EK K E TS DE LA PILE

dans les fêles, dans les grands ateliers, ou dans les théâtres pour des effets de mise en scène. A l’Opéra, dans le dernier acte du Proi/iète, c’est par la lumière électrique que s’illumine le magique tableau do la destruction et de l'incendie du palais. La

Fig. 287. — Éclairage électrique.

figure 287 représente un modèle d’éclairage électrique. La pile est disposée dans l’intérieur d’un piédestal en fonte; sur une colonne de même matière sont fixées deux baguettes de charbon, en communication respectivement avec les deux pôles de la pile par des fils de cuivre recouverts de gutta-percha qui les isole.

390. Effet! chimique! de la pile. — Les effets chimiques de la

K1ÆCTHIC1TK.

pile consistent en séparation et en transport des éléments des corps traversés par le courant. Pour se rendre compte de ces décompositions, il importe de rappeler ici ce que c’est qu’un oxyde, un acide et un sel.

En chimie, on nomme oxydes des composés d’oxygène et d’un autre corps qui, en général , est un métal. Par exemple, nous avons déjà dit que la rouille qui recouvre les vieilles ferrailles est un oxyde de fer; de même la couleur rouge, connue sous le nom de vermillon , est un oxyde de plomb; la potasse, utilisée dans le blanchissage, est un oxyde d’on métal nommé potassium. '

Les acides sont aussi des composés d’oxvgène et d’un autre corps, qui n'est plus un métal , mais ordinairement le soufre, l’azote ou le carbone; composés qu’on désigne respectivement sous les noms d acide sulfurique , (Y acide azotique, et d acide carbonique. Ces corps tirent leur nom de la saveur acide qu’ils possèdent. Quelques-uns, comme l’acide azotique et l’acide sulfurique, sont extrêmement corrosifs et attaquent violemment la plupart des métaux pour les transformer en oxydes d’abord et ensuite en sels.

Enfin, on appelle sels des corps qui résultent de l'union d'un acide avec un oxyde métallique. Par exemple, l’acide sulfurique, en se combinant à la potasse, forme un sel qu’on désigne sous le nom de sulfate de potasse; avec l’oxvde de cuivre, il forme du sulfate de cuivre. En s’unissant aux mêmes oxydes, l’acide azotique donne des azotates de potasse ou de cuivre.

Cela posé, nous revenons aux décompositions opérées par la pile.

39t. Décompoiîtion de l’eau. — La première décomposition par les courants a été celle de l’eau, en 1800, par deux Anglais, Carlisleet Nicolson. Pour répéter cette expérience, on dispose l'appareil comme on le voit dans la figure 288. Un vase de verre est mastiqué sur un socle de bois. Du fond du vase s’élèvent deux petits fils de platine qui se prolongent dans l’intérieur du socle, jusqu’à deux tubulures de cuivre a et b fixées sur les côtés. Le vase étant rempli d’eau, qu’on a soin d'aciduler un peu pour qu’elle conduise mieux l’électricité, on recouvre les fils de platine de deux cloches de verre O et II remplies d’eau, puis on fait arriver l'une des électrodes d’une pile de trois ou quatre couples dans la tubulure a , et l'autre dans la tubulure b. Le courant passe aussitôt

EFFETS DK LA l'ILE.

d'un ül à l'autre au travers de l’eau, et en même temps commence la décomposition , ce qu’on reconnaît à des bulles abondantes de gaz qui se dégagent du platine et montent dans les cloches.

En analysant les gaz ainsi recueillis, on reconnaît que la cloche O, qui correspond au pôle positif, ne contient toujours que de l’oxygène, et la cloche H que de l’hydrogène; de plus, on observe que

Fig. 288. — Décomposition de l'eau par la pile.

le volume du dernier gaz est constamment double du premier. Cette expérience montre donc que l’eau est formée do deux volumes d’hydrogène pour un d’oxygène.

392. Décomposition des oxydes et des sels. — Le même courant électrique, qui décompose l’eau, décompose aussi les oxydes métalliques, les acides et les sels. Dans la décomposition des oxydes métalliques, c’est toujours l’oxygène qui se rend au pôle positif, de même que pour l’eau , tandis que le métal est transporté au pôle négatif. Le mèmè transport des éléments a lieu dans la décomposition des acides; l’oxygène se portant encore au pôle positif et l’autre composant au pôle négatif. Avec les sels, il se présente plusieurs cas : tantôt l’acide et l’oxyde du Sel sont simplement séparés, sans être décomposés ni l’un ni l'autre, et alors l’acide tout entier est entraîné par le courant vers le pôle positif, et l’oxyde métallique vers le pôle négatif; tantôt il y a non-seulement séparation de l’acide et de l'oxyde, mais décomposition de ce dernier; dans ce

ELECTRICITE

cas, l’oxygène de l'oxyde se rend au pôle positif avec l’acide, et le métal seul se rend au pôle négatif. C’est de ce dernier cas qu’on va voir l’application à la galvanoplastie ( 393 ).

C’est Davy, illustre chimiste anglais, qui, le premier, au commencement de ce siècle, décomposa, par la pile, la potasse, la soude, la baryte, la chaux, la magnésie, l’alumine, etc., et fit voir que ces substances, qu’on regardait alors comme des corps simples, étaient toutes composées d’oxygène et de métaux auxquels on a donné les noms de potassium, sodium, barium, calcium, etc.

Lps brillantes découvertes de Davy firent époque dans l’histoire de la science; la France y applaudit libéralement, et il se produisit alors un fait qui montra combien les sciences tendent à rapprocher les nations, même les plus rivales. En 1802, Napoléon, alors premier consul, pressentant l’avenir de la pile de Volta, avait créé deux prix, l’un de 3,000 francs « pour la meilleure expérience faite dans le cours de chaque année sur le fluide électrique » , l’autre de 60,000 francs « pour le physicien qui ferait faire à l’électricité voltaïque un pas comparable à celui qu’avaient fait faire à la science Franklin et Volta. » Ce second prix ne fut jamais décerné; mais, en 1808, au moment des guerres acharnées entre la France et l’Angleterre, l’Institut accorda le prix de 3,000 francs à Davy pour ses belles découvertes, et cette somme lui fut envoyée, au nom de Napoléon, de Paris à Londres.

AmiCATIOSS DES DKCOMPOSITIOSS OPEREES PAU LA PILE.

393. Galvanoplastie. — Dans les procédés ordinaires, pour reproduire en métal des statues, des bas-reliefs, des ustensiles quelconques, on établit des moules de terre sèche qui représentent fidèlement en creux ces mêmes objets; puis on y coule de la fonte ou du bronze en fusion, et lorsque le métal s’est solidifié, on obtient en relief identiquement le môme sujet que le moule représente en creux. Dans le procédé qui constitue la galvanoplastie, il faut bien encore un moule de l’objet k reproduire, mais ensuite cette reproduction se fait sans feu et sans fusion : c’est le courant d’une pile (pii vient paisiblement déposer sur une empreinte fidèle

(i Al, VAN OP L A ST lfc.

des objets, une couche de métal plus ou moins épaisse. C’est ce que signifie le mot galvanoplastie , qui est formé du mot galvanisme et d'un mot grec qui veut dire modeler. Cet art a été inventé en même temps par M. Spencer, à Londres, et par M. Jacobi, à Saint- Pétersbourg, en 1838, un an avant l’invention du daguerréotype.

D’après ce qui précède, on voit que la pratique de la galvanoplastie se compose de deux opérations distinctes : 1° la préparation du moule ou empreinte des objets à reproduire; 2° le dépôt d'un métal dans ce moule. La première est la plus délicate, et celle d’où dépend le succès du modelage électrique.

Les différentes substances qui servent à prendre les empreintes sont la cire d’Espagne, la cire blanche, le plâtre, et surtout la guttapercha, espèce de gomme qui a été appliquée à une foule d’usages depuis quelques années. Cette substance, qui est dure à la température ordinaire, se ramollit et devient très-ductile à une température peu élevée; il suffit pour cela de la chauffer au bain-marie, c’est-à-diro dans l’eau chaude. Lorsqu’elle a pris ainsi un degré de mollesse convenable, on la façonne en plaque, puis appliquant dessus l’objet qu’on veut mouler, on le soumet à une pression suffisante pour que toutes ses parties, môme les traits les plus déliés, tracent leur empreinte sur la gutta. Quand celle-ci est ensuite refroidie, on la sépare sans difficulté du type à reproduire, lorsqu’il est métallique, tel qu’une médaille par exemple; mais si l’on opère sur une gravure sur bois, sur un plâtre, sur un sujet de terre cuite, la gutta y adhère, et on est exposé à ne pouvoir la séparer sans déchirure. On obvie à cet inconvénient en déposant sur l’objet à reproduire, à l’aide d’une brosse douce, une légère couche de plombagine, substance qu’on trouve dans le commerce en poudre extrêmement fine; son vrai nom est graphite , minéral qui n’est autre chose que du carbone à peu près pur et très-bon conducteur do l’électricité.

Supposons que le sujet à reproduire soit une médaille ; le moule une fois obtenu ( fig. 289 ), on a en creux et retournée la médaille représentée dans la figure 290. Il reste alors à rendre ce moule conducteur, à le métalliser, comme on dit; car la gutta étant un corps isolant ne pourrait transmettre le courant de la pile. Or, c’est encore à l’aide de la plombagine qu’on communique au moule la

Kl. KCTHICITK.

conductibilité qui lui manque. Pour cela, avec une brosse douce ou un blaireau, on recouvre de plombagine l’empreinte partout où l’on veut que s’opère le dépôt métallique; puis on fixe à la plaque de gutta trois fils de cuivre, l’un destiné à la suspendre dans un

bain métallique, les deux autres à conduire le courant du premier fil sur l’empreinte plombaginée (fig. 289).

Le moule est alors prêt à recevoir le métal qu’on veut y faire déposer; c'est ordinairement du cuivre, quelquefois do l’argent ou de l’or,

Fig 28#.

Fig. 290.

Moule pour 1a galvanoplastie.

métaux qui se déposent tous très-bien. Pour le cuivre, on prend un bain saturé de sulfate de cuivre, c’est-à-dire contenant de ce sel autant qu’il peut en dissoudre; faisant ensuite communiquer les deux pôles de la pile avec deux baguettes métalliques placées au-dessus du bain (fig. 291), on suspend le moule en gutta à la baguette négative, c’est-à-dire en communication avec le pôle négatif, et à l’autre baguette on suspend une plaque de cuivre rouge à peu près de même grandeur que le moule. Quant à la pile, elle se compose de deux ou trois couples de Daniel), sys-

GALVANOPLASTIE.

tème préférable ici à la pile à charbon, parce que le courant en est plus constant. La différence entre cette pile et celle de Bunsen, c'est que le charbon de cette dernière ( fig. 285 ) est remplacé par un cylindre de zinc Z (fig. 291); en dehors de celui-ci est un vase poreux identique à celui de la pile à charbon , puis un cylindre de cuivre rouge C. Enfin , le tout plonge dans un vase de verre P rempli d'une dissolution de sulfate de cuivre, qu’on entretient à l’état de saturation en plaçant au fond du vase des cristaux de sulfate de cuivre qui se dissolvent lentement. Cela posé, le vase poreux étant rempli d’eau acidulée avec de l’acide sulfurique, il y a décomposition de l’eau et formation de sulfate de zinc, comme

Fig. 291 . — Bain pour la galvanoplastie.

dans la pile h charbfin; mais de plus, l’hydrogène provenant de la décomposition de l’eau se porte sur le sulfate de cuivre en dissolution dans le vase P et le décompose; de là résulte une seconde action chimique qui s’ajoute à la première pour donner un courant très-régulier, tant qu’on a soin d’entretenir la dissolution du vase P à l’état de saturation, en y ajoutant de temps en temps de nouveaux cristaux.

Ces détails connus, voici comment agit le courant de la pile dès qu’il passe de la baguette A à la baguette B, au travers de la dis-

solution de cuivre qui remplit la cuve M : non-seulement le sulfate de cuivre est décomposé , mais aussi l’oxyde de cuivre qui entre dans sa composilion, lequel est réduit en oxygène et en métal. Or, par suite de cette double décomposition , l’acide sulfurique et l’oxygène mis en liberté se rendent au pôle positif, tandis que le cuivre se porte seul au pôle négatif, où il se dépose lentement sur l’empreinte métallisée, y acquérant graduellement une épaisseur de plus en plus sensible. Au bout de deux jours, le cuivre présente assez de solidité pour qu’on puisse le détacher du moule , et on a alors un fac-similé d’une pureté et d’une fidélité incomparables. Quant à la plaque de cuivre rouge plongée dans le bain, au pôle positif, voici son usage : elle sert d’abord évidemment à transmettre le courant; mais, de plus, à mesure que l’oxygène et l’acide sulfurique mis en liberté sont entraînés au pôle positif, le premier de ces corps s’unissant au cuivre de la plaque, le transforme en oxyde, et ce dernier se combinant aussitôt à l’acide sulfurique, il se reproduit du sulfate de cuivre en quantité précisément égale à celle qui a été décomposée; en sorte que le bain reste toujours au même degré de concentration, c’est-à-dire contient toujours la même quantité de sel en dissolution, et, par suite, peut servir indéfiniment, si l’on a soin de renouveler la plaque de cuivre rouge.

394. Dorure et argenture par la pile. — La dorure et l'argenture électriques ont beaucoup de rapport avec la galvanoplastie, dont elles ne diffèrent que parce qu’au lieu de faire précipiter des métaux dans un moule pour reproduire des objets donnés, elles ne font que recouvrir ceux-ci d’une couche mince d’or ou d’argent.

Il n’y a plus ici de moule à préparer, comme dans la galvanor plastie, mais les pièces métalliques qu’on veut dorer ou argenter doivent subir trois opérations qui demandent à être faites avec soin : c’est le recuit , le dérochage et le décapage. Le recuit consiste à chaufîer les pièces sur des charbons incandescents pour détruire les matières grasses qui pourraient adhérer a leur surface. Puis, comme ces pièces, qui généralement sont en cuivre, se sont oxydées à la surface, on enlève, en grande partie du moins, la couche d’oxyde par le dérochage, opération qui consiste à plonger les pièces quelques instants dans de l’acide sulfurique

An (iKXTIIHE.

étendu d'eau, à les Trotter avec une brosse dure et à les laver. Enfin, la surface des pièces n’étant pas encore parfaitement pure, on les soumet au décapage en les plongeant dans de l’acide azotique ordinaire, ou eau-forte, puis dans de l’acide azotique dans lequel on a projeté un peu de sel marin et de suie. On lave alors les pièces dans l’eau distillée, et on les sèche dans de la sciure de bois.

Fig. 292 — Argenture par la pile.

Les pièces ainsi préparées, supposons qu’il s’agisse de les argenter; pour cela, on les suspend au pôle négatif d’une pile à charbon de trois ou quatre couples (fig. 292), et on les plonge dans un bain d’argent chauffé à 60 ou 80 degrés. Enfin, on fixe à l’électrode positive une plaque d’argent a, qui se dissout au fur et à mesure que l’argent est précipité par le courant , et entretient ainsi dans le bain une quantité constante de métal. Le sel d’argent qu’on fait dissoudre dans le bain est, en général, un cyanure double d’argent et de potassium, c’est-à-dire un sel composé de deux métaux, argent et potassium, et de cyanogène, corps gazeux formé de carbone et d’azote. L’épaisseur de la couche d’argent qui se dépose sur les pièces dépend du temps de leur immersion et de l’intensité du courant.

ÉLECTRICITÉ

Pour dorer par la pile, les procédés sont identiquement les mêmes que pour argenter; seulement, on doit faire usage d’un bain d’or, et terminer le pôle positif par une plaque d’or. Le sel d’or qu’on fait dissoudre dans le bain est ordinairement un cyanure d’or et de potassium.

La dorure et l’argenture constituent un art tout nouveau. Dès 1803, Brugnatelli, élève de Volta, avait doré deux médailles d’argent en les suspendant au pôle négatif de la pile dans une dissolution d’or, mais il n’alla pas plus loin. C’est M. de la Rive, à Genève, qui, le premier, en 1840, indiqua un procédé de dorure par la pile et fit connaître l’utilité qu’on pouvait retirer des courants électriques pour la dorure des métaux. Cependant, les bains d’or et l’appareil voltaïque dont il faisait usage ne donnaient pas une dorure solide, et, de plus, beaucoup d’or se perdait. A la fin de la même année, M. Elkington, en Angleterre, fit connaître, le premier, le bain do cyanure d’or et de potassium. Enfin, M. Ruolz, quelques mois après, trouva de nouveaux bains pour argenter, platiner, etc., et parvint à dorer et à argenter un grand nombre de métaux. Des brevets furent pris et exploités sur une grande échelle, mais on a trop oublié depuis la part de gloire qui revenait au savant physicien de Genève.