45 57 33 0 31,00 58 » 15,70 37,06 59 30 D Moser 60 » 17,20 34,00 61 » 17,5 36,75 GA) || GE 0 29 00 39 » 7,50 29,75 63 » 19,50 39,25 (64) | 20 0 27.90 49 » 11.05 29 20 65 » 15.80 | 30.68 66 » 94,95 3495 45 15 14,90 98,35 67 » 16,40 929.39 46 A0 1780 | 97,75 68 » 18,80 28,70 69 » 94,50 39,75 SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 157 N°. t HCI | FeCl, N°. t | HCI | Fe Cl, pe 97e 30,04 105 202 34,93 | 42,02 Do 26.00 32,16 106 » 35,40 | 4316 Fe Merci, 22,95 29,60 4107 15 99.40 | 36,50 4 Da» | 2 sn 1050) 33,60 | 40,03 0 69 | 40 2450 | 3275 Tableau À. 109 | » 35.04 | 39,95 Phase nue Fe, Cl,.4H, 0. 71 0 26,00 32.16 75 70 2 À LR a 110 > 0) GAGD NET Re do [50 TIME 97,30 | 32,05 ou Te 411 » SONO és 112 | — 90 30,08 | 32,76 » +10,25 |+ 50,00 VO » + 315 + 295 114163 » 32,69 36,44 59.00 ll se Tableau 5. 79 60 0 41,40 de 5 +41495 |+ 50,00 Phase solide : Fe, Cl, ue 80 » 10,70 59,25 114 45° 00 5800 (81) » 0 61,00 415 » 31,28 50,08 83 » 19,00 50,72 114 40 0 58,00 84 » 16,71 53.60 92 ) 27,00 | 50,80 (85) 5 0 62.00 1417he) » 42,01 48,64 114 35 DT ER (86) | 50 DOME 118 » 29,01 | 50,33 = ) a ne 119 » 37,04 | 49920 > ne 114 30 0 58,00 88 » 20,04 52,50 09 » 39,60 49,93 (89) 44 0 39,00 120 » 34,40 | 49,72 54 » 10,70 | 38.00 90 » 14,80 38,70 Tableau 6. 91 » 24,14 50,10 Phase solide: Fe, C1, 2H01.4 H, 0 56 40 13,40 | 37,45 12 40° 49,56 | 47,52 SRE 15,70 | 37,06 122 | 35 39.47 | 4657 AI Se AIG] |» 37,04 | 49,20 94 » 31,08 | 46,85 Pa Re 95 » 30,81 47,65 123 30 40,21 | 4254 96 » 30,45 | 48,70 124 ù 38,20 | 44,70 195 » 35,55 | 47,30 61 30 1745 | 36,75 le soi 97 ; 3120 | 43,49 en » | 3440 | 49,72 98 » 33,80 47,80 126 25 40,41 | 40,25 99 » 32,60 49,93 127 » 39,03 41,38 = = FT MM 198 » | 35,74 | 4594 100 | » 2060 | 35,34 129 | 20 | is 1 101 | ) 9134 | 4158 106 » 2e) 48,16 102 » 3300 | 43,00 130 10 | 38,62 | 3748 103 | » 34.65 | 4480 131 ; 3746 | 3835 104 | » | 2881 | 15 ME D) 35,04 | 3995 158 H. W. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F. A. H. SCHREINEMAKERS. N°. t NON INUTE Cia N°. t HC1 | FeCl 133 0° 3797 | 36,60 469) | — 20° 9,96 9.94 110 » 34,60 | 38,11 (470) ) 13,39 8.57 ET 10 37,92 35190 (171) » 16,90 7,35 135 » 3454 | 36,00 (172) » 18,97 7.16 411 » 33,56 36,25 ; l » ae mie 136 | — 20 37,80 | 34,50 » 137 » 3410 34.84 174 » 24,85 9,88 113 » 32,65 35,44 157 » 25,20 11,60 ù (175) » 9540 | 19237 Tableau 7. (176) ) 95,59 13,39 Phase solide: Fe, Cl, .2HCI.8H, 0. -138 | — 450 | 9050 | 2450 Tableau 9. 139 » 90.66 | 95,74 Courbe CL. 140 2 23,42 27,40 Phases solides: Fe,, + Fes. sl RE Cr Are | © 94,30 ane RE nee | 400 143 » 24,41 21,50 ? ? 27 ) 03.95 | 9435 te en lo 145 » 9173 | 21,84 PAU 10 08 NES (146) » 19,73 25,50 è ) ) 147 ; 01400 1008 MONA Det | 2% _ À 20 | 27408 RAA | 20 26 | — 10 | 2048 | 205 He © 149 » 24,90 48,94 150 » 98,75 20,31 Tableau 10. 151 » 31492 | 9853 Courbe 152 9895 | 3095 Se | 72 - 96,05 30,50 Phases e Fe, + Fe,. “ HS ENT ee 10 nee È 2 : 39: | 95 750 | 9975 (455) | — 20 19,44 | 12,10 45 | 45 1490 | 9835 456) ) 22,83 | 11,63 46 | 10 1780 | 9775 157 ) 25,20 | 11,60 18 | — 73 | 92308 | 92755 158 » 27,20 11,31 : 159 » 3108 | 141,51 Tableau 41. 160 » 3413 | 49,90 161 ) 3393 | 31,77 CoUDECAS 112 5 30,08 39 76 Phases solides: Fe, + Fe,. (469) » 9870 | 32,83 482 | 550 0 | 40,64 49 | 50 395 | 3995 Hp EN 1070 | 38,00 Phase solide: Fe, Cl,.2HC112H, O. 56 40 13,40 37,45 463) | —100 | 42,01 11,99 58 | 33 1570 | 37,06 (164 » 19,78 | 14,02 61 30 1745 | 36,75 (165) » 90,95 | 16,20 63 | 95 1950 | 35,25 (166) » 920,95 | 920,20 66 | 20 9195 | 3495 (167) » 17,73 | 90,70 69 | 140 9450 | 32,75 (468) » 1544 | 19,65 74 0 96.00 | 3216 98 | —125 | 2214 | 16,69 1 | == Le ai sn 30 | —15 | 21,30 9.65 = ee 153 » | 2450 | 1583 SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE N°. t HCL | FeCi Tableau 12. Courbe J O. Phases solides: Fe, + Fe,. 183 66° 0 58,40 80 |. 60 10,70 55,25 84 5) 16,71 33,60 88 50 20,04 52,50 92 40 27,00 50,80 99 30 32,60 49,93 184 29 33,71 49,84 Tableau 13. Courbe OZ. Phases solides: D, + Fe,. SA /0200 + 33,71 49,84 120 30 34,40 49,72 |: 39 37,04 49,20 de7 40 42,01 48,64 Tableau 14. Courbe OS. Phases solides: D, + Fe,. 484 | 990 | 33/71 49,84 eZ | 95 |+3520 |+45.90 106 20 35,40 43.16 109 | 10 35,04 | 39.95 110 | 0 34,60 3811 114 | — 10 33,56 36.25 113 | = 21 39,65 35,44 485 | — 27,5 39.93 3491 Tableau 15. Courbe SN. Phases solides: D, + Fe,. 185 97,50 | 93293 | 34921 112 | — 90 30,08 | 39,76 154 | — 16 9840 | 31,89 Tableau 16. Courbe NM. Phases solides: D, + Fe,. 154 | — 160 28,40 | 31,89 de 10 26,05 |! 30,50 MR 73 23,08 | 98,55 (186) 5 AA | 9710 Tableau 17. Courbe MUL. Phases solides: D, + Fe,. A8 7,30 | 9308 | 9855 139 | — 45 90:66 | 95,74 on 75 1999 | 9372 PHASES LIQUIDES, ETC. 159 sp du no) | FeCl, Tableau 18. Courbe L V. Phases solides: D,+ Fe,:. 100) 070080241909 23,719 JOUE HAID 20,48 20,54 ASTOE 15 29,40 18,00 Tableau 19. Courbe V X Y. Phases solides: D,, + Fe... TOME 29,40 18,00 JON = HO DE 09417 16,69 30 | HD 9180 9,65 OUR CUS ON UT OS | LL = 60! |+19 + 8,7 Tableau 20, Courbe ST, Phases solides: D, + D. 185 | 27,50] 3293 | 34924 188 | —926,5 | 33,75 | 33,79 189 —99.5 | 37,00 | 33.40 — E-65 |+55 298,5 Tableau 21. Courbe VW. Phases solides: Dy + D,:. 100018000000 04800 153 —15 24,50 | 15,83 157 —920 25,20 11,60 mn 40255 Ë 6,0 Tableau 22. Courbe AG’ (hypothétique). Phases solides: Glace + Fe,,. — |+— 550 0 + 95,5 — |+—100 |+ 15 1245 Tableau 923. Courbe 4’ G’ (hypothétique). Phases solides: Glace + HCIS3H, 0. — |+— 90° + 16 0 — |+—100 + 145 [+1,45 Tableau 24. Courbe G’ Y (hypothétique). Phases solides: Fe,,+ HCI3H,0. al En IDON A5 VEA25 CU MON eee 7 ARCHIVES NÉERLANDAISES, T, XXIX. | 10 160 H. wW. BAKHUIS ROOZEBOOM ET F, A. H. SCHREINEMAKERS. we. Tableau 25. Courbe Y W (hypothétique) Phases solides: D,, + H CI 3 H,0. — |+—60! +19 | + 3,7 — | + — 40 + 25,3 | + 6,0 Tableau 26. Courbe W H' (hypothétique). Phases solides: D, + H CI.3 H,0. — |+— 40) +958 | + 6,0 — + — 45 + 347 | + 7,0 Tableau 27. Courbe C’ H' (hypothétique). Phasessolides: HCI3H,0+HCI.2H, 0 — |+ — 359) + 28 0 — + —-45 | +347 | + 7,0 Tableau 98. Courbe A K’ (hypothétique). Phases solides: D, + H CI.2 H,0. + — 45) +347 | + 7,0 DRE | HE 14 t | H CI | Fe OU Ne. t | HC | Fe C1, Tableau 29. Courbe E’ K' (hypothétique). Phases solides: HC1.2H, O+HC1.H, 0. Bt ete MONO ARE POSE UE Te 0 + 44 Tableau 30. Courbe Æ T (hypothétique). Phases solides : D3 + H CI. H,0. — |+—-55 | +48 + 14 — + —-65 | +55 + 28,5 Tableau 31. Points de fusion de phases solides isolées. Fe, Ols 2 HO. 4H, OH 45,70 Fe, Cls 2HC. 8H,0|— 3 Fe, Ols 2HC1A2H,0|— 6 (instable). Tableau 32. Points de fusion ou de transformation de deux phases solides. Composition de la solution S Température HCI Fe CI, sur 100 H,0 —_ 96,50 3375 83,75 — 10,5 20,37 20,37 + 99 33,50 50,00 ms 9A ,40 97,16 HE 90,50 95 64 re 19,30 93 10 —_ 195 99 10 16.67 Mode de transformation instable) CS k 8 : + Fe, = instable) 8 8 + Fe,; =S 12 = Fes +S SSSSSsSs Tableau 33. Points de fusion ou de transformation de trois phases solides. - 97,50 39,93 34.99 ge 19:22 93,79 +99 33.71 19,84 __16 98.40 31,89 more 93 (8 98,55 1 99 40 18,00 D, +D, +Fe, =S D3 + Fe, + Fess = D3 + Fe, = Fe, +S D + Fe, = Fe, + S D; +D,,=Fe,,+S SUR LES ÉQUILIBRES ENTRE PHASES LIQUIDES, ETC. 161 Probablement : Température Composition de la solution S HCI | Fe CL, Mode de transformation sur 100 Æ,0 15 1,5 Glace Efe,, LHCL3HO—S 39 7 D; +HU3H,0O+HCI.2H,0=S 48 14 | D, FHCLIH,O0+HCLHO=S 55 98.5 D DIE UL 0 —S 0 19 3,5 Fe, +HC.3H,0—D,+S Leyde, Laboratoire de Chimie inorganique de l’Université. 117 SUR LA POLARISATION ELECTROLYTIQUE PAR J. H MEERBURG. $ 1. Il y a une quinzaine d’années, M. Witkowski arriva par voie théorique !) à une formule relative aux varia- tions du courant de polarisation, dans le cas de forces électromotrices incapables de provoquer une décomposition appréciable. M. Witkowski a supposé des électrodes de platine plon- geant dans une solution d’acide sulfurique; et pour arriver à sa formule, il a émis l’hypothèse que le courant est surtout entretenu par la diffusion vers l’intérieur du platine de l’hy- drogène dégagé. Cette disparition d'hydrogène réclame un nouvel apport de ce gaz par le courant, car la force élec- tromotrice de polarisation diminue en même temps au pôle négatif. Je me propose en premier lieu de soumettre à un examen critique la manière dont l’auteur arrive à sa formule. Voici comment il s’y prend. Soit + l'intensité dn courant au temps #, s la surface de l’électrode, d la densité de l’hydrogène sur l’électrode, 4 l’équi- valent électrochimique de l'hydrogène et o la densité de l'hydrogène diffusé vers l’intérieur à une distance x de la surface. La quantité d'hydrogène développée au temps t après £ la fermeture du courant sera représentée par # | idt, ou bien 0 o e] par s 4 + s| o dx. Par conséquent 0 1) Wied. Ann. Bd. 11. 1880. p. 759, MEERBURG. SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 163 A Q tfidit=so+sf DURE ARE (). 0 L’épaisseur de l’électrode est supposée infinie; ce qui revient à admettre que pendant la durée de l’observation la quantité de gaz qui atteint par diffusion la face opposée est inap- _ préciable. Outre cette équation, il y a moyen d’en trouver encore deux autres. Soit Æ la force électromotrice de la pile, R la ré- sistance, et admettons que la force de polarisation soit pro- portionnelle à la densité de l'hydrogène à la surface de l’élec- trode. Négligeons d’autre part la polarisation anodique. Nous aurons, d’après la loi d’'Ohm: ANT NOTE | En RU tale elle Pie ei le tatlie nie (2) Admettons ensuite que la diffusion de l'hydrogène dans le platine suive les lois ordinaires de la diffusion; il viendra encore : Comparant (1) et (3), on trouvera sans peine: en (= . D or (4). Eliminant 3 entre (2) et (4), il vient RS can hr 2t dp\ pt i=Ae — RP [ (52), (A Se Eee (5), | m k péion dans laquelle p = b== Rs e Pour cr ee :), de (5), 1l faut résoudre (3). C’est ce que fait M. Witkowski en posant o =0,t—0 et x —0, 0 — 05 — 0, J (t), quand f({) est une fonction telle que f (0)—=1 eb converge vers 0 quand { converge vers l’infini. Mais nous verrons tout à l'heure que cette dernière hypothèse n’est pas justifiée. On arrive dans ces conditions à la solution suivante : 164 J. H, MEERBURG ær? =2ef" se Men ET nn 5 me ne te ay la . is a AH PA(G) Différentiant par rapport à x et posant ensuite x — 0, le premier terme nous donne — : —. Le deuxième terme est traité TT d’une manière spéciale. M.W itk ows k1 le transforme d’abord en 2 DE nur DE ner fe JU En) e ce 2al 7 | puis développe en série, mais s’en tient au premier terme, et trouve enfin pour la grandeur cherchée _fO+1:r(60 F0 al” rt : ce qui à mon avis est inexact !). 1) Le raisonnement de M. Witkowski est probablement le suivant: ce 50 eo a - AÊte nr )e Pres ol ui [ De re De e D nr (Qt) ni QU Ti AA ti Cette expression, différentiée par rapport à x, donne z2 — y}? “| te x æ e ne el (ODNER te 2a 17 t 7. HR re + _f(Ot 4at . pal | DE ? et -1 nous posons Go — (} Î tf(Ot = (0 + 02 Na 2” t SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 165 On obtient par ce procédé — pt — pt ft pt —1 i—=ÀAe “ Due À Î cu l ab RV7 x 0 nie Te à GR Be) en T o | On néglige alors dans cette formule le premier et le der- nier terme, tandis que l’on attribue au terme moyen une valeur approchée, ce qui donne ni To ; dé kVT x A cette formule on ajoute encore un terme $ comme ex- pression de la convection. Voyons quelle signification physique nous devons attribuer à ces termes négligés. On verra sans peine que nous arrivons au même résultat en résolvant (3) dans les conditions : 9 = 0, t—= 0 et x —0,e—=0,; de manière que l’expression f(t) de M. Witkowski devient nulle. Cela revient à supposer la polarisation constante. En effet, nous déduisons alors de (3): op —= Euf e—u° du LE 2? 2al7% et de cette expression : ( :) RS lots Je d'Opale Sauf le signe du premier terme, cette expression concorde avec celle de M. Witkowski. Mais quelques erreurs ont été commises dans ces calculs. Ainsi / (9 t) est une fonction de x, mais je ne l’ai pas traitée œ — y? comme telle. D'autre part, Î _€ ____ du =, de sorte que pour x = 0, ON US l'expression ,,2 2 wu 2 a? f (Qt) & ni du 2 al + devient non pas 0, mais 0 X oo. 166 J. H. MEERBURG. Il est maintenant clair que la grandeur 3 de l’équation (2) est proportionnelle à o,, de sorte que, comme on a — 0, il vient également _. — 0; et nous trouvons par conséquent directement par substitution dans l’équation (4): NT O0 ne TR Nous voyons donc en même temps qu'il est superflu d’in- troduire dans l’équation fondamentale l’équation qui exprime la loi d’Ohm. $ 2, Demandons-nous s’il n’y aurait pas moyen d'envisager la question d'une manière tout aussi générale que l’a fait M. Witkowski, sans négliger comme lui différents termes. Partons donc encore une fois de la série d'équations d @0 4 | as +sf vd MR (8) 0 où nous posons # —€40,. « est l’épaisseur de la couche he drogène à la surface de l’électrode, déterminant la force élec- tromotrice de polarisation. Nous avons ensuite 0) Q ne) 2? 2h Port avec les conditions quert=0, o = 0 z—=0, 0 =" Nous tirons de l’équation (8): = a? sfdo GS) TS 2): AT (10) et la résolution de l'équation (9) nous donne x 4 ———. 8 nn | y (je 46672) ff 2) ns ; Ô de Pour trouver (S et (=) nous calculons d’abord que LAS dr Jr SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 167 do Aa? F- ° = vo MM) GE Vhape 4P© d'RTURe Der a Ce Dit LE er leu qi pm] v@e ND de Faisons + —0. Le premier terme de cette expression de- vient infiniment grand, car nous pouvons le remplacer par = et, quand æ — 0, op devient = y ({), ce qui est une valeur finie. Il faudra donc que le deuxième terme devienne lui 4 STI . (O0) aussi infiniment grand, car ' C Afin de déterminer la valeur de la fonction dans le cas de x = 0 nous écrivons d’abord ho. 2 f_. Ê x? me ; 1) y in )e (2u? — 1) du. 2al” 1 Quand z—=0 cette fonction devient = Or > Le ; pers) = VO — pris VU SPA) SCORE + Do re (lee )0 0 2 = || 2 et SALON Reg TT (7) RS RE Fiat En lu Ÿ ( 4a? — Par conséquent dou . 2 % ne : = | . VOe Œu—ldu+ 2al_” 1 fn N 7 (2—5)au+ —— 9 a? = F LU) ne ROMEO CHERE 241” 2 Quand x = 0 tous les termes de droite deviennent indéter- minés. Mais appliquant les règles ordinaires pour la détermi- nation de fonctions indéterminées, on trouvera facilement : (= = DE) sde RE AUS En al” rt 2.83a1/ xt ot A KE 9 le pe (4) : = 1" (2n—1l)al- xt re No IQE Ne 168 J. H. MEERBURG. ou bien GNT y) 4 > Ç: = ar qe CD TE Cr Dolce Cette série s’écrira sans peine sous forme d’une intégrale déterminée ; savoir GE) = natal CSSS On s’en convaincra en développant et intégrant, d’après le théorème de Taylor, le terme muni du signe d'intégration. 2 @ x? ; ù , D Si l’on veut déterminer ( 3 ) il n’est pas nécessaire de 0 développer d’abord en série. On peut faire subir directement à cette forme les transformations nr ce qui donne (55)= Substituant dans (1,), nous aurons = ro+nzO nf [vC-x)-v0 [de | LR (12). On pourrait encore se servir de la loi d'Ohm pour éliminer w(t) de cette formule; mais on se heurte à des difficultés que l’on évite en déterminant w (f) par voie expérimentale. $ 3. Pour arriver à notre formule, nous avons admis que c'est la présence à la surface des électrodes des produits de décom- position, notamment de l’hydrogène, qui donne naissance à la force antagoniste de polarisation. Mais cela n’est pas nécessaire. M Warburg !) se représente comme suit l’origine au moins d’une partie de la force électromotrice polarisante. Le métal de l’électrode passerait légèrement en solution. Ce phénomène serait favorisé par la présence d’oxygène, et contrecarré par l'hydrogène. Il y a donc, au pôle positif, dissolution d’une 1) Warburg. Wied. Ann. Bd. 38, p. 321. 1889. SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 169 quantité croissante de métal, qui se dépose d’autre part à la cathode. La concentration de la solution métallique devient donc très-différente aux deux pôles; et il en résulte néces- sairement une force électromotrice, la force électromotrice de polarisation. Admettons cette manière de voir et supposons qu’au pôle négatif se dépose autant de métal qu'il s’en dissout à l’anode ; nous nous verrons conduits de nouveau à une équation du genre de (12j, mais renfermant d’autres constantes. Les équa- tions dont nous devons partir sont, en effet, presque complè- tement les mêmes. L’équation (8) devient: £ oo k| Re 0 0 où k est l'équivalent électrochimique du métal de l’électrode, e, €t e la concentration d’abord constante et plus tard vari- able de la solution de ce métal. L’équation (9) reste de la forme CENT ILE mais il faut que l’on ait à présent: =) — (0) « 2 DIN 0 0e 00 y. (0): On voit sans peine que les équations conduisent à une formule telle que l'équation (12). Seulement le terme en wy'(t) y fait défaut, ce qui n’est d’ailleurs que d'importance secondaire. $ 4. Il s’agit maintenant en premier lieu de déterminer la valeur de w(t). Cette expression représente la densité de l’hy- drogène à la surface de l’électrode; densité que nous suppo- sons proportionnelle à la polarisation en cet endroit. Dans la théorie de M. Warburg les choses deviendraient légèrement plus compliquées. Les variations successives de la polarisation étant connues, nous pourrons nous en servir pour déterminer le dernier terme de (12). Nous remarquerons à ce propos qu’il n’est pas nécessaire de connaître la valeur absolue de w (t), car l’intégrale ne change pas quand on remplace w (t) par y (t) — a. 170 J. H. MEERBURG. Remarquons encore que le premier terme du deuxième membre a été multiplié par la grandeur très-petite #. Si nous considé- rons que ce terme est infiniment petit par rapport aux autres termes, nous pourrons le négliger et écrire MAMA) E (6) — | | # (5) pt) ide |. fa) Remplaçons dans cette expression w ({f) par w ({) — a; nous verrons que les variations de ? L- { restent les mêmes. Pour déterminer l'intensité de la polarisation cathodique — la grandeur proportionnelle à w ({) — j'ai eu recours à la méthode suivante. Soient deux circuits P et Q (PI. IIT Gg. 1), dans lesquels le courant est entretenu par des batteries très-constantes de piles Meidinger. Le circuit P sert à faire passer un courant de force électromotrice déterminée par une solution électroly- tique. On trouvera la force électromotrice à l’aide de la résistance, mesurée par l'introduction dans le circuit d’une caisse de rési- stance H,, et à l’aide de l’intensité du courant dans le circuit P. L'autre circuit Q sert à déterminer la force électromotrice de polarisation. Supposons que l’on veuille déterminer la polarisation de l’électrode PB. Je mets P en rapport avec un point du circuit Q, tandis qu’un autre point de ce circuit est mis en communication avec une électrode D de construction toute particulière — électrode dite impolarisable — plongée dans le liquide derrière l’électrode B. Mais cette communication n’est pas directe. Au milieu du fl de jonction se trouve in- troduit un électromètre capillaire de Lippmann. Or, si la résistance de la caisse À, est réglée de telle sorte que l’élec- troinètre n’accuse aucune déviation, il est évident que la diffé- rence de potentiel B/D est égale à la chute de potentiel dans le circuit Q entre les deux points qui se trouvent en rapport avec l’autre circuit P (ce sont les chevilles extrêmes de la caisse de résistance R,). Il suffit maintenant que l’on connaisse l’in- tensité du courant en Q pour trouver sans peine, à l’aide de la SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 171 résistance entre les deux points susnommés cette différence de potentiel, et par conséquent aussi celle entre B et D. Il est évident que de cette manière on pourra mesurer la polarisation. Les deux caisses de résistance À, et R, (ainsi que À et H,) ne servaient qu’à maïntenir constantes les intensités de courant en © (et P), malgré que la résistance de À, (H,) pût être modifiée à volonté. Il sera nécessaire de faire une mention spéciale de l’élec- trode D. Elle. était, suivant le terme usité, impolarisable ; propriété qu'elle devait à ce que le fil de platine qui la con- stitue était saturé aussi complètement que possible d’hydro- gène produit par voie électrolytique. Ces électrodes ont rendu d'excellents services dans le cours de ces recherches. J’ai pu le plus souvent y faire passer de grandes quantités d’électri- cité sans que l’état de polarisation fût modifié en aucune manière. L'appareil qui servit aux observations est représenté fig. 2, et ne réclame pas de plus ample description. À chacune des électrodes principales À et P se trouvent ajoutées deux élec- trodes secondaires impolarisables, (C, E et F, D). L’une de ces couples d’électrodes, Cet D, servit seule aux détermina- tions, l’autre couple sert a contrôler si les électrodes C et D sont réellement impolarisables. La figure montre également la manière particulière dont ces électrodes secondaires sont disposées. Le tube latéral, rarge d'environ 4 mm., renferme un tube plus étroit, étiré à l’une de ses extrémités de manière à devenir capillaire sur une longueur de 4 em. (diamètre in- terne + 0,2 mm). L'autre extrémité élargie renferme l’électrode, et en cet endroit le tube interne se trouve soudé au tube externe. Le fil de platine a été lentement saturé d'hydrogène préparé par électrolyse, l’électrode G servant de pôle positif. $ 5. Les déterminations montrèrent bien vite l’exactitude d'une découverte de M. Fromme !'}), savoir que si les 1) Fromme, Wied. Ann., Bd. 99, p. 497. Bd. 30, pp. 77, 320; 503, 72 J. H. MEERBURG. forces de polarisation sont peu intenses, et dans le cas d’électrodes de platine plongées dans une solution d’acide sulfurique, la polarisation devient rapidement presque tout-à- fait constante dans l’ensemble; mais qu’il n’en est pas ainsi de la polarisation des électrodes prises isolément. Celle du pôle négatif en effet diminue régulièrement, en même temps que celle du pôle positif augmente à peu près dans la même raison. Îl est évident dès lors que la polarisation cathodique, qui était cependant nulle au moment de la fermeture du cou- rant, a dû atteindre d’abord un maximum. Je me suis proposé d'étendre légèrement le champ de ces recherches en déter- minant également ce maximum et en étudiant quelques-unes de ses propriétés. La méthode décrite $ 4 n’a pas été impropre à cette investigation. Elle est, en effet, une méthode de réduc- tion à zéro; l’instrument destiné à comparer les potentiels de deux points donnés est un électromètre capillaire, instrument que l’on peut disposer de manière à s’orienter avec une grande rapidité. Voici comment j'ai raisonné, et ce que le résultat n’est pas venu contredire. Supposons que nous soyions capables d'évaluer approxima- tivement l'intensité de la polarisation cathodique, très-peu de temps (1 seconde p. ex.) après la fermeture du courant. Donnons maintenant à la résistance de la caisse À, une valeur telle que la différence de potentiel des deux chevilles extrêmes de l’appareil soit égale environ à la valeur de la polarisation. Il faudra naturellement avoir égard à la différence de poten- tiel existant déjà entre les électrodes P et D avant la fermeture du courant. Etablissons maintenant le contact de D avec l’élec- tromètre au moment où l’on croit que la polarisation aura l’in- tensité voulue. Généralement la déviation de l’électromètre ne sera pas nulle, mais d’autant plus petite que l’approximation aura été plus grande. Si le ménisque du mercure reste dans le champ de la lunette servant à la lecture, il est facile de déduire de la déviation l'intensité de la polarisation au mo- ment où le ménisque atteint sa position extrême. Nous SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 173 avons donc pu mesurer ainsi la polarisation à un instant déterminé. L'existence d’un maximum se révèle encore d’une façon particulière par le déplacement du ménisque du mercure. Supposons la résistance de À, si grande que la différence de potentiel des chevilles extrêmes soit plus grande que ne le veut la polarisation cathodique au moment où nous opérons le contact avec l’électromètre. Représentons-nous encore que D soit mis en rapport avec cet instrument alors que le maxi- mum n'a pas encore été atteint. Le ménisque quitte dans ce cas la position zéro pour une position nouvelle, correspondant à la polarisation actuelle. Puis il revient sur ses pas, car la polarisation s’accroît; atteint un nouveau point de rebrousse- ment, correspondant au maximum, et reprend encore une fois la direction inverse, parce que la polarisation diminue. Ce double changement de direction, caractéristique du maximum, a été en eftet observé dans la plupart des cas où on pouvait l’attendre. J'ai donc considéré comme l’époque ou le maxi- mum est atteint celle du deuxième rebroussement; et jai déduit de la déviation en ce moment la valeur de la polari- sation. Ainsi furent obtenus les nombres du tableau suivant. Au lieu de l'intensité même du maximum, jy ai placé le maximum DRE quotient .—-, [La force de polarisation, exprimée en force polaris. volts, se trouve dans la première colonne; dans la deuxième et la quatrième le quotient susnommé; dans la troisième et la cinquième enfin l'intervalle (en secondes) au bout duquel le maximum a été atteint. Tous ces nombres sont des moyen- nes de plusieurs déterminations bien concordantes !). Les valeurs placées entre parenthèses ont été déterminées à l’aide d’une solution concentrée (+0,5 mol. gr. au litre) et une solution diluée (+ 0,01 mol. gr.) de KOH; une solution con- 1) Les observations se trouvent rapportées séparément dans ma disser- tation. Chapitre IT. Tableaux VITT—XV. 174 J. H. MEERBURG. contrée (+1,38 mol. gr.) et une solution düuée (+ 0,01 mol. gr.) de H, SO,. J’ai également employé des solutions privées d'air aussi complètement que possible, et d’autres qui n’avaient pas subi un pareil traitement. Tableau I. KOH (concentré). privé d’air. aéré. 1. MIP | T MP 00 s | 0,2 | 0,473 (0,432) | 1,4 (2,25) | 0,442 (0,429) | 1,4 (6,1) 0,4 | 0,428 (0,429) | 1,25 (1,9) | 0,395 (0,397) | 1,3 (1,65) 0,6 | 0,399 (0,386) | 2,8 (2,1) | 0,347 (0,346) | 1,4 (1,5) 0,8 | 0,361 (0,343) ! 4,5 (4,0) | 0,286 — | 14e K O H (dilué). 0,2 | 0,309 (0,294) | 28 (31?) | 0,490 (0,472) | 4,6 (5,8) 0,4 | 0,322 (0,311) | 10,7 (13,7) | 0,424 (0,427) | 2,6 (2,8) 0,6 | 0,346 (0,337) | 13,0 (13,3) | 0,395 (0,393) | 3,5 (3,5) 0,8 | 0,328 (0,328) | 10,9 (11,8) | 0,375 (0,376) | 3,7 (3,7) H,S0, (concentré). privé d’air. aéré. a nn: 0,2 | 0,507 (0,518) | 5,6 (5,0) | 0,504 (0,546) | 6,1 (7,2) 0,4 | 0,516 (0,523) | 1,7 (1,6) | 0,562 (0,572) | 1,5 (1,1) 0,6 | 0,520 (0,519) | 1,1 (0,95) | 0,549 (0,562) | 0,4 (0,6) 0,8 | 0,544 (0,535) | 1,0 (0,9) | 0,545 (0,532) | 0,6 (0,7) H,SO, (dilué). 0,2 10,536 (0,515) : — (6,0) | 0,556 5,7 (2,8) 0,4 | 0,527 (0,510) | 3,5 (2,5) 10,568 (0,564) (1,45) 0,6 |0,513 (0,506) (1,4) 10,562 (0,560) 1,5 (1,25) 0,8 10,487 (0,486) | 1,1 (1,0) | 0,522 (0,522) Pt SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 175 L’inspection de ce tableau montre tout de suite que, pour les solutions de À 0 H, le quotient ee toujours force polaris. inférieur à 0,5, tandis que l’inverse a lieu pour A,S0,. Cette différence est nettement dessinée et s’est révélée déjà lors des déterminations préliminaires. Elle ne peut s'expliquer par une différence des résistance. Afin de découvrir les autres règles générales qui résulteraient de ces nombres, je les ai traduits en une représentation gra- phique (pl. IV). Dans la première série de figures (désignées par a), le quotient M/P est représenté comme fonction de la force polarisante. Dans la deuxième série (les figures marquées b), le temps au bout duquel le maximum est atteint a été considéré à son tour comme fonction de cette même grandeur. Les lignes dessinées en trait plein se rapportent à la première série d'observations; les lignes en pointillé à la deuxième série (les résultats numériques entre parenthèses du tableau). On s'aperçoit bien vite que les valeurs n’ont plus été les mêmes, mais que le caractère général du diagramme n’a pas souffert. Voyons ce qu'il y à moyen de déduire de ces tracés, outre la règle déjà indiquée: Une influence quelconque de la présence ou de l’absence d'air ne se fait pas sentir. C’est seulement dans le cas des solutions de À O H qu’il semble résulter de la présence d’air une diminution du maximum. En effet, dans les tracés relatifs aux solutions de Æ O H privées d’air (fig. la et 8a, PI IV) la ligne en pointillé (e. à. d. la ligne relative aux observations faites avec le même appareil, mais après la fin de la première série) se trouve bien plus au-dessous de la ligne en trait plein que dans le cas où l’air a été chassé de la solution (fig. 2a et 4a), Si nous examinons les tracés relatifs aux solutions de KOH seules, nous verrons que les courbes 1a, 2a et 4a présentent en général un trajet analogue. À mesure que la force polarisante s'accroît, la valeur de MP diminue considérablement. Dans ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 12 176 J. H. MEERBURG. la fig. 82 ce trajet est différent; mais M/P est lui-même beaucoup plus petit en général que dans les trois autres cas Peut-être cette différence dépend-elle aussi de ce que l’appareil ayant servi à ces déterminations avait déjà été employé dans les essais préliminaires. Les courbes relatives aux solutions de A, SO, ne présen- tent pas la régularité qu'offrent celles des solutions de KOH. Au contraire, toute règle semble avoir cessé. Dans la fig. 64 la courbe est même nettement ascendante. Tandis que de plus pour les solutions de ÆOH, les courbes ponctuées étaient toujours situées au-dessous des courbes en trait plein, il n’en est pas du tout ainsi pour les solutions de A4, SO,. Quant aux courbes relatives à l’intervalle au bout duquel le maximum est atteint, ce sont les solutions de 4, SO, qui présentent le plus de régularité. Dans le cas des solutions de KOH, le temps semble en général plus grand, et la polarisation répétée l’augmente encore, comme il résulte du fait que les courbes pointillées correspondant à ces solutions sont situées en général au-dessus de celles dessinées en trait plein. Pour les solutions de A, SO, c’est précisément l'inverse qui a lieu. Les quatre courbes relatives à ces solutions pré- sentent en général le même trajet; et la valeur absolue du quotient M/P est presque la même dans les quatre cas. Ceci indique que la résistance, assez différente cependant, n’a pas grande importance pour la détermination de ce quotient. Dans le cas des solutions de KO les courbes semblent atteindre un minimum vers 0,4 volt. $ 6. Ici se pose la question de savoir si, de même que dans la polarisation le pôle négatif atteint un maximum, cette électrode atteint un minimum lors de la dépolarisation? C'est en effet ce qui a lieu. J’ai fait usage pour la détermination de ce minimum des mêmes méthodes que pour le maximum. Mais comme le minimum est très-rapidement atteint, les déterminations sont incertaines. Il n’y a pas de doute qu'ilse produisait régulièrement moins d’une minute après la ferme- SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 177 ture du courant. Toujours-il était situé très-bas. Voici quel- à ques résultats numériques à l’appui: Polar. cathod. Temps requis pour avant la détermin. poain l’apparition du minimum. 0,2477 — 0,1627 0,7 0,2465 — 0,1521 FT 0,2520 = 049% 0’,8 0,2703 01374 14e 0,2733 —_0,1345 1°,6 Cette série de nombres s’obtint de la manière suivante. Le courant fut fermé jusqu’à ce que la polarisation cathodique fut devenue sensiblement constante. Puis les électrodes furent mises en rapport et immédiatement après furent établies les communications nécessaires à la mesure de la polarisation. Dans le cas de non-réussite de l’observation, le courant était immédiatement fermé de nouveau et prenait bientôt alors une valeur constante, de manière qu’il devenait possible de faire une nouvelle détermination. La polarisation totale était de + 0,6 volt. Les autres solutions donnèrent des valeurs tout-à-fait analogues, $ 7. J’ai déterminé non-seulement le maximum de polari- sation cathodique, mais j'ai fait de plus quelques observations tendant à poursuivre les diverses phases de la polarisation des deux électrodes dans les premières secondes après la fermeture. La méthode employée à cet effet fut celle ayant servi aux déterminations rapportées ci-dessus. Tout d’abord la différence de potentiel entre les deux chevilles extrêmes de la caisse de résistance À, fut rendue égale à celle que l’on pouvait attendre, en un moment déterminé après la fermeture du circuit, entre l’une des électrodes et l’électrode auxiliaire correspondante. Le courant fut alors fermé et peu après les communications avec l’électromètre établies. Celui-ci accusa une légère déviation ; et celle correspondant au point de rebroussement de l'aiguille fut censée correspondre à la différence actuelle de potentiel 12* 178 J. H. MEERBURG. entre les deux pôles. Aïnsi se trouvait déterminé un point de la courbe, exprimant les diverses phases de la polarisation. Afin de trouver un deuxième point, il fallut d’abord dépo- lariser les électrodes par contact mutuel, ce qui permit de faire une détermination nouvelle pour un autre intervalle. Les résultats ont été graphiquement représentés pl. V. On voit que la concordance entre les diverses déterminations prises isolément n'est pas aussi parfaite qu’on l’aurait pro- bablement attendu. Ce qu'il y a de remarquable, c’est que dans le cas des solutions de Æ O FH, le maximum de polarisation cathodique est bien net quand les forces polarisantes sont peu intenses, et se trouve réalisé en peu de temps; tandis qu’il n’en est pas ainsi quand on fait usage de forces plus considérables. Pour les solutions de 7, SO, c’est précisément l’inverse qui a lieu. Les mêmes figures montrent de nouveau que chez les so- lutions de KOH le quotient M/P est plus petit que 0,5; plus grand que cette valeur au contraire chez les solutions de 010, Je ferai enfin remarquer que dans toutes les figures la courbe de la polarisation anodique présente une marche plus rapidement ascendante que la courbe de la polarisation catho- dique ne descend au point correspondant. Cela est facile à comprendre, car l'intensité du courant devenant plus faible, la chûte de potentiel dans le liquide devient moins forte et la polarisation totale doit donc augmenter. $ 8 Revenons maintenant à notre objet principal: la déter- mination de la polarisation cathodique pendant un long espace de temps. Les phases successives peuvent être facilement déterminées au moyen de la méthode ci-dessus décrite. La différence de potentiel entre le pôle négatif et l’électrode auxi- liaire qui y est ajoutée fut déterminée d’abord de minute en minute ; puis, quand le courant eût passé pendant quelque temps, à des intervalles plus considérables. Les diverses observations SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 179 ont conduit environ au même résultat. Un maximum fut rapidement atteint; puis la polarisation cathodique diminua d'intensité, rapidement d’abord, plus lentement dans la suite, Fréquemment cette diminution fit place au bout de quelques heures à un léger accroissement. Mais celui-ci n’a aucune importance à notre point de vue. Si d’ailleurs les variations de la polarisation se sont montrées identiques dans les di- verses observations, sa valeur absolue ne se comportait pas du tout de la même manière. Mais ceci non plus ne nous intéresse guère, comme on l’a déjà vu au $ 4. Il serait superflu de rapporter ici toutes les observations faites avec une force polarisante de + 0,6 volt. Je préfère donner un seul tableau que l’on pourra considérer comme type, et qui représentera une moyenne des tableaux fournis par les observations. J’y ai diminué partout la polarisation d’une quantité constante, de manière qu’au moment où le maximum est atteint, elle est représentée par 100. Tableau 2. Temps. y (t) 4 Temps. | w (t) 7 Temps. | w ( 1 100 3" 39 2 | - 30” 80 5° 28 0° 2 l' 66 10° 17 . | ( 2495 20 9 | L'usage de ce tableau nous permettra aisément de déduire théoriquement de la formule (13) $ 4 les valeurs successives de l’expression à L/t. Comme nous ne connaissons wy{{) que dans sa forme graphique, il est évident que iL/+ ne pourra être trouvé à son tour que par vole graphique. J’ai à cet effet, pour la valeur de { donnée dans le tableau, cherché la valeur de l'intégrale = | 4 (1-5) — y ( CJES ce qui me donna 180 J. H. MEERBURG. Tableau 3. Temps. I Temps. 1 Temps. I il 000) 8: A Det Te DUT PISE 5° + 27 90” de à 1° | + 22 10° + 19 100" + 4 Rd de OT dr La formule (13) nous donne maintenant tout de suite pour les valeurs diverses de l’expression 4 17} : Tableau 4. Temps. | il+t—C Temps. | 21464 CG Memps AE 1” 190 3" 9 30” — 7 30” il 9° 1 50° — 7 117 44 10’ —- 2 100’ — À 2} 22,5 20’ — 7 Il résulte clairement de ce tableau que la valeur de l’ex- pression 21/7? diminue jusqu’à atteindre un minimum, et aug- mente ensuite très-lentement. Ce dernier accroissement ne s’observe pas toujours. Il suffit pour qu'il n’ait pas lieu de quelques modifications légères au Tableau 2. Mais toujours, dans le cas de valeurs plus considérables de 4, les variations de 21/7; ne sont que très-faibles. Cette expression prend une valeur lentement croissante, souvent aussi lentement décrois- sante. D’après M. Witkowski elle devrait toujours s’ac- croître, et ne rester constante que dans le cas extrême, quand f—0 (voir pag. 164). $ 9. J’ai tâché de contrôler expérimentalement mes résultats théoriques. Il faudra d’abord quelques explications au sujet de la méthode d'expérience, d’ailleurs peu compliquée. Les électrodes étaient en platine, et enchâssées aux deux ex-. 1) Jai supposé, pour trouver la valeur de / dans le cas de 6 = 1”, que la polarisation augmente proportionnellement au temps avant que le maximum nest atteint. SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 181 trémités dans un tube de verre, de manière que leur surface fût perpendiculaire à l’axe du tube. Les deux extrémités étaient recourbées à angle droit de telle sorte que cette sur- face était horizontale quand les tubes étaient placés horizon- talement. Le liquide était H,S0, ou KOH, en solutions de concentration et de résistance diverses, ces différences étant peu importantes. Le tube renfermant les électrodes était fixé d’une manière particulière. Des expériences préliminaires m'avaient appris que de légères trépidations du tube avaient une grande influence sur l'intensité du courant. Il ne suffisait pas de fixer ce tube sur un pilier isolé. Je le fixai donc à une pièce en fer flottant dans une large cuvette remplie de mercure. Cette disposition ne permettait pas aux trépida- tions de se transmettre au tube, pourvu que la surface du mercure eût tout à l’entour une largeur suffisante (+ 10 em.) Pour me garantir encore davantage contre les trépidations, les observations furent faites la nuit. L’intensité du courant fut déterminée d’une manière spéci- ale. Dans les méthodes ordinaires de détermination, l’emploi du commutateur interrompt pendant un imoment le circuit ou bien supprime la résistance du galvanomètre. Dans les deux cas on occasionne des secousses dans Je mouvement de l'électricité, qui peuvent avoir des suites fâcheuses. J'ai apporté pour cette raison à mon galvanomètre, un appa- reil construit avec une grande précision, une modification consistant en ce que les bobines peuvent se mouvoir autour d’un axe vertical. À chaque rotation de 180°, le sens du courant change de signe par rapport à l’aimant, sans que le courant ait été interrompu un instant. L’induction du magné- tisme terrestre, qui peut également déterminer des secousses dans le mouvement de l'électricité, à été empêchée par ce que les rotations se faisaient lentement. Il va de soi que cette manière de renverser le courant présente quelques inconvé- nients. Elle est peu rapide, et les variations incessantes du zèro du galvanomètre sont par là plus embarrassantes que 182 J. H. MEERBURG. d'habitude. Cependant cette méthode a fini par me donner de très-bons résultats. Des mesures spéciales avaient été prises pour assurer l’iso- lation suffisante du circuit tout entier. Toute la quantité d'électricité passant par le galvanomèêtre parcourait donc aussi sans le moindre doute les électrodes. Le courant était fourni par une batterie de six piles Mei- dinger, accouplées trois à trois. Le circuit était constamment fermé. La construction de la batterie s’était faite avec tous les soins possibles, afin d’être sûr de la constance du courant. Le courant de polarisation fut obtenu en établissant une dérivation en des points présentant entre eux une différence de potentiel d'environ 0,6 volt. + Voici quelques-uns des résultats, parmi lesquels on trou- N vera les plus défavorables à ma formule comme quelques-uns des meilleurs. L’intensité de courant (i) est donnée en degrés de l'échelle; le temps en minutes. Le produit 217 ; a été également calculé. Tableau 5. Solution de KOH, privée d'air. Valeur d’un degré de l'échelle: 10,8. 101 amp. Temps. | i E L/+| Temps. DRE ilL/#| Temps. 0 b LATE 4 | 445 890 49 107,0 749 | 144 | 70,5 | 844 9 246 | 738 64 9921702 11P#109 66,7 | 867 16 |181,1 724| 81 86,2 779] 225 | 60.9 | 913 25 146,1 730 | 100 79,9 | 799 | | 30 128 1789 4101 74,7 | 822 | SUR IA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 183 Tableau 6. Solution de KXOH, aérée Valeur d'unvdesré de l'échelle: 9,3: 107% amp. Temps. i il | Temps. i hiL1/t| Temps. n ire 9 414 1242! 64 120,4 963 | 169 | 74,0 | 962 162028331133) "81 106,3 957 | 196 | 68,2 | 955 25 |211,0 1055| 100 JEU IE OÙ | 225 Vo e | 07 36 |167,3 1004! 121 SUONIODO 0250 598 90 49 139,4, 976! 144 79,8 | 958 Tableau 7. Solution de H,SO,, privée d’air. Valeur d’un degré de l’échelle: 10,1 .10—1 amp. Temps. MMA | Temps. i il t| Temps. CC 9 1435 11305 64 |109,0, 872 | 169 50,7 | 659 16 |307 11228 81 CHOEUR EST 25 1230 11150 | 100 74,8 | 748 | 225 | 42,4 | 636 36 |175,0 1050 | 121 63,3 | 693 49 |134,1| 939 | 144 | 55,9] 671 Tableau 8. Solution de A,S0,, aérée. Valeur d’un degré de l'échelle: 9,5. 107 *° amp. Temps. à il | Temps. i il] Temps. LATE Do 24 1572 64 |183,9.1471| 169 |109,9|1499 1655211528 81 |1163,011467| 196 |101,9]1427 27 |296,7 1482 | 100 | 146,5 1465] 225 94,0 | 1410 36 |246,011476 | 121 |132,2 1454 49 |209,811469 | 144 |120,0 1440 Le résultat n’est donc pas douteux. Si l’on excepte le pre- mier tableau, les variations observées dans la valeur de 44 sont précisément telles que le veut la théorie. Dans le tableau 8, la variation n’est plus aussi régulière (après & — 100) ce 184 J. H. MEERBURG. qui tient peut-être à ceci que l'air n’a pas été éliminé. Les tableaux non-reproduits ici, — il y en a sept environ, — con- duisent à peu près au même résultat que le tableau 6. Ils montrent en même temps que rien de pareil à une grandeur f, comme le veut M. Witkowski, ne peut être observé. $ 10. J'ai fait encore quelques expériences, dans lesquelles furent déterminées les variations du courant, une plaque d'argent servant de pôle négatif. Ces expériences ne sont pas encore terminées, car il faut étudier également les variations de la polarisation cathodique si l’on veut aboutir à un résul- tat quelconque. Je me contenterai de mentionner que dans le petit nombre d’expériences faites dans cette direction la valeur de 21/7 fut trouvée diminuer considérablement avec le temps, maïs sans grande régularité. $ 11. Pour arriver à nos formules, il a été supposé que l'hydrogène dégagé pénètre dans les électrodes de platine, mais si lentement que l’on peut considérer l’épaisseur de celles-ci comme infinie. Mais cela est-il permis? Des expé- riences de Crova !) et Root ?) semblent montrer que la diffusion de l’hydrogène dans le platine est très-rapide ; et 1l faudrait dans ce cas tenir compte du fait que les électrodes ne sont pas infiniment épaisses. Mais on aurait dû avoir pour cela à sa disposition plus de données relativement à la vitesse de diffusion. C’est ce qui m'a déterminé à étudier en- core une fois la question. Il y avait d’ailleurs d’autres raisons qui me semblaient rendre nécessaire spécialement la répéti- tion de l’expérience de Root. Quant à celle de Crova, sa communication les rapporte très-brièvement et revient à peu près à ce qui suit: Trois plaques de platine sont plongées dans une même solution. Mais la solution interposée entre 1 et 2 n’est pas en communication avec celle entre 2 et 3. On fait passer 1) Crova. Les mondes, 5. p. 210. 1864. 2) Helmholtz. Abhandl. I. p. 835. SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 185 par 1 et 2 un courant, qui dégage sur 2 de l'hydrogène. De temps en temps on met 2 en rapport avec 3 au moyen d’un fil de galvanomètre, pour montrer que 2 est électro négatif relativement à 3. Les électrodes 2 étaient de très-minces plaques de platine, dont les dimensions ne sont pas indiquées. Pour mesurer la différence de potentiel entre 2 et 38, Root se servit d’un électromètre capillaire ou bien d’un gal- vanomètre. La plaque 2 avait 0,02 mm. d'épaisseur. Si l’on envoyait un courant par 1 et 2, la solution 3 demeurait élec- triquement isolée, Mais au bout de cinq minutes la différence de potentiel entre 2 et 3 s'était déjà sensiblement modifiée. Puis le courant passant par 1 et 2 fut interrompu et les deux liquides furent isolés. La différence de potentiel entre 2 et 3 s’accrut encore quelque temps (3 heures) pour diminuer ensuite jusqu’à atteindre la valeur qu’elle avait avant l'expérience. Une autre fois de l’oxygène fut dégagé sur 2, et la modification subie par la différence de potentiel se montra dirigée en sens contraire, mais d'égale valeur et de rapidité égale à celles du premier cas. Or, Helmholtz n’explique pas ce dernier fait par la pénétration d'oxygène dans le platine, maïs par l’en- lèvement par l'oxygène, de quantités d'hydrogène occluses dans le platine lors d'expériences antérieures. Et sans doute, on pourrait de cette manière rendre compte des faits, mais cela me semble une explication forcée. La marche entière des phénomènes, telle que Root l’a observée, me paraît d’ailleurs singulière. Soit par exemple le cas qu’à l’électrode 2 il y ait produc- tion d'hydrogène. Si l’on charge d'hydrogène une électrode de platine par voie électrolytique, elle ne cède que très-diff- cilement cet hydrogène au liquide ambiant. L’examen de la différence de potentiel entre une pareille électrode et le liquide montre que cette différence ne varie que lentement. L'on est donc bien plus porté à attribuer cette variation à la diffusion de l'hydrogène vers l’intérieur de l’électrode qu’au passage de cet élément dans le liquide. Or Root observa qu’en faisant 186 J. H. MEERBURG. passer un Courant par 1 et 2, la différence de potentiel entre 2 et 3, après s'être accrue trois heures durant, se mit à diminuer de nouveau, de manière qu'au bout de dix-huit heures elle se trouva même plus faible qu'avant l'expérience. Il faudrait donc conclure qu’au bout de trois heures l’électrode 2 cède au liquide, du côté tourné vers 3, plus d'hydrogène qu'il ne lui en arrive de l’intérieur de sa masse; et qu’au bout de dix-huit heures elle renferme déjà moins d'hydrogène qu'avant le début de lexpérience. Mais cela s’acccrde mal avec l'hypothèse en vertu de laquelle le platine retient si énergiquement l’hydrogène. J’ai donc repris les expériences. L'appareil employé ressem- blait en substance à celui de Root. Seulement j’ai pu procéder à l’enlèvement de l’air sans devoir comme lui placer l’appa- reil entier sous la cloche de la machine pneumatique. Deux appareils, disposés l’un et l’autre comme le montre la fig. 8, PI III, furent lutés de part et d’autre, par leur extrémité rodée À, à une plaque de platine de 0,02 mm. d’épaisseur. Chacun des appareils était placé séparément sur un pied solide d’ébonite. Les deux tubes B étaient mis en rapport au moyen d’un tube de caoutchouc, ce qui empêchait qu'il n’y eût, de part et d’autre des plaques de platine, une différence de pression considérable. À ce tube de caoutchouc était ajouté un tube latéral muni d'un robinet, permettant d’enlever l'air de l'appareil. Le tout était enfin fixé par des pièces d’ébonite à un support de bois, et si solidement que les diverses parties ne pouvaient bouger. Tout était soigneusement isolé, surtout au moyen de pa- raffine, y compris la batterie qui fournissait le courant. Seu- lement on mit parfois l’électrode 2 en contact avec le sol, ce qui n’eut du reste aucune influence. Le liquide était une solution diluée d'acide sulfurique, d’où l'air avait été soig- neusement chassé. L’électrode 2 avait subi de plus un minu- tieux nettoyage. Je commençai par déterminer quelques jours durant la SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 187 différence de potentiel entre 3 et 2; 3 se montra positif par rapport à 2, mais la différence diminua lentement. Cette diminution ne fut pas régulière. Il y eut chaque jour une légère augmentation de la différence de potentiel, suivie d’une nouvelle diminution vers le soir. C’est ainsi que certain jour cette différence fut le matin de 0,065 volt; s’éleva dans cou- rant de la journée jusque 0,072 et fut trouvée le lendemain matin de nouveau de 0,062 volt !). Je fis passer dans mes expériences, par les électrodes 1 et 2, un courant de force électromotrice oscillant entre 0,4 et 1,8 volt. Le temps pendant lequel ce courant passait fut de 15 minutes ou 24 heures. Les résultats furent à peu près négatifs, en ce sens que je ne pus constater avec certitude une variation de la différence de potentiel comme conséquence du courant entre 1 et 2. Il serait donc assez inutile de rapporter ici séparément toutes les expériences; quelques,-unes me don- nèrent une légère modification de la différence de potentiel entre 3 et 2 dans le sens attendu; mais dans d’autres la vari- ation eut lieu en sens contraire. Toujours cependant les variations se trouvèrent comprises dans les limites de la va- riation naturelle diurne. Elles furent au maximum de 0,01 volt. Root au contraire observa des variations de 0,07 volt. Dans aucune des expériences je ne pus observer, la première demi- heure après la fermeture, une modification quelconque de la différence de potentiel entre 3 et 2. Pour donner cependant quelques indications au sujet de la valeur de la variation, je rapporterai les résultats de quelques expériences. Comme l’électrode 3 était dès le début positive par rapport à 2, il faut que suivant les idées de Helmholtz la différence de potentiel entre 3 et 2 s’accroisse quand de l’hydrogène se développe à l’électrode 2. I. La force électromotrice du courant est entre 1 et 2 de 0,8 volt. De l'oxygène se développe à lélectrode 2. Au 1) Je m’aperçus plus tard que la lumière influe sur le phénomène. 188 J. H. MEERBURG. moment où l’on ferme le circuit entre 1 et 2, la différence de potentiel entre 3 et 2 est de 0,0560 volt. Au bout de quinze minutes on interrompt le courant, alors qu’il n’y a pas encore de modification perceptible. Peu à peu j’observe une léger accroissement; au bout de 6 heures la différence de potentiel est encore de 0,0622 volt; mais elle diminue plus tard et se trouve être encore au bout de 18 heures de 0,0538 volt. IT. La force électromotrice est de 0,8 volt. De l’hydrogène prend naissance à l’électrode 2. Le courant passe pendant quinze minutes. Au temps ( la différence de potentiel entre 3 et 2 est de 0,0460 voit. Au bout de trois heures elle est de 0,0540; au bout de dix heures de 0,0570 volt; puis elle diminue de nouveau lentement. III. La force éiectromotrice est de 1,8 volt. De l'hydrogène se développe à l’électrode 2. Le courant circule sans interruption. Au temps 0 la différence de potentiel entre 3 et 2 était de 0,0489 volt; au bout de trois heures elle est 0,0510 ; au bout de cinq heures 0,0525; mais au bout de neuf heures elle est redescendue à 0,0475 volt. Après 21 heures, au moment où le circuit est rompu entre 1 et 2, la différence de potentiel entre 3 et 2 s'était abaissée jusque 0,0460 volt. Dans la première demi- heure de l’expérience, l’électrode 2 avait été mise en contact avec le sol; cette communication fut plus tard supprimée. Une expérience qui mérite une mention spéciale est celle dans laquelle la force électromotrice, fournie par deux piles de Grove, était de 3,5 volt. Les deux piles étaient séparées l’une de l’autre, l’électrode 2 en communication avec le sol. Pendant que cette électrode et l'électrode 3 étaient mises en rapport avec l’électromètre (le ménisque du mercure étant ramené au zéro par pression): pendant qu'un des pôles de la batterie était relié à 2, il y eut au moment où le deuxième pôle fut relié à 1 une déviation considérable à l’électromètre : le ménisque du mercure disparut complètement du champ du microscope. SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 189 La même chose eut lieu, mais à un bien moindre degré, avec une seule pile de Grove. Mais quand une résistance con- sidérable (200 ohm) fut intercalée entre le pôle de la batterie et l’électrode 2, ces phénomènes diminuèrent considérable- ment d'intensité. Je ne puis les expliquer qu’en admettant qu'au moment où l'on relie le pôle à l’électrode 1, l'apport considérable d'électricité fait varier subitement le potentiel de 2, au lieu qu'il reste égal à zéro. Il doit donc en résulter un mouvement d'électricité dans le liquide interposé entre 2 et 3, et par suite un phénomène de polarisation sur 2, à la face tournée vers 3. L'interposition d’une résistance fait que le mouvement de l'électricité n’est pas si rapide; et 2 peut donc rester sensiblement à zéro. J'ai ensuite fait dégager de l'hydrogène à l’électrode 2 au moyen des deux piles de Grove. Le courant était si intense que le dégagement de gaz était nettement visible ; mais quand le courant eût déjà passé une heure la différence de potentiel entre 3 et 2 n'était pas encore sensiblement modifiée. _ La communication de 2 avec le sol fut alors interrompue. L'application de petits morceaux de bois contre l’électrode 1 et le pôle de l’électromètre relié à 3 permit de diminuer l'isolation des deux électrodes. Il fut dès lors suffisant de toucher légèrement les deux morceaux de bois du doigt pour voir se modifier rapidement la différence de potentiel entre 3 et 2. L'isolation incomplète peut donc provoquer un phénomène qui ferait croire à une diffusion de l’hydrogène à travers les électrodes. C’est ce que montre encore une autre observation faite à l’aide d’un autre appareil, dans lequel la partie pré- cédemment fabriquée en caoutchouc était ici de verre. La paroi interne de ce canal de communication de verre était difficile à rendre bien sèche, et l’on peut donc admettre qu’il y à eu conduction le long de cette paroi. L’électrode inter- médiaire avait une épaisseur non plus de 0,02 mais de 0,1 mm. et l'observation fut faite avec une force électromotrice de 1,8 volt. 190 J. H. MEERBURG. Au temps 0 la différence de potentiel entre 3 et 2 était de 0,060 volt. Quand le courant eût passé pendant une heure elle se montra encore de 0,098 volt. Le courant fut alors in- terrompu, mais l'accroissement persista. Au bout de deux heures la diftérence de potentiel était de 0,140 volt. Les élec- trodes 1 et 2 furent alors reliées entre elles et la différence de potentiel entre 3 et 2 diminua. Elle était, au bout de 20 heures, d’environ 0,102 volt. Je crois avoir démontré de la manière la plus évidente, par les expériences qui précédent, que l'hydrogène ou bien ne pénètre pas dans les élec- trodes de platine, ou bien n'y pénètre qu'avec une lenteur extrême, si lentement qu’on ne peut ren- dre cette pénétration sensible par la méthode ici décrite. Si nous demandons maintenant comment Roota pu arriver à un résultat contraire, il me semble qu'on peut faire les hypothèses suivantes: 1° Il a pu y avoir des pores dans la cire fixant l’électrode au tube. Helmholtz dit, il est vrai, qu'il y a été pris garde; mais ma propre expérience m'a appris qu'il est très-dificile d'appliquer la cire de telle manière que la fermeture soit parfaite. Même en y mettant le plus grand soin, je m’aperçus cependant dans la suite de l’existence d’un petit canal, que l’œil ne pouvait absolument pas découvrir. Je fis cette con- statation en faisant le vide dans l’intérieur du tube; etRoot n'a pu profiter de la même occasion puisqu'il enlevait l'air des deux côtés de ce tube. Or s’il y a un petit trou dans la cire de part et d’autre de la plaque, les phénomènes s’ex- pliquent aisément. 2° Il se peut qu’il y ait eu dans la plaque de platine une petite ouverture microscopique. Il me paraît en effet insuffisant de démontrer l’absence d’ouverture dans un petit morceau détaché de la plaque !}). J'ai moi-même découvert un petit 1) Ce qu’a fait Root. SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 191 trou dans une des plaques commandées en vue de mes ex- périences chez Geissler; et cela malgré la recommandation expresse que les plaques devaient être intactes. J’en constatai la présence en projetant sur la plaque un faisceau puissant de lumière électrique et l’examinant par derrière, l’œil très-près de la plaque. Le reste de celle-ci était absolument intact. 3°. Le plus probable est, me semble-t'il, que l'isolation des électrodes 3 et 1 n’a pas été assez bonne (la batterie sans le moindre doute n’était pas isolée); et cela a dû avoir lieu s’il ne s’est pas glissé une erreur ou une faute d'impression dans le travail de Helmholtz. Il commence en effet par dire !), en parlant de la mesure des différences de potentiel par des différences de pression à l’aide de l’électromètre capillaire: ,Positive Druckdifferenz zeigt im folgenden ein positiveren Potential in der Platte B (celle que je nomme 2) als in der Platte C (3) an.” Plus tard ?), en décrivant une expérience dans laquelle de l'hydrogène se dégage à l’électrode 2, il dit: ,950 war z. B. in einer Versuchsreihe unmittelbar vor dem Schluss des Stromes durch À (1) und B, die Druckdifferenz zwischen B und C —0,6 gewesen. Nach einer Durchstrôomung von 5 Minuten Dauer, wobei die Platte C electrisch isoliert blieb, war die Druckdifferenz + 5,2, stieg dann bei isolirten Plaitten im Laufe der nächsten drei Stunden auf 17,1 *) und war 18 Stunden später wieder —3.” Ils résulterait donc de ceci que B commence par devenir de plus en plus positif relativement à C; c’est-à-dire que B prendrait de plus en plus une polarisation par l’oxygène, tandis que de l’autre côté il y a cependant dégagement d'hydrogène. Cela ne pourrait s'expliquer que parce que l’électrode C (3) n’a pas été suffi- samment isolée et que de l'électricité s'écoulait vers la terre de B en passant par C. 1) 1. c. page 836. 2) page 837. 5) Cette modification est d'environ 0,07 volt. Jamais elle n’a été dans mes expériences supérieure à 0,01 volt. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 13 192 J. H. MEERBURG. 4°. Il est encore possible que des phénomènes tels que nous en avons trouvés dans l’expérience avec la batterie de 2 piles de Grove ont agi dans les expériences de Root. Cela se peut d'autant mieux que l’électrode 2 était isolée et que le poten- tiel que pourrait prendre cette électrode dépendait de circou- stances accidentelles. $ 12. Résumons encore une fois les résultats obtenus et examinons s'il y a moyen de les mettre d’accord avec l’hy- pothèse jusqu'ici en vigueur au sujet de la cause de la po- larisation. Voici ce que les expériences nous ont appris: 1°. La polarisation cathodique atteint rapidement un maxi- mum, souvent après 1 seconde environ, puis décroît, rapide- ment d’abord, plus lentement dans la suite. | 2°. Le maximum de la polarisation cathodique dépend de la nature de la solution électrolytique. 3% Quand on ferme le circuit au moment où la force élec- tromotrice n’est pas encore capable de produire une décom- ‘position appréciable, le courant de polarisation est provoqué par un phénomène de diffusion. Pour arriver aux formules, j'ai supposé qu’il s'agissait ici de la diffusion de l’hydrogène vers l’intérieur de l’électrode:; mais je vais démontrer à l'instant qu'il ne doit pas en être absolument ainsi. | 4°. [La nature du métal de l’électrode n’a pas d’influence prépondérante sur les modifications successives du courant de polarisation. 5°. L'hydrogène ne pénètre pas en quantité appréciable dans le platine. La question qui se pose maintenant est de savoir si les précédents résultats s'expliquent en admettant que la couche formée à la surface des électrodes par les produits de décom- position (hydrogène et oxygène) est la source de la force électromotrice de polarisation. D'autre part, la diminution de … la polarisation cathodique est-elle, comme le veut M. Fromme, le résultat de la diffusion de l'hydrogène vers l’intérieur de SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 193 l’électrode? Je crois devoir répondre négativement, Car sinon il nous faudrait admettre qu'au bout d’une seconde environ après la fermeture du courant la quantité d'hydrogène qui disparaît par diffusion est plus grande que celle qui prend naissance au passage du courant; et le résultat cité ci-dessus en 5, s’il n’est pas en désaccord avec ceci, montre au moins que cela n’a pas lieu. N’est-il pas évident d’ailleurs que dans l’expé- rience avec les électrodes d’argent le courant devrait diminuer bien plus rapidement d'intensité que dans les expériences cor- respondantes avec le platine? L’hydrogène en effet ne pénètre certainement pas dans l’argent. Mais ce qui plaide le plus fort en défaveur de l’hypothèse, c’est ce qui a été dit plus haut en 2. Le fait que le maximum de la polarisation catho- dique est indépendant de la nature de la solution électroly- tique ne saurait, à mon avis, s’accorder avec l'hypothèse que ce maximum résulte d’une disparition de l'hydrogène vers l’intérieur de l’électrode. C’est dans ce cas l’inverse qui devrait avoir lieu. Cette dernière considération nous conduit naturellement à examiner si la théorie de M Warburg peut nous être plus utile. Comme je l'ai déjà brièvement relevé, cette théorie revient en somme à admettre que le métal de l’électrode passe en solution, ce qui met en jeu des forces électromotrices nou- velles. Pendant le passage du courant, le métal se dépose en partie au pôle négatif, tandis qu’il s’en dissout à l’autre pôle. Il faut donc que les différences de potentiel entre le liquide et l’électrode se modifient, puisque la solution du métal de l’électrode change constamment de concentration. Peut-on expliquer de cette manière les phases successives parcourues par la polarisation cathodique? Si nous admettons que la dissolution du platine au pôle positif et sa précipitation à l’autre pôle suivent la loi de Faraday, c’est-à-dire que les quantités en jeu sont égales de part et d'autre, l'explication du maximum de polarisation cathodique n’est pas encore donnée. La polarisation devrait augmenter aux deux pôles 194 J. IH. MEERBURG. d’une manière continue. Seulement il y a moyen de sortir d’embarras. A dmettons que le dépôt au pôle négatif soit plus rapide que la dissolution à l’autre pôle. La polarisation ca- thodique dépassera alors au début celle de l’anode. Mais la diminution de concentration de la solution de platine est plus rapide au pôle négatif qu’au pôle positif, et la diffusion de cette solution vers ce premier pôle sera plus rapide que celle partant du dernier. Nous voyons donc, sans tomber dans des considérations mathématiques, que la concentration peut aug- menter de nouveau plus tard au pôle négatif, tandis qu’il en est toujours ainsi à l’autre pôle. Mais si nous mettons en rapport les deux électrodes, une certaine quantité d'électricité passe par le liquide en sens op- posé. C’est donc à l’électrode positive de tout à l’heure que du métal se dépose et inversement. Si donc nous admettons de nouveau que la précipitation se fait plus rapidement que la dissolution, nous devrons également attendre que les deux électrodes ont pris maintenant la polarisation cathodique. C’est à-dire que par rapport à une troisième électrode indif- férente plongée dans le liquide, elles sont devenues plus néga- tives qu’elles ne l’étaient avant le début des expériences. En effet, une certaine quantité de métal se dissout maintenant à la cathode primitive, mais cela n'ira pas si rapidement que l’électrode puisse devenir subitement positive, et acquière relativement à l’électrode indifférente un potentiel plus élevé qu’elle n'avait avant l’expérience. Le pôle positif au con- traire, où du métal se dépose brusquement, peut devenir négatif. Mais cela ne s'accorde pas avec les résultats de l’expérience. Quand on dépolarise, les deux électrodes deviennent très- fortement et très-rapidement positives. Il faudrait donc qu’à la cathode primitive il y ait rapidement dissolution d’une grande quantité de métal, mais cela est difficile à mettre d'accord avec ce que nous sommes forcés d'admettre au sujet de la rapidité de la dissolution. SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 195 Je me suis donc trouvé conduit à une hypothèse quelque peu différente. Admettons qu'une couche d'hydrogène (ou d’ions chargés d'électricité positive) soit la cause de la polarisation cathodique, et de même une couche d’oxygène (ou d'ions négativement chargés) celle de la polarisation à l’anode. Ces couches subis- sent des modifications; mais ce n’est pas tant parce que les gaz diffusent vers l’intérieur des électrodes. Ce qui les pro- voque, c’est: 1° la combinaison avec les gaz dissous dans lé liquide (Poxygène). C'est donc la théorie ordinaire de la convection. 2° la dissolution des produits de décomposition par le li- quide ambiant ; 3° le fait que le métal se dissout lui-aussi dans le liquide. Seulement il n’en résulte pas, comme le veut M. Warburg, une force électromotrice de quelque importance. La couche d'hydrogène déposée sur l’électrode réduit, dans la couche extrême voisine de l’électrode, le métal dissous et le précipite. Il en résulte une perte d'hydrogène; c’est-à-dire qu’une por- tion de cet élément ne peut plus provoquer de polarisation. À l’anode 1l y a dissolution de nouvelles portions de métal, d'où une nouvelle perte d’oxygène. Ces couches sont alors remplacées par des couches de l’intérieur du liquide. Cette hypothèse peut expliquer, je crois, les phénomènes observés, savoir : 1° Les variations de la polarisation. La polarisation ca- thodique commence par augmenter très-rapidement, à mesure qu'une plus grande quantité d'hydrogène se dépose à la sur- face. L'action réductrice peut diminuer l'épaisseur de cette couche. 51 nous admettons de plus que l’action oxydante n'a pas lieu au pôle positif avec la même vitesse que l’ac- tion réductrice à la cathode, on se trouve en mesure d’ex- pliquer les deux espèces de polarisation. Et il faut bien qu’il en soit ainsi, quand nous réfléchissons que la solution est déjà plus ou moins saturée de métal. La couche d’hydrogène 196 J. H. MEERBURG. est donc finalement fortement réduite; celle d'oxygène a con- sidérablement augmenté. Si maintenant nous mettons en rap- port les deux électrodes, comme le pôle positif est devenu à présent négatif, l'hydrogène qui s’y trouve est enlevé par l'oxygène. Mais il y a alors un excès d’oxygène ; la cathode primitive se chargera done d'oxygène, et deviendra donc plus positive qu'elle n'était avant l’expérience. Maïs cet oxygène disparaît lui-même peu à peu, parce qu'il se dépense en oxydations et se dissout en partie dans le liquide. Les quelques différences caractéristiques que nous avons trouvées entre les solutions de KOH et H,S0, s'expliquent mieux dans cette hypothèse que dans celles de la diffusion de l'hydrogène dans la masse de l’électrode. Il en est ainsi des différences dans la valeur du maximum et dans l’inter- valle au bout duquel celui-ci se trouve atteint. IL y a en effet un nouvel élément qui entre en jeu: l'oxydation et la ré- duction du métal de l’électrode dans les solutions de H,S0, ou de XOH; ce dont on ne peut, que je sache, rien dire avec certitude. 2°. Les variations du courant polarisant. Nous avons déjà vu que ces variations s'expliquent dans l'hypothèse que le courant est entretenu par la diffusion de l'hydrogène vers l’intérieur de l’électrode. Cette hypothèse, nous l’avons aban- donnée à présent. Mais il ne s’ensuit pas que toutes les con- clusions au sujet des phases successives du courant de pola- risation soient caduques. En effet, nous sommes partis des équations (8) et (9). Or l’équation (8) reste encore valable maintenant, pourvu que nous entendions par o la différence entre la concentration primitive de la solution du métal de l’électrode et celle qui se trouve momentanément exister. L’équation (9) reste absolument la même, o seul ayant changé de signification. Quant à r, c’est actuellement la coordonnée calculée depuis la surface de l’électrode vers l’intérieur du liquide. Les conditions dans lesquelles il faut résoudre (9) sont done: SUR LA POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE. 197 DOM T Oo = (0): On s'aperçoit sans peine que cela revient au même. En effet, si l'on admettait jadis que les gaz sont enlevés par diffusion, ils le sont à présent par des substances que la diffusion apporte. Au point de vue mathématique il ne peut y avoir là de dif- férence; les variations de l’expression ? 1? doivent être iden- tiquement les mêmes. Les recherches ici rapportées ont été faites au laboratoire de physique de l’Université d’Utrecht. Je ne puis négliger de présenter ici à Monsieur le professeur V. A. Julius, direc- teur du laboratoire, mes remerciments sincères pour l’appui qu'il m'a prêté dans le cours de ce travail. ARCHIVES NÉERLANDAISES Sciences exactes et naturelles. SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES (CONTRIBUTION À L'ÉTUDE DE LA PAROI CELLULAIRE), PAR C. VAN WISSELINGEH. Introduction. Des recherches comparatives sur la lamelle de liège et la cuticule :) m’ont conduit à ce résultat que la subérification et la cuticularisation ne peuvent être considérées comme des processus identiques, malgré qu'il y ait d'importants points de ressemblance à signaler. Outre le tissu subéreux et l’épi- derme, il y à encore beaucoup d’autres tissus dont les parois se rapprochent plus ou moins de la lamelle subéreuse ou de la cuticule, et que l’on a décrits comme subérifiés ou cuticu- larisés. Tels sont par exemple le péricycle et l’endoderme. On peut généralement constater, dans les cellules ou les espaces intercellulaires renfermant une essence ou quelque autre pro- duit de secrétion, la présence d’une lamelle ou d’un revête- ment analogue, en apparence du moins, à la lamelle de subé- rine et la cuticule. Il n’y a pas moyen pour le moment de dire avec certitude si dans tous les cas que nous venons de signaler les parois cellulaires doivent être en effet considérées comme renfermant de la subérine ou de la cutine. Il se pour- rait d’ailleurs que les propriétés de quelques-unes d’entre elles s’écartent tellement de celles des parois réellement subérifiées 1) Sur la cuticularisation et la cutine. Arch. Néerl. T, XXVIII, p. 373. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX, 14 200 C. VAN WISSELINGH. et cuticularisées, que les dénominations en question devien- draient inexactes. Il y a quelques années, pour décider si une paroi cellulaire quelconque renfermait ou non de la subérine ou de la cutine, on ne se servait que des trois réactions indiquées par von Hôhnel :): la réaction à la potasse, celle de l’acide cérinique, et celle à l’acide chromique. Dans beaucoup de cas la conclusion ne s’appuyait que sur l’une ou l’autre de ces trois réactions; tandis que l’on ne tenait encore aucun compte des différences entre la subérine et la cutine. Je me suis donc proposé de soumettre à un examen approfondi les parois con- sidérées à tort ou à raison comme subérifiées ou cuticulari- sées. J’espérais augmenter ainsi la somme de nos connais- sances à ce sujet, et trancher la question de savoir jusqu’à quel point l’on était fondé à considérer les paroïs en question comme réellement subérifiées ou cuticularisées. Seulement je n’ai pas abordé le sujet dans son ensemble. J’ai cru utile, vu son grand développement, de le traiter et le publier par di- visions. L’une de ces divisions est à présent achevée. Elle comprend une étude du revêtement des bandelettes dans les fruits des Ombellifères et un examen des parois des cellules épithéliales avoisinantes. Mon attention a été attirée sur ce sujet par M. Arthur Meyer, qui eut l’obligeance de m'envoyer un tiré-à-part de son travail: Ueber die Entstehung der Schei- dewände in dem sekretführenden, plasmafreien Intercellular- raume der Vittae der Umbelliferen ?). À l'exemple de cet auteur, j'entends par bandelettes (vittae) les canaux intercellu- laires que renferme le péricarpe des Ombellifères. Ces canaux se terminent en cul-de-sac de part et d’autre et renferment surtout une huile essentielle comme produit de sécrétion. Mes recherches m'ont conduit à ce résultat que le revête- ment des bandelettes ne doit pas à une substance unique ses 1) Über den Kork und verkorkte Gewebe überhaupt. Sifzungsber. d. kaiserl. Akad. v. Wissensch., LXXVNI. Bd., p. 522. 2) Tiré-à-part du Bot. Zeit. 1889, N°. 21—23. SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 201 propriétés particulières, mais que de même que dans la paroi subérifiée et cuticularisée, il s'agit d’un mélange. Or, ici ce mélange présente avec la subérine et la cutine trop peu de points de rapport pour être identifiée à l’une de ces sub- stances. Je propose de l'appeler vattine, du nom latin vitiae des bandelettes. Avant de procéder à l'examen de mes recherches propres, où j'aurai également à rapporter des résultats purement ana- tomiques, je relèverai succinctement ce qui nous est connu jusqu’à présent du revêtement des canaux et des paroïs des cellules épithéliales avoisinantes. Aperçu historique. Le revêtement des bandelettes a été étudié en dernier lieu par M. Arthur Meyer !). Il à examiné à ce point de vue une quantité de fruits d’Ombellifères, en portant spécialement son attention sur les caractères chimiques. Aussi ses résul- tats ont-ils été les plus importants pour mes recherches personnelles. Avant M. Arthur Meyer, quelques autres auteurs s'étaient déjà occupés du revêtement, entre autres Trécul ?)}, qui découvrit les cloisons transversales qui di- visent les cavités. Berg les observa également *); et il les représente dans ses figures de fruits officinaux. M. Arthur Meyer considère les cloisons transversales comme une por- tion du revêtement. Je vais donner d’abord un résumé suc- cinct des observations de cet auteur. Dans toutes les bandelettes bien développées, M. Arthur Meyer trouva à l’état adulte un revêtement particulier, soli- dement adhérent à la paroi cellulaire comme une cuticule et recouvrant complètement l’épithélium, de manière à former un tube fermé, renfermant le produit de sécrétion. Ce tube 1) L.c. 2) Des vaisseaux dans les Ombellifères. Ann. d,. Sciences naturelles, BEROV UI0 5, 1866. $) Anat. Atlas 1865. 14* 202 ©. VAN WISSELINGH. présente dans la plupart des cas sur la section transversale une forme elliptique. Il se termine généralement en pointe à ses extrémités, mais présente d’autre part, souvent sur une grande étendue, une largeur très-uniforme. Des cloisons transversales le divisent d'ordinaire en chambres. Ces cloisons ne font défaut que dans quelques cas isolés, comme chez le Coriandrum sa- hvum L. Le revêtement pariétal se compose suivant M. A. Meyer d’une membrane brune, qui peut renfermer des bulles. Il est d'épaisseur différente chez diverses plantes. Les cloisons trans- versales sont des membranes brunes et lisses, rarement très- finement granuleuses, qui s’épaississent sur les bords et y présentent des cavités grandes et petites. La substance de ces membranes est suivant M. Arthur Meyer un peu plus dense à la face supérieure et inférieure. Leur épaisseur diffère suivant les espèces; on en trouve de très-épaisses chez le Sium latifolium L. Quant à la nature chimique du revêtement et des cloisons transversales, l’auteur rapporte ce qui suit. Les deux produits sont insolubles dans les acides sulfurique et chromique, même après une action de plusieurs jours; l’acide acétique glacial, la potasse aqueuse et alcoolique, l’alcool, le chloroforme et l'essence de térébenthine ne les dissolvent pas même à l’ébul- lition. Le traitement successif par la potasse en solution al- coolique et l’acide sulfurique ne les modifie en aucune ma- nière. L’ébullition dans un mélange de chlorate de potassium et d'acide nitrique fit disparaître la couleur brune; mais le réactif n’exerça que très-lentement son action oxydante. Le revêtement et les cloisons conservèrent leur aspect homogène et ne se réduisirent jamais en gouttelettes. Je ferai remarquer que d’après M. A. Meyer le revêtement des bandelettes ainsi que leurs cloisons ne présentent qu’une des trois réactions recommandées par von Hôhnel pour les membranes subé- rifiées et cuticularisées. Au point de vue de la résistance à l'acide chromique il semble y avoir une certaine ressemblance SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 203 avec la lamelle de subérine et la cuticule. Cependant il n’y eut pas avec la potasse bouillante production de sphères et de masses jaunes; et la caléfaction dans le chlorate de po- tassium additionné d’acide nitrique ne produisit pas de gout- tes d’acide cérinique. D’après M. A. Meyer, le revêtement et les cloisons trans- versales des bandelettes semblent être constitués chez les diverses Ombellifères soit par une combinaison chimique par- ticulière, soit par un mélange offrant partout les mêmes propri- étés. Je crois que l’auteur se représente ce composé ou ce mélange comme identique ou allié aux substances qui pro- duisent la subérification et la cuticularisation de la paroi cellulaire. Mais il n’établit aucune différence entre ces deux phénomènes, et ne s’est donc pas posé la question s'il s’agit dans le cas présent d’une subérification ou d’une cuticularisa- tion du revêtement des bandelettes. Chez diverses plantes M. A. Meyer trouva dans les canaux, au lieu de cloisons normalement développées, des masses 1r- répulières, souvent creusées de cavités et formées de la même substance que le revêtement. Il faut, d’après lui, considérer ces bandelettes comme des formes de transition entre celles qui sont divisées en chambres et les cavités non-divisées. Les bandelettes rudimentaires surtout étaient souvent remplies entièrement ou en partie d’une masse solide brune ou jaune, que les réactifs attaquaient tout aussi difficilement que le revêtement des bandelettes normalement développées, et qui se composait probablement de la même substance. Il" y a certains points du travail de M. À Meyer sur lesquels je dois encore appeler l’attention, parce qu'ils inté- ressent également mes propres recherches. Je mentionnerai d'abord le contenu cellulaire de l’épithélium des bandelettes. L'auteur observa chez le Coriandrum sativum entre autres que ce contenu se composait d’une masse granuleuse brune, qui se dissolvait lentement dans l’acide chromique. Assez souvent toutes les cellules épithéliales étaient remplies d’une pareille 204 C. VAN WISSELINGH. substance, et il incline donc à lui accorder une certaine signification biologique. Un deuxième point concerne les canaux intercellulaires des fruits de l’Astrantia major L. et l’Eryngium maritimum L. Ceux-ci ne possèdent aucun revêtement, maïs immédiatement autour de l’épithélium il y a deux ou trois couches de cel- lules, dont les parois se colorent en brun par le chlorure de zinc iodé et en jaune par l’acide sulfurique concentré, sans qu'il y ait en même temps gonflement ou dissolution. M. A. Meyer considère ces cellules comme subéreuses, mais place à la suite du mot liège un point d'interrogation. L'auteur rapporte des faits intéressants au sujet de l’origine des cloisons transversales. Celles-ci résultent d’un liquide aqueux. Dans des bandelettes non encore arrivées à leur plein développement, l'huile essentielle est divisée par des lamelles de ce liquide en gouttelettes, de même que le font, dans les canaux adultes, les cloisons transversales. Je n’en emprun- terai pas d'avantage au travail de l’auteur pour ce qui con- concerne l’origine de ces cloisons. Le but principal de mes recherches réside en effet dans la constitution chimique et non dans le développement du revêtement des cavités. On voit qu'on ne saurait encore en dire grand’ chose. S'agit-il dans les bandelettes du fruit des Ombellifères d’une subéri- fication ou d’une cuticularisation de la paroi cellulaire? Ou bien le processus est-il nouveau? C'est ce qui reste encore jusqu’à présent sans réponse. Recherches personnelles. Afin d'acquérir une idée nette de la constitution chimique de la substance qui revêt l’épithélium des bandelettes, j'ai soumis à l'examen microchimique une dizaine de fruits d’Om- bellifères. J’ai fait usage à cet effet des mêmes réactifs et des. mêmes méthodes qui m'avaient antérieurement servi dans l’étude de la lamelle subéreuse et de la cuticule. Les plantes dont les fruits furent soumis à l’examen sont les suivantes: SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC, 205 Foeniculum capillaceum Gïil., Oenanthe Phellandrium Lam., Cu- minum Cyminum L., Angelica sylvestris L., Pimpinella Anisum L.., Coriandrum sativum L., Sium latifolium L., Scandix Balansae Bth., Heracleum villosum Fisch., et Astrantia major L. Je ne m’éten- drai pas ici sur les réactifs et les méthodes en question. Il en à été fait une mention détaillée dans mes notes sur la lamelle subéreuse et la cuticule, publiées dans les Archives Néerlandaises 1). L'huile essentielle fut extraite des coupes ou des fruits à étudier au moyen d'alcool. MM. les professeurs N. W. P. Rauwenhoff et J. W. Moll eurent la gracieuseté de me fournir les matériaux nécessaires à mes recherches. Avant de communiquer les résultats qui me semblent avoir de l’importance au point de vue chimique, je me propose d'examiner en détail ce qui concerne la structure anatomique des bandelettes. Je n’ai étudié que dix plantes ; maïs j'ai cepen- dant acquis la conviction que bien des faits anatomiques intéressants ont échappé à l'observation. Je commencerai par donner la description des bandelettes telles que je les ai ren- contrées chez les cinq plantes mentionnées en premier lieu, et où elles présentent un revêtement bien développé ainsi que des cloisons transversales normalement formées (voir PI. VI, fig. 1 et 2). Les canaux se rencontrent dans le péricarpe entre les faisceaux vasculaires. Chez les quatre premières plantes il y en à un entre chaque paire de faisceaux ; chez le Pim- pinella Anisum il y en a plusieurs. Comme l’a fait observer M. A. Meyer, ce sont des cavités fermées à leurs deux ex- trémités et divisées en chambres successives par des cloisons transversales. Le revêtement interne recouvre complètement Pépithélium comme la cuticule recouvre la surface externe de la plante. Il se présente comme une lamelle mince colorée en brun, d'épaisseur uniforme, où l’on rencontre parfois de 1) Sur la paroi des cellules subéreuses. Arch. Néerl. T. XXII. Sur la lamelle subéreuse et la subérine Arch. Néerl. T. XXVI. Sur la cuti- cularisation et la cutine. Arch. Néérl. T. XX VIIT, 206 C. VAN WISSELINGH. très-petites bulles. Les cloisons transversales sont au centre d'épaisseur uniforme, notablement épaissies sur les bords et renferment à ce niveau des bulles grandes et petites (PI. VI, fig. 2, bl). Ces bulles sont remplies, comme les grandes cavités, d'huile essentielle, ce qu’on démontre à l’aide de teinture d’orcanette. D’après M. A. Meyer les cloisons transversales sont formées de la même substance ou du même mélange que le revêtement. Mais en réalité les cloisons n’ont pas une constitution aussi simple que se le repré- sente l’auteur. Il faut y distinguer deux parties constituantes, qui en général diffèrent considérablement l’une de l’autre au point de vue chimique, savoir le revêtement brun des deux surfaces de la cloison. lequel est analogue au revêtement de l’épithélium, et la partie moyenne, de coloration un peu moins foncée et parfois très-épaisse. J'ai pu le plus souvent faire dis- paraître par voie chimique cette portion interne, et conserver le revêtement seul (PI. VI, fig. 10). J'ai parfois aussi pu dé- tacher le revêtement de la partie moyenne, et rendre ainsi parfaitement distincts les deux éléments de la cloison. Il n’y a que l’Oenanthe Phellandrium chez lequel je ne pus réussir à isoler le revêtement. Je constatai parfois dans le revêtement des cloisons transversales l’existence de légers plis; je les ai vus à plusieurs reprises chez le Foeniculum p. ex. Le revê- tement des cloisons est en continuité avec celui de l’épithé- lium. Chaque cavité distincte est tapissée d’une couche inin- terrompue; même les bulles comprises dans la cloison ont leur revêtement propre, que l’on peut détacher plus ou moins à l’aide des réactifs (PL VI, fig. 10 bl). Il n’y a donc pas, à mon avis, un revêtement uniforme sur l’épithélium de la ban- delette tout-entière, comme le veut M. Meyer, mais chaque chambre de la cavité possède son revêtement propre. Il me parut, en examinant les bandelettes adultes, que les cloisons transversales devaient déjà être présentes avant que le revêtement ne fut développé. L’examen d’états jeunes con- firma cette idée. Je trouvai chez le Foeniculum, de même que SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 207 M. A. Meyer, des bandelettes jeunes, encore complètement intactes, remplies de deux espèces de contenus liquides: de l'huile essentielle et un liquide aqueux divisant l’huile en une série de gouttes, absolument comme le font à l'état adulte les cloisons transversales. C’est aux dépens de ce liquide aqueux que les cloisons prennent naissance, d’après M. A. Meyer. Je constatai que celles-ci se développent d’abord vers le sommet du fruit. Il en est de même du revêtement qui recouvre très-rapidement les jeunes cloisons, en commen- çant par leur face supérieure. Comme je le supposais, le dé- veloppement des cloisons transversales précède donc lappa- rition du revêtement. Mais les deux phénomènes se suivent très-rapidement. Quoique j'aie à parler plus tard des constituants chimiques du revêtement et des cloisons, je ferai déjà remarquer ici que ni l’un ni les autres ne renferment de la cellulose. Les parois cellulaires de l’épithélium, qui sont recouvertes par le revêtement des cavités, sont au point de vue anato- mique presqu'aussi importantes que ce revêtement lui-même et les cloisons transversales. Ces parois renferment en quantité plus ou moins grande une matière brunâtre, très-analogue par ses propriétés chimiques à la substance qui constitue le revêtement, et que je crois donc pouvoir nommer également vittine. Je ferai remarquer que M. A. Meyer ne fait pas mention de cette substance comme présente dans les membranes cellulaires de l’épithélium. Celles de ces paroïs qui ne sont pas adjacentes au revêtement ne m'ont pas présenté de vittine; tout ce que je pus remarquer, c’est que ces parois se distinguent parfois de celles des cellules avoisinantes par une coloration jaune pâle et une plus grande résistance à l’égard de certains réac- tifs. Quant à la manière dont la vittine se rencontre dans la membrane, il y a ici une grande variété. Chez le Foeniculum et chez l’Oenanthe, une partie déterminée de la paroi cellulaire épithéliale est privée de cellulose, et se compose en majorité de vittine (voir PI VI, fig. 1 et 2 vw); chez les Cuminum, 208 C. VAN WISSELINGH. Angelica et Pimpinella l’on trouve de la vittine dans la paroi qui renferme également de la cellulose. Le cas réalisé chez les deux premières plantes nous fait songer à la lamelle de subérine, qui se compose exclusivement de cette substance et ne renferme pas de cellulose; le second cas rappelle ies cou- ches cuticularisées sous la cuticule. Chez les Foeniculum et Oenanthe la portion de la membrane qui renferme de la vit- tine, et que je nommerai pour la brièveté paroi de vittine, est enciavée de toutes parts dans des portions de membrane ren- fermant de la cellulose, de telle sorte qu'il n'y à pas contact avec le revêtement de vittine, et qu'il n’y en a pas davantage avec le contenu cellulaire. Il est remarquable que l’on ne trouve de paroi de vittine que d’un seul côté des cellules épithéliales. Il n’est pas rare de rencontrer des portions de paroi mieux développées d’un côté que de l’autre. Ce qui ne se rencontre au contraire que fort peu, c’est que la membrane fait défaut en un endroit déterminé, comme dans le cas de la paroi de vittine. Cette dernière diffère à ce point de vue d'avec la lamelle subéreuse, qui est très-souvent d'épaisseur inégale, mais n'offre jamais de développement unilatéral Chez le Foeniculum, la paroi de vittine présente une épaisseur assez considérable et montre après traitement par les réactifs une division en couches. Celles-ci sont devenues visibles après traitement par l’acide chromique étendu, et surtout évidentes après chauffage préalable dans la glycérine jusque 250° ou 300° (voir PI. VI, fig. 8 vw). Chez le Cuminum, l’Angelica et le Pimpinella la vittine se rencontre dans le voisinage du revêtement dans la paroi cellulosique. Chez la première de ces trois plantes ce sont de petites sphères ou des granules, et en assez grand nombre. Les deux dernières me les mon- trèrent en petite quantité, et je dois observer que je n’ai pas toujours réussi à en démontrer la présence. Quand nous faisons disparaître les paroïs de vittine des membranes de l’épithélium, chez le Foeniculum (fig. 6) et l’Oenanthe, ces paroïs laissent un fin réseau, qui montre les réactions de la cellulose avec SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 209 le chlorure de zinc iodé et l’iode additioné d’acide sulfurique. Des bandelettes sans cloisons transversales sont plus rares que des bandelettes divisées en chambres. M. A. Meyer a donné une description détaillée des premières chez le Corian- drum sativum. Un examen plus détaillé des bandelettes chez cette plante me montra en effet qu’ils méritaient une étude spéciale. Les fruits me montrèrent quatre bandelettes bien déve- loppées, non divisées en chambres, mais tapissées d’un revê- tement relativement épais, plus épais que dans n'importe quel autre cas que j'ai pu examiner. Ce revêtement possède une couleur brune; parfois on y rencontre de petites bulles. De même que dans les autres cas, il se compose surtout de vittine et ne renferme pas de cellulose. On y distingue une structure stratifiée. Après traitement par l'acide chromique dilué je pus observer cette structure; mais plus nettement encore après caléfaction préalable dans une solution à 10% d’hydroxyde de potassium dans la glycérine. Le revêtement se montra composé de trois couches, dont la moyenne était la plus épaisse, tandis que les deux autres étaient d'épaisseur égale et d’ailleurs très-faible (PI. VII, fig. 13 b). Pendant action de l’acide chromique, qui commence par gonfler le revêtement et finit par le dissoudre complètement, celui-ci se plisse, et les diverses couches se séparent les unes des autres. La couche moyenne se dissout un peu plus vite que les deux autres. Je n’ai pu dans aucun autre cas démontrer la présence d’une division en couches. La cuticule ne paraît pas avoir fourni non plus d'exemple d’une telle structure. J’ai soumis celle-ci chez une foule de plantes à l’action de divers réactifs, sans Jamais y observer de stratification. Je considère donc la présence de celle-ci dans le revêtement des bandelettes du Cori- andrum comme un fait important. Il en résulte qu’il peut se former une membrane privée de cellulose et divisée en couches non-seulement à la face interne d’une paroi cellulo- sique, comme cela a lieu dans le phellogène, mais encore que ce développement peut avoir lieu à la face externe, sans être 210 C. VAN WISSELINGH. donc en contact avec le contenu cellulaire, comme dans le premier cas. De même que chez le Cuminum, chez le Coriandrum aussi la membrane cellulosique qui touche au revêtement renferme de la vittine en quantité assez considérable, sous forme d’une substance brunâtre. Ce sont de nombreux granules ou de petites sphères, dans le voisinage du revêtement, M. A. Meyer n’en fait pas mention, comme il ne parle pas d’ailleurs de la présence de vittine dans les parois de l’épithélium, chez d’autres plantes. Chez le Coriandrum et dans quelques autres cas 1l trouve les cellules épithéliales remplies d’un contenu brunâtre, phénomène auquel il veut attribuer une signification biologique. Quant au contenu brun des cellules épithéliales en général, je ne l'ai pas remarqué lors de l’étude de la paroi cellulaire; mais je suis persuadé que M. A. Meÿer n’a pas réussi chez le Coriandrum à distinguer le contenu de la mem- brane. La vittine qui se rencontre dans le voisinage du re- vêtement sous forme d’une substance granuleuse, a été décrite par cet observateur comme étant le contenu cellulaire. Voici comment on peut montrer qu'il s’agit non du contenu, mais en réalité d’une partie constituante de la membrane. Nous dis- solvons partiellement la substance granuleuse au moyen d’acide chromique dilué (PI VIT, fig. 13v) et nous y ajoutons de l’iode ainsi que de l’acide sulfurique peu dilué. La paroi cel- lulaire de l’épithélium se colore alors en bleu et se gonfle. Il est en ce moment facile d’y distinguer des restes de vittine sous forme de granules colorés en jaune. J’ai pu montrer par le même procédé que chez le Cuminum Cyminum la paroi de l’épithélium renferme de la vittine sous forme d’une substance cranuleuse. Chez certaines plantes, savoir le Sium latifolium, l’'Hera- cleum villosum et le Scandix Balansae je trouvai les bandelettes remplies complètement ou en partie d’une substance solide jaune ou brunâtre, présentant à un examen plus détaillé une grande ressemblance avec la vittine. Je ne rencontrai pas SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 211 chez les trois plantes en question de cloisons normalement développées. Chez le Sium latifolium (PL. VIT fig. 15), les bandelettes, de diamètre restreint, sont remplies de cette sub- stance sur des longueurs plus ou moins considérables. Il semble parfois qu’il s’est développé une épaisse cloison trans- versale, notamment quand une portion restreinte de la cavité est occupée par le produit en question. Celui-ci renferme en géné- ral des cavités et des bulles de dimension diverse. Les larges bandelettes de l’Heracleum villosum et les canaux de diamètre restreint chez le Scandix Balansae sont entièrement remplis de cette substance. Je ne réussis pas à constater chez ces deux plantes la présence d’un revêtement; j'y arrivai au con- traire chez le Sium latifolium, où l’on peut détacher l’un de l’autre le revêtement et le contenu solide au moyen d'acide chromique dilué. Il y a d’ailleurs entre les deux produits une certaine différence dans la manière dont ils se compor- tent à l'égard des réactifs. Tous les canaux présentent chez la dernière espèce un revêtement mince unique, qui s'étend à la surface de l’épithélium tout entier; mais il n’y a pas comme chez le Foeniculum p. ex. un revêtement propre à chaque cavité particulière. M. A. Meyer rapporte que les bandelettes du Siwm latifolium renferment d’épaisses cloisons transversales Je ferai remarquer que chez cette plante le con- tenu solide peut bien en effet prendre l'apparence d’une cloison, maïs que l’on ne peut en réalité parler de cloisons dans le sens propre du mot. Chez le Sium latifolium les soidisant cloisons transversales sont situées dans l’espace limité par le revêtement, ce qui n’est pas le cas des cloisons normales. M. A. Meyer trouva chez certaines plantes, dans l’intérieur des bandelettes, des masses irrégulières de substance de revête- ment; chez d’autres les cavités renfermaient en totalité ou en partie une substance solide. Il considère dans le premier cas les bandelettes comme une forme de transition des cavités régu- DS lièrement divisées en chambres à celles qui ne le sont pas. 212 C. VAN WISSELINGH. Le deuxième cas se rencontre surtout chez les plantes à ban- delettes rudimentaires. Il faudra une étude plus approfondie pour savoir si les bouchons ont quelque rapport avec les cloisons normales ou bien s’il faut y voir un contenu solide. Quant aux parois cellulaires de l’épithélium chez les trois plantes mentionnées ci-dessus, je ferai remarquer que chez l’Heracleum et le Scandix les parois qui limitent les bandelettes renferment une substance analogue à la vittine. Je ne pus démontrer chez le Siwm latifolium l'existence d’une substance pareille dans les parois. On rencontre dans les fruits de l’Astrantia major des canaux intercellulaires, renfermant suivant M. A. Meyer un produit de sécrétion aromatique, mais très-différents des bandelettes jus- qu'ici décrites par leur position et leur structure anatomique. Chacun des akènes renferme cinq canaux, situés dans le voi- sinage des faisceaux vasculaires et du côté externe de ces faisceaux (voir PI. VII fig. 16). Le revêtement ainsi que les cloisons transversales font défaut. L’épithélium se compose d’une couche de cellules à parois minces. Je n’ai pas trouvé trace d’une substance rappellant la vittine. Immédiatement autour de l’épithélium il y a une gaîne de petites cellules à parois colorées en jaune. Cette enveloppe est formée de deux, trois ou quatre couches cellulaires; M. A. Meyer est porté à en faire un tissu subéreux. Un examen plus attentif montre en effet que les paroïs de ces cellules ont beaucoup d’ana- logie avec des parois subérifiées. On y trouve deux parties con- stituantes, l’une correspondant à la lamelle moyenne de la paroi des cellules subéreuses, l’autre pouvant être comparée à la lamelle de subérine. La première se colore en rouge par la phloroglucine et l’acide chlorhydrique; elle donne après trai- tement à chaud par le chlorate de potassium et l’acide ni- trique la coloration bleue bien connue en présence des réactifs de la cellulose. Elle renferme donc ce composé en même temps que de la lignine. La lamelle interne se montra renfermer une substance ressemblant à de la subérine. On n’y trouve SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 213 pas de cellulose, ce qui fait encore songer à la lamelle su- béreuse. Elle est d’épaisseur uniforme, tandis que la partie correspondante de la membrane subéreuse est ordinairement plus épaissie sur une de ses faces. Les parois examinées ne renferment pas de troisième partie constituante, correspondant à la lamelle cellulosique du tissu subéreux. Il semble d’après M. A. Meyer que les canaux intercel- lulaires décrits ci-dessus chez l’Astrantia ne sont pas exclu- sivement particuliers au fruit. L'auteur ne les range donc pas au nombre des bandelettes proprement-dites. Mais il ré- sulte de mes recherches propres qu’ils y appartiennent bien en réalité. Les canaux sont compris dans toute leur étendue, avec la gaîne ressemblant à du liège, dans l’épaisseur du péricarpe. C’est ce qui est parfaitement clair quand, après avoir prudemment enlevé l’épiderme et la graine, nous chauf- fons le péricarpe avec du chlorate de potasse et de l’acide nitrique. Nous observerons de plus à cette occasion que les gaines se terminent en pointe très-fine de part et d’autre, ct que leurs extrémités respectives sont situées très-près les unes des autres, sans cependant se toucher. L’Eryngium maritimum présente, suivant M. Arthur Meyer, trois canaux dans chaque akène, qui ressemblent complète- ment aux canaux du fruit de l’Astrantia major. Je n’ai pas eu l’occasion d'examiner l’Eryngium maritimum, mais j'ai étudié les canaux chez une autre espèce: l’Eryngium pan- danifolium Chmss. Outre d’étroits canaux remplis d’ure matière brunâtre solide, je trouvai dans chaque akène, dans l'épaisseur du péricarpe, trois autres canaux, renfermant un produit de sécrétion liquide et enveloppés d’un tissu analogue à celui de l’Astrantia major. Je ferai remarquer que chez PEryngium pandanifolium les canaux sont divisés en chambres. Mais cette division s'est faite d’une toute autre manière que chez les bandelettes ordinaires. En certains endroits le tissu analogue à du liège s’étrangle de manière que les canaux en sont bouchés. 914 C. VAN WISSELINGH. J'ai parlé dans les pages précédentes des détails anato- miques des bandelettes. J’examinerai à présent les propriétés chimiques de la vittine, la substance que nous rencontrons dans le revêtement, les cloisons transversales et les parois de l’épithélium. Nous pourrons alors décider si nous avons affaire à un processus de subérification, de cuticularisation ou à un autre processus encore. Je commencerai par rapporter de quelle manière se comporte la substance en question à l'égard des trois réactifs de la subérine que nous connaissons, savoir le mélange de chlorate de potasse et d’acide nitrique, la potasse en lessive concentrée et l’acide chromique. Pour ce qui concerne l’action du chlorate de potasse et de l'acide nitrique, M. A. Meyer dit ce qui suit. ,Salpetersäure und Kaliumchlorat bleichen den Beleg beim kochen, oxydiren ihn aber nur sehr langsam; dabei büsst er nie sein homo- genes Aussehen ein und schmilzt niemals zu Tropfen zu- sammen.” Le revêtement ne donne donc pas d’après cet auteur la réaction de l’acide cérinique, ce qui constituerait une différence importante d’avec la subérine et la cutine. Chez tous les fruits d'Ombellifères que j'ai examinés, j'ai étudié avec soin l’action, sur le revêtement des bandelettes, du mélange de chlorate de potassium et d'acide nitrique, et je suis arrivé à un résultat entièrement opposé à celui de M. Arthur Meyer. J’ai vu dans tous les cas, en chauftant avec ce mélange, le revêtement se réduire en une ou plusieurs souttes, après que la couleur brune eût commencé par dis- paraître {voir PI. VI, fig. 8 et 11, PI. VIL, fig. 12). Les gouttes se montrèrent toujours complètement solubles dans la potasse diluée, absolument comme celles qui prennent naissance dans le tissu subéreux et la cuticule. La vittine renfermée dans la paroi cellulaire de lépithélium se comporte de la même manière que celle du revêtement; je l’ai vue régulièrement se fondre en gouttelettes solubles dans la potasse diluée (PI. VI, fig. 3, 4 et 11, PI. VII, fig. 12). Les cloisons trans- versales des bandelettes montrent un phénomène différent: SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 215 Ici la partie moyenne se dissout peu-à-peu complètement dans le mélange chaud de chlorate de potassium et d’acide nitrique Il n’y à pas formation de sphères ou de gouttes. Le revêtement des deux faces de la cloison cesse donc d’être tenu ensemble; et les bulles que renferme la cloison devien- nent ainsi plus ou moins libres. Il n’y a que l’Oenanthe Phel- landrium où je n’ai pu observer ce phénomène; les cloisons sy réduisent en gouttelettes, sans que j'aie pu enlever la portion moyenne. Le traitement par le chlorate de potassium et l'acide ni- trique met au jour chez les différentes espèces de bandelettes examinées nombre de détails. Les uns tiennent à des diffé- rences de nature anatomique; d’autres doivent être rapportés probablement à des différences de composition chimique. Plus le revêtement est mince, et plus grand est le nombre des sphères qui prennent naissance dans la réaction de l’acide cérinique. Chez le Foeniculum (PL VI, fig. 3) et l’Angelica (PL. VI, fig. 11) p. ex., il se forme plusieurs gouttes ou gout- telettes;, tandis que le revêtement épais des bandelettes du Coriandrum (PI. VII, fig. 12 b) se fond immédiatement en une seule sphère. Quant à la réaction de l’acide cérinique dans les parois des cellules épithéliales, je ferai observer ce qui suit. Chez le Foeniculum et l’Oenanthe la paroi de vittine donne naissance à une sphère assez grande, qui reste comprise entre les minces portions cellulosiques de la paroi cellulaire (PL VI, fig. 3 et 4). Si la vittine se trouve dans la paroi cellu- losique, il se forme des sphérules nombreux, demeurant au début à côté les uns des autres, et ne se fusionnant en gout- telettes plus volumineuses qu'après que le mélange de chlo- rate de potassium et d’acide nitrique a décomposé plus pro- fondément les autres parties constituantes de la paroi cellu- laire. C’est sous cette forme que l’on observe la réaction de Pacide cérinique chez les Coriandrum (PI. VII, fg. 12), Cumi- “mum, Angelica (P1. VI, fig. 11), Pimpinella, Scandix et Hera- cleum. Chez les deux premières de ces plantes, qui montrent - ArcHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 15 216 C. VAN WISSELINGH. de grandes quantités de vittine dans la paroi cellulaire, sous forme de petites sphères ou de granules, la réaction est très- nette, tandis que les deux suivantes ne montrent qu'une réaction faible, ou même pas de réaction du tout. Le revê- tement me montra généralement plus tardivement la fusion en sphérules que la vittine dans la paroi cellulaire (voir PI. VI, fig. 3 et 4). L’Oenanthe Phellandrium présente le phénomène inverse. On voit par ce qui précède que la vittine du revêtement des bandelettes et des parois cellulaires épithéliales se com- porte envers le mélange de chlorate de potasse et d’acide nitrique de la même manière que la subérine et la cutine. Mais à l’égard de la potasse en lessive concentrée, elle se comporte tout différemment. La lamelle de subérine ou la cuticule, chauffées dans cette lessive, subissent un processus de saponification. Il prend naissance des sphères et des masses jaunes, laissant des produits de saponification insolubles dans l’eau. Si nous traitons de la même manière le revêtement et les parois cellulaires renfermant de la vittine, nous n’obser- vons pas de produits de saponification, et il ne semble pas y avoir de modification notable. Tout ce que je pus observer, c'est que la coloration brune était devenue plus foncée et que parfois 1l y avait eu un léger gonflement. Les cloisons transversales des bandelettes montrent dans la règle une dis- solution lente de leur portion moyenne, sans qu’il y ait simul- tanément apparition de sphérules jaunes ou d’autres produits de saponification. Il n’y a que l’Oenanthe Phellandrium chez lequel je ne pus réussir à dissoudre cette portion moyenne des cloisons. Quant à la manière de se comporter à l'égard de l'acide chromique, voici ce que je dois observer. Quand nous con- sultons à ce sujet le travail de M. Arthur Meyer, nous serions facilement tentés de croire que le revêtement se com- porte à l'égard de ce réactif de la même manière que la lamelle de subérine et la cuticule. Mais il s’en faut que la SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC, 217 ressemblance soit si forte. Quand on fait agir l’acide chro- mique concentré sur les trois parois en question, on les voit résister énergiquement à cette action, tandis que toutes les autres parties constituantes de la membrane sont assez rapi- dement dissoutes. M. A. Meyer mentionne également le grand pouvoir de résistance du revêtement à l'égard de l’acide chro- mique, mais sans rapporter s’il s’est servi d’une solution con- centrée ou diluée. Je pense qu’elle à été concentrée, car l’ac- tion d’un solution diluée provoque des phénomènes complète- ment différents. Une solution diluée exerce souvent sur le revêtement une action fortement dissolvante, précédée dans bien des cas par un fort gonflement. Si la dilution n’est pas trop forte, la dissolution est finalement complète. Des phénomènes analogues sont inconnus chez la lamelle de subé- rine et la cuticule. Le revêtement diffère donc, au point de vue de l’action de l’acide chromique, de ces deux membranes. Les parois de vittine du Foeniculum et de l’Oenanthe et la vittine que l’on rencontre chez d’autres plantes dans les parois épithéliales cellulosiques, se comportent en général envers Pacide chromique concentré ou dilué de la même manière que le revêtement. Les parties moyennes des cloisons trans- versales présentent une résistance plus grande à l'égard de l’a- cide chromique dilué, quoique, si la dilution n’est pas trop forte, la dissolution soit cependant complète. Elles se con- duisent envers l’acide chromique concentré de la même manière que le revêtement. Chez les diverses plantes par moi examinées l’action de Pacide chromique s'accompagne de quelques particularités, provoquées en partie par des détails anatomiques et tenant d'autre part à des différences de composition chimique de la paroi cellulaire. Je vais citer quelques-unes de ces particu- larités. Si par exemple nous faisons agir sur le Foeniculum (PI. VI, fig. 5) de l'acide chromique concentré, il nous reste le revêtement et la paroi de vittine, après que le tissu en- vironnant a été dissous. Au début ces deux portions de paroi LS; 218 C. VAN WISSELINGH. restent adhérentes; mais peu-à-peu l’acide chromique pénètre entre elles et dissout les minces parties cellulosiques inter- posées, ce qui fait qu’elles se détachent l’une de l’autre. Chez le Coriandrum (PI. VII, fig. 14) le revêtement reste uni au début à la paroi épithéliale renfermant de la vittine; plus tard les deux portions de paroi se détachent l’une de l’autre. L'action ultérieure de l'acide chromique désagrège la paroi épithéliale et n’en laisse plus finalement que de la vittine sous forme de granules ou de sphérules isolés. Si nous faisons agir pendant 24 heures, sur le revêtement, de l’acide chromique très-dilué, nous remarquons que chez le Coriandrum il y a eu dissolution complète. Dans d’autres cas le revêtement continue en général à recouvrir l’épithélium, mais il diminue néanmoins considérablement d'épaisseur (voir PI. VI, fig. 6). La vittine renfermée dans la paroi cellulaire de l’épithélium se dissout ordinairement dans l’acide chromique très-dilué (fig. 6). Je ne pus cependant arriver au même ré- sultat chez le Cuminum. D’après ce que nous venons de dire de l’action des trois réactifs principaux de la subérine, il est clair qu’en présence du mélange de chlorate de potassium et d’acide nitrique la vittine du revêtement et de la paroi cellulaire épithéliale se comporte comme la subérine et la cutine; mais la vittine s’écarte de ces deux autres substances au point de vue de l’action de l'acide chromique dilué et de la potasse concentrée. La vittine semble donc différer davantage des deux autres sub- stances que celles-ci ne diffèrent entre elles. Je ferai observer en outre que les portions moyennes des cloisons ne se rap- prochent, au point de vue de l’action des réactifs, ni du re- vêtement ni de la lamelle subéreuse ni de la cuticule. Dans la suite de mon étude des bandelettes, je me suis posé certaines questions spéciales. C’est ainsi que je me suis demandé si le revêtement et les cloisons cellulaires renfer- ment de la cellulose, si la vittine renferme des produits fusibles et si l’on peut obtenir et mettre en évidence des SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 219 produits de saponification et des acides par voie microchi- mique. Dans l'espoir de résoudre ces diverses questions j'ai nS soumis les bandelettes à une étude de même nature que DS celle que j'ai faite à propos de la paroi des cellules subéreuses et de la cuticule. J’ai choisi à cet effet le fruit du Foeniculum capillaceum, parce qu’il m’a semblé de tous les fruits d’'Om- bellifères le plus propre à un pareil examen. Je donnerai ci- dessous les résultats auxquels je suis arrivé. J’admets, m’ap- puyant sur diverses expériences, que comme dans la lamelle de subérine et la cuticule, la cellulose fait défaut dans je revêtement, les parties moyennes des cloisons transversales et les parois de vittine des bandelettes. J’ai pu par divers pro- cédés enlever complètement ces portions de paroi du tissu, sans que la cellulose eût pu subir des modifications quelque peu notables. Jamais il ne reste un résidu qui se colore en bleu par le chlorure de zinc iodé ou l’iode et l’acide sulfu- rique. Il y a moyen, par exemple, d'enlever complètement le revêtement au moyen d'acide chromique très-dilué, après traitement préalable par la potasse caustique (PI. VI, fig. 9). On emploiera à cet effet une lessive à 10 soit dans l’eau soit dans l’alcool, agissant à la température ordinaire ou à chaud On parvient également à obtenir une dissolution complète dans l’acide chromique très-dilué, quand on a chauffé d’abord dans de la glycérine à 300°. J’ai pu observer que dans ce dernier traitement, avant la dissolution, le revêtement se gonfle et subit des torsions multiples, ce qui le détache de la paroi épithéliale. Ce revêtement étant ainsi devenu nettement visible, j'ai vu nettement qu’il se dissout sans résidu. Quant à la paroi de vittine, on peut déjà complètement la dissoudre dans l’acide chromique très-dilué, sans traitement préalable par la potasse ou par la glycérine à chaud. Mais si elle a subi un de ces traitements préalables, la dissolution ne s’en opère que plus facilement. Les portions moyennes des cloisons peuvent être amenées à disparaître par divers procédés; par exemple en les traitant successivement par la potasse 220 C. VAN WISSELINGH. alcoolique et l'acide chromique très-dilué; ou bien en les chauffant à 150° dans la potasse aqueuse ou encore à 200° dans XOH dissous dans la glycérine (PI. VI, fig. 10). Je citerai encore la caléfaction à 800° dans la glycérine, le traitement par la glycérine à 225 ou 250° suivi de l’action de l’acide chromique très-dilué. De quelque manière qu’ait eu lieu la dissolution, jamais les cloisons ne laissent un résidu cellulo- sique quelconque. Je me suis servi de la phloroglucine et de l’acide chlor- hydrique pour examiner si le revêtement, les cloisons trans- versales et les parois de vittine peuvent subir la lignification. Je n’ai pas observé de coloration rouge; et je crois donc que ces portions de membrane ne renferment pas de lignine, ce qui les rapproche de la lamelle subéreuse et de la cuticule. Ce résultat n’est pas inattendu, car il est bien rare qu’une même portion de membrane présente simultanément la lignification et la subérification. Je ne pus observer davantage une réaction quelconque avec le sulfate d’aniline et l’acide sulfurique. Mais dans le cas actuel ce réactif n’est pas très-favorable, car les parois à examiner ont déjà une teinte jaune-brunûtre, et il serait bien facile de ne pas apercevoir une légère coloration jaune provoquée par le réactif. Dans cette étude des bandelettes, j'ai cru devoir également m'occuper de la présence des substances pectiques !}, d'autant plus que ces dernières se rencontrent surtout dans les espaces intercellulaires. Les parties moyennes des cloisons transver- sales prennent peu-à-peu une coloration bleue évidente sous 1) Voir pour la recherche des composés pectiques L. Mangin, Sur dla présence des composés pectiques dans les végétaux, Comptes rendus, 1889, IT Sem. T. CIX. Sur la substance intercellulaire, Compt. rend. 1890, I Sem. T. CX. Sur l’emploi du rouge de ruthénium en anatomie végétale, Compt: rend. 1893, I Sem. T. CXVTI. E. Gilson. La cristallisation de la cellulose et la composition chimique de la membrane cellulaire, La Cellule D:K&, 2e fascicule. SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 221 l’action d’une solution de bleu de méthylène légèrement aci- dulée par l'acide acétique; et une solution de rouge de ruthé- nium les colore en rouge. Un traitement prolongé par l’alcool peut faire disparaître de nouveau la teinte bleue, et Je crois donc à l'existence dans les cloisons des composés pectiques, d'autant plus que ceux-ci sont abondamment représentés dans les parois de l'épithélium des bandelettes et les membranes cellulaires du fruit et de la graine. J’ai essayé d’extraire la vittine des coupes au moyen d'acide chromique dilué. Les portions moyennes des cloisons furent traitées par cette solu- tion jusqu’à ce qu'elles fussent, après lavage à l’eau, absolu- ment incolores. Elles ne tardèrent pas, dans cet état, à prendre dans une solution faiblement acide de bleu de méthylène une teinte bleu foncé, qui disparut de nouveau dans l'alcool. Après macération dans l'acide chlorhydrique très-dilué, il y eut dissolution complète dans la potasse très-diluée. Il ne me semble donc pas douteux que les portions moyennes des cloisons transversales renferment une quantité assez grande de matière pectique. Le revêtement et les parois de vittine me montrèrent également, après macération dans l’acide chro- mique, et avant la dissolution complète, une faible coloration en présence du bleu de méthylène. Ces parties constituantes de la membrane renferment donc probablement aussi une faible proportion de matière pectique. Malgré l'application de diverses méthodes qui m'avaient fourni des résultats surprenants dans l’étude de la paroi des cellules subéreuses et de la cuticule, je n'ai pas réussi à dé- couvrir ici des substances fusibles. L'action de la glycérine à 300° (PI. VI, fig. 7) provoque un commencement de décom- position. Le revêtement et la paroi de vittine se colorent en brun-noirâtre. Les portions moyennes des cloisons disparais- sent complètement. Ces phénomènes ne sont jamais accom- pagnés de fusion. Je ne pus découvrir de substances fondues mi vers 300°, ni vers 275, 250 et 225°. La macération dans la potasse aqueuse pendant un ou plusieurs jours et la calé- 229 C. VAN WISSELINGH. faction dans la glycérine à 200, 250 et 300° ne condnisit pas davantage à la découverte de produits de fusion; et il en fut de même quand je chauffai jusque 200° dans une solution de potasse caustique dans la glycérine. (PI. VI, fig. 10). Il semble donc y avoir, au point de vue de la présence de composés fusibles, une grande différence entre la vittine d’une part, la subérine et la cutine de l’autre. Ces deux dernières substances renferment des composés fusibles déjà à température relati- vement basse. La vittine au contraire ne renferme pas de produits fusibles, au moins au-dessous de 300°. J’ai traité de diverses manières les bandelettes par des so- lutions de potasse caustique, en examinant avec une attention particulière si, de même que chez la lamelle subéreuse et la cuticule, il y a formation de produits de saponification inso- lubles. Je fis agir par exemple de la potasse aqueuse et de la potasse alcoolique à 10 % tantôt à la température ordinaire, tantôt à la température d’ébullition. J’employai encore une solution à 10° d’hydroxyde de potassium dans la glycérinc à 200° (PI. VI, fig. 10), la potasse aqueuse à 10 °{ vers 150°; je fis enfin agir cette dernière solution un long espace de temps à la température ordinaire et puis à 150°. De quelque manière que je m’y suis pris, jamais je n’ai pu observer de produits de saponification. Je ne pus en déceler davantage la pré- sence quand je chauffai ensuite dans l’acide chlorhydrique dilué, car jamais je ne vis se former des acides sous forme de sphé- rules. La possibilité qu’il prenne naissance des produits de saponification solubles n’est pas cependant écartée. _ La partie constituante principale du revêtement et des parois de vittine est une substance très-résistante à l'égard de l’hydroxyde de potassium, qui donne avec le chlorate de potasse et l’acide nitrique la réaction de l’acide cérinique, et qui se dissout dans l’acide chromique très-dilué. Si l’on traite par des solutions de potasse caustique les portions de mem- brane nommées ci-dessus, il nous reste la substance que je viens de signaler, tandis que d’autres parties constituantes se SUR LES BANDELETTES DÉS OMBELLIFÈRES, ETC. 223 dissolvent. Sauf une augmentation d’intensité de la coloration brune, il n’y à pas eu apparence de modification ; mais nous pouvons conclure de l’action de l’acide chromique très-dilué qu'il y a eu en réalité une action dissolvante. Il est plus facile en effet de faire disparaître les parois de vittine ; et le re- vêtement se dissout également en totalité (PI. VI, fig. 9). Traitées par le chlorate de potasse et l’acide nitrique, les deux portions de membrane donnent encore une réaction cérinique tout aussi intense que celle qui s’observe sans traitement préalable par la potasse. Après traitement par l’acide chromique très- dilué, le revêtement laisse un résidu soluble dans des solutions de potasse caustique et aussi dans le mélange de chlorate de potasse et d'acide nitrique, sans donner naissance à des gouttes d'acide cérinique. Ce résidu renferme encore, outre de la ma- tière pectique, une autre substance, comme on le déduit de la coloration jaune qu’il prend sous l’action des réactifs iodés. Comme nous l’avons déjà vu, les portions moyennes des cloisons peuvent être complètement enlevées par l’hy- droxyde de potassium, quand ce réactif agit énergiquement. l’action est-elle moins intense, par exemple quand il s’agit d’une solution alcoolique bouillante à 10%, les cloisons se modifient de manière à se dissoudre rapidement et en totalité dans l’acide chromique dilué. L'action dissolvante de la potasse caustique doit être rapportée en partie à la présence de matière pectique, qui se trouve richement représentée dans les portions moyennes des cloisons, en petite quantité dans le revêtement et les parois de vittine. Outre de la matière pectique, les parties moyennes des cloisons renferment encore une autre substance, que l’on peut dissoudre par la potasse et par un mélange de chlorate de potassium et d’acide nitrique. Seule- ment il n’y à pas de réaction de l'acide cérinique. Je crois donc pouvoir poser que les parties moyennes des cloisons renfer- ment, outre de la matière pectique, une grande quantité d’une substance soluble dans la potasse caustique Cette même sub- stance se trouve en petite quantité dans le revêtement. Celui-ci 224 C. VAN WISSELINGH. ainsi que les parois de vittine renferment surtout une substance qui résiste à la potasse. Les résultats précédents me conduisent donc à cette con- clusion, que chez le Foeniculum deux substances jouent un rôle dans la formation de la vittine. C’est en premier lieu un corps très-résistant à l’égard de la potasse caustique, donnant avec le chlorate de potassium et l’acide nitrique la réaction de l’acide cérinique, et qui se dissout dans l’acide chromique dilué. On y trouve ensuite un corps soluble dans les lessives de potasse. Ces deux composés forment, unis à de la matière pectique, le revêtement, les cloisons transversales et les parois de vittine. De même que chez le Foeniculum, le revêtement se montra également chez d’autres plantes ne pas renfermer de cellulose. C’est ce qui s’observe par exemple très-bien chez le Corian- drum sativum. Si nous chauffons le revêtement épais des ban- delettes chez cette plante avec une solution de potasse à 10% dans la glycérine, et que nous traitons ensuite par de l'acide chromique très-dilué, nous le voyons se gonfler, se tordre, se séparer en trois couches et finalement se dissoudre complète- ment (voir PI]. VII, fig. 13). Les cloisons transversales que je ren- contrai chez d’autres plantes se montrèrent également privées de cellulose. Quant aux parois de l’épithelium, j’observerai ce qui suit. Chez l’Oenanthe Phellandrium les parois de vittine ne renferment pas de cellulose, de même que chez le Foeni- culum. Dans d’autres cas on trouve dans la paroi épithéliale simultanément de la vittine et de la cellulose. Examinons maintenant ce que nous montrent les autres plantes au point de vue de la présence des matières pectiques. Les couches moyennes des cloisons sont partout riches en ces matières. Dans la plupart des cas ces couches se colorent en bleu par une solution faiblement acide de bleu de méthylène sans traitement préalable ; et en rouge par une solution de rouge de ruthénium. L’Oenanthe Phellandrium fait exception à cette règle. La coloration par le bleu de méthylène ne prend nais- SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 225 sance que si l’on a fait agir préalablement pendant quelque temps une solution diluée d’acide chromique. Le revêtement me montra également dans des cas favorables une coloration par le bleu de méthylène après macération dans l’acide chro- mique dilué. Cela eut lieu quand le revêtement se détacha pendant la macération du reste du tissu. Je l’observai encore chez le Coriandrum, où le revêtement est relativement épais et se gonfle de plus fortement dans l’acide chromique dilué. Je pus toujours faire disparaître la coloration bleue en traitant par l’alcool. La vittine rencontrée dans les bandelettes des diverses plantes examinées ressemble beaucoup, à ce qu’il me semble, à celle du Foeniculum. La ressemblance est déjà évidente quand on se rappelle l’action des trois réactifs principaux de la subérine. Les deux catégories de composés que nous trou- vons chez le Foeniculum se rencontrent également chez d’autres plantes. Le corps qui résiste à la potasse se rencontre dans le revêtement et dans les parois cellulaires de l’épithélium, tandis que le produit soluble dans la potasse caustique se rencontre surtout dans les couches moyennes des cloisons transversales. Après traitement à chaud par une lessive de potasse concen- trée ou par la potasse à 10% dans la glycérine, la vittine du revêtement et des parois cellulaires épithéliales laisse, comme chez le Foeniculum, un résidu brun, qui chauffé avec du chlo- rate de potasse et de l’acide nitrique, donne naïssance à des sphères solubles dans la potasse diluée. Ce même résidu se dissout intégralement dans l’acide chromique dilué. De même que chez le Foeniculum, le revêtement laissa, dans la plupart des cas, après une macération de 24 heures dans Pacide chromique dilué, un résidu qui put être dissous dans la potasse. Je fis usage à cet effet de la solution dans la glycé- rine déjà maintes fois citée. Le résidu se montra également soluble dans le mélange de chlorate de potassium et d’acide nitrique. Outre de la matière pectique, il renfermait encore une substance soluble dans la potasse caustique, qui prit au 226 C. VAN WISSELINGH. contact des réactifs jodés une coloration jaune. Les portions moyennes des cloisons transversales sont analogues, au point de vue de leur manière de se comporter envers les réactifs et par leur constitution chimique, à celles du Foeniculum. Seul l’Oenanthe fait exception. J'ai déjà signalé à plusieurs reprises la manière exceptionnelle dont les cloisons chez cette plante se comportent envers différents réactifs, et je me contente de dire que je n'ai pu par aucun procédé faire disparaître les portions moyennes des cloisons. Ayant ainsi terminé tout ce qui à rapport à la vittine, Je dirai quelques mots de la substance brun-jaunâtre que nous trouvons parfois dans les bandelettes (PI. VIT, fig. 15). Cette substance offre certains points de rapport avec la vittine. Chauffée avec le mélange de chlorate de potassium et d’acide nitrique, elle se transforme en une masse liquide, que l’on peut extraire des coupes, quand on les traite par la potasse aqueuse diluée. Je ne pus réussir à faire passer la substance solide en solution par l’acide chromique concentré et dilué. La potasse aqueuse concentrée et la potasse à 10% dans la glycérine me donnèrent également un résultat négatif, quand jy chauffai les coupes sur le porte-objets. Soumise après ce traitement à l’action de l’acide chromique dilué la substance brune entra complètement en solution. J’ai déjà signalé que dans les fruits de l’Astrantia major. les grands espaces intercellulaires qui avoisinent les faisceaux vasculaires sont entourés d'un tissu semblable à du liége (PI. VII, fig. 16 0). J'ai décrit à la même occasion la structure anatomique de la paroi cellulaire. Je vais maintenant rapporter quelques détails intéressant la composition chimique. Chauffée dans un mélange dé chlorate de potasse et d’acide nitrique, la partie interne de la paroi donne la réaction de l’acide cérinique; 1l se forme des sphères solubles dans la potasse diluée (PI. VIT, fig. 17). On ne peut la dissoudre dans l’acide chromique concentré et dilué (PI. VIT, fig. 18). Chauffée sur le porte-objet avec la potasse alcoolique à 10 % ou la potasse SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. D DS à 10° dans la glycérine, elle se dissout complètement. On ne peut la dissoudre complètement, quand on chauffe avec la potasse aqueuse à 10%. Après caléfaction dans la potasse aqueuse concentrée, la partie interne de la paroi a pris un aspect granuleux. Si nous chauffons ensuite avec de l'acide chlorhydrique dilué, 1l se forme des sphères indiquant la pré- sence d’un acide, lequel a été mis en liberté par l’acide chlor- hydrique aux dépens des produits de saponification formés sous l’action de la potasse. L’acide mis en liberté n’est pas de l'acide phellonique. Chauffée à 300° dans la glycérine, la partie interne de la paroi subit une décomposition; il n’y a pas de traces de fusion visibles. Il résulte de ce qui précède que le produit rencontré chez VAstrantia et ressemblant à de la subérine présente peu d’ana- logie avec la vittine. La manière dont il se comporte à l’égard du chlorate de potassium additionné d’acide nitrique l’en rap- proche davantage, mais il reste de nombreuses différences. I] ressemble le mieux à la subérine. Il se comporte en général comme ce corps à l’égard des réactifs cités; l’absence d'acide phellonique crée d'autre part un point de différence important, J'ai fait, dans les recherches ici décrites, un fréquent usage de certains réactifs, afin de contrôler quelques-uns des résul- tats obtenus. C’étaient le chlorate de potassium additionné d'acide nitrique, l’iode dissous dans l’iodure de potassium, liodure de potassium iodé en présence d’acide sulfurique, enfin le chlorure de zinc iodé J'ai employé surtout ces divers réactifs dans le but de déceler des restes de vittine difficile- ment perceptibles. Le premier de ces réactifs peut faire appa- raître une faible réaction cérinique ; les trois derniers donnent lieu à une coloration jaune. Les deux derniers réactifs ainsi que le rouge Congo servent également à rechercher la cel- lulose. Afin de ne pas prolonger ce travail plus qu’il ne me semblait nécessaire, j'ai négligé la description des expériences de contrôle. 298 C. VAN WISSELINGH. Résumé des résultats. La substance que j'ai rencontrée dans le revêtement des bandelettes des fruits d’Ombellifères, et qui se trouve égale- ment dans la paroi des cellules épithéliales environnantes, se comporte, contrairement aux idées de M. A. Meyer, comme la subérine et la cutine, quand on la chauffe avec le mélange de chlorate de potasse et d'acide nitrique. Elle donne lieu à des sphères qui se dissolvent facilement dans la potasse diluée- À d’autres points de vue cette substance s’écarte tellement de la subérine et de la cutine qu’on ne peut l'identifier ni à l’une ni à l’autre. C’est pour ce qui concerne l’action de lacide chromique et surtout celle de la potasse qu'il y à d’impor- tantes divergences. La caléfaction dans la glycérine à 300° n’est pas accompagnée des modifications considérables que nous ren- controns chez la subérine et chez la cutine. Je n’ai pu démon- trer la présence de substances fusibles, qui se trouvent régu- lièrement chez ces deux composés. Aïnsi encore le traitement par des solutions de potasse ne m'a pas donné de produits de saponification insolubles; et je n’ai pu par l’acide chlorhydrique mettre en liberté des acides, comme dans les membranes subé- rifiées et cuticularisées. L’acide phellonique qui caractérise si bien la lamelle subéreuse n’a pas été rencontré; j’ai trouvé au contraire comme constituant caractéristique une substance très- résistante à l'égard de la potasse, qui ne se rencontre ni dans la lamelle subéreuse ni dans la cuticule et les couches cuti- cularisées. La substance qui se trouve renfermée dans les parois des bandelettes doit être considérée, de même que la subérine et la cutine, comme un mélange de divers corps. Je lui ai donné le nom de vittine. | La vittine renferme deux espèces de constituants. D’abord une substance donnant avec le chlorate de potassium additionné d'acide nitrique la réaction de l’acide cérinique. Elle résiste à l’action de la potasse et se dissout dans l’acide chromique dilué. On trouve ensuite comme constituant de la vittine un SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 229 corps soluble dans la potasse qui ne donne pas la réaction cérinique avec le chlorate de potassium et l’acide nitrique. La première de ces deux substances se rencontre dans le revêtement et la paroi cellulaire de l’épithélium. La substance soluble dans la potasse se rencontre surtout dans les parties moyennes des cloisons transversales. Ces parties moyennes se comportent d'ordinaire tout autrement que le revêtement en- vers différents réactifs. Les modifications offertes par la vittine chez différentes plantes sont d'importance secondaire. Au point de vue de son état dans la paroi cellulaire végé- tale, la vittine présente une grande variété. On la rencontre non mélangée de cellulose ; on la trouve également dans la membrane cellulosique, mais toujours plus ou moins mélangée de matière pectique. Dans le revêtement et les cloisons transversales, c’est à l'extérieur de la membrane cellulosique qu’on la rencontre. Le revêtement recouvre l’épithélium des bandelettes de la même manière que la cuticule recouvre la plante. Chez le Foeniculum capillaceum et l’Oenanthe Phellandrium la vittine se rencontre dans une portion déterminée de la paroi cellu- laire épithéliale, qui de même que la lamelle subéreuse ne renferme pas de cellulose, et que j’ai nommée paroi de vit- tine. Chez la première de ces deux plantes la paroi de vittine présente une structure stratifiée. Dans d’autres cas nous ren- controns à côté l’une de l’autre de la cellulose et de la vittine dans la paroi cellulaire de l’épithélium. Il en est de même dans les couches cuticularisées de la cellulose et de la cutine. Chez les Coriandrum sativum et Cuminum Cyminum la vittine se rencontre dans la paroi cellulaire sous forme d’une sub- stance granuleuse. M. Meyer l’a décrite chez la première de ces deux plantes comme le contenu cellulaire. De la ma- tière pectique se rencontre en quantité relativement considéra- ble dans les portions moyennes des cloisons, le revêtement et la paroi de vittine n’en renferment que de faibles quantités. Dans le cas où les bandelettes sont divisées en chambres, le revêtement se prolonge sur les cloisons transversales. Les 230 C. VAN WISSELINGH. diverses chambres, même les bulles que renferment les eloi- sons, possèdent alors chacune leur revêtement propre. Chaque bandelette n’est donc pas tapissée sur toute sa longueur d’un revêtement unique, comme il faudrait le conclure de la descrip- tion donnée par M. À. Meyer. Nous pouvons distinguer dans les cloisons trois couches: deux revêtements, appartenant chacun à une des divisions de la cavité, et une partie moy- enne séparant les deux revêtements. Dans un seul cas, savoir chez le Coriandium sativum, je parvins à séparer le revête- ment en trois couches. La substance solide qui dans quelques cas se rencontre dans les bandelettes présente des points de rapport avec la vittine. Parfois d’épaisses cloisons transversales paraissent divi- ser les cavités, alors qu'un examen plus minutieux montre qu'il s’agit en réalité de bouchons de cette substance solide. Chez l’Astrantia major les bandelettes s’écartent beaucoup de celles précédemment décrites; le revêtement et les cloisons transversales font défaut, tandis que l’épithélium ne renferme pas non plus de vittine dans ses parois cellulaires. Cet épithé- lium est enveloppé d’un tissu semblable à du liège, dont les parois cellulaires sont formées de deux portions: une partie cellulosique lignifiée, qu’il faut considérer comme la lamelle moyenne, et une membrane interne privée de cellulose, que l’on peut comparer à la lamelle subéreuse. La substance dont se compose cette dernière portion de membrane se comporte plus ou moins comme de la subérine à l’égard des divers réactifs. Quoiqu'elle ne renferme pas d’acide phellonique, du moins en quantité appréciable, elle se rapproche davantage de la subérine que de la cutine, et elle s’écarte notablement de la vittine. |/Eryngium pandanifolium présente également des bandelettes pourvues d’une enveloppe ressemblant à du liège. Elles se distinguent des précédentes parce qu’elles sont arti- culées ou divisées en chambres. En divers endroits l'enveloppe s’'étrangle et ferme les canaux. rs” SUR LES BANDELETTES DES OMBELLIFÈRES, ETC. 231 EXPLICATION DES FIGURES. Toutes les figures ont éte dessinées à un grossissement de 440 fois. La signification des lettres est la suivante: b revêtement, vw paroi de vittine, m partie moyenne d'une cloison transversale, bl bulles, c sphères d’acide cérinique, v vittine, à contenu, o enveloppe, e épithélium, vb faisceau vas- culaire, Fig. 1 /! 2 77 2 [24 /4 # [4 10. de 12, 13. 14. PAZ CERER NI Foeniculum capillaceum Gil. . Coupe transversale d’une bandelette. . Coupe longitudinale d’une bandelette. . Epithélium après caléfaction avec le chlorate de potassium et l'acide nitrique. . Epithélium chauffé moins longtemps avec le même mélange que dans le cas de la fig. 3. . Épithélium après traitement par l’acide chromique concentré. . Epithélium après traitement par l’acide chromique dilué et addi- tion d’iode et d'acide sulfurique. . Epithélium après caléfaction dans la glycérine à 3002, . Epithélium traité de la même manière, puis soumis à l’action de l’acide chromique dilué, finalement à celle de l’iode dissous dans l’iodure de potassium. . Epithélium après caléfaction à 1509 dans la potasse aqueuse à 10°, et traitement par l'acide chromique dilué. Coupe longitudinale d'une bandelette chauffée à 200° dans une solution de potasse caustique à 10°/, dans la glycérine, Angelica sulvestris L. Coupe transversale d’une bandelette après caléfaction dans le chlo- rate de potassium et l'acide nitrique. PLANCHE VIl. Coriandium sativum JL. Coupe transversale d’une bandelette après caléfaction dans le chlo- rate de potassium et l'acide nitrique Epithélium chauffé dans une solution à 1097, de potasse caustique dans la glycérine, et traité par l’acide chromique dilué. Epithélium après traitement par l’acide chromique concentré. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. 16 202 C. VAN WISSELINGH. SUR LES BANDELETTES. ETC. Sium latifolium L. Fig. 15. Coupe longitudinale d’une bandelette. Astrantia major L. » 16. Coupe transversale d'une bandelette. ». 17. Enveloppe d’une bandelette après caléfaction avec le chlorate de potassium et l’acide nitrique. 18. Enveloppe après traitement DRE l’acide done concentré. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, AGENT DE LA RÉDUCTION DES SULFATES, PAR M. W. BEY ERINCK. ADEnNcmeoéneRral La formation d’acide sulfhydrique et de sulfures sous l'ac- tion de la vie est un phénomène naturel très-répandu, et qui mérite l'intérêt non-seulement à un point de vue purement scientifique, mais encore au point de vue de la géologie et de hygiène. La bivlogie s'intéresse particulièrement à l’exis- tence d’une flore et d’une faune assez riche, formées d’indi- vidus spécialement adaptés à l’acide sulfhydrique, et auxquelles appartiennent des infusoires, des flagellés et des bactéries, pro- bablement même plusieurs algues vertes ou autrement pig- mentées !). La signification géologique de ces phénomènes devient immédiatement évidente quand on se rappelle que la vase de lacs entiers et même celle de certaines mers est char- gée de sulfure de fer. Le fond de la Mer noire, par exemple, est recouvert, à ce qu'on rapporte, d’une couche épaisse de boue renfermant du sulfure de fer; et l’eau de cette mer contient de l'acide sulfhydrique jusqu’à un niveau assez élevé. On a con- staté à 2125 m. de profondeur jusque 6,5 cm° d’hydrogène sulfuré au litre ?). La plus grande partie de cette combinaison 1) La faune et la flore adaptées à l’acide sulfhydrique sont à propre- ment parler limitées à l’eau saumatre et à la mer. Nos eaux douces n’en renferment que relativement peu de représentants (voir Warming, Dan- marks Kyster-Bakterier. Copenhague 1876). 2) Nature Vol. XLVIII, 1893, p. 323. HOË Do M W. BEYERINCK. provient de la réduction de sulfates; peut-être une petite pro- portion est-elle originaire des albuminoïdes renfermant du soufre. C’est sans doute Braconnot qui le premier a signalé la présence de sulfure de fer dans la vase noire des égouts et dans le sous-sol de la ville de Nancy. Il croyait à un certain rapport entre ce phénomène et la propagation du choléra !). On sait généralement depuis que ce corps est répandu partout sur les côtes argileuses, alternativement à sec et submergées, ainsi que dans la boue des marécages, des étangs et des fleuves. Il est probable qu’on admettra universellement son origine de nature biologique, quoique les ouvrages où cette opinion se trouve exprimée soient rares. Au même ordre de faits se rap- porte cette circonstance remarquable, qu'au moins dans la province de la Hollande méridionale, les eaux provenant des couches profondes du sol sont complètement privées d’acide sulfurique. Dans la Gueldre elles n’en renferment que fort peu ou pas du tout. On doit donc se demander si ce phénomène provient également d’une réduction, par l’action de bactéries, des sulfates, entraînés dans le sous-sol par l’infiltration des eaux superficielles. S'il en est réellement ainsi, voici ce qui se passe dans les diverses couches du sol: 1° dans le voisinage de la surface, partout du moins où l’oxygène fera complète ment défaut (le ferment sulfhydrique étant, comme nous le verrons, absolument anaërobie), 1l se formera de l'hydrogène sulfuré aux dépens du groupe SO, des sulfates; 2° il y aura, au même endroit, ou bien un peu plus haut ou plus bas, formation de sulfure ferreux aux dépens de composés soit ferreux soit fer- riques. Dans le cas des sels ferriques il y à dépôt de soufre non-combiné; 83° le sulfure de fer se décomposera par l’acide carbonique avec production d’acide sulfhydrique; 4° le sulfure ferreux ou l’acide sulfhydrique s’oxyderont, dans le voisinage de la surface, avec production de sulfates ou de soufre; 5° il se 1) Examen de la boue noire provenant des égouts. Ann. de Chimie et de Physique, T. L, 1832, p. 213. LE SPIRILLUM DESULKURICANS, ETC. 239 formera éventuellement de l’acide sulfhydrique ou de l'acide sulfurique aux dépens de soufre libre qui aura pu prendre nais- sance. Les composés susceptibles de filtrer dans les couches plus profondes sont du carbonate de calcium et du carbonate fer- reux; les combinaisons sulfurées ne sauront pénétrer bien profondément au-dessous du niveau qu’occupent les organis- mes réduisant les sulfates, si le sol en renferme. Le soufre semble, dans le cours de ces transformations, avoir une ten- dance à se diriger vers la surface du sol; la raison en est probablement que le courant de diffusion de l'acide sulfhy- drique et des autres sulfures est forcé par l'oxydation elle- même à se diriger vers l’oxygène libre, c'est-à-dire vers le milieu exempt d'acide sulfhydrique. La diffusion en profondeur est empêchée par la production de sulfure de fer. L’acide carbonique au contraire donne naissance en profondeur à des sels solubles capables de pénétrer plus avant dans le sol. Il faut d’après cette théorie que dans les eaux profondes des sols où le ferment sulfhydrique ne peut exister, par exemple à cause de la présence d'oxygène ou parce que les aliments organiques font complètement défaut, il y ait de l'acide sulfurique. Quant à la forme sous laquelle le sulfure de fer se présente dans les endroits cités ci-dessus, c'est ou bien le sulfure ferreux insoluble (Fe $S), ou bien son hydrate. L’hydrosulfure peut se rencontrer à l’état insoluble, ou bien à l’état soluble, avec une coloration noir-verdâtre. M. Gautier !) rapporte que dans les marais il se forme également de la pyrite (Fe S,), le sulfure ferreux ordinaire ou le carbonate ferreux s’oxydant en présence d'acide sulfhydrique libre ?). Peut-être 1) Comptes-rendus. 1893. No. 26, p. 149: ,Aussi rencontre-t’on le protosulfure de fer et la pyrite dans la vase des marais, dans les terrains provenant d'anciens dépôts riches en débris animaux ou végétaux et jusque dans le sous-sol des grandes villes. 2) Les dépots de pyrite dans les houillères se sont formés peut-être d'une manière analogue, et peuvent être dus simplement à notre ferment sulfhydrique. 236 M. W. BEYERINCK. cette réaction doit-elle être rangée comme sixième processus au nombre des étapes probables, citées ci-dessus, dans les transformations du soufre à la surface du sol. La question de la distribution de la pyrite d’origine biologique semble présenter dans tous les cas un grand intérêt. Le sol, dans les circonstances ordinaires, ne renferme pas de soufre natif, et ce fait se trouve évidemment en rapport avec son instabilité en présence d’eau qui renferme également des bactéries vivantes. Ces dernières en effet transformeront assez facilement cet élément en acide sulfhydrique. Peut-être ce phénomène se trouve-t-il sous la dépendance de la formation d’alcalis, propre à tant de bactéries. J'ai pu dans tous les cas m'assurer que le soufre finement divisé, résultant de l’oxydation de l'acide sulfhydrique, passe en l’absence d'air à l’état d’un corps qui noircit les sels de fer, et cela aussi facilement sous l’action d’ammoniaque très-diluée qu’au contact des bactéries de l’eau. 2, Modes divers de formation de l’acide sulfhydrique d’origine vitale. La formation d’acide sulfhydrique ou en général de sulfures par l’activité de microorganismes peut surtout s’accomplir par les modes suivants. Il peut y avoir décomposition d’al- buminoïdes sulfurés. Ou bien il y a formation directe aux dépens de soufre non-combiné. Les sulfites et les hyposulfites peuvent en troisième lieu fournir le soufre nécessaire; les hyposulfites étant préalablement décomposés en soufre et sul- fites. Enfin il peut y avoir réduction de sulfates. Les deux premiers modes de formation, aux dépens d’albu- minoïdes ou de soufre, peuvent s’accomplir tout aussi bien par l’activité de microbes que sans leur concours. Il en est probablement de même des thiosulfates, mais ici les détails chimiques du phénomène ont été, à ma connaissance, encore peu étudiés. La réduction des sulfates au contraire, dans les LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 231 conditions des recherches bactériologiques, ne se rencontre que comme un phénomène biologique. A propos de la formation directe d’acide sulfhydrique aux dépens d’albuminoïdes, rappelons que l’albumine de l’œuf donne à l’ébullition pure et simple 0,1% d'hydrogène sulfuré; et que le brassin des fabriques de bière ou de levûre abandonne, quand on le fait bouillir, outre une petite quantité d’acide carbonique, également des sulfures volatils. Et cela arrive malgré que les microorganismes soient complètement exclus !), La transformation du soufre en acide sulfhydrique au con- tact de certains corps organiques aisément décomposables a déjà fait l’objet de bien des recherches ?). Le sang, le blanc d'œuf, le jaune d’œuf et l’extrait de levûre méritent à ce point de vue une mention spéciale, ainsi que les liquides de divers organes animaux. A-t'on toujours suffisamment distingué l’hy- drogène suifuré provenant du soufre de celui dégagé par les substances organiques elles-mêmes? C’est ce qui reste dou- teux. D'après Boehm *), l’eau de source enfermée avec de la fleur de soufre dans des flacons bouchés développe de l’acide sulfhydrique à l'abri de l’air, ce que ne ferait pas l’eau pure. Pour ce qui concerne l'extrait de levûre, M. Rey-Pailhade rapporte ‘) que le corps capable de donner de l'hydrogène sul- 1) Zétschr. f. Brauwesen. Bd. XVII. 1894, p. 67. On trouve ici un compte-rendu des travaux de Brand et Elion. Le texte ne dit pas expli- citement que les microbes n’ont rien à voir dans le phénomène, mais cela en ressort néanmoins, et je puis confirmer le fait par expérience personnelle. ; | 2) Voir la liste des mémoires chez Rubner. Modus der Schwefelwas- serstoffbildung bei Bakterien. Arch. f. Hygiene, Bd. XVI. 1892. p. 58 et p. 78. Rappelons encore que le soufre dégage déjà simplement par l’ac- tion de l’eau bouillante de l'hydrogène sulfuré, avec formation simultanée d'acide sulfureux (Cross & Higgins, Chemical news. vol. XXXIX. 1875. p. 136). 3) Monatshefte für Chemie. Bd. IIL. 1883. p. 224. 1) Comptes-rendus. 1888. 11 juin et 2 juillet, 18 février 1889 et 22 juin 1894. 238 M. W. BEYERINCK. furé (qu’il nomme ,philothion”) se dissout dans l’alcool dilué : et que l'extrait, de même que le moût de bière, absorbe de l'oxygène lors de cette transformation et dégage de l’acide carbonique. Pour préparer cet extrait, il faut pulvériser de la levûre et l’extraire par l’eau froide. La substance perd son activité par l’ébullition, ce qui indique qu’il s’agit d’un al- buminoïde coagulable. La manière la plus simple de transformer du soufre en hydrogène sulfuré sous l’action directe de la vie consiste à introduire de la fleur de soufre dans un liquide en décompo- sition avancée ou dans une solution de sucre fermentant activement sous l'influence de la levûre alcoolique. Un mor- ceau de papier de saturne prend une teinte brun foncé dans les vapeurs de ces liquides, et cela au bout de quelques mi- nutes. Cela se passe également dans des solutions de sucre de canne additionnées de levûre en culture pure, et il est donc certain que cette fonction n'appartient pas seulement à des bactéries, mais encore à des cellules de levûre. Les détails du phénomène chimique sont encore obscurs; peut-être une substance passant par diffusion des cellules de leyûre dans le milieu ambiant provoque-t’elle les transformations observées. Cette substance pourrait être en ce cas identique au principe actif de Rey-Pailhade. Les deux expériences très-simples qui suivent sont propres à démontrer l’origine biologique de l’hydrogène sulfuré aux dépens d’albuminoïdes et aux dépens de soufre non-combiné. On remplit un ballon de fermentation de Kühne !), de 25 c.mÿ. de capacité, d'extrait de viande privé d’air par l’ébullition, additionné comme indicateur de 0,1 °/, de lactate de fer ou de sel de Mohr. Un deuxième ballon analogue est rempli du même mélange, mais additionné en outre de 1) T. Smith. The fermentation tube with special reference to anaero- biosis and gasproduction among Bacteria. (Reprint from the Wilder Quarter-Century Book. p. 187. Ithaca. 1893). LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 239 fleur de soufre On ensemence à l’aide de quelques gouttes d’eau de fossé ou d’un peu de terreau; et l’on place les deux ballons dans l’étuve d’incubation à 30° C. Il n’y a pas réduction des sulfates dans les liquides que je viens de citer. Mais déjà au bout de 24 heures le contenu des deux ballons noircit par suite de la formation de sulfure de fer. Ce qui est remarquable, c’est que dans le ballon non-additionné de soufre la coloration atteint bientôt une limite, tandis que dans l’autre elle augmente encore longtemps d'intensité ; le liquide y prend une teinte noire foncée en même temps qu’il se dépose une grande quantité d’un précipité noir. On démontre facilement la formation d'hydrogène sulfuré aux dépens d’hyposulfite quand des cellules de levûre en voie de croissance sont en contact avec ce sel. Je mélange à cet effet à du moût gélatiné environ 0,1 °}, d’hyposulfite de soude (Na, S, O, + 5 H,0); j'introduis dans la masse encore semi-liquide une p'ise de cellules de levûre, empruntées à une culture pure, et je laisse la masse se solidifier après avoir secoué. Dans le col du ballon est suspendu un morceau de papier de saturne. On observe alors au bout de quelques jours, quand la levûre commence à se développer activement, et à la température ordinaire, une formation abondante de sulfure de plomb. _ Le pouvoir réducteur de la levûre à l'égard des thiosulfates se laisse aisément démontrer aussi dans les liquides en fermen- tation. Si l’on fait fermenter p. ex. une solution à 20 % de sucre de canne dans de l’eau de canalisation avec 15°/ de levûre fraîche, on pourra, quand on y ajoute 1/20 pour cent d’hy- posulfite de soude, observer une décomposition complète de ce sel avec formation d’acide sulfhydrique. Les sulfites se décomposent avec la même facilité dans les fermentations alcooliques en mettant en liberté H,S. C’est ainsi que je pus faire disparaître 1/15 pour cent de sulfite de sodium (Na, SO, + 7 H,0) dans des conditions analogues à celles mentionnées à propos du thiosulfate. Je retrouvai à peu 240 M. W. BEYERINCK. près la quantité équivalente d'hydrogène sulfuré. Ces phénomènes sont dignes d'attention, car les nitrates, les nitrites, le carmin d’indigo et le tournesol ne sont pas réduits par la levûre !). Le Bacterium sulfureum de M. Holschewnikoff décom- pose également l'hyposulfite de soude avec dégagement de HAS), Je citerai finalement une expérience peu connue de M. Zelinsky *). Cet auteur décrit sous le nom du Pacterium hydrosulfureum ponticum un microbe, dégageant de l’acide sulfhydrique aux dépens du mélange suivant: 1° de tartrate d’ammonium, 17% de glucose, 1/3°%% d’hyposulfite de soude, 0,1 °/ de phos- phate de sodium et des traces de chlorure de calcium. Le compte-rendu rapporte sans plus ample démonstration que la bactérie peut décomposer des sulfures et des sulfates, et qu'il y a indifféremment aérobiose et anaérobiose. Il ne résulte pas davantage clairement du compte-rendu qu’en l’ab- sence de soufre d’une origine différente, une quantité connue de sulfure ou de sulfate disparaîsse entièrement et soit rem- placée par de l’acide sulfhydrique. À ce dernier point de vue les ouvrages plus anciens qui me sont connus, relatifs à la formation d'hydrogène sulfuré aux dépens de sulfates, ne sont pas non plus suffisamment démonstratifs ‘). 1) Les iodates d'autre part sont réduits par la levüre avec mise en liberté d’iode. 2) Fortschritte der Medizin, 1889, No. 6. (Cité d’après Baumgarten, Jahresbericht, Bd. V, 1889, p. 450). | 8) P.et C. G. Frankland, Microorganisms in water, 1894, p. 458). On trouve ici un compte-rendu, par le prince Krapotkin, d’un travail russe intitulé: Zelinsky, Sur la fermentation sulfhydrique dans la Mer noire et les »Limans” d'Odessa, et publié dans les Fortschr.d. Russischen chem. u. physik. Gesellsch., Bd. XXV, 1893, Livr. 5. Les bactéries ont été trouvées dans la boue de la Mer noire lors de l'expédition du ”Zaphorozhets”. 5) Cohn. Arch. f mikr. Anat., Bd. III, 1867, p.54. Loth. Meyer, Journ. f. prakt. Chem., Bd. XCI, p. 5, 1874. Plauchud, Réduction des sulfates par les sulfuraires (Compt. rend., 29 janv. 1877, 26 déc. 1882). LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 241 C’est précisément cette circonstance qui me conduisit à examiner ici brièvement les modes de formation biologiques les plus importants des sulfures. En effet, dans les expériences sur la réduction des sulfates, quand il s’agit de démontrer la présence de sulfures, c’est-à-dire de corps dont les moindres traces réagissent déjà très-énergiquement, on devra toujours bien se rendre compte des autres sources qui, outre les sul- fates, peuvent fournir les sulfures trouvés. D HMhéoriEenNdentlatformationtbrologique d’hydrogène sulfuré. Les considérations théoriques de quelques auteurs sur la cause chimique de la formation d'hydrogène sulfuré sous l’in- fluence de microorganismes ne présentent pas bien grand in- térêt. La raison en réside d’une part dans la multiplicité des facteurs en jeu; puis dans l’ignorance où l’on était jusqu'ici au sujet de l’agent principal de la réduction des sulfates dans les eaux de nos contrées. Cependant une ou deux de ces hypothèses, émises par des auteurs éminents, méritent-elles d’être ici brièvement rap- portées. On a pensé à plusieurs reprises devoir attribuer le phéno- mêne à l’action d'hydrogène à l’état naissant, lequel serait produit par les microbes. Pour donner plus de fondement à cette opinion, MM. Petri et Maassen !) rapportent que du noir de palladium chargé d'hydrogène donne à 50° C de l'hydrogène sulfuré aux dépens de fleur de soufre suspendue dans l’eau ou de solutions d’hyposulfite, d’albumine et de Etard et Olivier, Réduction des sulfates par les êtres vivants. (Compt. rend, T. XOV, 1882, p. 846). Olivier, Glairine et Barégine (Compt. rend., T. CVI, 1888, p. 1744, 1806). Winogradsky, Botan.Zeitung, 1887, p.490. 1) Beitr. z. Biologie der krankheïtserrescenden Bacterien, insbesondere über die Bildung von Schwefelwasserstoff durch dieselben unter vornehm- licher Berücksichtigung des Schweinerotlaufes. Arb. des Kaiserl. Gesund- heitsamtes. Bd. VIIT, 1893, p. 350. 249 M. W. BKYERINCK. peptone. Il suffit d'empêcher l’accès de l'air par un courant d'hydrogène. Ces mêmes auteurs rapportent p. 852 de leur mémoire que le sulfate d’ammonium donne naissance à de l'acide sulfhydrique sous l'influence d'hydrogène préparé au moyen de zinc et d'acide chlorhydrique. Mais quand j’essayai de répéter cette expérience à l’aide de zinc pur, privé de soufre, dans une solution à 5% de sulfate d’ammonium exempte d’air, je ne pus démontrer la présence d'hydrogène sulfuré; et je n’y réussis pas davantage avec des solutions de concentration encore plus faibles. Je dois donc croire que les auteurs ont employé dans leurs expériences du sulfate d’ammoniaque très-concentré et de l'acide chlorhydrique égale- ment très-concentré. Je suppose évidemment que le zinc em- ployé était privé de soufre. Or ils ont dû obtenir dans ces conditions de l'acide sulfurique très-concentré, lequel donne facilement de l’acide sulfureux; et celui-ci à son tour se réduit au contact de l'hydrogène en donnant de l’acide sulfhydrique. Cette réduction est bien différente des processus biologiques dont il s’agit ici. Je ne puis bien m'imaginer que des analogies pareilles pourraient rendre plus clair le mécanisme de la réduction DS physiologique. Si l’on voulait s’en tenir à l'hypothèse de l'hydrogène, 1l resterait cependant encore à démontrer la présence de cet élément dans les cellules réductrices. Or, il est hors de doute que le ferment des sulfures que j'ai décou- vert ne laisse pas constater de traces de production d’hy- drogène; et 1il en est de même des processus de réduction dont il a été question plus haut chez la levûre, où personne n’a encore montré la formation de ce gaz !). Mes recherches montrent d'autre part que dans les cas où l’hydrogène prend réellement naissance, comme dans les bactéries du groupe du 1) Il y aura sans doute des ions d'hydrogène dans les cellules de levüre; mais si ces ions étaient la cause des processus réducteurs, tout acide que!- conque devrait être un agent de réduction. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 243 Pacterium coli et chez les Granulobacter anaérobies, le pouvoir de former de l'hydrogène sulfuré aux dépens de sulfates fait défaut. Et cependant p. ex. le ferment butylique (Gr. butylicum), et les ferments butyriques (G. saccharobutyricum et G. lactobuty- ricum) produisent de l'hydrogène en quantité considérable, et réduisent rapidement le carmin d’indigo et le tournesol. Hoppe-Seyler a essayé de mettre le phénomène en rapport avec la fermentation de la cellulose, qui s’accompagne de la production de méthane. Cette fermentation s’accomplit d’après Jui autrement en présence de sulfate de calcium et d’oxyde de fer que quand ces corps font défaut. Du sulfure ferreux et du carbonate de calcium ne peuvent prendre naissance qu'avec leur concours. Hoppe-Seyler dit donc ne pas pouvoir con- sidérer la réduction des sulfates comme ,un phénomène indé- pendant, provoqué par des organismes inférieurs” !). Cependant il ne démontre pas d’une manière convaincante que dans ses expériences il n’y ait pas plusieurs phénomènes biologi- ques s’accomplissant simultanément. À mon avis il en a été ainsi sans le moindre doute, comme le démontre la suite de ce travail. Nous verrons en effet que la réduction du sulfate de calcium avec production d’acide sulfhydrique s’accomplit par l'intermédiaire d’au moins un agent spécifique. Mais cet organisme n’a aucune part dans la production de méthane et n'attaque pas la cellulose. La présence de sels de fer n’est d’ailleurs pas indispensable à la réduction des sulfates. Dans l'expérience de HoppeSeyler, du papier à filtrer se dé- compose dans la boue des égouts, en donnant du méthane et de l’acide carbonique. Or, si l’on admet, et il me paraît impossible de faire une autre hypothèse, que le papier se trouve en solution dans le liquide avant qu’il ne fermente, 1l est très-aisément visible que d’autres microorganismes que le ferment, d’ailleurs problématique encore, du méthane, peuvent s'en nourrir. | Ueber die Zersetzung der Cellulose mit Bildung von Methan. Zeifschr. f: physiol. Chem. Bd. X. 1886, p. 432. 244 M. W. BEYERINCK. On s'explique donc par ce qui précède pourquoi le rapport entre l’acide carbonique et le méthane, d'ordinaire égal à 1 : 10, a pu se transformer en 10 : 1 par l’addition de sulfate de calcium (et d'oxyde de fer). Ces substances ont permis, grâce à la production d’hydrogène sulfuré, le développement du ferment sulfhydrique et de beaucoup d’autres microbes. Cette explication suppose, il est vrai, l'existence d’une zymase cel- lulosique, agissant dans la fermentation du méthane, zymase qui n’a pas été découverte jusqu’ ici, pas plus que le ferment du méthane lui même. Ces tentatives d'explication rencontrent donc des incertitudes, et je crois précipité d'émettre une théorie plus détaillée, alors que les causes immédiates du phénomène nous sont encore si peu connues que la découverte relative- ment grossière du ferment sulfhydrique vient seulement d’être réalisée, comme on verra dans les pages suivantes, Pour ce qui concerne la transformation directe du soufre élémentaire en sulfure, j'ai eu déjà l’occasion de remar- quer au $ 1 que ce processus se trouve probablement en rap- port avec la production d’alcalis, si généralement répandue dans l’organisme bactérien 4, Détermination quantitative des produits de la réduction des sulfates Il est à recommander, dans les expériences telles que celles- , de déterminer iodométriquement l’hydrogène sulfuré qui prend naissance lors de la réduction. Il est vrai qu'une partie des produits de réduction se trouve sous la forme de sulfures (par ex. sous celle de CaS, FeS ou (NH,),S) ou de sulfhy- drates (NH, HS ou NaHS); mais en solution acide, où se fait la détermination, il doit en résulter de l’acide sulfhydrique. La présence de ces composés n’a donc aucune influence nui- sible sur les calculs. La quantité de l'acide sulfurique dis- paru, comparée avec la quantité des produits de la réduction, C1 à permet d’arriver à certains résultats intéressants. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 245 Mes expériences me donnent par exemple toujours beaucoup moins d'acide sulfhydrique qu’il ne le faudrait théoriquement, si la quantité totale de sulfate disparu avait été transformée en sulfure. Les écarts sont très-considérables. Je ne pus retrouver sous forme d'hydrogène sulfuré que %, % et, dans le cas le plus favorable, % du sulfate disparu. Il nous faut donc examiner où le reste du soufre a pu passer. Trois causes principales de perte probable de soufre entrent surtout en considération. Ce sont le dépôt de soufre non- combiné, aux dépens de sulfures; la fixation de cet élément sous forme de sulfite ou d’hyposulfite ; enfin la fixation du soufre nécessaire à la formation de l’organisme des bactéries !). Examinons d’un peu plus près chacun de ces facteurs. Comme 1l est nécessaire de se servir dans les recherches bactériologiques sur la réduction des sulfates d’un indicateur sensible, l'emploi des sels ferreux ou ferriques mérite de beau- coup la préférence. Mais cela crée une certaine source d’erreurs dans les déterminations quantitatives, car les sels de fer pro- voquent très-facilement une formation de soufre élémentaire. Cela a lieu, pour les sels ferriques, même à l’abri complet de l’air ?); pour les sels ferreux au contact de l'air‘). On devra réfléchir en outre que l'acide sulfhydrique s’oxyde facilement au contact de l’air en donnant du soufre et de l’eau, et que ce phéno- mène s'accomplit également en partie chez le sulfure de fer ‘). Il faut, il est vrai, opérer à l’abri de l’air dans les déter- minations quantitatives. Mais du soufre, une fois mis en liberté dans les recherches bactériologiques par une cause quelconque, 1) Je ne crois pas qu'avec le procédé suivi dans mes expériences on puisse s'attendre à la formation de polysulfures. Ke (OH), 3H, S=92 Fe SES 16H, O. Fe, Cl, +3 (NH) S=92 Fe S+S+6NH, C1. DRPNEISE ES OI EE NO ES" 1) FeS+40 = Fe, SO,. Il y a en même temps production de sels ferriques et nouvelle élimination de soufre. 246 M. W. BEYERINCK. ne repasse que lentement à l’état de sulfure. À chaque titration d’ailleurs il y a inévitablement un peu d’air qui s’introduit dans le vase de culture; d’où production d’une petite quantité de soufre, qui à une titration suivante n’a pas encore disparu. On voit donc qu'il y a plusieurs causes qui ne permettent pas, vu la mise en liberté de soufre, une concordance parfaite entre la quantité de sulfate réduit et d’acide sulfhydrique devenu libre. J’ai pu retrouver, comme je viens de le dire, dans le cas le plus favorable, 8/4 de l’SO, disparu sous forme de Æ, 8; le plus souvent je n’arrivai qu’à 2/3 et souvent même qu’à 1/2 de la quantité totale. Les expériences conduisent en général à une quantité d'autant plus grande d’acide sulfhydrique que les masses de liquide à réduire sont plus considérables, et il est donc évident que l’air ou l’oxyde de fer ont ici un rôle important, en contribuant à éliminer du soufre. Mais il me semble qu’en vertu des mêmes circonstances l'écart est trop considérable pour être expliqué simplement par mise en liberté de soufre non-combiné (ou retransformation en sulfate pendant l'expérience). Les deux autres sources de perte doivent proba- blement avoir leur part. La fixation d'une partie du soufre dans le corps des bactéries prendra une certaine importance quand 1l y à beaucoup de substances organiques dans la solution primitive et que beau- coup de substance organisée prend donc également naissance. Mais les expériences de réduction peuvent cependant s’accom- plir dans des liquides presque absolument clairs, d’où il résulte que le ferment sulfhydrique est très-actif et qu'il suffit d’une masse extrêmement petite de ce ferment pour réduire même des quantités très-considérables de sulfate. Il est donc évident que la fixation du soufre sous forme de substance organisée ne peut pas constituer toujours une cause importante de déficit. Une source d’erreurs importante résulte de la présence de sulfites quand la liqueur est acidulée. Car s’il est vrai que les sulfites se comportent, dans l'application du procédé à l’iode, quantitativement comme de l'acide sulfhydrique LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 247 si la solution est neutre, il n’en est plus du tout ainsi quand il y à un acide en présence. Il se forme alors de l’acide sul- fureux. Celui-ci décompose une partie de l'hydrogène sulfuré avec élimination de soufre. De là une double source d’erreurs. Il faut se rappeler ensuite que l’iode employé au dosage indique une teneur quatre fois plus grande en acide sulfurique réduit quand cet acide est titré sous forme d’hyposulfite et non sous la forme d'hydrogène sulfuré ‘). On voit donc qu’une faible quantité d’hyposulfite doit avoir également un effet très- considérable sur les calculs. Je crois d’après la manière dont mes solutions réduites se comportent à l’égard des sels d’argent, de fer et de zinc, devoir conclure réellement à la présence de sulfites ou d’hyposulfites; et cela malgré que je n’aie pas en- core pu séparer ces substances. Il me semble donc qu'une étude plus détaillée de ces phénomènes aurait quelque chance d'aboutir ?). En résumé, je pense que lors de la réduction des sulfates, il doit y avoir non seulement formation de sulfures, mais encore de sulfites ou de thiosulfates. Mais ces substances sont, comme nous l'avons vu, aisément réductibles, et l’on doit donc pouvoir les transformer finalement en sulfures. De tout ceci il résulte que nous ne connaissons pas encore de méthode susceptible de déterminer par la réduction la quantité d’acide sulfurique contenue dans l’eau. Mais nous voyons en même temps que des recherches ultérieures dans 1) Cela résulte des formules H,S+921=2HI+4S et 2(S,0; Na) + 21=2Nal+S, O, Na,. On voit qu'un em de solution normale (127 mg.) correspond à 40 mg. SO, quand ce radical s'est transformé en H,5, mais a 160 mo. SO, quand il a passé à l’état de thiosulfate. 2) L'eau de fossé absorbe il est vrai un peu d’iode (ce que font égale- ment l’eau distillée et l’eau de canalisation), mais la titration au moyen d’iode millinormal apprend que cette quantité est si petite, que je n'ai pas à en tenir compte dans mes expériences. Je remarquerai encore que jai vainement cherché les sulfites au moyen d'iodate de potassium, mais cette réaction n’est pas assez certaine quand on l’emploie dans des solu- tions aussi compliquées que celle qui nous occupe ici. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX. iLfl 248 M. W. BEYERINCK. cette direction pourraient peut-être résoudre le problème, Ce point mérite d'autant plus l'attention que les expériences de réduction peuvent être faites avec une simplicité extrême. Il suffirait, pour arriver au but, de faire prendre au processus de réduction une marche constante; et ce désidératum serait peut-être à réaliser par l’addition de certains sels inorganiques, tels que le chlorure de sodium. Quant à la pratique des déterminations, je remarquerai ce qui suit. | L'expérience de réduction tout-entière doit, comme il a été dit, se faire à l’abri de l'oxygène. Comme il est désirable d'opérer avec de grandes quantités de liquide, j’emploie des flacons ordinaires en verre incolore, à fermeture mécanique, telle qu’on l’emploie pour les flacons de bière. Ces flacons sont remplis jusqu’au bouchon et hermétiquement fermés. J’ai commencé par opérer avec le flacon laveur à gaz ordinaire, soufflé d’une seule pièce; qui me permettait d'introduire sans peine, par pression d'hydrogène, quand il s'agissait de titrer, une quantité déterminée de cm* dans la solution titrée d’iode. Mais j'ai été amené peu à peu à employer les flacons ordi- naires, avec lesquels on peut opérer avec une exactitude suf- fisante pour le but que l’on se propose ici. J’ai fait également avec le meilleur succès plusieurs expériences dans de grands cylindres renfermant quatre litres et davantage, remplis du liquide à réduire, et fermés au moyen d’une plaque de verre reposant sur l’eau et sur le rebord du cylindre. l’oxygène dissous est bientôt absorbé par les bactéries saprophytes. Du moment que la substance organique a à peu près disparu et que le milieu est devenu libre d'oxygène, le ferment sulfhy- drique commence à se multiplier et à réduire. Fil y a encore beaucoup de substance organique en présence après la dispa- rition de l’oxygène, il peut devenir nécessaire d’aérer, sans quoi la réduction n'aurait pas lieu. Les substances organiques nuisi- bles au ferment sulfhydrique doivent être en effet décompo- sées préalablement par les autres bactéries. L'art de faire des * LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 249 expériences de réduction consiste précisement à ajouter une quantité telle de substances nutritives que le ferment sulfhy- drique puisse vivre en anaérobie en présence d’une flore et d’une faune très-hétérogènes d’autres microbes. Après qu’on a suffisamment distribué dans la liqueur, en l’agitant, le précipité qui jamais n’y fait défaut, on prend, au moyen d’une pipette à long tube, au fond du liquide, 10, 25, 50 cm° suivant les circonstances. On remplit de nouveau complè- tement le flacon de la liqueur primitive, on le bouche et on laisse se réduire la masse dans l’étuve d’incubation. On verse le contenu de la pipette dans une quantité déterminée de la solution centinormale d’iode !), plus que suffisante pour que tout l’'H,S soit oxydé. Une expérience préliminaire a appris com- bien il faut à peu près d’iode. La solution iodée est acidulée au moyen d’acide chlorhydrique, afin que les sulfures en présence mettent leur soufre en liberté sous forme d’acide sulfhydrique. Le trouble qui prend naissance provient de soufre libre, formé sous l’action de l’iode. Si l'acide chlorhy- drique produit à lui seul, après dissolution de la majeure partie du précipité, un trouble qui ne disparaît plus, cela tient à du soufre formé d’une autre manière. Ainsi se trouvent mises en évidence les causes de perte de soufre précédemment citées. L’excès diode employé est déterminé au moyen de solution centinormale d'hyposulfite ?). On retranche cette quantité de celle employée au début, et on l’exprime en cem° d’iode normal par litre de la liqueur d’expérience. Ce calcul donne directe- ment la quantité d’acide sulfurique réduite; car 1 em* de so- lution iodée normale correspond à 17 mg. d'hydrogène sulfuré et à 40 mg. SO,; c’est-à-dire en supposant, que la réduction n’a 1) Cette solution se prépare en dissolvant environ 4,27 gr. d’iode dans quelques cm° d’une solution concentrée d'iodure de potassium, et en diluant ensuite au moyen d’eau de telle sorte qu'à un litre de liquide corresponde précisément 1,27 g. d'iode. 2) Cette solution renferme 2,48 gr. d’hyposulfite (Na, S, O0, +5 H,0) au litre, 17e 250 M. W. BEYERINCK. fourni aux dépens de l’acide sulfurique disparu que de l’hy- drogène sulfuré. 5. Réduction des sulfates dans l’eau et dans les solutions nutritives, par culture brute dudfermentsulPhydriquie sn) Il n’est pas difficile de provoquer, dans l’eau ou dans des solutions nutritives diluées et non-stérilisées, une réduction complète des sulfates. Dans la nature, p. ex. dans les canaux des villes, si les sulfates ne disparaissent pas complètement, tout-au-moins ce processus s’accomplit-il, comme on sait, très- activement en été, quand les canaux sont fortement souillés par les eaux de lavage et les matières organiques décompo- sées par la chaleur. Le produit final de cette réduction est de l'acide sulfhydrique. Dans beaucoup de villes hollandai- ses ce phénomène constitue un véritable fléau, et seuls des travaux considérables et coûteux sont capables d’y porter quel- que remède. Sitôt que le processus de réduction devient gé néral, la teneur de l’eau en oxygène descend à zéro; ou pour mieux dire, du moment que la vie bactérienne, favorisée par une forte proportion de substances organiques, réduit à rien la teneur de l’eau en oxygène, la réduction des sulfates com- mence à s’accomplir en grand. On s’imagine facilement que ce phénomène provoque une mortalité générale des poissons ?), et la faune microscopique subit également à de pareilles époques une profonde transformation. Il y a surtout certaines espèces d’infusoires qui se multiplient énormément, si bien qu’un verre d’eau de canal abandonné à lui-même se couvre en peu de 1) J'entends par »culture brute du ferment sulfhydrique” le mélange de bactéries, tel qu'on le rencontre dans les eaux naturelles, où cependant le ferment sulfhydrique trouve les conditions nécessaires à son développement. 2) Le peuple dit dans ces circonstances que »l’eau est mauvaise”. De nombreuses déterminations d'oxygène d’après la méthode de Winkler (Ber. d. d. chem. Ges. Jahrg. XXI, 1888, p. 2843) m'ont conduit à l'opinion ici exprimée. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 251 temps d’une couche continue de ces infusoires, qui ont besoin d'oxygène !). | ; Ce que la nature ne nous offre que de temps en temps et en grand peut se réaliser sans peine et rapidement sur une moindre échelle au laboratoire. Les expériences, très-intéres- santes, doivent être disposées comme suit: L’eau des canaux est surtout très-riche en ferment sulfhydri- que aux mois de juillet, d'août et de septembre. Quand l’année est plus avancée, l’eau s’appauvrit en ferment ou en devient même absolument exempte. La boue des canaux au contraire renferme toujours les bactéries sulfhydriques. Des échantillons suffisamment grands de boue noire de nos eaux intérieures constituent donc des matériaux d'infection infaillibles pour commencer les expériences de réduction. Dans le terreau des jardins j'ai pu démontrer la présence des ferments sulfhy- driques à une profondeur de 5 em. Je n’ai pas examiné de. profondeurs plus considérables. Il est toutefois probable qu’on les trouvera aussi plus profondément. Il suffit, pendant les mois que je viens de nommer, Mu à l’eau une quantité parfois minime de substances organiques pour provoquer la réduction complète des sulfates. Le temps nécessaire n’est que de 12-—-24 heures vers 25—80° C. Les circonstances qui suivent devront être surtout prises en con- sidération : il faut que l’oxygène soit exclus ; — les substances organiques ne pourront donner lieu à la formation d’acides, ce qui oblige à ne pas ajouter de sucres, ou du moins à en ajouter en quantité si faible que les bactéries de l’eau les décomposent rapidement en acide carbonique et en eau; — des phosphates et d’autres sels doivent être en présence; — il ne faut ajouter de combinaisons azotées que s'il s’agit de 1) Les infusoires que l’on rencontre en masse dans ces eaux ne recher- chent päs la concentration la plus forte d'oxygène dissous, mais une certaine concentration assez basse. Ils appartiennent à ce point de vue au ptype spirille.” 252 M. W. BEYERINCK. réduire plus de 60 mgr. S O, par litre d’eau, l’eau de cana- lisation ainsi que l’eau de fossé renferment assez de sub- stances azotées naturelles pour suffire aux besoins des microbes sulfhydriques. Il faut de plus spécialement observer que l’eau distillée s’est toujours montrée jusqu'ici moins favorable à la réduction des sulfates que l’eau brute, et cela même après ébullition de cette dernière, et quelles que fussent les combi- naisons ajoutées. Au début des expériences, quand il s’agit d'obtenir des matériaux d’ensemencement riches en ferment sulfhydrique, on se verra obligé d'employer l’eau ordinaire des fossés ou canaux, car le ferment est beaucoup plus rare ailleurs. Jamais les parois des vases, ou la poussière des tables, ou l’air ne m'ont fourni de bactéries sulfhydriques !). La réduction des sulfates s’opère le plus facilement en so- lution très-diluée. Cumme le ferment sulfhydrique ne liquéfie pas la gélatine et ne produit pas d’acide, qui pourrait at- taquer l’agar, la gélatine et l’agar ne nuisent pas en milieu solide à la réduction. Le ferment n’a d’ailleurs nullement cette sensibilité extrême à l’égard des corps organiques dissous que présente le ferment nitrifiant des sels ammoniacaux, qui nitrifie il est vrai énergiquement en présence d’agar longtemps lavé à l’eau distillée, mais n’agit que très-faiblement et très- peu de temps sur la gélatine, alors même que celle-ci a été débarrassée avec le plus grand soin des corps organiques so- lubles ?). Il est remarquable que dans le cas du ferment sulf- hydrique, les produits finaux de la vie bactérienne, au lieu d’être nuisibles au microbe, en favorisent au contraire le déve- loppement. C’est probablement là-dessus que repose l'influence favorable de l’eau de fossé dont il a été antérieurement question. Tout-au-moins les cultures du ferment réussissent-elles beau- coup mieux en présence d’autres bactéries qu’en culture pure. 1) Le ferment sulfhydrique meurt donc probablement à la dessication. 2) Le ferment nitrifiant des sels ammoniacaux ne provoque pas de liqué- faction évidente de la gélatine. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 253 Conformément à ces dernières données, des liquides où s’ac- complit un processus de réduction énergique peuvent être très-clairs. Le fond seul est recouvert d’une boue incrganique produite sous l'influence du carbonate de soude. Cette boue ne peut jamais faire défaut. Elle constitue le milieu où le fer- ment sulfhydrique peut trouver facilement des endroïts pour y vivre en anaérobie. Dans mes expériences, la boue se compose essentiellement de phosphate et de carbonate de calcium mé- langés de parties organiques provenant de l’eau de canal. Le phosphate et le carbonate de fer sont également très-propres à servir de substratum au ferment. On voit souvent, dans la boue ferrugineuse, la réduction partir d’un endroit étroitement limité, et s'étendre peu à peu, marquée par le noircissement du milieu, jusqu’à ce que finalement la couche de boue tout-entière ait pris une teinte noire foncée. Cela est surtout remarquable parce que le ferment sulfhydrique peut se rencontrer sous une forme très-mobile. Il faut donc conclure que cette forme mobile n'apparaît qu'exceptionnellement. J’ai aussi trouvé comme règle sensiblement générale que les bactéries mobiles de différentes espèces, si les conditions de nutrition sont bon- nes, se trouvent à l’état de repos complet. L’accumulation du ferment sulfhydrique dans une boue inorganique rappelle vivement les phénomènes analogues dans la nitrification. Il y a cependant ici cette grande différence que la boue crayeuse où s'établit le ferment nitrifiant doit être saturée d'oxygène, tandis que le ferment sulfhydrique réclame l’absence complète de cet élément. J’ai réussi par des moyens très-divers à préparer des solu- tions d’où l’on peut faire disparaître complètement des quan- tités déterminées de sulfate, avec formation d'hydrogène sul- furé. La recette la plus simple, qui ne conduit pas toujours, il est vrai, mais du moins ordinairement au but, est la sui- vante : On ajoute à 1 litre d’eau de fossé 3 cm° d’extrait de malt d'environ 10° Balling, 1g. de carbonate de sodium 254 M. W. BEYERINCK. cristallisé (Wa, CO, + 10 H,0) et 0,2 gr. de sel de Mohr (FeS0, + (NH,), SO, + 6 H,0). Il se forme un précipité de phosphate et de carbonate ferreux et calcique, qui se dépose lentement. Si la teneur en acide sulfurique de l’eau de fossé comporte 40 mg. au litre, la solution renferme 40 + 81,6 = 121,6 mg., dont 66 mg. peuvent être fixés sous forme de sul- fure par les 28 mg. de fer ajoutés, tandis que 55,6 mg. se retrouveront sous forme de sulfure de calcium ou autrement, aussitôt que la réduction sera complète. On secoue énergique- ment, de manière que le précipité se distribue uniformément, et l’on remplit complètement de la masse obtenue un flacon, ou simplement un grand verre à expériences que l’on recouvre d’une plaque de verre plane, de telle sorte qu’il ne reste pas de grosses bulles d’air. On place le tout dans l’étuve d’in- cubation, à une température qui ne peut dépasser 25—30° C, La réduction peut :1l est vrai se faire aussi à des tempéra- tures plus élevées, même jusque vers 40° C, mais l’optimum des processus de réduction ne se trouve pas bien loin de 25° C et est plutôt inférieur à cette température. Dans les cas où l'emploi de températures plus élevées, supérieures à 25—30° C, se montre préférable, il faut en chercher la raison dans la nature des autres bactéries existant à côté du fer- ment sulfhydrique, qui exercent sur le processus de réduction une influence importante, surtout par ce qu’elles réclament de l'oxygène et parfois par ce qu'elles fabriquent des bases ou des acides. Quant à la limite inférieure de la température de réduction, j'ai trouvé que ce processus peut s’accomplir, au moins en culture brute, jusque vers 12°C. Au-dessous de 20° C cependant les phénomènes sont si incertains et font si souvent complètement défaut que l’on fera mieux de ne pas laisser la température s’abaisser au-dessous de cette température. Dans l'expérience dont 1il s’agit ici jai fait usage de 2 litres de liquide, contenus dans un flacon bouché et com- plètement rempli. Chaque iour j'en titrai 25 em° et je remplis le flacon à nouveau complètement du mélange primitif. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 255 La marche de la réduction se dégage du tableau suivant: Au Nombre de em: Nombre corres-Nombre corres- de la solution | pondant de pondant de Ob ti bout | idée normale | mgr. H:S au | mgr. SO, au SOLPAGIONEE de par litre. litre ‘) litre ?). an A0 75x12; 75t 80 3 5 25,5 60 | 4 1,9 BDD A TO os) 2,1 | 80 | 34 | Plus d'acide sulfuri- | | ACTU 6 2,1 39 84 | Trace d’acide sulfurique. Dans cette expérience il y avait au début 121 mgr. SO, au litre, et il en a été retrouvé 84 sous forme d’hydrogène sulfuré. Cependant la réaction barytique à montré qu’au bout de cinq jours le liquide était complètement exempt d’acide sulfurique. Il faut donc que 121—84 — 37 mgr. SO, aient disparu d’une autre manière, soit que le soufre en ait été fixé dans des substances organiques, soit qu'il ait été éliminé comme tel, à l’état libre, soit enfin qu’il ait pris naïssance un autre produit de réduction *). Comme au bout de six jours J'ai retrouvé une trace d’acide sulfurique, il faut que les 25 cm° de liqueur nouvelle qui ont été ajoutés le cinquième jour n'aient pas été complète- ment réduits au bout de 24 heures. 1) Un cm* de solution iodée normale correspond à 17 mgr. d'hydrogène sulfuré. | 2) Un cm de solution iodée normale correspond à 40 mgr. SO,. 3) Plusieurs expériences faites avec des substances nutritives complète- ment différentes et des quantites très-diverses de SO, conduisirent à un résultat si bien d'accord avec le précédent que je crus d’abord avoir découvert une méthode de détermination quantitative de l’acide sulfurique. Des recherches ultérieures m'ont cependant montré qu'il y a parfois des écarts considérables, non-encore élucidés, de sorte que provisoirement il règue encore 1ci beaucoup d'incertitude. 256 M. W. BEYERINCK. Dans une autre expérience, le liquide fut préparé comme suit: De l’eau de fossé fut saturée de gypse (Ca SO, + 2 H,0; — environ 2 gr. de gypse se dissolvent dans 1 litre d’eau). La solution renfermait par hasard exactement 1000 mgr. SO, au litre. J’ajoutai par litre 50 mgr. de malate de soude, 50 mgr. d’asparagine, 100 mgr. de phosphate de potassium et 1 gr. de carbonate de sodium. Pas de sels de fer ajoutés. La réaction se fit comme suit: Au Nombre de Nombre de | Nombre de bout ce Es | Mgr. H,S au | ge Ê0 au Observations. de par litre. litre. | litre. 6 jours. 1,5 | 25,5 60 11 Do 5 13 2,5 496, 1000 15 2,9 49,8 116 Léger dépôt de soufre. 16 3 o1 120 lee ro 29 A) 20 3,5 Hoi LS UT 91 | | ROUTE) 124 L'air a eu accès ; du soufre | É | s’est déposé. On voit donc qu’une solution saturée de gypse additionnée des substances nutritives nécessaires fournit un liquide très- propre aux expériences de réduction. Cependant ce processus a été très-lent dans le cas présent et seulement 124 mgr. SO, sur 1000 ont été réduits. L’addition de nouvelles quantités de liquide ne donne pas lieu à une réduction ultérieure. La cause de ce fait ne m'est pas connue. Elle ne réside pas dans l’ac- cumulation d'hydrogène sulfuré, comme le démontre lexpé- rience suivante : À de l’eau de fossé renfermant 37,5 mgr. SO, au litre furent ajoutés par litre 130,6 mgr. de sel de Mohr(Ffe SO, + (NH,), SO, + 6 H,0). Cette quantité de sel ferreux renferme 53,3 mgr. S0,. Furent ajoutés encore: 492,6 mgr. Mg SO, LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 257 + 7 H,0, renfermant 160 mgr. SO,; puis 100 mgr. NaC, 100 mgr. de malate de sodium, 100 mgr. d’asparagine, 200 mgr. de phosphate de potassium et 1 gr. de carbonate de sodium. Le liquide renfermait done en tout 37,5 + 53,3 + 160 — 250,8 mer. S0,1au litre !). La réduction, très-énergique, eut lieu comme suit: Au Nombre de outre qe Nombre cor- | cm desolution | respondant respondant Ë Bout iodée or | de ee H:S | de mgr. SO, Observations. de par litre. | au litre. au litre. 3 jours 1,6 22 64. Liquide complètement noir. 4 2 34 80 Le sulfure ferreux se dépose, 2,3 39,1 92 Liquide clair. 6 2.8 47,6 112 ni 3,4 57,8 136 Un peu de soufre déposé sur le verre. 8 3.6 61,2 144 9 3,7 62,9 148 15 4,1 69,7 164 Acide sulfurique disparu. 20 8 51 120 L'air a eu accès: beau- coup de soufre. Des 250,8 mgr. SO, primitivement en présence, 164 ont + été transformés en 1,8 et 86,8 mgr. ont disparu d’une autre manière, évidemment en partie sous forme de soufre. Je n'ai pu jusqu'ici, dans aucune autre expérience, provo- quer une plus forte accumulation d’acide sulfhydrique. Il est donc probable que 70 mgr. environ H,S au litre représente la limite approximative au-dessus de laquelle ce corps commerce à 1) Il y avait eu ici, comme on voit, addition de chlorure de sodium. Des expériences nouvelles démontrent que 3 °/, de ce sel dans les cultures brutes précédemment employées retarde il est vrai le début de la réduction par le Spirillum desulfuricans, mais favorise plutôt qu’il ne contrarie, à partir de ce moment, le processus lui-même. 258 M. W. BEYERINCK. nuire au ferment sulfhydrique. Comme 1 cm* de gaz hydro- gène sulfuré pèse 1,5 mgr., ce nombre correspond à 46 cm° autre 1) La petite quantité d'acide sulfurique que renferme l’eau des canaux de Delft se laisse d’ailleurs réduire rapidement et fa- cilement, quand on ajoute à cette eau un aliment organique quelconque tel que du sucre, de l’amidon, de la glycérine, de l’asparagine, un lactate, un tartrate ou de la peptone, et un peu de phosphate de potassium, de chlorure ferrique et de carbo- nate de sodium. Il n’y eut, parmi les substances organiques, que le butyrate, l’acétate et le formiate de sodium qui se montrèrent impropres à provoquer la réduction. Par exemple: L'eau de canal renfermant 45 mg. SO, au litre fut addi- tionnée de 50 mgr. de glucose par litre, 100 mgr. de phosphate de potassium, quelques gouttes de chlorure ferrique, et 0,5 gr. de carbonate de sodium. La réduction s’accomplit comme suit, la liqueur ayant été ensemencée au moyen de boue provenant d’une réduction antérieure: Au Ro Nombre de Nombre de bout ee de mpgr. PES au | mgr. QUE au Observations. de litre. litre. litre. heures | 12 0,2 3,4 ô Le liquide se colore en noir. 18 0,4 6,8 16 24 0,5 8,5 20 30 06 ALES 24 L’acide sulfurique a disparu. AS 0,5 Un peu d’acide sulfurique 1) M. Bakhuis Roozeboom m'a fait observer que dans un échantillon d’eau de mer souillée de corps organiques, et conservée dans un flacon fermé dont le fond était recouvert d’un peu d’argile, il a trouvé 151 mgr. H,S au litre. Cet hydrogène sulfuré avait dû prendre naissance par ré- duction naturelle des sulfates. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 259 Il y avait donc eu disparition, dans le cas présent, des 45 mgr. SO.,, de 24 mgr. sous forme d'hydrogène sulfuré, et de 21 mgr. sous une autre forme. Quand on augmente la teneur en glucose, il faut craindre qu'il s’établisse une fermentation butyrique par suite de la présence générale des granulobactéries dans l’eau de fossé. Quand j’employai par exemple 100 mgr. de glucose par litre ou davantage, la fermentation butyrique eu fut le résultat inévitable. La réduction se trouve par là complètement entravée au début; et dans une solution de cette nature ce n'est qu’au bout de plusieurs semaines ou même des mois que le phénomène s’accomplit. Il faut d’abord que les buty- rates aient disparu ainsi que l'acide carbonique formé en quantité énorme. Je ne crois pas nécessaire de décrire encore plus d’expé- riences. Celles qui précédent ont été prises dans une longue série de recherches faites pendant les années 1893 et 1894 *). Je me contenterai de faire remarquer que la nature du sulfate employé est absolument indifférente (pourvu naturellement qu’il ne $oit pas vénéneux). Le sulfate de sodium, le sulfate de potassium et l’alun peuvent, à un état de dilution suffisante, être réduits tout-aussi facilement que le sulfate de fer, le sel de Mohr, le sulfate de magnésium et le sulfate de calcium. Il est clair que la présence du groupe SO, importe seule, ce groupe se trouvant à l’état d'ions dans le liquide !). 1) Ce sont des considérations de nature purement pratique qui m'ont conduit d’abord à faire ces expériences. Je me proposais de fabriquer d’une manière économique une eau absolument privée de sulfate de cal- cium, destinée à alimenter les chaudières à vapeur. ?) Il serait donc plus exact d’après la nouvelle théorie des solutions, d'exprimer les résultats des analyses en teneur de SO, au lieu de SO. 260 M. W. BEYERINOK. 6. Isolation et propriétés du ferment sulfhydrique. L'isolation du ferment sulfhydrique m'a donné beaucoup de peine. Ce n’est pas que la chose en elle même soit si difficile, quand on connaît les propriétés de ce microbe, mais je suis parti au début de cette idée fausse, que les bactéries réduc- trices ordinaires de l’eau et du sol pourraient réduire égale- ment les sulfates !). Quand de nombreux résultats négatifs m’eurent enfin appris que cette hypothèse n'était pas exacte et qu'il devait s’agir d’un agent spécifique ayant la forme spirille, je versai dans une erreur d'un autre genre. Je m'étais aperçu que dans de nombreuses cultures, surtout dans celles sur substratum solide, la réduction des sulfates était favorisée par l’oxygène. Je m'imaginai qu'il devait toujours en être ainsi et que le ferment sulfhydrique, de même que les autres spirilles à moi connus, réclame pour son développement peu d'oxygène il est vrai, mais au moins une quantité déterminée de ce gaz. Je réussis à isoler de mes cultures de réduction brutes, par 1) Voici une expérience élégante, permettant d'isoler des cultures brutes les bactéries réductrices des nitrates: On mélange à la gélatine nutritive 1/,, pour cent de nitrate de potassium et un peu d’amidon de pomme de terre; on fait bouillir et on verse la masse liquide dans une boîte de verre. Après solidification, on verse sur la masse de l’eau distillée, renfermant la culture bactérienne brute (une goutte d’eau de lavage, un peu d’eau de fossé, etc.). On laisse écouler l’eau en renversant la boîte, et on abandonne le culture à elle-même, à une température de 20°C. Quand les colonies sont bien développées, on verse sur la moitié de la plaque de l’iodure de potassium dissous dans de l’acide chlorhydrique dilué. Toutes les colonies qui ont réduit le salpètre et sont donc environnées d’un champ de diffu- sion formé de nitrite de potassium, deviennent le centre d’un cercle bleu intense d’iodure d'’amidon sur un champ incolore. Les bactéries sont tuées par l'acide chlorhydrique. Mais par comparaison on distinguera facilement dans la moitié restée intacte les espèces réductrices que l’on emp'oiera aux recherches ultérieures. Le nombre des espèces réductrices du nitrate de potassium dans l’eau de fossé est remarquablement grand, LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 261 N le procédé ordinaire à la gélatine, trois variétés de petits spirilles aquatiques, que je crois appartenir au Spirillum tenue Cohn. Je crus avoir chaque fois trouvé le ferment véritable, et comme je ne pouvais, surtout au début, m'assurer sans peine qu'une espèce déterminée de bactéries ne parvenait dans aucune circonstance à réduire des sulfates, je fus obligé de recourir à des expériences de longue durée pour déter- miner l'impuissance de ces spirilles à se comporter comme réducteurs. Les recherches ont été d’ailleurs riches en insuccès pour d’autres raisons encore. Ce fut un pas dans la bonne voie quand je reconnus que l'influence favorable de l’oxygène sur le ferment sulfhydrique était une illusion, mais que ce sont en réalité les bactéries concomitantes qui se développent mieux dans ces conditions, et rendent le sol plus apte à la croissance du ferment sulf- hydrique. Je compris alors que le ferment, quoique un spirille, est cependant anaérobie obligatoire, et ne se développe qu’en présence de quantités relativement petites de substances nu- tritives organiques solubles. Les phénomènes de réduction sont donc surtout apparents dans des solutions nutritives anciennes, épuisées par les bactéries. En comparaison des espèces ordinaires, ce ferment sulfhy- drique ne se rencontre dans mes cultures brutes qu’en quantité infiniment petite. J’ai donc dû chercher d’abord un moyen d’accumuler le ferment. J’y ai réussi parfaitement en faisant usage d’un petit appareil que j’appellerai ballon de séparation et dont deux formes sont représentées figs. 1 et 2 !). Ce ballon doit servir à séparer, de la plus grande masse des aérobies qui se sont développés dans une culture ordinaire, l’air n’ayant qu’un accès limité, les anaérobies qui ont pris en même temps nais- sance. Le dispositif repose sur le principe que les bactéries ont ordinairement un poids spécifique plus élevé que leur milieu 1) Ces ballons m'ont été fournis par M. le Dr. Rohrbeck à Berlin 202 M. W. BEYERINCK.. nutritif,. Les formes qui ne se déplacent pas soit par leur mobilité soit par leur légèreté !) n’ont donc, en l’absence d’une cause exté- rieure directe, aucune raison de se diriger vers les couches supé- rieures d’une colonne verticale de liquide, mais tendent bien plutôt à gagner le fond ?). Le ballon est une modification du ballon de fermentation ordinaire et se distingue de ce dernier par ce qu’il possède un tube abducteur commençant à l'extrémité supérieure du réservoir à gaz. Ce dispositif peut se réaliser de deux manières différentes, comme on le voit dans les figs. 1 et 2. Dans la fig. 1 le tube abducteur se trouve attaché extérieure- ment au ballon et se termine en une pointe capillaire. Quand le tube réservoir à gaz et le tube abducteur se trouvent complète- ment remplis de liquide, cette pointe capillaire ne permettra, grâce à la tension superficielle, que sous un certain excès de pression le reflux ou l’écoulement du liquide. Son étroitesse _ empêche suffisamment l’accès de l'oxygène. Le ballon ne peut rendre service que si le dégagement de gaz fait défaut. Sinon la séparation qui doit naturellement s’accomplir entre les bactéries ayant des besoins d'oxygène différents n'a pas lieu. Si l’on cultive dans ce ballon, en solution nutritive con- venable, un mélange de bactéries, renfermant des aérobies, et des anaërobies obligatoires et facultatifs, on trouvera qu’au bout de quelque temps ils se sont distribués de la manière suivante. Les aérobies se sont rassemblés dans la portion renflée de D mn mn i) Peu importe naturellement qu'elles soient réellement non-douées de mouvement. 2) Il y a des bactéries susceptibles de se développer dans des liquides ayant absolument le mème poids spécifique qu’elles. Tels sont les ferments lactiques, cultivés dans des extraits de malts de 10° Balling. Il va de soi que ces microbes se distribuent également dans toute la masse de liquide, et qu'il en sera de même dans mes tubes. Mais les bactéries lactiques sont des anaérobies facultatifs. Or, j'ai pu observer que les aérobies demeurent toujours, même dans des extraits de malt de 20° Balling, au fond du tube, et donnent naissance à une couche de séparation bien nette. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC, 263 l’appareil; dans le tube à gaz ils occupent le fond et dessi- nent une ligne de séparation bien nette. Au-dessus de cette ligne, le liquide de culture n’est pas complètement exempt Fig. 1. Hip 2 ® 1j | | 7 Fig. Ballon destiné à la séparation sommaire des organismes anaérobies et aérobies. S'il y a réduction des sulfates, la formation de sulfure ferreux devient d’abord perceptible à l'apparition d’un précipité en b. La pointe capillaire c laisse écouler, quand on place le ballon obliquement, une cul- ture richement chargée du ferment sulfhydrique. En db on ne trouve en majorité que des bactéries aérobies ; à capuchon de verre. Fig. 2. Autre forme du ballon de séparation. A l’intérieur d’un ballon de fermentation ordinaire, fermé par un capuchon de verre, se trouve soudé, au moyen d’une goutte de verre g, un petit tube, qui se termine d’une part en un petit entonnoir e, et est librement ouvert de l’autre, en Si l’on ensemence le liquide nutritif, entre e et d, c’est-à-dire en dehors du tube intérieur, au moyen d’un mélange d’aérobies et d’anaérobies, ces derniers se rendent en quantité plus considérable dans le tube intérieur « que les premiers et se laissent récolter en e. On peut fermer e au début au moyen d’une goutte de paraffine. d’aérobies, mais ceux-ci ne s’y rencontrent cependant qu’en quantité infiniment petite. Si l’on cultive seulement des aéro- ARCHIVES NÉERLANDAISES, T, XXIX,. 18 264 M. W. BEYERINCK. bies dans le ballon de fermentation, le liquide du réservoir à gaz reste absolument clair et transparent, tandis que dans ampoule et au-dessous d’un certain niveau dans le tube à gaz lui-même :l est opaque et trouble. Les bactéries fluores- centes telles que le B. fluorescens non liquefaciens, cultivé dans le bouillon, permettent de faire cette expérience d’une manière très-élégante !). Les anaérobies facultatifs sont ou bien uniformément dis- tribués dans tout le liquide, ou bien accumulés par leur propre poids en grande quantité dans l’ampoule; maïs toujours le tube à gaz en renferme également beaucoup. Les anaérobies obligatoires sont distribués assez uniformé- ment dans le liquide entier, mais de telle sorte qu'ils soient relativement plus nombreux, comparés à la quantité des aéro- bies, dans le tube à gaz que si le mélange était complète- ment homogène. L'expérience a montré que si une réduction énergique a eu lieu dans le ballon de séparation, et qu’on laisse écouler une goutte de la pointe capillaire, il s’y rencontre bien plus de spirilles sulfhydriques que dans les échantillons recueillis par un autre procédé. La deuxième forme du ballon de séparation se trouve re- présentée fig. 2. Ici le tube abducteur des anaérobies est com- pris dans l’intérieur du ballon. Ce tube s’ouvre d’une part librement dans l’extrémité du tube à gaz, de l’autre en un petit entonnoir compris dans l’ampoule de verre. Il est donc facile d’y prendre des matériaux d’ensemencement à l’aide d’un fil de platine ou d’un petit tube capillaire. Pour mettre l’expérience en train, on remplit le ballon de solution nutritive stérilisée et privée d’air, de telle sorte que le petit entonnoir dépasse le niveau du liquide. On ensemence alors comme d’habitude, en veillant à ce que rien ne s’intro- 1) Voir encore Th. Smith, Das Gärungskôlbchen in der Bakteriologie. Centralbl. f. Bakteriol. Bd. VIL 1890. p. 503. Bd. XIV. 1893. p. 864. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 265 duise dans l’entonnoir. L’ensemencement doit se faire immé- diatement après le refroidissement de l’appareil afin que l’accès de l’air soit complètement empêché. Pour arriver facilement au refroidissement voulu, il suffit de verser de l’eau sur l’am- poule seule; le tube à gaz n’est pas arrosé, afin d'empêcher que la descente de liquide froid dans des couches plus chaudes n’amène du liquide aéré dans l’extrémité supérieure du tube. Les matières sont introduites dans l’espace extérieur en quantité aussi grande que possible, On peut, si l’on opère avec quelque habileté, ensemencer déjà l’ampoule vers 25°, tandis que la température s'élève encore à 66° C dans le tube. Ces obser- vations s'appliquent également au ballon représenté fig. 1, muni d’un tube abducteur externe, Si l’on craint que de la vapeur d’eau ne se condense sur le tube de l’entonnoir et ne provoque par capillarité l'infection du tube interne, on peut boucher hermétiquement le tube dans l’entonnoir au moyen d’une goutte de paraffine, qui se laisse sans peine percer plus tard au moyen d’un fil de platine ou d’un tube capillaire, quand on veut prendre des matériaux d’ensemencement aux dépens des anaérobies facultatifs et obligatoires renfermés dans le tube. Si, dans des expériences telles que celles-ci, on ensemence l’espace extérieur au moyen de boue de fossé ou du sédiment d’une expérience précédente, on ne tardera pas à voir s’ac- cumuler le ferment sulfhydrique (en société d’autres spirilles) dans l’espace interne. Le procédé de culture du ferment sulfhydrique a fait un nouveau pas quand j'observai que la présence des petits spi- rilles aquatiques ordinaires favorise considérablement le déve- loppement de notre bactérie. Je cultive depuis longtemps des formes du Spirilum tenue Cohn, et j'ai done pu faire aisément usage de cette circonstance. Le Spirillum tenue se développe lentement sur les substra- tums nutritifs ordinaires, mais cependant sans offrir de diff- cultés notables. Le milieu doit être légèrement alcalin et ren- fermer de la peptone, soit seule, soit mélangée de sels neutres Lo 266 M. W. BEYERINCK. d'acides organiques ou de glycérine. La présence de peptones semble tout-à-fait nécessaire, ce qui est intéressant en ce que le Spirillum tenue ne fliquéfie et ne peptonise point du tout la gélatine et les albuminoïdes, Dans le bouillon de viande prennent naissance des cultures magnifiques, où les spirilles acquièrent vingt tours de spire ou davantage. Ce qui carac- térise les spirilles, c’est la formation de beaucoup de carbonate de calcium, en substratum solide aussi bien que liquide. Les liquides les plus propres à remplir le flacon de sépa- ration sont les mêmes que ceux cités à propos des cultures brutes. J'ai cependant fait usage d’autres mélanges encore. Je me suis aperçu que si en même temps qu'avec le ferment sulfhydrique, on ensemence avec le Spirillum tenue, le degré de concentration des substances organiques peut être, dans la solution de sulfate, beaucoup plus élevé, sans dommage pour le ferment, que si les spirilles font défaut. Mais il faut que l’on supprime, comme on l’a vu plus haut, les sucres, sinon il y a, dans les cultures brutes, fermentation de ces substan- ces et production d'acides. On commencera dans tous les cas par faire bouillir les liquides, afin de les rendre exempts d’oxygène, avant d’en remplir le ballon, et on les chauffera encore une fois dans le ballon lui-même. J’ai rempli, pour citer un exemple, le ballon de la solution suivante : Eau de fossé additionnée de "4 pour cent de malate de potassium, Rs HS Nipeptonensèche, Dar , , sel de Mohr,: La solution est rendue alcaline et précipitée au moyen de carbonate de sodium. Ensemencée avec de l’eau de fossé fraîche et le Spirillum tenue, elle montre déjà au bout de 24 heures, vers 28° C la formation de sulfure ferreux. Dans une autre expérience le ballon fut rempli d’eau de LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 267 fossé renfermant '}, pour cent d’asparagine, |; pour cent de sulfate de magnésium, ![, pour cent de phosphate de potassium, !},, pour cent de lactate de fer, des traces de peptone et 1 pour cent de carbonate de sodium, ce qui donne une solution très-légèrement trouble. Elle a été ensemencée comme précé- demment. Quoique le Spirillum tenue se développe pénible- ment dans ce mélange, il y eut bientôt une végétation bacté- rienne assez riche dans le ballon, et au bout de 48 heures, à 30°, production abondante d'hydrogène sulfuré et de sulfure d’ammonium. Même une simple solution de !Z pour cent de peptone et !}, pour cent de sel de Mohr additionnée d’un peu de carbonate de sodium conduit au but. Quand le Spirillum tenue n’est pas ajouté artificiellement, je trouvai en général que la réduction est d'autant plus intense que la teneur en substances organiques est plus élevée, jusqu’à un certain maximum où la réduction est entravée. Comme il faut cependant que les substances organiques soient pré- alablement décomposées par les autres bactéries, 1l s'écoule dans ces conditions un plus long intervalle de temps avant que la réduction ne devienne perceptible. La plus haute concentration dont je me sois servi à été une solution de 1 pour cent de malate de sodium, !2 pour cent d’asparagine, 4 pour cent de phosphate de potassium, 7 pour cent de chlorure de sodium, 7 pour cent de carbonate de sodium et 1/},, pour cent de sel de Mohr dans l’eau de fossé. Cette solution déposa également, à 28°C, au bout de trois jours, du sulfure ferreux. Je ferai encore observer en outre que lensemencement mixte, comprenant le Spirillum tenue, donne des résultats plus favorables, quoiqu'il ne soit pas toujours indispensable pour que ces expériences réussissent. On conçoit que dans la portion recourbée b du ballon ilse soit déposé un précipité floconneux quand on fait usage des solutions nutritives citées, et c’est là que le ferment sulfhy- drique se fixe en premier lieu et donne d’abord naissance à des taches noires. Plus tard cette coloration noire se propage vers la 268 M. W. BEYERINCK. SX partie supérieure du tube à gaz, probablement parce qu’il se forme du sulfure ferreux soluble: et des flocons noirs se dé- posent en même temps contre la paroi verticale du verre. Ces flocons se rassemblent en longues stries verticales, ce qui tient évidemment à ce que le ferment sulfhydrique descend sous l'effet de la pesanteur, et s'attache à une partie du verre située plus bas. Il faut donc admettre que ces bactéries ne se meu- vent pas quand les conditions vitales sont favorables. Aussi, comme nous l’avons déjà vu, tout tend à montrer que géné- ralement les diverses espèces de bactéries susceptibles de mou- vement sont d'ordinaire en repos et ne se meuvent que si elles y sont forcées. Quand, dans le ballon de réduction, le liquide nutritif et le ferment sulfhydrique sont prêts à être employés, on peut isoler le ferment au moyen de gélatine ou d’agar. Surtout l’agar se prête assez facilement à cet usage. Le substatum nutritif d’agar se prépare comme suit. On lave longtemps à l’eau distillée une solution aqueuse d’agar très-claire, deux fois filtrée, pour enlever complètement tous les corps solubles. A cet effet, la masse solidifiée dans le ballon d’ébullition fut simplement recouverte d’une couche d’eau distillée, renouvelée à plusieurs reprises. Elle fut alors fondue et bouillie, additionnée d’une quantité extrêmement petite d’une solution nutritive renfermant du malate de so- dium, de l’asparagine et du phosphate de potassium; puis bouillie de nouveau jusqu’à élimination complète de l'air. Pen- dant le refroidissement, une goutte d’une solution claire de sel de Mohr fut ajoutée au mélange ainsi qu’une trace si faible de carbonate de soude qu'aucun trouble ne se produisit. Il y fut mélangé ensuite bien uniformément une gouttelette prise à la pointe capillaire du ballon de séparation, et le liquide fut déversé immédiatement dans des éprouvettes ou des cap- sules et des boîtes de verre très-plates de construction diverse. Le tout fut aussitôt refroidi dans l’eau. Les capsules étaient hautes d’un millimètre, larges d’un décimètre, et fermées par une plaque LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 269 de verre dépoli. Les boîtes (fig. 3) étaient composées des larges anneaux de verre bien connus, sur lesquels s’adaptent parfaite- ment des plaques de verre rondes de même diamètre, si bien qu'il en résulte un espace de même hauteur que l'épaisseur de l’anneau, et de même largeur que le diamètre intérieur de celui-ci. On voit qu'il n’y a pas moyen d'obtenir par ce procédé, ni dans les éprouvettes ni dans les capsules, une masse nutritive complètement exempte d’oxygène, et l’on ne réussirait pas à cultiver de cette manière le ferment sulf- hydrique, s’il était seul en présence. Mais les matériaux d’ensemencement renferment en quantité considérable d’autres espèces bactériennes. Celles-ci commencent par consommer l'oxygène du milieu en même temps qu'elles préparent celui-ci d'autre manière encore, comme on l’a vu à propos des solu- tions nutritives, au développement du ferment sulfhydrique. Si bien qu’au bout de deux jours ou davantage celui-ci trouve dans le substratum les conditions appropriées à son développe- ment et à l’accomplissement de ses fonctions réductrices. Il commence dès lors à former des colonies. Si dans la flore secondaire les spirilles dominent, les colonies croissent pendant six à douze jours. La réduction aussi progresse dans ce cas régu- lièrement jusqu'à ce que toute la quantité de sulfate présente soit décomposée, et le fer complètement déposé sous forme de sulfure. Au cas où d’autres espèces bactériennes que les spirilles jouent, aux côtés du ferment sulfhydrique, le rôle principal, les phénomènes qui se passent dans le substratum solide sont très-variables, parfois surprenants et l’on ne peut toujours en donner une explication suffisante. Il n’est pas rare alors de voir la réduction commencer tumultueusement, pour s’apaiser déjà au bout de deux ou trois jours et cesser définitivement; les colonies restant alors si petites que l’on recormencera de préfé- rence la culture dès le commencement, parce qu'il est bon de n’employer pour les cultures ultérieures que des colo- nies bien développées. Même ici, en effet, les bactéries sont peu nombreuses; souvent leur nombre ne dépasse pas un millier. 270 M. W. BEYERINCK. Si le volume des colonies semble, dans le procédé iei décrit, être assez considérable, cela tient à leur enveloppe de sulfure ferreux; du moment que l’on dissout celle-ci dans un acide, les colonies deviennent souvent complètement invisibles. On peut favoriser le développement des colonies en plongeant dans une solution nutritive la plaque d’agar qui renferme les colonies, soit que cette plaque ait été détachée du verre, soit qu'elle adhère encore en tout ou en partie à celui-ci; et si l’on renouvelle de temps en temps le liquide, l’accroissement des colonies peut durer très-longtemps. De minces plaques d’agar peuvent être aisément enroulées sur elles-mêmes, et mises dans des flacons bouchés à large col. Des couches d’agar encore comprises entre les plaques de verre, qui ne permettent en consé- quence que sur les bords l’accès de la solution nutritive, seront déposées de préférence dans des boîtes de verre, complètement remplies du liquide de culture et parfaitement séparées de l’air par un couvercle bien rodé. Cependant même en ayant recours à ces artifices, Je n'ai Jamais eu affaire qu'à de très petites masses de bactéries, qui réclamaient quelque précaution quand il s'agissait de leur emprunter des matériaux d’ensemence- ment. Souvent même, quand on croit avoir pris, à l’aide du fil de platine, une portion d’une colonie bactérienne, les cultures restent stériles. Les difficultés que l'isolation présente se ren- contrent surtout lors des dernières manipulations, et des cul- tures pures sont surtout désagréables à employer dans des expériences ultérieures, car il est difficile de préparer un milieu absolument privé d'oxygène sans le secours d’orga- nismes vivants. Le peu que l’on sait des bactéries de la pu- tréfaction des peptones, dont les espèces les plus intéressantes sont, de même que le ferment sulfhydrique, anaérobies, dé- montre que je ne suis pas le seul, ceci soit dit en passant, à A éprouver des difficultés à cet égard !). Je ne me suis d’ail- 1) Je veux faire observer encore qu'il y a deux classes d’anaérobies vrais. Les uns, tels que le ferment butylique, peuvent absorber les der- nières traces d'oxygène dans le milieu nutritif, et développent alors la LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 271 leurs, à propos des recherches actuelles, occupé des expérien- ces en culture pure que le temps nécessaire à caractériser sûrement les formes au point de vue morphologique, et à m’assurer que la réduction des sulfates peut s’opérer par le ferment sans le concours d’autres bactéries. Mais examinons à présent les propriétés des colonies. Peu importe que celles-ci soient incluses dans l’agar ou dans la gélatine. Je n’ai pu observer de différences de forme, au moins pas assez de différences pour faire songer à plus d’une seule Fig 3. Culture d’un mé- lange de Spirillum tenue (st) et Sp.desulfuricans(sd), sur agar (ag), entre deux plaques de verre séparées par un anneau de verre (av). L'espace interne n’est rem- pli qu’en partie; ea, espace rempli d'air; ma ménisque de l’agar, La couche aes colonies du Spirillum tenue est située à quelque distance du mé- nisque, en st. Elle s’est donc développée sous une pres- sion d'oxygène inférieure à la normale. Les colonies du Spirillum desulfuricans (s d) sont noires par dépôt de sulfure ferreux. Leur entourage immédiat s’est également noirci. espèce de ferments réducteurs (voir cependant pag. 272). Il n’y à pas liquéfaction de la gélatine. 51 les sels de fer font défaut, les colonies sont extrêmement »forme à oxygène” si caractéristique (Sur la fermentation et le ferment butylique (Arch. Néerl. vol. XXIX, p. 35). La deuxième classe, à laquelle appartient le ferment sulfhydrique, ne présente pas de forme à oxygène pareille et réclame la suppression complète de ce gaz pour pouvoir se développer. | D M. W. BKYERINCK. petites, eb ne présentent rien de caractéristique ; toute produc- tion de pigments fait défaut !). Les sels de fer sont-ils présents au contraire, les colonies sont aisément reconnaissables (fig. 3). Il faut remarquer cepen- dant que les propriétés empruntées au sulfure ferreux ne sont caractéristiques pour le ferment sulfhydrique que s’il n’y a pas d’autres sources de soufre que les sulfates, parce que ces mêmes- propriétés se retrouvent chez plusieurs autres espèces de bacté- ries, qui produisent de l’acide sulfhydrique par un processus différent. Ces dernières espèces toutefois n’ont pas la forme spirille, de sorte que la diagnose pourrait toujours se faire par l'examen microscopique, si l’on ne rencontrait ei la dif- ficulté que la forme spirille du ferment sulfhydrique n’est pas toujours nettement prononcée. Les colonies réductrices peuvent apparaître sous deux for- mes. Tantôt elles sont enveloppées d’une sphère diffuse de Fig. 4. Fig. 4. (1000). Colonie de Sporil- lum desulfuricans comme dans la fig. 3, mais fortement grossie. De nombreux granules de sulfure fer- reux dans l’agar et dans la colonie. Les spirilles sont morts en partie et colorés en noir. La direction des mouvements est indiquée par des flèches. sulfure ferreux à limites indécises, tantôt ce sont des points d’un noir intense sans sphère enveloppante. Je n'ai pu com- prendre clairement la signification de cette différence ; seules les colonies enveloppées d’une sphère m’ont permis d’opérer 1) Le Bacterium hydrosulfureum ponticum de M. Zelinsky liquéfie la gélatine et donne naissance à un pigment brun. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 273 des réductions ultérieures, tandis que les ensemencements de la deuxième forme sont restés stériles. Pourtant ces colonies renferment des individus mobiles, et il ne peut donc s’agir de colonies mortes. Je n’ai pu découvrir davantage une différence morphologique constante entre les bactéries des deux formes de colonies, et je n’ai donc aucune raison de croire à deux espèces bactériennes différentes. Je dois cependant observer que les colonies enveloppées d’une sphère ne m'ont donné dans les cultures suivantes que des formes de même nature. La sphère noire enveloppant les colonies et constituée par du sulfure ferreux (fig. 4) colore simplement l’agar ou la gé- latine de telle facon que la teinte se perd peu à peu sur les bords de la sphère; ou bien il y a un précipité de petits granules, rarement de fragments irréguliers. Les petites sphères ont toutes environ le même diamêtre et ressemblent à s’y méprendre à des micrococques. Elles se dissolvent sans résidu dans l'acide chlorhydrique et 1l n'y a donc aucune raison de leur attribuer un squelette organique quelconque comme aux sphérites de carbonate de calcium, beaucoup plus grands il est vrai, qui prennent naissance par la réaction du car- bonate de sodium sur le chlorure de calcium en présence de gélatine ou d’albumine. Ici les sphérules sont évidemment uniquement constituées de sulfure ferreux. On les trouve aussi dans la masse même des colonies, répandues entre les bac- téries; mais ici elles sont bien moins nombreuses, d’où résulte que l’espace occupé par les bactéries présente une coloration remarquablement peu intense !). J'ai supposé dans l’expérience ici décrite que le ballon de séparation renferme, outre le ferment réducteur, en majorité des spirilles aquatiques ordinaires; ce que j'ai obtenu en ajoutant, outre les matériaux d’ensemencement renfermant le 1) J'ai trouvé dans ces derniers temps des cas ou les taches dans le fromage d’Edam, atteint de la maladie dite ,fromage bleu”, sont consti- tuées de colonies de Spirillum desulfuricans entourées de leur sphère de »micrococques” de sulfure ferreux. (Voir Arch. Néerl. T. 25). 274 M. W. BEYERINCK. ferment sulthydrique, une culture de Spirillum tenue. Si l’on emploie comme aliment de la peptone ou un sel organique acide, et du sel de Mohr comme source de soufre et comme indica- teur, le Spirillum tenue se distingue par un pouvoir de repro- duction si énergique que les autres espèces bactériennes sont plus ou moins complètement refoulées. Il en résulte que dans un ensemencement d’une telle culture entre plaques de verre comme le représente la fig. 3, culture permettant d’un des côtés l’accès de l'air, seuls le Spirillum lenue et le ferment sulfhydrique sont capables de former des colonies en certaine quantité, les colonies bactériennes étrangères, surtout les aéro- bies, étant presque complètement éliminées. Je me permets d'appeler lattention sur une particula- rité dans le développement des colonies du Spirillum tenue, très-umportante au point de vue des relations des micro- organismes avec l’oxygène. Cette particularité consiste en ce que, si les spirilles sont uniformément distribués dans le substratum solide, les colonies sont surtout accumulées à une certaine distance du ménisque. Là-seulement on en rencontre de dimensions considérables (st fig. 3). Plus haut et plus bas on n’observe plus rien qui ressemble à des colonies de spirilles. Il est évident que les colonies se développent à un niveau du milieu nutritif où la tension de l’oxygène dis- sous atteint une valeur bien déterminée et très faible. J’ai à une autre occasion rapporté les bactéries mobiles à trois types différents, selon leur mobilité sous l’influence de l’oxygène dis- sous: le type aérobie, le type spirille et le type anaérobie. L'accumulation des individus, par l'effet de leurs mouvements propres, s'opère respectivement chez ces trois catégories aux endroits de tension maximum, moyenne et minimum. Or, nous voyons que ces trois fypes de mobilité trouvent leur pendant dans les {ypes de croissance; maïs je dois observer qu'ici les influences de température sont importantes et pas faciles à saisir. En tous cas nous sommes fondés à conclure que les deux séries de phénomènes sont dus à des causes analogues. LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 275 L’explication exacte du parallélisme observé reviendra à ceci que le mouvement aussi bien que la croissance atteignent un optimum d'intensité à des tensions d'oxygène identiques. On se demandera dès lors si dans le cas du Spirillum tenue, à la tension d'oxygène qu’on doit considérer comme optimum, lémission d’acide carbonique atteint également une valeur moyenne, ou bien si elle s'élève à une valeur maximum. Cette dernière hypothèse est bien la plus plausible, car chez les anaérobies obligatoires l’accès d'oxygène empêche com- plètement l'émission d’acide carbonique. Mais revenons au ferment sulfhydrique. Les colonies incluses dans l’agar ou la gélatine sont com- posées de spirilles courts, très-peu contournés, ordinairement d'environ 4 u de longueur et 1 u d'épaisseur seulement ; un petit nombre atteignent une longueur plus grande ou restent très- courts. Le nombre des tours de spire est de 1—1, Il est rare que l’on observe plus d’un tour entier. La plupart des individus se meuvent avec une rapidité moyenne; mais les mouvements ne durent qu'aussi longtemps que l’on empêche accès de l'oxygène. Du moment que ce gaz arrive en contact avec les cultures, les individus les plus mobiles se concentrent au milieu de la préparation, où elle est le plus pauvre en oxygène; tandis que les individus moins mobiles sont para- lysés et restent en place sans bouger. C’est donc le même phénomène que j'ai antérieurement décrit à propos de l’in- fluence de l'oxygène sur la mobilité du ferment butylique anaérobie !). Dans les colonies formées en présence de sels de fer, on trouve dispersés entre les spirilles les mêmes granules noirs, ressemblant à des micrococques, que nous avons déjà appris à connaître au voisinage des colonies (fig. 4). Aussi des spirilles morts deviennent-ils des centres d’attraction pour le dépôt de sulfure ferreux ; ils se colorent en noir intense et 1) Centralblatt für Bacteriologie. Bd. XIV, 1893, p. 841. 276 M W. BEYERINCK. augmentent énormément de volume. Souvent la forme de spirille devient-elle dans ces conditions très-marquée ?). Plusieurs individus du spirille sulfhydrique me laissèrent observer non sans peine un cil terminal, peut-être un faisceau de cils. Quoique la forme du ferment que l’on rencontre dans les liquides soit le plus souvent plus petite encore que celle qui compose les colonies en substratum solide, cependant la nature spirillaire du ferment et la présence des cils terminaux n’en sont pas moins évidentes. Je crois donc pouvoir nommer notre ferment Spirillum desulfuricans. Tout en essayant de ranger le ferment des sulfures sous le nom générique Spirillum, je dois observer que cette iden- tification ne peut encore être regardée que comme provi- soire, Car il est certain que les organismes appelés jusqu” ici Spirillum diffèrent considérablement les uns des autres. Cela est vrai par exemple de la manière dont se comportent les spirilles à l’égard de l’oxygène libre. On observe trois types bien distincts, que l’on peut reconnaître à la fois au mode de croissance des colonies et à la , figure de respiration” formée par les formes en mouvement. Le type aérobie se rencontre chez le Spirillum tyrogenum (et dans le choléra), le type spirille chez le Spirillum tenue, le type anaérobie chez le Spirillum desulfuricans. Il est probable que ces différences physiologiques sont la conséquence d’une affinité systématique très-éloignée et on serait peut-être autorisé à diviser le genre artificiel Spirillum actuel en trois genres naturels au moins. Mais le jour viendra où 2) J'ai un jour observé dans mes expériences une belle espèce de spirilles, qui avait déposé dans l’intérieur de son corps, alors qu’elle était vivante et mobile, des grains de sulfure ferreux. M. R. Koch semble avoir trouvé également cette espèce, qu'il appelle (à ce qu’il rapporte d’après M. Perty, mais j'ai vainement cherché ce nom dans les ,Kleinste Lebensformen”) Spirillum leucomelaenum (Mittheil. des Gesundheitsamtes. Bd. I. 1881, p. 48). LE SPIRILLUM DESULFURICANS, ETC. 277 nous pourrons mieux embrasser le système entier des bactéries qu'aujourd'hui. Une fois que le Spirillum desulfuricans a été obtenu en culture pure, on ne doit pas croire que toutes les difficultés soient vaincues pour les recherches ultérieures. Bien au con- traire, elles sont encore bien plus grandes qu'avec les maté- riaux bruts. Cela résulte de ce qu’on est obligé d’ermpêcher complètement l’accès de l'oxygène, et quiconque s’est occupé de recherches pareilles, qui doivent être souvent renouvelées, sait combien ïl est difficile d'arriver au but quand on ne peut faire usage de microbes aérobies. Peut-être serait-il à recommander d'employer le sulfate ferreux au lieu de sel de Mohr. Mais ceci encore ne serait qu'un pis aller et malgré que Je m'occupe depuis plus de deux ans du ferment sulfhydri- que, il reste encore beaucoup de points relatifs à son histoire que je n’ai pu établir avec certitude. Même le temps nécessaire m'a fait défaut, car on doit réfléchir que le résultat définitif d’une expérience de réduction n’est connu qu’au bout de _83-—4 semaines, et que dans les procédés en culture pure on ne rencontre le plus souvent que des insuccès. Les questions suivantes, par exemple, sont encore sans solution: Le ferment sulfhydrique est-il capable de réduire d’autres substances outre les sulfates? le carmin d’indigo, par exemple, le tour- nesol, les sels ferriques, les nitrates ? Les ferments sulfhydriques qui provoquent sur les côtes argileuses la production abondante d'hydrogène sulfuré et de sulfure ferreux sont-ils identiques au Spirillum desulfuricans? Comment l’eau salée agit-elle sur ce ferment? Ce dernier, tel qu’on le trouve dans nos fossés et nos étangs et dans le sol, appartient-il à une seule et même espèce ou à plusieurs? Enfin la question particulièrement importante relative à la distribution du ferment dans le sol et à la profondeur qu’il y atteint, celle de l’endroit où la réduc- tion des sulfates, dans un sol approprié, est complète, tout cela ce sont des problèmes non-encore résolus. UNE COURBE DE VARIATION À DEUX SOMMETS PAR HUGO DE VRIES. Grâce aux travaux célèbres de Quetelet et de M.Galton, la méthode statistique s’est depuis longtemps imposée dans l'étude de la variabilité, au moins sur le terrain anthropolo- gique. C’est dans les dernières années seulement qu'elle à commencé à s'étendre aux domaines de la zoologie et de la botanique. Il s’est montré que la loi de Quetelet et Galton s’ap- plique également aux animaux et aux plantes. Mais d’un autre côté, 1l a surgi dès l’abord des exceptions ou des écarts de la règle générale qui, s'ils n'étaient pas complètement incon- nus en anthropologie, viennent seulement d’acquérir à présent leur pleine signification !). Parmi ces exceptions, on peut citer par exemple les courbes de variation dédoublées et les demi-courbes. Les premières sont à deux sommets. M. Bateson, qui les a découvertes chez des animaux, les appelle dimorphes, proposant d’appeler mo- SN nomorphes les courbes ordinaires ou à sommet unique ?). Les 1) Des courbes à deux sommets s’observent également chez l’homme, où on les considère comme le résultat de la fusion incomplète de types mélangés depuis plusieurs siècles. Voir Ammon. Die natürliche Auslese beim Menschen. 1898. 2) W. Bateson and H. H. Brindley. On some cases of Variation in Secondary sexual Characters, in Proceedings Zool. Soc. London, 1899, Part. IV. p. 585. Les mêmes faits se trouvent également rapportés dans le nouvel ouvrage de M. Bateson: Materials for the Study of Variation. London. 1894. HUGO DE VRIES. UNE COURBE DE VARIATION, ETC. 279 demi-courbes ne sont développées que d'un seul côté, et pourraient en vertu de ce fait être appelées hémimorphes !). Des courbes à plusieurs sommets ou pleiomorphes n’ont pas été, à ma connaissance, décrites jusqu'ici, mais il est probable que celles-ci non plus ne se feront plus guère attendre. Dans les cas de variabilité ordinaire, les individus se grou- pent, relativement au caractère examiné, de telle manière que les écarts de la moyenne soient distribués autour de celle-ci comme autour d’un centre de densité maxima. Plus les écarts de la moyenne sont grands de part et d’autre, plus ils sont rares. Les écarts suivent la loi bien connue du calcul des probabilités. M. Bateson découvrit chez les Insectes deux cas où la variation s’accomplissait d’une manière différente. Les individus chez lesquels le caractère examiné atteignait environ la valeur moyenne n'étaient pas les plus nombreux, mais au contraire relativement rares. La moitié des individus venait se grouper autour d’un centre de densité maxima situé au-dessous de la valeur moyenne, tandis que l’autre moitié s’accumulait autour d’un pareil centre, supérieur à cette même moyenne. Les courbes figurées dans les ouvrages cités ont, dans chaque cas particulier, abso- lument l'aspect de deux courbes de variation complètes et juxtaposées; si bien qu’elles se touchent, sans nullement se recouvrir sur une étendue considérable. Examinons d’un peu plus près chacun des deux cas. Le premier se rapporte à la forficule commune (Forficula auricularia), savoir à la pince que les mâles portent à l'extrémité postérieure du corps. Il y a des formes à pince très-longue, d’autres à pince extrêmement courte. Chez 583 individus récoltés sur les îles de Farne près de la côte du Northumberland, la longueur minima observée fut de 2,5 mm., la longueur maxima de 9 mm. 1) Les demi-courbes Galtoniennes, comme indice de variation disconti- nue. Arch. Néerl. T. XX VIII, p. 442. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T, XXIX. 19 280 HUGO DE VRIES. Les formes moyennes, présentant une longueur d’environ 5 mm., étaient extrêmement rares; au contraire, les formes à pinces longues de 3,5 mm., et d’autres dont les pinces avaient 7 mm. de longueur, étaient les plus nombreuses. Les autres valeurs venaient se distribuer autour de chacune de ces deux-ci sui- vant les règles bien connues. Il y a donc évidemment deux formes, mais vivant simultanément sur ces îles et mé- langées l’une à l’autre. En d’autres endroits il peut y avoir un mélange analogue, mais on peut aussi rencontrer l’une des formes à l’exclusion de l’autre. C’est ainsi que dans un jardin à Cambridge il n’y avait presque que ‘des individus à courte pince; ainsi encore dans un jardin aux environs de Durham. Il resterait encore à examiner si la forme à longue pince se rencontre isolément. Le deuxième exemple connu nous est fourni par un coléoptère javanais à grande corne (Xylotrupes Gideon). Les dimensions de cet organe furent mesurées chez 342 mâles; la longueur fut trouvée osciller entre 0,4 et 2,4 cm. C’est précisément au milieu, vers 1,4 cm., que la courbe présente sa dépres- sion la plus profonde, tandis qu’à droite et à gauche de cet endroit on observe deux courbes de variation en apparence complètement indépendantes l’une de l’autre. Il y a donc une forme à courte et une à longue corne. Il n’y eut pas moyen de découvrir une raison quelconque à cette différence. M. Weldon a décrit un cas de dédoublement analogue de la courbe de variation en deux autres pour la largeur de la carapace frontale chez le Carcinus moenas ). Maïs ici M. Giard trouva que l’un des sommets de la courbe de M. Weldon provient d'individus déformés par le parasite Portunion moe- nadis Le deuxième sommet de la courbe seul serait donc normal ?). M. Giard fait remarquer que de pareils cas de 1) W. F. R. Weldon. Proceed. Royal Soc. of London. T. LIV. p. 313. 2) A. Giard. Sur certains cas de dédoublement des courbes de Galton, dus au parasitisme, et sur le dimorphisme d’origine parasitaire. Comptes rendus. T. CXVIIT. Avril 1894 p. 870. UNE COURBE DE VARIATION À DEUX SOMMETS. 281 dimorphisme parasitaire sont loins d’être rares, et que, traités d’après la méthode statistique de Quetelet et Galton, ils donneraient évidemment naissance à des courbes à double sommet. L'auteur croit même que chez les forficules, dans les cas étudiés par M. Bateson, des parasites exercent leur influence. En effet, les Grégarines sont abondamment répan- dues chez ces animaux, et peuvent provoquer un avortement assez considérable des caractères sexuels secondaires. Il ny à pas de doute qu'une étude plus approfondie de ces phénomènes fera connaitre une quantité de courbes dédou- blées provoquées par des parasites. Maïs il y a d’autres cas, comme M. Giard le dit explicitement, où les causes du dimorphisme sont d’autre nature. Il faut songer ici avant tout N à des différences de race, comme étant théoriquement les plus importantes. Tout ceci considéré, il m'a semblé n'être pas sans impor- tance de publier une courbe à deux sommets que j'avais déjà découverte en 1892. En effet, il ne s’agit pas ici de parasitisme, mais évidemment d’une différence de race que l’on peut directement fixer par sélection. J'avoue que mes expériences de culture dans ce sens ne sont pas encore tout à fait terminées, et je me propose de les reprendre d’une manière plus générale. Cependant cette découverte ouvre la voie à d’autres découvertes analogues, et je ne puis que recommander \ l’étude des courbes dédoublées à ce point de vue. L'objet de mes recherches à été le nombre des demi-fleurons du capitule chez le Chrysanthemum segetum, une Composée com- mune dans nos champs. Déjà M. F. Ludwig a publié sur le nombre des demi- fleurons des Composées un travail statistique important !), 1) Prof. Dr. F. Ludwig, Botanische Mittheilungen. Die konstanten Strahlencurven der Kompositen und ihre Maxima. Mit einer Tafel. Schriften der naturf. Ges zu Danzig. N. F. Bd. VII, Heft 3. 1890. 195 282 HUGO DE VRIES. dans lequel il a fait pour une série d’espèces de longs dénom- brements. Une planche ajoutée au travail représente les cour- bes obtenues. Elles montrent au premier coup d’œil leur concordance avec la loi de Quetelet et Galton, sont sensi- blement symétriques dans leur trajet général et à sommet unique, par conséquent complètement normales. Cependant un examen plus détaillé montre l’existence de plusieurs maxima secondaires moins prononcés, qui ne disparaissent pas alors même que l’on fait le dénombrement de plusieurs milliers de capitules, mais demeurent au contraire bien constants, et sont donc caractéristiques pour les espèces examinées. Ce que l’auteur rapporte au sujet de ces maxima secondaires conduit à certaines idées qui, au point de vue de l’unité des propriétés héréditaires, sont d’une haute valeur théorique. La position du sommet principal chez les différentes espèces a de l'importance pour l'appréciation des résultats de mes expériences. Voici les exemples cités par l’auteur. Le sommet de la courbe des demi-fleurons du capitule était situé: pour le Senecio Fuchsii en 5, pour les Anthemis arvensis et Achillea Plarmica en 8, pour l’Anthemis Cotula en 13, pour les Chry- santhemum inodorum et C. Leucanthemum en 21. Or les nombres 5, 8, 13 et 21 représentent une partie de la série bien connue de Braun, relative à la phyllotaxie !}). Il doit donc y avoir ici une loi de développement déterminée. Ou en d’autres termes, d’après notre nomenclature actuelle, il faut y voir un. indice de variation discontinue, tandis que les nombres inter- médiaires, appartenant aux autres ordonnées de chaque courbe spéciale, sont l'expression de variations continues. Je puis confirmer par expérience personnelle cette impor- tante découverte. Des dénombrements répétés dans mes cultures me donnèrent également 5 comme sommet de la courbe chez le Bidens grandiflora, 8 pour le Coreopsis tlinctoria, 21 environ 1) Dans cette série chaque nombre est égal à la somme des deux précé- dents, p. ex. 5 + 8 — 13; 8 + 13 = 91. UNE COURBE DE VARIATION à DEUX SOMMETS. 283 pour le Madia elegans. M. Ed. Verschaffelt trouva égale- ment le nombre 13 pour le sommet de la courbe chez l’An- themis Cotula !), récolté aux environs d'Amsterdam, près Hilversum, c’est-à-dire en une région bien différente de celle où M. Ludwig a pris ses matériaux. Les courbes de M. Ludwig sont monomorphes et la posi- tion du sommet est caractéristique pour les espèces. Les nombres 5, 8, 13, 21 sont donc des caractères spécifiques : les écarts de ces nombres types obéissent d’une manière générale aux lois de la variation continue. Je viens de signaler qu'en 1892 je découvris dans mes cultures de Chrysanthemum segetum une courbe à deux som- nets, dimorphe. Ce que cette courbe offre de remarquable, c'est que ses deux sommets correspondent exactement à deux nombres de la série de M. Ludwig. L’un de ces sommets correspondait à 13, l’autre à 21 demi-fleurons. Le premier est identique au caractère spécifique de l’Anthemis Cotula, le deuxième à celui des deux autres espèces de Chrysanthemum citées par M. Ludwig, les C. Leucanthemum et inodorum. Des caractères spécifiques de Composées ordinairement séparés se trouvaient donc apparaître, dans mon jardin d’expériences, chez la même espèce et dans la même culture. | Cette circonstance seule suffit déjà à écarter toute idée d’un parasite provoquant le dédoublement de la courbe. Il y a évidemment ici une différence de race. Il doit exister deux races de Chrysanthemum segetum, dont l’une possède le même nombre de demi-fleurons que les autres espèces de Chrysan- themum citées, tandis que l’autre présente le caractère spécifique de l’Anthemis Cotula. gs Mon expérience n'avait, on le conçoit, pas été entreprise dans l’espoir de découvrir une courbe à deux sommets, mais 1) Ed. Verschaffelt. Ueber graduelle Variabilität von pflanzlichen Eigenschaften, Berichte der deutschen botanischen Gesellschaft. Bd. XIT, p. 390, 284 HUGO DE VRIES. dans un tout autre but. Le phénomène ne fut découvert que lorsque les nombres furent notés pour la sélection ultérieure. Comme dans cette sélection les individus à plus de treize demi-fleurons dans le capitule primaire furent éliminés, je ne pus fixer plus tard que l’une des deux races supposées. C’est par hasard celle donc le caractère spécifique n’est pas iden- tique à celui des C. Leucanthenum et C. inodorum. Je me réserve, par une répétition de mon expérience et une sélection de l’autre race soupçonnée, de démontrer l'existence réelle de celle-ci. !) Mes recherches ont toutefois complètement démontré l’exi- stence d’une race à courbe des demi-fleurons monomorphe. Les graines récoltées en 1892 sur les reproducteurs à 13 demi- fleurons donnèrent en 1893 une génération possédant une courbe monomorphe. Le deuxième sommet avait complètement disparu. Après ce court résumé, je me propose de communiquer les détails de l’expérience. L'hiver de 1891—1892, je reçus par l'échange des graines des jardins botaniques des semences de Chrysanthemum segetum d'environ 20 établissements différents. Ces divers échantillons furent mélangés et semés le 7 mai 1892. Il y avait en tout 10 cm. de graines, mais la plupart d’un faible pouvoir germi- natif. Quand au mois de juillet les plantes commencèrent à fleurir, je me trouvai en possession d'environ une centaine d'individus, la plupart vigoureux. | La génération obtenue était donc le résultat d’un mélange; et il n’est pas impossible que les deux races qui apparurent plus tard provenaient de sources différentes. Je me propose nv 1) Note de l’auteur. Cette sélection a été effectuée en 1895 et les graines des individus à 21 demi-fleurons dans le capitule primaire ont été récoltées pour être semées l’année prochaine. UNE COURBE DE VARIATION à DEUX SOMMETS. 285 donc, quand je répéterai l’expérience, de semer séparément les graines de provenance diverse. !) Pendant la floraison, j'ai commencé par construire la courbe des demi-fleurons, non pour les capitules différents, mais pour les individus. L'individu se trouvait représenté par le nombre des demi-fleurons dans le capitule terminal de la tige prin- cipale. Ce capitule s’ouvre presque sans exception le premier et présente chez les individus moyens le même nombre ou sensiblement le même nombre de demi-fleurons que la plupart des autres capitules. Chez les individus plus riches en demi- fleurons il arrive souvent que le capitule terminal en offre un nombre un peu plus grand que la moyenne des autres. J'avais en tout 97 plantes en fleurs. Les deux colonnes horizontales suivantes donnent le nombre des demifleurons dans le capitule terminal de leur tige principale. La colonne supérieure renferme le nombre de fleurs ligulées par capitule; l’inférieure donne le nombre correspondant d'individus dont le capitule primaire possède le nombre de demi-fleurons supé- rieur correspondant. Courbe des demi-fleurons pour 1892. Demi-fleurons: 12 13 14 15 16 7 18 Individus : 1 14 13 4 6 9 vi Demi-fleurons : 19 20 ZA DD Individus : 10 11 20 1. La courbe correspondant à ces nombres se trouve repré- sentée fig. 1. Elle présente nettement deux sommets, dont chacun correspond au caractère spécifique d’une des Com- posées citées ci-dessus (13 pour l’Anthemis Cotula, 21 pour les Chrysanthemum spp.). En opérant la sélection, j’ai arraché conformément au but que je me proposais alors, aussitôt après avoir compté ses 1) Cette séparation n’a pas confirmé l’hypothèse émise dans le texte (Août 1895). 286 HUGO DE VRIES. demi-fleurons, chacun des individus qui en avait plus de 13. Quand j'eus complété mes dénombrements et que la forme de la courbe devint visible, il ne me restait donc plus que les individus à 12 et 13 demi-fleurons. Une pareille manière de procéder réclame beaucoup moins de temps que si l’on voulait marquer séparément chacun des individus. On peut d'autre part procéder tous les jours au dénombrement sur des individus dont le capitule primaire est en train de s’ou- vrir. On empêche ainsi les individus qui doivent être éliminés de féconder les autres. Peu de temps après que cette sélection eût été accomplie, les reproducteurs se mirent à fleurir abondamment. Je comptai encore le nombre des demi-fleurons des capitules portés par les axes latéraux, et en ayant plus de 13, afin de voir si le deuxième sommet apparaîtrait peut-être encore. Il y avait en Fig. 1. 0 1 14 13 4 6 9 7 10 12 20 1 0 Chrysanthemum segetum. Semis mélangé. Courbe des demi-fleurons dans le capitule primaire de 97 individus en 1892. Les nombres de la rangée supérieure indiquent le nombre des demi-fleurons, ceux de la rangée in- férieure celui des individus (fournissant les ordonnées) présentant ce nombre de demi-fleurons. tout 101 capitules. Le résultat se trouve rassemblé dans le tableau suivant, disposé comme ci-dessus. Le sommet de la courbe situé sur 13 n’a toutefois pas été porté dans le ta- bleau. Je n’ai pas compté, mais simplement taxé le nombre des capitules à 13 demi-fleurons. S UNE COURBE DE VARIATION à DEUX SOMMETS. 287 Courbe des reproducteurs de 1892. Demi-fleurons : 13 14 15 16 17 18 Capitules : — 49 18 17 7 5 Demi-fleurons: 19 20 21 22 Capitules : 1 3 1 0 Les individus choisis pour en récolter les graines ne mon- traient donc pas le maximum en 21. Le recensement que je viens de relater fut terminé le 10 août. Il y eut encore plus tard sur ces plantes un nombre assez grand de capi- tules qui s’ouvrirent, mais ceux-ci devinrent de plus en plus petits et débiles. En même temps la variabilité dimi- nua, c'est-à-dire qu'il y eut de moins en moins de capitu- les à nombreux demi-fleurons qui prirent naissance, jusqu’à ce que finalement presque tous les plus jeunes capitules n’en montrèrent plus que 13 ou 14. Parmi tous ces capitules je n’en trouvai qu’un seul à 11 demi-fleurons, et pas un seul à 10 ou moins de 10, Je récoltai en septembre les graines des reproducteurs; ils donnèrent ensemble environ 30 cm*. de graines, qui furent con- _ servées mélangées entre elles, et dont la moitié environ servit aux semis de l’année suivante (1893). J’obtins en juillet de cette année 162 plantes en floraison. Je procédai au dénombrement des demi-fleurons dans leurs capitules terminaux et j'obtins ainsi, pour chacun des indi- vidus, une valeur numérique. Ces nombres sont rassemblés, d’après le schéma déjà employé ci-dessus, dans le tableau suivant : Courbe des des demi-fleurons en 1893. Demi-fleurons : 8 9 LOST 12 13 Individus : 2 1 0 4 je 94 Demi-fleurons : 14 15 16 17 18 19 Individus : 25 7 dl 1 2 0 Demi-fleurons : 20 21 Individus : 8 0 288 HUGO DE VRIES. La courbe correspondant à ces résultats numériques se trouve représentée fig. 2. On voit qu’elle n’offre absolument qu’un sommet unique. Ce n’est plus la courbe de races mélangées mais celle d’une race pure. Son sommet coïncide avec celui de 1892, et se trouve en 13, la valeur caracteristique de l’Anthe- mis Cotula, comme nous l’avons déjà vu à plusieurs reprises. Des individus à 21 demi-fleurons dans le capitule primaire font défaut; la deuxième race dont l’existence avait été soup- connée en 1892 a donc ici complètement disparu. Il est remarquable ensuite que le sommet demeuré constant est bien plus nettement situé en 13, c’est-à-dire que la courbe est devenue bien plus étroite et plus fortement ascendante. Fig. 2. \ X \ \ SS —— ; ANT D 7 8 cr] 10 11 72 13 7% 75 16 17 78 79 50 21 9 2 1 0 7 13 94 25 7 7 1 2 0 3 0 Chrysanthemum segetum. Semis après sélection des plantes à 135 demi- fleurons. Courbe des fleurs ligulées dans les capitules terminaux de 162 individus en 1893. La colonne supérieure donne le nombre des demi- fleurons; l’inférieure celui des individus (fournissant les ordonnées) présen- tant ce nombre de demi-fleurons. UNE COURBE DE VARIATION à DEUX SOMMETS. 289 Les trois individus à 8 et 9 demi-fleurons étaient débiles ; ils furent arrachés. J’éliminai encore quelques individus débiles à 11 et 12 demi-fleurons. Il me resta comme reproducteurs les plantes vigoureuses présentant les mêmes nombres; il y en avait une à 11 et 10 à 12 demi-fleurons dans le capitule terminal. Toutes les plantes à 13 demi-fleurons ou davantage furent arrachées, sans leur laisser le temps de continuer à fleurir. Les reproducteurs choisis furent peu de temps après la sélection soumis à un examen détaillé. A cet effet je comptai le nombre des demi-fleurons de leurs capitules, lorsqu'ils en avaient ouvert deux ou trois. J’obtins ainsi, de la même manière que précédemment, le tableau que voici: 16 © 0 1 COM be DRE TN Le Gien Demi-fleurons: 10 11 12 13 14. Capitules : Il 1 3 12 1. Demi-fleurons: 15 16 17 18 19. Capitules : 3 Î 2 2 1. Cela fait en tout 27 capitules portés par des axes latéraux, dont environ la moitié présenta le nombre correspondant au sommet de ia courbe. Quant au maximum de 21, il avait ici complètement disparu. _ Je répétai le dénombrement le 8 août, en n’y comprenant pas les capitules déjà relevés dans le tableau précédent. De même que l’année précédente, la variabilité se montra consi- dérablement diminuée. Il n’y avait plus que des capitules à 12, 13 et 14 rayons. Le dénombrement donna ce qui suit. Reproducteurs en l’automne de 1898. Capitules à 12 demi-fleurons 6 HS ion ; 65 lis, Ê 10 Ici encore le sommet de la courbe se trouvait correspondre avec une plus grande netteté à 13 que l’année précédente, où les capitules à 14 demi-fleurons étaient encore relativement » » » nombreux. 290 HUGO DE VRIES. Je récoltai séparément les graines de ces onze plantes. Je semai en 1894 les graines de trois de ces plantes, dont le capitule terminal avait 12 rayons, afin de contrôler d’autant mieux la pureté de la race obtenue. Je semaï les graines des trois plantes-mères sur trois parterres différents; chacun de ces parterres avait environ 2 mètres carrés de surface. En juillet, quand les capitules terminaux commencèrent à fleurir, j’obtins ainsi de nouveau pour chaque individu une valeur numérique, pouvant lui servir de caractère. Le recen- sement fut fait séparément pour chacun des trois parterres, et j'obtins ainsi une série de nombres (une courbe) pour chacune des trois familles. Les nombres obtenus, rassemblés de la manière ordinaire, sont les suivants; les chiffres I, II, IIT indiquent les trois familles : Courbes des demi-fleurons de trois familles en 1894: Demi-fleurons : 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 9 20 21. Individus: 10 O0 110 59 18 2 3 4 O O 2 1. ; II 0 1 411 89 11 5 0 0 On : III 1 9 3 10 78 21 1 2 0 0 00m Somme I—III 1 3 8 31221 560 8 6 42 OR Le nombre des individus s'élevait donc dans chacune des trois familles à JE IT. III. Somme. 101 124 113 338. On le voit, les courbes des demi-fleurons sont de nouveau à sommet unique. Leur sommet se trouve, comme en 1893, en 13. Elles sont également tout aussi fortement ascendantes qu'en cette même année. Les trois familles ne diffèrent entre elles que dans les limites des erreurs d'observation ordinaires, Toute trace du deuxième sommet primitif fait encore défaut à présent. On pourra comparer plus exactement les résultats de 1893 A UNE COURBE DE VARIATION à DEUX SOMMETS. 291 et 1894, en procédant, comme le fait M. Galton, d’après la valeur moyenne et l’amplitude de la variation. M. Galton appelle valeur moyenne celle que la moitié des individus n’at- teint pas et que l’autre moitié dépasse. Cela suppose il est vrai que la variation se fait d’une manière absolument conti- nue, et n'ait pas lieu par degrés, comme le veut ici la nature du caractère étudié. La valeur moyenne a donc été calculée par interpolation: elle ne doit pas être un nombre entier ‘). C’est ainsi que je trouvai ce qui suit. Valeur médiane de Galton. en 1893 13,1 en 1894 l'E M c'est-à-dire exactement la même valeur. L’amplitude de la variation se mesure d’après M. Galton en déterminant l'importance sur la courbe du groupe moyen des individus, comprenant la moitié de l’ensemble. La distance à la valeur moyenne des deux limites de ce groupe se détermine encore par interpolation. Dans une courbe symétrique ces deux valeurs sont évidemment égales entre elles. L’une des limites est dépassée exactement par un quart des individus dans un sens: et il en est de même de la deuxième limite dans l’autre sens. Ces valeurs sont nommées par M. Galton les valeurs quartiles. J’ai trouvé ce qui suit. Valeur quartile de Galton. Q, Q, en 1893 0,4 0,6 en 1894 0,4 0,4. La différence est insignifiante. En d’autres termes, les cour- bes de 1893 et 1894 ont la même inclinaison. Comme de plus leurs sommets occupent précisément la même position, elles _—— 1) Cela me conduirait trop loin de donner ici le raisonnement complet. Je renvoie à l'ouvrage de M. Galton, Natural Inheritance. Voir aussi Verschaffelt. Ber. d.d. bot. Ges. L.c. 292 HUGO DE VRIES. la la SL se recouvriraient exactement, si elles étaient dessinées y même échelle. La fig. 2 peut donc s’appliquer aussi courbe de 1894. Les valeurs précédentes permettent dé calculer la valeur PE employée par M. Verschaffelt Si l’on prend ” M? pour valeur de Q la moyenne des nombres précédents, on trouve 0,45 18,1 Si l’on compare ce nombre à la valeur donnée par M. Ver- schaffelt pour la courbe des demi-fleurons de l” Anthemis Cotula 'j et la valeur correspondante pour le Coreopsis tinc- toria, déduite de mes cultures de 1893 ?), on obtient la liste PV — 0,034. suivante : Anthemis Cotula 4 =. — (07 Lo 0,4 Coreopsis tinctoria = 31 — 0,049 : 0,45 Chrysanthemum segetum V = 151 = 0,034 Résumé. 1. Un mélange de graines de Chrysanthemum segetum, de diverse provenance, a fourni des plantes dont la courbe du nombre des demi-fleurons dans le capitule terminal de la tige primaire était une courbe à deux sommets (fig. 1). 2. Les deux sommets de cette courbe étaient situés sur Îles nombres 13 et 21, et correspondent donc aux sommets des courbes à sommet unique d’autres espèces de Composées (Anthemis, Chrysanthemum Leucanthemum). 1) lc. p. 354. ?) Ber. der Deutschen bot. Ges. Bd. XII, p, 200. UNE COURBE DE VARIATION À DEUX SOMMETS. 293 3. Les caractères spécifiques de deux espèces voisines se trouvaient donc mélangées ici dans une seule et même espèce. 4 Ces faits conduisent à soupçonner l'existence de deux races du Chrysanthemum segetum, dont l’une serait à 13, l’autre à 21 demi-fleurons Ces nombres varieraient alors d’une manière continue, dans les deux races, suivant la loi de Quetelet et Galton. En semis mélangé les deux courbes se recou- vriraient partiellement et provoqueraient ainsi la présence de deux sommets, le dimorphisme. 5. Les deux formes doivent pouvoir être séparées par la sélection et amenées à se reproduire comme des races pures. C’est ce que j'ai fait pour la race à treize demi-fleurons !) Elle m'a fourni déjà dans la génération suivante (1893) une courbe de variation à sommet unique, symétrique, par consé- quent normale (fig. 2). Le sommet se trouvait exactement en 13 (valeur médiane d’après M. Galton = 13,1). 6. Cette race se conserva dans la génération suivante (1894) avec une constance parfaite, et avec la même variation con- tinue. 7. Les courbes des demi-fleurons de M. Ludwig sont il est vrai à sommet unique, monomorphes, mais montrent des maxima secondaires, dont les positions correspondent aux caractères spécifiques d'espèces voisines; on pourrait d'après les résultats precédents s'attendre à ce qu’ils correspondent peut-être à des races secondaires cachées. Si cette hypothèse était reconnue exacte par des expériences de sélection, on se trouverait peut-être avoir entre les mains les matériaux pro- pres à étudier expérimentalement une ,espèce naissante”. 1) J’ai commencé en 1895 la même expérience pour la deuxième race; voir page 284. [te » chi . ee Got nr ju ri NY Aie ms 27 ü 7 E VAL LA E ‘3 < Es $ ; | Fa ® F î ; n ARCHIVES NÉERLANDAISES Sciences exactes et naturelles, OBSERVATIONS ET EXPÉRIENCES SUR LE CŒUR SUSPENDU TROISIEME MEMOIRE. SUR LA SIGNIFICATION, POUR LE RHYTHME CARDIAQUE, DE LA PHASE RÉFRACTAIRE ET DU REPOS COMPENSATEUR. PAR Th. W. ENGELMANN. Les partisans de l’ancienne doctrine, qui considère le système nerveux et ganglionnaire du cœur comme l’agent du rhythme cardiaque, ont fréquemment invoqué dans ces dernières années, à l’appui de leurs vues, des différences, réelles ou prétendues, entre les phénomènes de la pointe du cœur et ceux du ventricule entier. La première ne renferme pas de ganglions, le deuxième en possède. Une différence de cette nature existerait par exemple dans le repos compensateur découvert par M. Marey, que l’on donne comme caractéristique du cœur muni de ganglions. J’ai toutefois conçu des doutes au sujet de la valeur démonstrative réelle des faits invoqués à l'appui de cette affirmation, et j'ai entrepris en conséquence une étude expé- rimentale du sujet, dont les résultats seront exposés dans les pages suivantes. En 1876, lors de ses recherches bien connues relatives à l'action sur le cœur d’excitations électriques, M. Marey !) avait démontré que la sensibilité du ventricule en pulsation 1) J. E. Marey. Des excitations artificielles du cœur. Travaux du labo- ratoire de M. Marey. 2 année 1875, p. 63. ARCHIVES NÉERLANDAISES, T. XXIX, 20 206 TH. W. ENGELMANN. spontanée pour une excitation électrique artificielle diminue pendant chaque systole ventriculaire, pour s’accroître de nouveau pendant la diastole suivante. Il avait en même temps remar- qué que l’application d’une excitation artificielle n’influe pas sur le nombre total des systoles. Si, en effet, il en résultait une systole supplémentaire, la contraction spontanée suivante du ventricule était retardée du même espace de temps dont la systole additionnelle avait précélé la fin de la période cardiaque normale, dans laquelle tombait l'excitation arti- ficielle. ,Après chaque systole provoquée il se produit un repos compensateur qui rétablit le rhythme du cœur un instant altéré”. Ce ,repos compensateur”, dans lequel M. Marey voyait un important ,corollaire de la loi d’uni- formité du travail du cœur”, M. Dastre l’a étudié de plus près '). Il se proposait de déterminer s’il repose sur une propriété particulière ou de la substance musculaire ou du système nerveux ganglionnaire du cœur. A cet effet, M. Dastre a examiné l'influence d’excitations artificielles sur la pointe du cœur isolée en remplaçant les excitations ventriculaires normales par des courants d’induction inter- mittents très-rapides, qui firent entrer la pointe du cœur, au moins pour quelque temps, en pulsation périodique régulière. Par renforcement momentané des courants d’induc- tion excitateurs, il y eut de temps en temps addition d’une excitation supplémentaire. Suivant la phase du cycle cardiaque dans laquelle tombait cette excitation, il y avait une action visible ou bien ïl n’y avait pas d'action. S'il se produisait une systole ventriculaire additionnelle, le repos compensateur faisait défaut, contrairement à ce qui s’observe dans le cœur en pulsation spontanée. M. Dastre en conclut que ,la loi d’uniformité du rhythme est une propriété de l’appareil gang- lionnaire du cœur”. Les expériences de M. Dastre ont été récemment reprises 1) A. Dastre. Recherches sur les lois de l’activité du coeur. Paris 1882. OBSERVATIONS ET EXPÉRIENCES, ETC | 297 par M. Kaiser avec une résultat analogue !) ,Si l’on fait entrer la pointe du cœur, dit M. Kaiser (l.c.p.287) en pulsation spontanée par un des moyens dont on dispose, on peut par des excitations électriques ou mécaniques superposées provoquer une contraction supplémentaire; on n'observe jamais ensuite de prolongation de la pause, tandis que dans le cœur muni de ganglions toute contraction supplémentaire est régulière- ment suivie d’une pause prolongée”. M. Kaiser voit dans ce phénomène, de même que M. Dastre, une preuve du fait que le rhythme de la contraction ventriculaire normale ne peut s'expliquer par les propriétés de la substance musculaire seule, maïs qu’il lui faut le concours d’un système nerveux et ganglionnaire dans le ventricule. Je montrerai dans la suite de ce travail que l’exposition des faits, telle qu’elle est donnée par MM. Dastre et Kaiser, est incomplète, et que l'affirmation générale établie par le dernier auteur est inexacte. On peut, en effet, provoquer tout aussi bien dans la pointe de cœur isolée, malgré qu’elle soit privée de ganglions, le phénomène du repos compensateur que dans le cœur intact. On verra en outre qu’abstraction faite de cette circonstance, la conclusion de MM. Dastre et Kaiser repose sur une hypothèse inexacte. Dès lors leur démonstration en vertu de laquelle les nerfs et les ganglions devraient coopérer au rhythme cardiaque normal perd égale- ment toute valeur. Mais avant de prouver ce que j'avance, il est nécessaire d'examiner d’un peu plus près la période réfractaire du cœur dans son ensemble: car maigré les travaux approfondis de M. Marey et de ses successeurs, les faits ne sont pas encore assez complètement connus. Je crois d’ailleurs que quelques idées fausses se sont introduites dans ce domaine, qui pourraient 1) K. Kaïser. Untersuchungen über die Rhythmicität der Herzbewe- gunoen, ÎT. Zeitschrift für Biologie. Bd, XXX, N.EF. XII, 1894, p. 279. 20! 298 TH. W ENGELMANN. facilement nous empêcher de pénétrer plus avant dans la connaissance de l’enchaînement mutuel des phénomenès car- diaques. Sur la ,phase réfractaire” du cœur. On ne pourrait exactement apprécier l'effet d’une excita- tion artificielle sur un cœur battant régulièrement soit de lui même, soit à la suite d’une autre excitation artificielle, si l’on ne connaît exactement la série entière des modifications de l’excitabilité subies par la musculature du cœur sous l’in- fluence de la systole, dans les conditions de l’expérience. Ce n’est pas le ventricule seul, mais encore l'oreillette qui présente un stade réfractaire, et il faudra d’abord soumettre à l’examen es deux divisions cardiaques séparément avant que l’on essaye de comprendre la manière dont travaillent ensemble l’oreillette et le ventricule. Je commence par m'occuper des faits relatifs à la phase réfractaire du ventricule. On rencontre souvent aujourd’hui l’opinion que l’excitabi- lité du ventricule, diminuée pendant la systole, revient déjà à sa hauteur maximum pendant que la musculature se re- lâche. En d’autres termes, la phase réfractaire ne se prolongerait pas au delà de la fin de la diastole. MM. Lauder Brunton et Cash!) ont même prétendu que l’excitabilité du ventricule diminueraït déjà dans le cou- rant de la pause consécutive à la diastole. Cette dernière affirmation ne me semble recevoir aucun appui ni des publi- cations déjà faites ni de mes propres recherches. Mais la première opinion, qui conduit à des conséquences douteuses, n’est elle-même pas soutenable. Cela résulte déjà des expéri- me F) T. Lauder Brunton and Theod. Cash. On the effect of Electri- cal Stimulations of the Frogs Heart, and its Modification by Heat, Cold and the Action of Drugs. Proceed of the Roy. Soc. of London, vol. XXXW, 1883. p. 455. OBSERVATIONS ET EXPÉRIENCES, ETC. 299 ences bien connues de Bowditch et Kronecker. l’inter- valle de temps durant lequel la réceptivité du ventricule, di- minuée par une systole, s'accroît de nouveau peut, en vertu de ces expériences, durer beaucoup plus longtemps que le relàächement du ventricule, plus longtemps même que la péri- ode cardiaque tout-entière. Le cœur battant avec sa fréquence normale ne montre il est vrai rien de ce genre, car entre la fin d'une VW; et le commencement de la W, suivante, il n’y a pas de pause ou pas de pause suffisamment longue, Ici l’excitabilité reportée pendant la diastole à une certaine valeur s’abaisse aussitôt de nouveau sous l'influence de la nouvelle V,. Si toutefois on amène le ventricule à ne battre qu’à de plus longs intervalles, il ÿ à moyen de montrer que son exci- tabilité continue en géneral à augmenter encore après que le relâchement s’est accompli. On comprend que dans le cœur parcouru par un Courant sanguin le maximum de l’excitabilité est bien plus rapidement atteint, après la fin de la systole, que dans le cœur vide de sang. Dans ce dernier cas il faut à la température ordinaire cinq secondes et davari- tage. Si l’on se sert, comme le fit le premier Bowditch, de la pointe d’un cœur séparée de l’organe par ligature ou par excision, et s’arrêtant d'elle-même, et qu’on l’excite à des intervalles réguliers par une secousse d’induction ou un cou- rant brusque, on sait que de telles excitations, pour agir infailliblement, doivent être séparées l’une de l’autre par des pauses d'autant plus longues que les courants sont plus faibles. Si les pauses dépassent une certaine durée, généralement un certain rombre de secondes pour la pointe du cœur excisée, Bowditch a montré et j'ai toujours pu vérifier que la réceptivité diminue toujours un peu Cependant des excitations efficaces à de plus courts intervalles peuvent lui rendre une valeur plus élevée. MM. Lauder Brunton et Cash n'auraient certaine- ment pas établi leurs conclusions, s'ils avaient excité au moyen de courants encore plus faibles. Leur ,minimal stimu- 300 TH. W. ENGELMANN. lation” était sans le moindre doute une excitation encore très- intense, car la phase réfractaire pour cette excitation était déjà passée au moment du sommet de la systole. Les auteurs anglais ont opéré sur le cœur tout entier, et non sur la pointe isolée. On pourrait donc croire qu’il résulte de cette circonstance une différence importante. D’autant plus que M. Marey, qui à également opéré sur le cœur en son entier, et reconnut et démontra aussitôt l'influence de l'intensité de l'excitation sur la durée du stade réfractaire, semble avoir vu que ce stade ne se prolonge pas ou très-peu au-delà de la fin de la systole, même quand l'excitation est peu intense. Il dit textuellement: ,Si l'excitation est faible, la période réfractaire dure au moins pendant toute la phase systolique; quand l'excitation augmente de force, la phase réfractaire se réduit aux premiers instants de la systole ven- triculaire et finit par disparaître tout-à-fait si l'excitation devient assez forte ? Cependant on démontre sans peine pour le cœur normal, se trouvant dans les meilleures conditions de nutrition, que l’excitabilité continue encore à s’accroître jusqu’à la fin de la diastole ou même au delà. C’est ce que m'ont montré encore des expériences sur le cœur arrêté par l’application de la liga- ture de Stannius, et amène, soit en place, soit après excision, à exécuter des pulsations régulières. Les différences que l’on peut observer à ce point de vue sur la pointe du cœur isolée sont simplement d'ordre quantitatif et s'expliquent suffisam- ment par les conditions de nutrition plus défavorables dans lesquelles se trouve dans ce cas la musculature cardiaque. La méthode de suspension permet d’étudier ces phéno- mènes de la manière la plus commode. J’ai montré jadis que l'introduction d’un crochet dans la pointe du cœur, et l’enre- gistration continue des mouvements cardiaques sous une ten- sion de 1—1! gr. n'a pas d’action nuisible notable sur l’acti- vité du cœur. Les variations de la durée des périodes car- diaques ordinaires ne s'élèvent souvent qu'à 2% à peine, OBSERVATIONS ET EXPÉRIENCES, ETC. 801 pendant une observation d'un quart d'heure, quand on évite toutes les autres influences. Et cette durée d’un quart d’heure ne doit pas être dépassée dans nos expériences. Maïs des variations si faibles n’ont aucune influence sensible sur les phases successives et la durée de la variation systolique d’ex- citabilité du ventricule. Et s’il existait une telle influence, elle aurait été éliminée par le nombre des observations et la disposition de nos expériences. J’ai déterminé les variations successives d’excitabité du Vsur le cœur en place, battant spontanément. Je m'y suis pris de manière à mesurer, pour des excitations d'intensité différente, se succédant symétriquement au-dessus et au-dessous d’une ligne d'intensité moyenne, l'intervalle après lequel la réceptivité du V était A revenue, mesuré à partir du début d’une systole spontanée. J’excitai à cet effet le VW en pulsation spontanée, dans le voisinage de la pointe, pendant cinq minutes environ, à des intervalles constants de 4—10 secondes d’habitude, au moyen d’une secousse d’induction. Suivant la phase dans laquelle l’excitation tombe, ce qui resta entièrement abandonné au hasard, elle n’eut pas de résultat (groupe A), ou provoqua une systole ,supplémentaire” (groupe B). Les mouvements cardia- ques furent enregistrés sur la surface cylindrique noircie du kymographe, se mouvant avec ur vitesse d'environ 15—20 mm. Les moments d’excitation furent inscrits au-dessous ainsi que le temps en vibrations de diapason de !/,,”. Je déter- minai ensuite pour chaque excitation isolée l'intervalle £{ qui la séparait du début de la systole spontanée immédiatement précédente. Comme le nombre des expériences dans chaque série était considérable (50 et davantage), les maxima de # dans le groupe A devaient en général être égaux ou du moins très-peu différents des minima de { dans le groupe B. Si le nombre des expériences d’une série était si grand que l’on pourrait admettre qu’elles se distribuent uniformément sur les diverses phases de la période cardiaque, la mesure de chacune des observations particulières, qui est si longue, 302 TH. W. ENGELMANN. serait superflue. Le rapport du nombre des cas À à celui des cas B donnerait le rapport de la durée de la phase réfrac- taire à la durée de la période cardiaque. Comme cette der- nière est connue, on aurait d'emblée la valeur absolue de la première. C’est ainsi que dans un cas particulier, où la durée T des périodes spontanées variait entre 1,36 et 1,38”, celle des Y, entre 0,70 et 0,72”, celle des VV, entre 0,19 et 0,20”, et où les excitations artificielles se succédaient à des intervalles de 9”, je trouvai les valeurs qui suivent: Tableau I. 1) Excitation la plus faible (intens. — 300); 69 expériences: A. Pas d'effet (60 cas), quand #f est plus petit que 1,09” (1,08 max.); B. Efficace (9 cas), quand té est plus grand que 1,09” (1,10 min.). 2) Excitation d’intensité moyenne; (500) 53 expériences: A. Pas d'effet (30 cas), quand # est plus petit que 0,67” (0,66 max.). B. Efficace (28 cas), quand t est plus grand que 0,67” (0,68 min.). 3) Excitation forte (700); 46 expériences: À. Pas d'effet (19 cas), quand t est plus petit que 0,59” (0,58 max.) : | B. Efficace (27 cas), quand t{ est plus grand que 0,65” (0,66 min.). Quelle que fût l'intensité de l’excitation, l'effet fut toujours nul quand l'excitation précédait immédiatement (de 0,05” tout- au-plus) le début d’une systole spontanée. Il est évident qu'ici le processus d’excitation spontanément provoqué était déjà en train de s’accomplir. | Il résulte donc des expériences précédentes que la ré: ceptivité du ventricule disparaît immédiatement avant le OBSERVATIONS ET EXPÉRIENCES, ETC. 303 début de la systole, au commencement du stade d’excitation latente, ne revient que très-peu de temps avant le commen- cement de la diastole, et continue alors à s’accroître au moins 0,2” encore après la fin de la diastole. Si la durée des périodes spontanées et surtout celle de la pause avait été plus longue encore, peut-être aurait-on pu démontrer que l’augmentation de la sensibilité dure plus longtemps encore quand on emploie des excitations encore plus faibles. Dans tous les cas, — et c'est ce qui pour le moment nous intéresse le plus — dans le cœur battant normalement, parcouru par un courant sanguin, l'excitabilité du ventri- cule n'est pas revenue déjà pendant la dias- tole à la valeur qu'elle pourrait atteindre, si une nouvelle excitation ne venait aussitôt la déprimer de nouveau. Il ne s’agit pas ici d’une particularité du cœur muni de ses ganglions. C’est ce qu'ont montré des expériences sur la pointe du cœur excisée. J’en citerai un exemple typique. La pointe du V fut mise en pulsation, à des intervalles réguliers de 5”, par une secousse d'induction de fermeture à laquelle je fis succéder, au bout d’un temps variable ({), une secousse d’induction d’ouverture. Celle-ci n'eut de nouveau, suivant la phase dans laquelle elle tomba, ou aucun effet (groupe A), ou bien elle provoqua une systole (groupe B). La durée des PF fut du commencement à la fin de l’expérience d'environ 0,55”; celle des diastoles d'environ autant. Voici les résultats obtenus: Tableau II. 1) Secousse d’induction d'ouverture faible (int. = 100). A. Pas d'effet, quand { est inférieur à 1,107 (max. 1,09”). B. Efficace, quand t{ est supérieur à 1,10” (min. 1,11”). 2) Secousse d’ouverture d'intensité moyenne (à — 300). A. Pas d'effet, quand { est inférieur à 0,61” (max. 0,60”). B. Efficace, quand # est supérieur à 0,61” (min. 0,62”). 304 TH. W. ENGELMANN. 3) Secousse d’ouverture forte (à — 600). A. Pas d'effet, quand # est inférieur à 0,42” (max. 0,41”). B Efficace, quand t{ est supérieur à 0,40” (min. 0,41”). 4) Secousse d’ouverture d’intensité moyenne (i = 300). À. Pas d’effet, quand t est inférieur à 0,64” (max. 0,63”). B Efficace, quand t{ est supérieur à 0,64” (min. 0,65”). 5) Secousse d’ouverture faible (à = 100). A. Pas d'effet, quand f est inférieur à 1,41” (max. 1,40”). B. Efficace, quand # est supérieur à 1,39/ (min. 1,40”). L'expérience montre en même temps qu'avec le temps le retour de lexcitabilité diminuée par la systole se fait plus lentement. L’excitation la plus faible, qui d’abord s'était montrée efficace déjà 1,10” après le début de la systole, c’est- à-dire vers la fin de la diastole, n’était plus suivie d’effet vers la fin de l'expérience (15 minutes plus tard) qu’au bout de 1,40”, c’est-à-dire 0,8” environ après que les V3 avaient pris fin. Un autre résultat se dégage encore de mes expériences, rela- tivement à la durée de la phase réfractaire. Il mérite d'autant plus un examen plus attentif qu’il semble être absolument er désaccord avec ce que disent MM. Marey, Dastre et Kaiser. Il s’agit de la durée du stade d’excitation latente du ventricule, quand l'excitation est directe et provoquée par des courants électriques au cours de la systole et de la diastole. Comme nous l’avons déjà vu, M. Marey a vu sous lin- fluence d’excitations suffisamment fortes, et très-bien par exem- ple quand la température du cœur est rendue plus élevée, le stade réfractaire disparaître complètement. Si bien que déjà une secousse d’induction intervenant au début d’une Y, spon- tanée a pu provoquer une systole. Mais celie-ci n’a jamais commencé que quand la systole en train de s’accomplir était terminée, parfois même à la fin de la diastole seulement La durée de lPexcitation latente était donc d’autant plus considé- OBSERVATIONS ET EXPÉRIENCES, ETC. 305 rable que l’excitation intervenait plus longtemps avant la fin de la systole. Elle pouvait sans le moindre doute, dans le cœur chauffé, s'élever comme le montrent les courbes ajoutées au travail, à plus de 0,5”, depuis le début de la systole jusqu'à la fin de la diastole. La durée du stade latent dépend d’ailleurs, d’après M. Marey, quelle que soit l’intensité de l'excitation, de la phase dans laquelle tombe cette dernière. Cela a lieu de telle sorte que même pour des excitations qui interviennent pendant la diastole, la durée est d'autant plus longue que l’excitation précède davan- tage la fin de la diastole. Il dit: ,Le retard va toujours en diminuant à mesure que le cœur est excité dans une phase plus avancée de sa diastole”” Finalement le stade latent devient ,presque nul”. Il n’est pas permis de douter de l'exactitude de ce que rapporte M Marey. D'autant plus que ses paroles sont étayées par des cardiogrammes qui ne paraissent pas admettre d'explication différente de celle donnée par l’auteur. Mais il serait simplement erroné, à mon avis, de croire qu'il s’agit ici de phé- nomènes particuliers à la musculature ventriculaire comme telle. On peut circonserire l’excitation à la pointe du cœur, soit que l’on opère sur la pointe du ventricule isolée par excision ou par ligature, soit que l’on excite par des courants d'intensité telle et à une telle distance de la limite atrio ventriculaire que les parties ici situées (oreillettes, bulbes, base du ventricule) ne peuvent être directement excitées. Tou- Jours jobserve alors les phénomènes suivants, qui s’écartent de ce qu'a vu M. Marey. Quelle que soit la phase dans laquelle tombe l’excitation et quelle que soit l’intensité de cette dernière, pourvu qu’ elle soit efficace, en d’autres termes qu’elle soit suivie d’une V;, celle-ci a lieu aussitôt, c’est-à-dire au bout d’un stade latent très-court, en moyenne d’environ 0,1”. Des excitations tombant dans l'intervalle entre le début de la période d’excitation latente et 0,1” environ avant 306 TH. W. ENGELMANN. le sommet d’une systole, n’ont pas eu d'effet du tout !). Il en a même été ainsi de courants de l'intensité telle qu’on l’'obtient quand la bobine extérieure d’un appareil à glissière ordinaire recouvre complètement l’autre bobine, le circuit primaire renfermant quatre grandes piles de Gro ve, et les élec- trodes en métal n'ayant qu’une faible distance interpolaire. On conçoit que la durée du stada latent s’accroissait en général à mesure que diminuait l’intensité de l'excitation. Cependant elle ne dépassa pas sensiblement les valeurs abso- lues les plus grandes que l’on obtient quand l'excitation tombe dans la phase de plus grande excitabilité, dans le repos qui suit la Wa. | Mais ces valeurs les plus considérables s’élevèrent, quand les ventricules étaient frais, à 0,2” à peine. Elles restent donc de deux à trois fois inférieures à celles de M. Marey. Des différences de température ne suffisent pas à expliquer je désaccord entre nos données. Plusieurs de mes expérien- ces furent il est vrai entreprises pendant la saison chaude, alors que la température de la chambre s'élevait à 20° C. et davantage. Mais malgré que la chaleur fût moins forte (13° C. à 15°), même quand le ventricule était excisé et vide de sang, les durées de latence les plus considérables demeurè- rent toujours inférieures de plusieurs dixièmes de secondes aux maxima obtenus par M. Mare y pour le cœur chauffé artificielle- 1) Je me trouve ici en réalité d'accord avec M. Chr. Lovén, qui a vérifié avec M. Hildebrand les résultats de M. Marey et à toujours trouvé que l’excitation du ventricule pendant la systole entière était ineffi- cace. Chr. Lovén. Ueber die Emnwirkung von einzelnen [Inductionssehlàä- gen auf den Vorhof des Froschherzens. Wittheil. aus den physiolog. Labo- ratorium des carolin. medico-chir. Instituts zu Stockholm. 4 Heft 1886, p. 5. D’après M. E. Gley les excitations électriques les plus fortes ne sont égale- ment efficaces sur le ventricule du chien que si elles interviennent vers la fin de la systole. E. Gle y. Recherches sur la loi de l’inexcitabilité pério- dique du cœur chez les mammifères. Arch. de physiol. norm, et pathol. 5me série. -L. 1: 1889/p. 503 etrssv OBSERVATIONS ET EXPÉRIENCES, ETC. 307 ment, et parcouru par un courant sanguin. La durée n’en des- cendit jamais d’autre part ,presque à zéro”, comme dans les expériences de M. Marey. Elle fut toujours au minimum d'environ 0,05”. M. Marey ne donne pas de mesures exactes de ce temps-là, ses cardiogrammes étant dessinés à une faible vitesse de la surface d’enregistration (moins de 10 mm. par seconde). On peut donc bien considérer cette dernière diffé- rence comme illusoire. Mais il faut une explication de la première différence. Je crois devoir en chercher la raison dans le fait que la dispo- sition employée par M. Marey n'empêche pas, comme le fit déjà remarquer M. Lovén, l'excitation de la base du ventricule et des parties avoisinantes (oreillette et bulbe). M. Marey ne voulait du reste nullement exciter la pointe du cœur seule. Les bras du myographe cardiaque qui enserraient le cœur mis à nu faisaient, dans les expériences de M. Marey en même temps fonction d'électrodes. À en juger d’ailleurs d’après la description et la figure, ces bras serraient la partie du ventricule voisine de la base. Il faut donc que déjà des courants électriques faibles aient agi sur toutes les parties du cœur avoisinant la limite À V. On se trouve ainsi fondé à admettre que les systoles artificiellement provoquées par M. Marey n'ont pas pris naissance, dans ces cas d’exci- tation latente plus longue, grâce à une action directe sur la musculature de la pointe de cœur, mais grâce à une excitation indirecte. Il se peut que la musculature des oreil- lette sait servi d’intermédiaire, ou bien celle du bulbe, ou bien les faisceaux musculaires à la base du ventricule, qui réunissent le ventricule aux oreillettes et au bulbe C’est peut-être à ces dernières commissures que l’on pourra son- ger avant tout. Il y a en effet dans la base du ventricule, surtout dans la région des valvules auriculo-ventriculaires, des faisceaux de fibres musculaires, qui morphologiquement ) Schaffsgotsch a déjà déterminé en 1838 que le carbo- nate de sodium perd en présence de Fe,O,, au rouge, une molécule CO, *). Les formules du ferrite de potassium ou de sodium cristallins sont donc sans aucun doute respectivement MAD ER Ohet Fe, O0, Na, O?). 1) Journ. f. prakt. Chem., Bd. 55. p. 346. 2) Je calcule d’après ses chiffres 1,0 mol. Na, O0. 3) Poggendorffs Annalen. Bd. 43, p. 117. Ses chiffres, réduits en mgm-mol., sont les suivantes: mol. Fe,0;. mol. GO, chassées. E: 2,6 2,9 IT. 3,14 3,34 15 2,15 2,18. #) Lôwig a décrit une préparation de Na O ZT aux dépens de carbonate de sodium et d'oxyde ferrique. L’acide carbonique est chassé, et le ferrite de sodium décomposé par l’eau Il est curieux que M. Mendelejeff (dans son Lehrbuch der anorg. Chemie nouvellement paru, p. 1017) voit dans ce phénomène une action de contact, ou une réaction de la nature suivante: une petite quantité de soude en présence de Fe; O0, donne Fe, O; CO», qui se décompose en Fe, O, et C'O,, les produits entrant de nouveau en réaction, etc. 428 J. M. VAN BEMMELEN ET E. A. KLOBBIE. V.'Le ferrite de sodium et l'oxydelfenriquie hydraté qu’on en retire. | Ferrite de sodium. La formation de ce composé fut étudiée en chauffant l’oxyde ferrique: a} avec la soude concentrée — au creuset d’argent; b) avec la soude fondue, au rouge naissant (creuset d'argent). c\ avec le carbonate et le chlorure de sodium fondus dans le four de Hempel — au creuset de platine. Les expérien- ces ont été répétées de différentes manières. a) la solution de soude renfermait primitivement 5 — 4 mol. H,0 pour 1 mol. Na OH. La première action se trahit par ce que peu à peu l’oxyde ferrique jaunit (jaune d’or à la lumière incidente, jaune ver- dâtre à la lumière transmise). Bientôt prennent naissance des cristaux verdâtres, des prismes ou des bâtonnets !), le plus souvent croisés, de 10 —16 microns de longueur, qui peuvent croître encore jusque 30—50 microns. L’oxyde amorphe dispa- raît peu à peu complètement. Les cristaux ont été analysés (Anal. G. p. 481). Si l’on continue à chauffer, l’eau est chassée, et la température s’élève. Du moment que le liquide cesse de bouillonner sous l'effet de l’ébullition de l’eau, et que la tempé- rature s'élève au rouge sombre, les cristaux sont attaqués, s’ar- rondissent et se divisent. Il se forme peu à peu des lamelles triangulaires et hexagonales, qui à la lumière transmise, suivant leur épaisseur, ont une coloration jaune verdâtre, jaune ou rouge. Outre ces lamelles, ou à la place de celle-ci, on voit prendre nais- sance de plus petits cristaux de forme rhomboédrique ?), de 4 à 5 1) Ces prismes sont probablement tétragonaux ; les croix ne montrent souvent pas la moindre différence. Un seul axe. Optiquement positifs. (D'après M. $S. van der Kolk). 2) Deux angles opposés sont ordinairement tronqués. Les cristaux sont pléochroïques; ïls n’appartiennent ni au système monoclinique ni au système triclinique, car ils présentent presque l’extinction droite; ils ne SUR L'OXYDE FERRIQUE HUMIDE AMORPHE, ETC. 429 microns de longueur. Les deux formes continuent à croître. Les plaques hexagonales montrent O P avec © P ou P. Elles sont optiquement négatives. Quelques-unes seulement ont la forme de bâtonnets. | b). Si maintenant on chauffe directement Fe, O0, avec de la potasse solide (à peu près (Ni OH),H,0), et que l’on chasse rapidement la demi-molécule d’eau, ce ne sont pas les prismes croisés qui prennent naissance, mais immédiate- ment les plaques hexagonales et les cristaux rhomboédriques. Si l’on ne chauffe pas bien fort le creuset à la flamme du gaz, il se passe bien deux heures avant que les cristaux n'apparaissent. Mais si l’on chauffe aussitôt au rouge sombre, les premières plaques hexagonales de + 10 microns (quand les rhomboëdres font défaut) prennent naissance au bout d’une demi-heure environ, et la masse amorphe d’oxyde ferrique passe rapidement à l’état de plaques hexagonales. Les cris- taux augmentent de longueur jusque 25 et 40 microns, et deviennent sensiblement plus gros. Nous ne sommes pas encore en mesure de dire exactement dans quelles circon- stances seuls des cristaux soit hexagonaux soit rhomboëédri- ques prennent naissance. Souvent nous n'avons obtenu que des cristaux rhomboédriques (ou du moins en très-grande majorité), quelquefois les deux formes apparurent concurrem- ment. Il nous est arrivé aussi de voir apparaître d’abord les plaques et plus tard, en chauffant plus fort, les cristaux rhomboédriques. Quand nous parlerons des cristaux de MM. Brunck et Graebe (voir sous le $ VII), nous reviendrons sur les plaques hexagonales, (L'analyse des cristaux rhomboé- driques se trouve, dans le tableau suivant, p. 431, donnée en FH, celle des cristaux hexagonaux en J). c.) Nous avons pris un excès de Na,CO, et de Na Cl rela- sont probablement pas rhombiques, car beaucoup d’entre eux montrent le minimum d'absorption suivant le plus grand axe. Le plus probable, c’est qu'ils sont hexagonaux (d’après M. S. v. d. Kolk). 430 J. M. VAN BEMMELEN ET HE. A. KLOPBBIE. tivement à Fe,O,. Le NaCI accéléra la liquéfaction du mé- lange. L’oxyde ferrique perd son eau et se change en fer- rite de sodium amorphe, jaune ou jaune verdâtre. Bientôt prennent naissance de fines aiguilles !) de 2 microns d’épais- seur et 12—15 microns de longueur, qui peuvent s’accroître jusqu’à atteindre 200—300 microns. De temps en temps on observe aussi des plaques hexagonales. Si l’on chauffe plus fort au four de Hempel, 1l prend naissance de petits cris- taux verdâtres, sphériques, doués de pléochroïsme et forte- ment biréfringents, de 2—25 microns de diamètre. Si l’on chauffe au rouge vif dès le début, il apparaît d’abord il est vrai de petites aiguilles, mais au bout d’une demi-heure ce sont les petits cristaux sphériques qui dominent. (Voir l’ana- lyse K, p.431). Ce qui de plus ne fait jamais défaut, ce sont quelques aiguilles jaune verdâtre de dimensions plus consi- dérables. Quand la chaleur la plus intense fut appliquée, au four de Hempel, il nous sembla que les cristaux sphériques et aciculaires subissaient un commencement de fusion. Il se forma en même temps, et en quantité de plus en plus grande, des corps noirs, amorphes en apparence. Dans certaine expé- rience où l'accès d'oxygène avait été insuffisant, la masse noire se trouva être un sesquioxyde magnétique de fer libre de soude (voir plus bas l’analyse L), encore mélangé d’un peu de ferrite de sodium. Formée en présence d’une quantité suffisante d'oxygène, la poudre noire ne se montra pas magnétique. Le ferrite de sodium se décompose-t-il à haute température en Fe,O, et Na,O? C’est ce qui nous reste encore à examiner. L'analyse des cristaux donna les résultats suivants: 1) Les aiguilles sont difficiles à déterminer. Elle présentent l'extinction droite, et peuvent donc être rhombiques ou hexagonales ($S. v. d. Kolk). SUR L'OXYDE FERRIQUE HUMIDE AMORPHE, ETC 431 Tableau IV. Dessication à 15° dans le vide sec. Résultats rapportés à 1 mol. Fe,0,. Mol. H,0 Somme eee Mol A0 Mol. chassées ; des : ; chassées Ë Observations. Soude. au-delà re constituants de 100° 1). | ” Ones G1 Prismes croisés Etaient encore de mi passablement hu pes É mides quand ils crons. 0,65 Na, 0! 0,60 1,0 |0,34H,0| 100,2% | rent mis sur de G2 Prismes croisés | l’acide sulfurique de 30—40 mi- | Lavés et expri crons. DÉS Ne DID HO USE 0) 00 50) HS Eussr rapite, ment que possi- H Cristaux rhom- | ble. boédriques. 0,65Na, 0 0,33 H,0 10,41 H,0\ 100,07, == J Plaques hexa- gonales de + 40 microns. 0,92Na,0)0,107 4,0 | 0,0H,0 | 100,5°;, | Peu hygrosco- : = piques. K Cristaux sphéri- ques. 0,95Na, 0| 0,02 7,0 |0,06/H,0| 99,8, id L Substancenoire magnétique. 1 mol. Fe,0, sur 0,31 mol. Fe,0,.Na0| 100,297, id. Ces analyses démontrent que les diverses formes cristalli- nes: prismes, plaques hexagonales, cristaux rhomboédriques et sphériques, aiguilles, appartiennent toutes à la même com- binaison : le Fe,0,. Na, O anhydre. Ils se décomposent sous l'influence de l’eau, mais plus lentement que le ferrite de potassium. Les prismes de G! et les cristaux rhomboédriques de H étaient déjà décomposés au tiers quand ils furent pla- cés sur de l’acide sulfurique. L’oxyde ferrique de cette portion décomposée retenait dans l’analyse G1, à 15° dans le vide, 1) La somme des mol. Æ, O dans la troisième et la quatrième colonne représententent donc la teneur entière en eau, à 15°, dans une enceinte sèche. 432 J. M. VAN BEMMELEN ET E. A. KLOBBIE. 27% mol. H, O (sur 1 mol. Fe, O,), et dans l'analyse H envi- ron 2 moi. À 100°, G! en retenait (sur l'mol. Fe, 0:)en- core 1% mol. et H près d’une mol. Ceci démontre que dans les expériences G' et H de l’oxyde ferrique hydraté amorphe avait pris naissance, et que de plus en G! les eris- taux avaient subi par dessication trop lente sur de l’acide sulfurique une décomposition encore plus avancée. Les 0,94 mol. 4,0 doivent donc être mises aussi partiellement sur le compte du Na,O devenu libre, mais non éloigné. Les pris- mes G? de plus grande dimension, bien plus rapidement la- vés et exprimés et les plaques hexagonales I n'étaient dé- composés qu'au + !/,,, d’une molécule H,0. Les cristaux sphériques K'’ n’avaient et ce dixième ne renfermait guère plus presque pas encore été attaqués par l’eau. Ils avaient pris naissance à une température plus élevée. Les observations montrent que la température influe con- sidérablement sur la diversité des formes cristallines. Les prismes se forment aux températures les plus basses dont il ait été fait usage; les cristaux sphériques au contraire aux températures les plus élevées. Quant aux autres formes, la succession en est incertaine, et les résultats des expériences diffèrent. Ce fait peut être attribué aux différences de tempé- rature en des points différents du creuset. Il n’y a pas de doute que les formes puissent passer les unes aux autres. Il est probable que la forme en plaques hexagonales est la plus stable vers 400°, car MM. Brunck et Graebe ont trouvé dans leur marmite à bain de soude, après qu’elle eût fonctionné pendant des mois, des quantités considérables de ces seuls cristaux !). 1) Nous avons souvent repris l'expérience afin d'obtenir des plaques he- æagonales: souvent il est vrai nous n'avons recueilli que des plaques rhom- boédriques. La quantité mise en expérience ne doit pas être trop grande. Le fer carbonaté” des pharmaciens nous donna les meilleurs résultats. Le sulfate ferrique est également bon à employer, à condition de l’introduire dans la masse fondue après que celle-ci s'est légèrement refroidie. Sinon la réaction chimique entre le sulfate et la soude caustique provoque une ; ! l ! He =------- ---q—-- 1 1 1 L 1 ! l ME La Le A A en ee ! MER Mes D RÉ RE [l 1 1 Un “1 a \S 5 Secondes LA 1. 0.6045 0.8019 Force électromotr. poi. 0,4084 volt. cathodique 5 Secondes 7 tion anodique Polarisa 0 e Cr Doh. Nécrl T XXIX. Arch. Néerl, T. XXIX. PI VI. s C. van Wisselingh ad nat del. PWMTrap impr. AJ Wendel sculpse NC ed me ut TE EP OU GE D ee Ho pic =S ù : 5 ne | KQb | (| ci S | ) co - D ) l t ; = ) Ut, he Arch. Néerl. T. XXIX. in PA "Enr F4 Le PORRES Me, F à 4 2_ # ‘ 4 # # | OME Ru Grrfle PE TN re Livraison. ARCHIVES NÉERLANDAISES DES SCIENCES EXACTES ET NATURELLES PUBLIÉES PAR LA SOCIÉTÉ HOLLANDAISE DES SCIENCES À HARLEM, ET RÉDIGÉES PAR J5.0;:S SC FA, SECRÉTAIRE DE LA SOCIÉTÉ, AVEC LA COLLABORATION DE MM. D. Bierens de Haan, C. A. J. À. Oudemans, W. Koster, C. K. Hoffmann et J. M. van Bemmeien. HARLEM LES HÉRITIERS LOOSJES. 1895. PARIS | LEIPSIG GAUTHIER-VILLARS. G. E., SCHULZE. | ARCHIVES NÉERLANDAISES DES SCIENCES PUBLIÉES PAR DEXACTES ET NATURELLES LA SOCIÉTÉ HOLLANDAISE DES SCIENCES À HARLEM, ET RÉDIGÉES PAR 1): BOSS CH À, SECRÉTAIRE DE LA SOCIÉTÉ, AVEC LA COLLABORATION DE MM. D. Bierens de Haan, C. À. J. A. Oudemans, W. Koster, C. K. Hoffmann et J. M. van Bemmelen. HARLEM LES HÉRITIERS LOOSJES. 1895. | LEIPSIG G. E. SCHULZE. PARIS GA UTHIER-VILLARS. TOME XXIX. 2me Livraison. NAS ù 1 WOME XXIX. | | gme Livraison. | 1 A L sd | . | _ ARCHIVES NÉERLANDAISES DES. É SCIENCES | | | EXACTES ET NATURELLES . LA SOCIÉTÉ HOLLANDAISE DES SCIENCES À HARLEM, ET RÉDIGÉES PAR J. BOSSCHA, SECRÉTAIRE DE LA SOCIÉTÉ, AVEC LA COLLABORATION DE MM. C. A. J, A. Oudemans, W. Koster, C. K. Hoffmann et J. M. van Bemmelen. HARLEM LES HÉRITIERS LOOSJES. RU 1895. PARIS LEIPSIG GAUTHIER-VILLARS. G. E. SCHULZE. | TOME XXIX. me et 5me Livraisons. | ARCHIVES NÉERLANDAISES | DES 4 SCPÉNCES. 0 REXACTES ET NATURELLES PUBLIÉES PAR LA SOCIÉTÉ HOLLANDAISE DES SCIENCES À HARLEM, ET RÉDIGÉES PAR LÉOSeSCHA, | | SECRÉTAIRE DE LA SOCIÉTÉ, AVEC LA COLLABORATION DE __ MM. C. À. J. A. Oudemans, W. Koster, C. K. Hoffmann et | J. M. van Bemmelen. | HARLEM LES HÉRITIERS LOOSJES. 1896. _ PARIS LEIPSIG GAUTHIER-VILLARS. | G. E. SCHULZE. Sur d signification, “pe le rhythme cardiaque, des phase réfractaire et PENSAÎCUE "25... 22 Pen cab: dose ne W. KBinthoven. Sur les points a de l'ail ; es lumières de couleur J. Bosscha: Christian Huygens... CR 3 J. M. van Bemmelen et E. A. Klobbie S r l’oxyde ferrique ha l’hydroxyde ferrique cristallin, les ferrites de potassium et de sodium ..... ns V. A. Julius. Sur le quartz fondu et les bandes d’ terférence dans le sp CONDITIONS DE L'ABONNEMENT. et naturelles paraissent à des'époques Re de 6 à 12 feuilles d'impression, avec un nombre il ches coloriées et noires. F2 Trente feuilles forment un volume. Avec la dernière livraison de chaque. volume le couverture. | Les abonnements engagent à un volume seulement. sons ne se vendent pas séparément. : Le prix du volume, avec les planches, est fixé à On souscrit chez l'éditeur et chez tous les Pays-Bas et de l'étranger. | Un certain nombre de collections des tomes F 1866—1886) sont mises à la disposition des Savants, B ou Etablissements publics au prix de 80 florins (166 Reichsmark). S’adresser directement au Secrétaire d hollandaise des Sciences à. Harlem. #11470 EX ERAL LEE NE TETLEIRENR RENL RL ERELTET L'E LR RER N NEU HARLEM. — IMPRIMERIE DES HÉRITIERS LOOSJES. nr Des me Te Tnt parte te mem — 7 SMITHSONIAN INSTITU Il VE va De #) KA ï de CRE a #à ï 4 à. (RATS : " Date NA 7 Le DRE CI PS h È qu à y 4 EU far A 4 a MURS As RUE in Are #4 ELA JAN “AE « ; AÈE + f : 4 t 16 RE ALU: AT UT ; bai } À 4 Pre PE VS, DUR 4 , RE d 4 AD KA feel a CT USA EX 4: ! 4 , û ü \ | ALAN AS ; CLS Tate CARCATERS DUT A 7 QU AA V6 RU Ua [TE tr ru : } î 4.4 CAR TA % ! è # h. : k 3 î CLRTR D 4 VV c LÉ CATIOR CARTE CA A Ë hr à # DATA Me d'a A A 7