Fondements de la chimie organique
Liebig a réussi à institutionnaliser l’enseignement indépendant de la chimie, qui jusque-là dans les universités allemandes avait été enseigné en complément de la pharmacie pour les apothicaires et les médecins. En outre, il a élargi le domaine de l’enseignement de la chimie en formalisant une norme de formation basée sur l’expérience pratique du laboratoire et en concentrant l’attention sur le domaine non cultivé de la chimie organique. La clé de son succès s’est avérée être une amélioration de la méthode d’analyse organique. Liebig a brûlé un composé organique avec de l’oxyde de cuivre et identifié les produits d’oxydation (vapeur d’eau et dioxyde de carbone) en les pesant, directement après absorption, dans un tube de chlorure de calcium et dans un appareil à cinq ampoules spécialement conçu contenant de la potasse caustique. Ce procédé, perfectionné en 1831, a permis de déterminer la teneur en carbone des composés organiques avec une précision plus grande que celle connue précédemment. De plus, sa technique était simple et rapide, permettant aux chimistes d’effectuer six ou sept analyses par jour, par opposition à ce nombre par semaine avec des méthodes plus anciennes. Les progrès rapides de la chimie organique observés au début des années 1830 suggèrent que la percée technique de Liebig, plutôt que l’abandon de la croyance selon laquelle les composés organiques pourraient être sous le contrôle de « forces vitales », a été le facteur clé de l’émergence de la biochimie et de la chimie clinique. L’appareil de potasse à cinq bulbes qu’il a conçu pour l’absorption du dioxyde de carbone est rapidement devenu, et reste à ce jour, emblématique de la chimie organique.
L’introduction de cette nouvelle méthode d’analyse par Liebig a conduit à une décennie d’étude intensive des composés organiques, à la fois par Liebig et par ses étudiants. Liebig lui-même publia en moyenne 30 articles par an entre 1830 et 1840. Plusieurs de ces rapports d’enquête sont devenus très importants pour les développements ultérieurs de la théorie et de la pratique de la chimie organique. Parmi ces écrits, les plus remarquables sont sa série d’articles sur la teneur en azote des bases, ses travaux conjoints avec Wöhler sur le radical benzoyle (1832) et sur les produits de dégradation de l’urée (1837), la découverte du chloral (trichloroéthanal, 1832), l’identification du radical éthyle (1834), la préparation de l’acétaldéhyde (éthanal, 1835) et la théorie de l’hydrogène des acides organiques (1838). Il a également popularisé, mais n’a pas inventé, le condenseur de Liebig, toujours utilisé dans les distillations de laboratoire.
Les prouesses analytiques de Liebig, sa réputation d’enseignant et la subvention de son laboratoire par le gouvernement de Hesse ont créé un afflux important d’étudiants à Giessen dans les années 1830. En effet, Liebig a attiré tant d’étudiants qu’il a dû agrandir ses installations et systématiser ses procédures de formation. Un nombre considérable de ses étudiants, environ 10 par semestre, étaient étrangers. Le maintien d’une clientèle dévouée auprès d’un public étranger a contribué à établir fermement l’accent mis par Liebig sur l’enseignement et la recherche en laboratoire dans les pays étrangers et dans d’autres États allemands. Par exemple, le Royal College of Chemistry fondé à Londres en 1845, la Lawrence Scientific School établie à l’Université Harvard en 1847 et le grand laboratoire d’Hermann Kolbe à Leipzig en Saxe en 1868 ont tous été inspirés du programme de Liebig.
L’une des recherches majeures que Liebig a poursuivies en collaboration avec Wöhler a été une analyse de l’huile d’amande amère en 1832. Après avoir démontré que l’huile pouvait être oxydée en acide benzoïque (acide benzènecarboxylique), les deux chimistes ont postulé que les deux substances, ainsi qu’un grand nombre de dérivés, contenaient un groupe commun, ou « radical », qu’ils ont nommé « benzoyle ». »Cette recherche, basée sur le modèle électrochimique et dualiste de la composition inorganique du chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius, s’est avérée un point de repère dans la classification des composés organiques en fonction de leurs radicaux constitutifs.
La théorie des radicaux, associée à une grande accumulation de données issues d’expériences d’analyse organique, a fourni à Liebig et Wöhler suffisamment de connaissances pour commencer à analyser les composés organiques complexes dans l’urine. Entre 1837 et 1838, ils ont identifié, analysé et classé de nombreux constituants et produits de dégradation de l’urine, notamment l’urée (carbamide), l’acide urique, l’allantoïne et l’uramil. Parmi leurs conclusions, l’uramil aurait été produit par « d’innombrables métamorphoses » de l’acide urique — lui-même un produit de dégradation, ont-ils conjecturé, de la chair et du sang. Cette magnifique enquête, qui étonna les chimistes britanniques lorsque Liebig la rapporta à la British Association for the Advancement of Science lors d’une visite en Grande-Bretagne en 1837, donna aux médecins contemporains un nouvel aperçu de la pathologie de nombreuses maladies des reins et de la vessie. Plus tard, en 1852, Liebig a fourni aux médecins des procédures chimiques simples leur permettant de déterminer quantitativement la quantité d’urée dans l’urine. Dans un autre travail d’utilité pratique pour les médecins, il a déterminé la teneur en oxygène de l’air en quantifiant son adsorption dans une solution alcaline de pyrogallol (benzène-1,2,3-triol).
