iMeonpodtioa des «el» — Une dissolution d’un

sel métallique est aussi décomposée par la pile. On fait l’expérience en plongeant deux lames de platine dans une dissolution d’un sel métallique : d’argent, de cuivre, de zinc ou de tout autre métal (fig. 557).

Pour le moment, nous préférerons une dissolution de sulfate de zinc. Chaque lame est mise en communication avec l’un des rliéophores de la pile : le courant passe et la lame B qui communique avec le pôle négatif se recouvre d’une couche de zinc qui, au bout de peu de temps, est parfaitement visible. Au contraire, l'acide et l’oxygène du sel, marchent en sens inverse du courant, se portent vers la lame A par laquelle il arrive, comme on peut le constater par l’analyse chimique. En somme, le résultat final est toujours celui-ci ; le zinc se dépose ur la lame par laquelle le courant sort coniine le faisait tout à l'heure l’hydrogène de l’eau acidulée, l’acide el l’oxygène sur l’autre lame.

841. Action dn eonrant aar l'algnlUe aimantée. — Il est enfin Utile de savoir, avant de poursuivre, que le courant exerce une action sur l’aiguille aimantée, par exemple sur l’aiguille de déclinaison. Itéjâ, dans l’élude de la chaleur, nous avons utilisé celle action pour construire le thermomètre différentiel de Nobili et Melloni. ^ous reviendrons avec détail sur ce sujet au chapitre IV de ce livre; mais à l’occasion cependant, nous nous permetfrons dès à présent d’utiliser la découverte d’ŒrsIed, en prenant la même liberté que nous nous sommes permisejpour l’élude de la chaleur rayonnante.

HLKS A CtJUIIANT CÜ-NSTANT.

m. — ?II.ES A COURANT CONSTANT.

Les parties qui constilueut les piles, dont nous venons de parler, s al- Icrent vite; il en résulte un affaiblissement rapide du courant, qui bienlAt devient si peu intense, que les effets que l’on avait en vue de réaliser avec l'appareil, ne se manifestent plus. Daniell est arrivé à combattre tes variations du courant et à constniire des piles constantes; il y est parvenu après avoir analysé, avec soin, les causes des modifications observées. Faisons cette analyse après lui.

SW. Kiae aoMil|{axB«. — Avant les travaux de Daniell cependant, une première découverte avait déjà rendu la pile moins variable, en même temps qu'elle procurait une grande économie.

Kemp avait reconnu que le zinc amalgamé ne s'attaque pas au milieu de l'eau acidulée; Sturgeon proposa d'employer dans la pile le métal ainsi préparé au lieu du zinc ordinaire, et il fit voir que l'appareil étant mis en activité dans ces nouvelles conditions, le zinc s’use en moins grande quantité, tout en produisant de meilleurs effets. De là, dans toutes les piles l'emploi du zinc amalgamé : c'est une économie de zinc et d'acide, et même de temps, car la pile n'a pas besoin d’étre renouvelée aussi souvent.

84Ô. Coanuit Intérlear de ia|rfie. — Jusqu’ici, nous avons considéré exclusivement le mouvement de l'électricité (|ui s'accomplit dans le circuit extérieur de la pile ; mais, en réalité, ce mouvement est plus étendu, car à mesure que les pôles perdent leurs lluides libres par rinterniédiaire des rliéophores, de nouvelles quantités d'électricité y arrivent à tout instant, produite par les couples voltaïques. En un mot, la pile envoie, sans relâche, de l’électricité positive vers le pôle positif, de l’électricité négative vers le pôle négatif. L’intérieur de chaque couple (/ij. 558) se *roiivc parcouru par les deux électricités, qui cheminent en sens contraire, il est le lieu d’un courant que nous appellerons le courant intérieur, et qui, en adoptant toujours la même convention (82i) va du pôle négatif au pôle positif dans la pile. La figure 3.à8, dans laquelle les flèches indiquent le sens du cour.mt, rend sensible l'indication que nous venons de donner.

Fif(.

lis

ÉLüaïUCITÉ.

Cü cuuraiit iiitériuur peut ùtru iiinnire:sté uu iiiuyen dt^ raigiiille ainiuiilù*;. l'our y parvenir, on met la pile de Wollaston dans les hoeaux eontenant l’eau acidulée, puis nn dirige la barre de bois dans la direction du méridien magnétique. Lorsque les pôles ne sont pas réunis, il n’y a pas de courant extérieur, et, par suite, pas de courant intérieur ; aussi une petite aiguille aimantée horizontale placée sur un pivot que porte la barre, reste immobile, dirigée du sud au nord magnétique. Les pôles sont-ils réunis, aussitôt l’aiguille est déviée, et cette déviation prouve l’existence du courant intérieur et en indique le sens.

844. ModlUealInn* Mibleii par aae plie en aellvlte. — Le courant intérieur de la pile traverse, dans chaque cellule de la pile à aiigi; ou dans chaque bocal de la pile de Wollaston, un liquide décoinposable, il y pénétre par une lame de métal, il en sort par une autre lame également métallique : le liquide doit donc être décomposé. Prenons comme exemple la pile é couronne : lorsque les doux pôles seront mis en communication par l’intermédiaire d'un corps conducteur, un courant cheininera, dans chaque vase, du zinc vers le cuivre, à travero le liquide, dont les éléments seront ainsi peu à peu séparés.

845. Dépôt (l'Iitidrogéiti'. — Au début, ce liquide est de l’eau acidulée

i;t l’élément de pile forme comme un

Kig. 559.

aussitôt que cette pile était en aci se remplir d'hydrogène ; aucun gaz,

voltamètre. L’hydrogène, entraiiié dans le sens du courant, se dégage sur la lame de cuivre par laquelle le courant sort (850), et l’oxygène, |Kjrté en sens inverse, vient sur la lame de zinc se (xmibine au métal et l’oxyde.

Kn observant une pile en activité, on voit, en effet, se dégager sur la lame de cuivre un gaz qu'il est aisé de recuieillir et de reconnaitre pour de l'hydrogène.

Daniel I y est parvenu en constituant un élément {fig. 5.MI) dont les lames zinc et cuivre étaient dis])osèe.s comme celles d’un volbunètre :

au-dessus de la lame de cuivre P, était maintenue une éprouvette, et ■ivité, l’éprouvette commençait à d’aiPeurs, ne se dégageait sur le

“"'Slc

DigitiZ'-

I‘I1,KS A COl'ItAiNT CONSTANT.

>im;amal};ainé Z. L'iiydiogéiie ainsi dôvelo|ipp |)roduil nue double inudilicalioii de la pile. Il a pour premier effet de rompre, en partie, la si'rie des corps eonduclenrs dont l'appareil est eoniposé; ü recouvre le cuivre l'I fnrine à sa surface une couche gazeuse très-impropre au passage des éleclricités qui tendraient à continuer leur mouvement primitif. Mais, c’est encore là le moindre de ses inconvénients. Le cuivre qu’il revêt se Iniuve dans des conditions parliculières, (pi’on exprime en disant qu’il est polarisiK I/liydrogène condensé constitue une .substance très-oxydable, ayant le môme rôle èleclro-moteur que le zinc, et son action opposée à la force èicctro-motriee principale en détruit une partie. La pile diminue d’énei-gie ; le courant extérieur est moins puissant.

On démontre ce rôle électro-moteur de l'Iiydrogéne, cette polarisation de la lame (pi’il recouvre, en décomposant l’eau par la pile au moyen de lames de platitic servant d’électrodes. Si après que la déconqiosition a duré (pieb|ue temps on enlève la pile et qu'on réunisse les lames du voltamètre avec le fil d’un gidvaiiométre ; une déviation a lieu ; elle indique que la lame recouverte d’hydrogène est devenue un pôle négatif.

Affaiblissement de l'acide. — A mesure que la pile fonriioune, l'eau acidulée, qui sans cesse attaque le zinc, va en s’alfaiblissant, et quand l’appareil a été assez longtemps en activité, le liquide ne l'enfeniie plus qu’une petite )iroportion d’acide libre : telle est la seconde modification subie par chaque élément.

Sf7. Dépôt deùnc. — Loisapie l’acide a dissous une certaine quanlité de zinc, la décomposition qui s’opère dans chaque vase ne porte plus «11101110111 sur l’eau acidulée, elle porte sur le sulfate de zinc formé; ol le zinc entraîné par le courant, vient se déposer sur la lame de cuivre. De là une altération très-grave ; le liquide est de chaque côté 111 présence de deux lames de zinc qu’il peut attaquer. Doux forces électroiiioliices agissent en sons inverse et se détruisent. Fm piU'iie marche plus.

dix. Kn résumé, les partie.s qui composent une pile subissent trois modifications : 1“ l’eau acidulée s’altère en attaquant le zinc, elle se transforme en une dissolution de sulfatede/.inc; il" le cuivre se recouvre d’une couche d’hydrogène doubleiiient nuisible; 5” le cuivre, quand la pile a déjà foiiclioimé depuis quelque temps, se recouvre de zinc.

itii pourrait remarquer encore que le zinc en se dissolvant dimiiiiie. d’épaisseur; mais ce chaiigeinent est sans importance.

Xitl. piirdr Dnnirll. — Pour V remédier, que faiil-ilV (’.oiistriiire nue pile, dont toutes les jparties se reconstituent dans leur état initial, à iiie- 'urc qu’une inodilicution vient à se produire. Il’est ce (|u'a fait Daniell.

ÉLECTRiaTl-.

Pour éviter que le cuivre ne se recouvre d’hydrogène ou de zinc, il le place en contact avec un liquide qui ne contient ni eau acidulée ni sulfate de zinc, mais bien du sulfate de cuivre. Il lui donne la forme d’un vase CC' (/ij. ô60) dans lequel ce liquide est contenu. Le zinc plonge dans de l’eau acidulée que contient un vase MH' formé par une membrane poreuse. Par suite de la porosité de ce vase, une couche continue de liquide se trouve entre le zinc et le cuivre, et l’appai-oil offre la série non interrompue de métaux et de liquide qui constitue une pile voltaïque. On l’a déjà compris : les inconvénients des piles anciennes seront ainsi éliminés : le (Courant intérieur, dans sa marche à travei's le sulfate de cuivre ne pourra avoir d'autre effet que de le décomposer, et de former un dépôt de cuivre sur la lame de cuivre qui augmentera un peu d’épaisseur; résultat sans importance. Sur cette lame, on aura évité entièrement l’arrivée de l’hydrogène, et grâce à la cloison MM', le dépôt du zinc qui changeait l’économie intérieure de l’appareil, ün même temps, l’acide sulfurique provenant de la décomposition du sulfate de cuivre se portera vers le zinc pour continuer l’action initiale.

850. Opendant un inconvénient évité, un autre apparaît ; la dissolution de sulfate de cuivre s’appauvrit à mesure que la pile fonctionne et (|ue le cuivre se dépose. Il faut y remédier. Daniell dispose dans ce but vers le haut du vase de cuivre CC' une galerie GG' percée de trous, et la remplit de cristaux de sulfate de cuivre. La galerie est envahie par la dissolution qui, au fur et à mesure de son appauvrissement, répare ses pertes en dissolvant les cristaux en contact avec elle.

851 . Des trois altérations de la pile, deux sont déjà évitées ; il en ivste une troisiéiiK*, celle qui tient à raffaiblisseinent de l’eau acidulée, l’ourla combattre, Daniell s’est résigné à renouveler peu à peu le liquide dont il est impossible de prévenir l altération. A cet effet, un entonnoir L placé au-dessus de chaque élément laisse couler goutte à goutte de l’eau acidulée : une ouverture pratiquée au fond du bocal donne issue à la dissolution chargée do sulfate de zinc que son poids spécifique fait desccndi'e à mesure qu’elle se forme. Afin que l'écoulement soit bien réglé et que le niveau demeure constant, à l’ouverture du fond est adapté un tube .SS' recourbé connue la ligure l’indique, et dont le bec laisse

m,ES A COl’RANT CONSTANT.

mmli'r la dissolution saliiip. Celte disposition n’eiiipèche pas le zinc d t'ire baigné en partie par le sulfate de zinc produit ; mais si l’écouloinenl est régulier, si le travail auipiel la pile est employée n'a pas de variations notables, un liquide de constitution sensiblement constante passe et se renouvelle dans les bocaux.

S52. Niaipiiaemtioa de la plie de Danieii. — La pile ainsi construite est théoriquement d'une constance parfaite; dans la pratique, elle demeure à peu prés constante pendant ])lusieurs jours. Mais la nécessité de renouveler l'eau aci diilée, l'embarras occasionné par le tube SS' qui force d'avoir des tables particulières pour poser les bocaux, a engagé les physiciens à employer la pile de Daniell en supprimant ses parties gênantes. L'appareil est alors simpleiiieiit construit comme l'indique la ligure ôfil, où la membrane est d'ailleurs remplacée par un vase poreux de porcelaine V. L'expérience a montré que la pile, dont l'eau acidulée n'était pas renouvelée, fournissait un courant d'intensité un peu variable : toutefois, ces variations sont négligeables dans la plupart des cas. Aujourd'hui, la pile simplifiée est employée de préférence à la pile conslniite par l'inventeur ; il ii'y a d'exception que pour les recherches très-délicates de physique, qui exigent un courant constant pendant plusieurs jours.

H5Ô. Sodincaiion de U pile de Duirii. — Ainsi, l'administration des télégraphes emploie les pih»s de Daniell sans réservoir et sans tuln’. Ii'ailleurs, rien d'essentiel n'est changé aux dispositions que nous avons fait connaître ; seulement

I la lame de cuivre est remplacée par un gros fil de même métal soudé au zinc et portant une petite coupe perrée de trous sur la-

[ quelle on pose les cristaux

i de sulfate de cuivre. L'eau ..

1 1(!. jOi.

acidulée est remplacée

par de l'eau ordinaire au milieu de laquelle le zinc, meme non amalïamé, n'est attaqué que trés-lenlemenl quand la pile ne foni'tionne pas.

Fig. Siii.

ÊI.ECTHIClTfi.

La figure 362 roprésenle une pile analogue : la seule différence, c’est qu’un cylindre de cuivre lient lieu du fil de la pile des télégraphes.

Sot. Pllr A «ulfatr de mcrcaredeM. IHarl^Dav}'. — La dissolution de, sulfate de cuivre filtre toujours peu à peu à travers le vase poreux, qui est le plus souvent constitué par de la porcelaine dégourdie, et aux points de la lame de zinc, où elle parvient, elle laisse déposer une couche de cuivre. De là, les effets les plus fâcheux ; une petite pile prend naissance dans la pile même ; le cuivre déposé, le zinc et le liquide fonuent un élément, mais un élément dont les pédes sont toujours réunis, et qui est par suite en activité continuelle. Le zinc se trouve rongé sans relâche, et cela sans eflet utile : le mouvement d'électricité est absolument local.

Dans ces derniers temps, .M. Marié-Davy a eu l'heureuse idée de remplacer le sulfate <le cuivre par du sulfate de mercure. Lorsque la dissolution de sulfate de mercure filtre à travers le vase poreux, ilii mercure se dépose sur le zinc et entretient rainalgamation que l’expérience a montrée si avantageuse. Par ce moyen, toute filtration devient non-seul(■ulent sans danger, mais, jusqu’à un certain point, profitable. t’,e perfectionnement a nécessité une modification nouvelle, car une lame de cuivre ne peut pas être plongée dans la dissolution d’un sel de mercure sans être attaquée et dissoute; celle des piles précédentes est remplacée parmi cylindre de charbon des cornues à gaz, corps bon conducteur et .sur lequel le mercure se dépose comme le cuivre se déposait dans la pile à sulfate de cuivre. Le mercure révivifié, pendant (jue la pile fonctionne, coule au fond du vase poreux où on le retrouve pour l’iililiser d<î nouveau.

Le sulfate de mercure est trés-peu soluble, il faut l’employer en poudre délayée dans de l’eau, qui le dissout lentement à mesure que la marche de la pile altère la dissidiition. .Malheureusement, si l’on veut une pile un peu active, la dissolution saline s’épuise si rapidement clans chaque couple, que le courant intérieur ne trouve plus dans le vase poreux que de l’eau à décomposer, et l’on n’a plus en réalité qu’une pile de Wollaslon. .Maistel n’est pas le cas quand il s’agit du fonctionnement des télégraphes et de quelques autres appareils. Aussi la pile de M. Marié-Davy a-t-elle été mise à l’essai par radministration, et les effc'is ont ré|ioudu aux espérances cpie l’on avait conçues.

Sôù. Pllr dettrove. — La marche satisfaisante des piles de llaniell sinqdifiées avait montré que, pour obtenir un courant constant, il fallait surtout éviter le dépét et l’adhérence des bulles d’hydrogène et le dépôt

PILES A aU RANT CONSTANT,

Hp zinr sur In lame dp cuivro. Dt's lors une nuiltitiide de dispositions iiuiivpIIps ont ôté imaginées, toutes dérivant des mêmes principes. Les inventeurs de ces appareils perfectionnés ont conservé le vase poreux (pii empêche le dépêl du zinc; ils ont tous cherché à empêcher l'hydrogène de se développer sur le cuivre, ou bien encore ils ont essayé de l'ahsorher aussitiAt après sa formation, l’arini eux, Grove parvint à ce dernier résultat nu moyen de l’acide azotique dont les propriétés oxydantes sont bien connues. Il plaça cet acide dans le vase poreux, et comme dans ces conditions nouvelles le cuivre eût été dissous, il lui sulislitiiB le platine. Quand la pile est en activité. In dissolution d'acide azotique est décomposée; l'hydrogène, entrninédans le smis du courant, se porte vers la lame de platine, mais il ne peut pas la polarisi'r; car il disparait presque aussitôt en se combinant à une partie de l'oxygéne de l'acide azotique; par suite, de l'eau et d(‘s composés nitreux prennent naissance, et tout dép(H d’hydrogène est impossible.

1.8 pile de Grove est assez constante, un peu moins cependant que la pile de Dnniell ; mais elle lui est supérimire quand un courant énergique est nécessaire.

SNC. nie de Bonaea. — La pile dc Grove est d’un prix élevé à cause de l’emploi du platine, M. Runsen l’a rendue beaucoup moins cobteiise en

remplaçant ce métal par des cylindres de coke qui sont bons conducteurs de l'électricité. Aujourd'hui, au coke de Bunsen, on substitue ce charbon compacte, que l'on trouve adhérant aux parois des cornues, employées à la fabrication du gaz de l’éclairage.

La pile de Bunsen, telle qu'elle est construite actuellement (fii/. Ô05), se compose d’un vase poreux V en porcelaine dégourdie qui contient de l’acide azotique, an milieu duquel plonge un cylindre de charbon C. O vase de porcelaine est au centre d’un hocîd de verre ou d’un pôt de grés

fiLECrUICITÉ.

qui renrt'rnie di’ l'eau chargée d'acide sulfurique, liiic lame de zinc Z épaisse, ainalganiéc et conlournée en cylindre, entoure de prés le vase poreux.

Pour réunir plusieurs éléments, on creuse les charbons d'un trou conique, dans lequel vient s'enfoncer un cône métallique qui termine une lame de cuivre soudée à la partie supérieure de chaque lame de zinc. On peut aisément, de cette manière, mettre en série continue un grand nombre d'éléments : le charbon, demeuré libre à l'une des extrémités, représente le pôle positif de la pile, et le zinc de l'élément situé à l’autre bout représente le ])ôle négatif.

857. piIp de Hmee. — line pile à courant constant assez simple a été imaginée par Smcc, qui s’est appuyé sur ce lait, que l'hydrogéno n'adhére nullement ni au platine, ni à l'argent, quand ces métaux sont l'ecouverts de noir de platine; de sorte que ce gaz ne peut pas les polariser et u'a dés lors aucune fôcheuse influence pour diminuer l'intensité du courant. La pile est donc formée d'une lame de zinc amalgamé et d'une lame de platine ou d'argent recouverte de noir de platine ; toutes deux plongent dans l'eau acidulée par l'acide sulfurique. Lorsque l'auge qui contient le liquide e.st d'une grande capacité, la constance de la pile est remarquable.

X.%7 his. Plie * sait de tirove. — Un pliysicieii anglais, M. Grove, a

niisà profil la polnrisalion, dont nous avons parlé (Si.'i), pour construire une pile intéressante par son origine. Nous allons la décrire ici afin de

l'Il.KS A 1.01 R\>T CONSTANT. 2.'.

Iiipii fixer dan.s les esprits le souvenir de l'action polarisante des gaz qui reslent adhérents aux lames métalli(|ues. Que l'on imagine une série de voltamètres ifig. SfiSfcts) dont les lames de platine s'élèvent le plus haut possible dans les éprouvettes. Ces voltamètres étant placés en série, comme dans les expériences de Faraday, on fait passer un courant qui les traverse tous, et dès lors les éprouvettes s'emplissent de gaz. Si à un moment donné, on fait cesser le courant, la série des voltamètres forme une pile véritable : la dernière lame qui plonge dans l'hydrogène est le pèle négatif; la première qui plonge dans l'oxygène, le pôle positif.

Avec cette pile, on peut produire tous les effets des piles ordinaires, commotion, étincelle, décompositions chimiques, etc. A mesure qu'elle fonctionne, les gaz qui remplissaient les éprouvettes disparaissent peu à peu : pour que la pile continue à marcher, il suffit d'introduire de l'hydrogéne et de l'oxygène dans chacune d'elles, et cela par un procédé (|uelconqne. C'est uniquement pour rendre l'explication plus simple que lions avons supposé d'abord que les gaz provenaient de la décomposition de l'eau : quelle que fût leur origine, ils eussent dniiiié les mêmes résultats.

CIIAlMTItE II

|;FFKTN DK l,,t PII.K

A l’aide de la pile, ou peut produire les trois Grands ordres de ]>liéiioinèiies naturels : I" des pliénoinèiies plivsiipies; 2" des |)héiionièiies eliimiqiies ; ô" des pliéiiomèiies pliysiologiijiies. lies trois modes d’artioii de l'appareil xadtaïqm- vont être sucressivenient exainiiiés.