CHAPITRE IX

De la pile de Volta,

SgS. Principes sur lesquels repose la construction de la pile. — La pile se construit avec trois corps différens : deux sont métalliques et bons. électromoteurs, et le troisième est non métallique , bon conducteur et très-faiblement électromoteur.

Les métaux qu’on emploie avec le plus d’avantage sont le zinc et le cuivre, le premier forme les élémens positifs de la pile , le deuxième les élémens n,égatifs ,• deux élémens réunis ou soudés ensemble , l’un positif et l’autre négatif, composent ce qu’on appelle une paire ou un couple.

Le corps non métallique est ce qu’on appelle le conducteur^ tantôt c’est une rondelle humide ^ c’est-à-dire une rondelle de drap ou de carton imbibée d’eau pure ou de quelque dissolution acide , alcaline ou saline ; tantôt c’est la dissolution elle-même; d’autres fois c’est un corps sec, et alors la pile est ce que l’on appelle une pile sèche.

Concevons une plaque de cuivre , ou un élément négatif, communiquant au sol par le fil conducteur non métallique représenté pary( Fig. i J 9 ). Sur sa surface supérieure posons une plaque de zinc de même dimension : à l’instant du contact , la force électromotrice exerce son action; le fluide résineux qu’elle développe passe sur le cuivre , et s’écoule dans le sol; le fluide vitré au contraire passe sur le zinc, et s’y accumule jusqu’à ce qu’il y ait acquis la tension maximum que la force électromotrice soit capable de

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retenir; il ne faut pour cela qu’un moment inappréciable; cette tension J ou plutôt l’épaisseur électrique qui la produit , étant prise pour unité, nous dirons que le cuivre est à l’état naturel, tandis que le zinc est couvert d’une épaisseur 1 d’électricité vitrée. Si par quelque moyen nous allions enlever au zinc une partie du fluide qui le couvre , il n’aurait plus l’épaisseur i qu’il doit avoir; la force électromotrice le reproduirait à l’instant par un nouveau développement qui réparerait exactement la perte , et par un égal développement de résineux qui s’écoulerait dans le sol. A chaque portion de fluide que l’on viendrait de la sorte enlever au zinc , il y aurait une réparation subite pour reproduire sans cesse l’épaisseui? i , qui est l’état de l’équilibre galvanique; et si l’on établissait par exemple la communication du zinc avec le sol par un fil non métallique, son fluide vitré s’écoulerait sans cesse , et serait sans cesse réparé; en même temps le fluide résineux développé sur le cuivre s’écoulerait de même; tellement que, si l’on approchait l’un de l’autre les deux fils non métalliques qui touchent le zinc et le cuivre, les fluides se recomposeraient à leur point de contact , et l’on aurait une circulation électrique continue; les fluides seraient séparés au contact des métaux , et recomposés au contact des fils conducteurs non électromoteurs qui communiquent avec eux.

Cela posé , laissons le cuivre seulement communiquer au sol, et sur le zinc plaçons une rondelle humide. Il est évident qu’elle partagera l’électricité vitrée du zinc , mais que, la perte étant réparée à l’instant, l’épaisseur sera i sur la rondelle et sur le zinc, comme elle était d’abord.

11 en sera de même encore si nous posons une plaque de cuivre sur la rondelle humide, puisqu’il n’y a point de force électromotrice entre ces corps.

Mais si nous posons une deuxième plaque de zinc sur cette deuxième plaque de cuivre , le phénomène sera plus compliqué , et c’est ici que se montre le véritable principe

DÉ l’électricité. — CHAP. IX. IqS

de l’accumulation de l’électricité dans la pile. Supposons pour un moment que l’action de la force électromotrico soit suspendue dans ce deuxième couple : alors il est évident que le zinc prendrait une épaisseur i de fluide vitré, comme l’a fait la rondelle humide et la plaque de cuivre , et dès que la force électromotrice agira , cette épaisseur deviendra égale à 2 sur ce 2® zinc , puisqu’elle doit toujours excéder de 1 celle du cuivre avec lequel il est en contact. En même temps le fluide résineux qui sera développé sur le cuivre sera détruit par le fluide vitré qui s’y trouve , et il se fera dans le premier couple un nouveau développement par lequel le 1" zinc sera ramené à une épaisseur 1 , ainsi que la rondelle humide et le 2® cuivre. Au moyen de cet arrangement, le 2* zinc doit donc avoir pour son équilibre une épaisseur de fluide vitré double de celle qui se trouve sur le premier.

On voit que par le même principe la 2e rondelle humide et le 3* cuivre auront la même épaisseur 2 , tandis que le 5' zinc aura une épaisseur 3. Le 4' zinc aura une épaisseur 4 , le 5* une épaisseur 5, etc.... j le 10® une épaisseur 10.... le 100* une épaisseur 100.... , et le 1000* une épaisseur 1000,

Ainsi , rien ne limite l’épaisseur électrique que l’on peut accumuler au sommet d’une semblable pile , puisque rien ne limite le nombre des élémens que l’on peut superposer; et le i'* zinc étant, comme nous avons vu, une source inépuisable d’électricité vitrée dont l’épaisseur est 1, le 1000* zinc est une source Inépuisable dont l’épaisseur se trouve égale à 1000. Telle est l’admirable invention au moyen de laquelle Volta est parvenu h développer et accumuler une épaisseur électrique indéfiniment croissante sans frottement ni pression , et par la seule puissance du contact de certains corps disposés dans un ordre déterminé. La pile que nous venons de construire est nommée pile à colonne: nous continuerons de nous en servir pour démontrer plusieurs

igô LIVRE QUATRIÈME.

propriétés remarquables qui sont communes à toutes les piles dont nous verrons plus loin la construction.

5g6. De la pile isolée. — L’extrémité de la pile qui se termine par une plaque de zinc s’appelle V extrémité zinc, r extrémité positive, ou le pôle positif : celle qui se termine par le cuivre s’appelle Z’ex/remîVe cuivre, V extrémité négative , ou le pôle négatif. Dans la disposition dont nous venons de parler, le pôle négatif communiquait au sol, le pôle positif était isolé, et sur toute la pile il y avait du fluide vitré dont l’épaisseur allait croissant, depuis le i'' zinc où elle était t , jusqu’au loo* zinc où ellé était loo, en supposant que la pile eût loo couples. Concevons une autre pile toute pareille , avec cette seule dilFérence que le pôle positif communique au sol, tandis que le pôle négatif reste isolé, il est évident qu’il y aura partout du fluide résineux j dont l’épaisseur ira croissant, depuis le i" cuivre (c’està-dire celui qui touche le zinc communiquant au sol ) où elle sera i , jusqu’au loo* cuivre où elle sera loo. Et si maintenant nous mettons ces deux piles bout à bout, en interposant seulement une rondelle humide entre les deux pôles qui communiquaient au sol , nous n’aurons qu’une seule pile de 200 couples , dont chaque moitié conservera l’équilibre électrique qu’elle avait d’abord : ainsi le milieu sera à l’état naturel , même après avoir supprimé les fils de communication ; à partir de là on aura d’un côté de l’électricité vitrée, de l’autre de l’électricité résineuse; ces électricités ne pourront pas se rejoindre, et leurs épaisseurs, toujours croissantes par différences égales pour chaque couple, seront 100 à chaque pôle. Si l’on vient ensuite à troubler cet équilibre en prenant de l’électricité à l’un des ' pôles , le zéro , ou le point qui est à l’état naturel , se déplacera pour un instant; le pôle touché aura une épaisseur moindre que 100, et l’autre une épaisseur plus grande; mais bientôt, la perte par l’air diminuant plus rapidement l’épaissçur électrique du pôle le plus fort, le zéro reviendra

DE l’électricité. — CHAT. IX.

au milieu , et l’équilibre sera rétabli. Ainsi dans toute pile isolée l’arrangement définitif de l’électricité est tel que le milieu est à l’état naturel , tandis que les deux moitiés sont chargées de fluides contraires , l’épaisseur de ces fluides augmentant de i , en passant d’un couple au sui-' vant.

397. De la pile en activité. — Les pôles de la pile isolée étant des sources indéfinies d’électricités contraires , il est évident que, si l’on met chacun d’eux en communication avec un fil de métal , le fil partagera le fluide du pôle qu’il louche , et l’on aura ainsi deux conducteurs , l’un positif, l’autre négatif , qui étant mis en présence devront donner une recomposition continuelle. C’est en effet ce que représente la figure 1 14; les deux fils (que l’on nomme aussi quelquefois les deux pôles de la pile) étant approchés à une petite distance, on voit jaillir une étincelle, une autre la suit de près, puis une autre, et ainsi de suite; c’est un courant de feu continu , c’est une batterie Inépuisable qui se décharge toujours sans être jamais déchargée.

Lorsqu’on met les fils conducteurs en contact immédiat , et que l’on ferme ainsi le circuit de la pile , les étincelles disparaissent, mais tous les effets électriques ne sont pas détruits. Les fluides se développent encore dans tous les couples , entre tous les élémens , et ne cessent de venir se recomposer dans tous les points des fils conducteurs qui rejoignent les deux pôles de la pile. Ainsi au dehors tout paraît immobile , et au dedans tout est en activité et en mouvement. Une des preuves les plus frappantes de cette rapide circulation de l’électricité est le phénomène que présente un fil métallique un peu fin, que l’on interpose entre les conducteurs , pour fermer le circuit : si ce fil est un peu long, il devient chaud subitement; un peu plus court, il devient rouge, et plus court encore, il devient rouge-blanc, alors, suivant la nature du métal, il entre en fusion et tombe en gouttes ] brûle avec éclat ^ ou féste inal^^

igS LIVRE QUATRIÈME.

térable , persistant dans cet état d’incandescence pendant tout le temps que la pile est en activité.

L’eau , les acides , les oxides , les sels et tous les corps , pour peu qu’ils soient conducteurs , éprouvent des effets remarquables lorsqu’on les place dans le courant de la pile , c’est-à-dire lorsqu’on les dispose entre les pôles , de manière qu’ils forment une partie du circuit , et que leur substance soit traversée par les fluides contraires , comme les fils métalliques des expériences précédentes. Mais avant d’étudier ces effets , il importe de prendre une ^idée de ce qui constitue la force de la pile.

598. De la Jorce de la pile. — On peut distinguer dans une pile la force de production, la force de propagation, et la force de tension.

I®. La force de production est dépendante de la force électromotrice , c’est-à-dire de l’énergie avec laquelle les fluides sont séparés au contact des élémens. Nous avons déjà dit que tous les métaux ne prennent pas en se touchant des charges ou des épaisseurs électriques égales; ainsi deux piles tout-à-fait pareilles , mais construites avec des métaux difféfens , ne pourront pas produire dans le même temps une même quantité de fluide. Il arrive heureusement que le zinc et le cuivre, qui se rencontrent partout et à bas prix, sont, entre tous les corps connus, ceux qui prennent les plus fortes charges électriques par leur contact. Par conséquent les piles construites avec ces métaux sont , toutes choses égales d’ailleurs , celles qui possèdent la plus grande force de production.

2°. luA force de propagation de la pile ne dépend que de la nature et des dimensions du conducteur qui sépare les couples , car l’électricité ne peut arriver aux deux pôles pour parcourir le fil qui les joint , qu’après avoir traversé toutes les rondelles humides , ou en général tous les intervalles qui se trouvent entre les couples ; si elle est retardée dans ce mouvement par l’imperfection du conducteur , la

DE l’eLECTHICIT^. — CHAP. IX. igg

pile donne d’abord une décharge en vertu des tensions qu’elle possède à ses deux extrémités, mais après ce premier choc la propagation se rallentit; au contraire, si le conducteur est assez bon pour offrir un libre écoulement au fluide qui se développe sans cesse entre les élémens , la propagation est rapide et toujours égale. Dans*tous les cas on peut considérer la longueur du circuit de la pile comme une espèce de canal , dans lequel les fluides électriques se meuvent avec plus ou moins de vitesse et de liberté , suivant que les conducteurs sont plus ou moins parfaits; le fil qui joint les pôles ne laisse passer dans un temps donné que la quantité de fluide qui a pu traverser la pile dans le même temps ; d’où il résulte , par rapport aux dimensions du conducteur humide , que la force de propagation de la pile est en raison inverse de son épaisseur , et en raison directe de sa largeur : car nous verrons plus tard que la conductibilité des corps suit sensiblement ces deux lois remarquables.

L’eau est un mauvais conducteur; toute pile aurait une faible force de propagation , si elle était chargée ou amorcée avec de l’eau pure. Aussi emploie-t-on habituellement des dissolutions salées ou alcalines , et surtout des dissolutions acides; l’eau contenant environ d’acide sulfurique et ~ d’acide nitrique , est le conducteur humide que l’on préfère; il est assez parfait pour donner passage aux fluides électriques , et en même temps il n’exerce pas une action chimique assez puissante pour corroder trop vite les élémens de la pile.

3®. La force de tension change avec la nature des élémens de la pile, mais elle est toujours proportionnelle à leur nombre, à moins que le conducteur ne soit assez mauvais. En effet , nous avons vu que sur le zinc la tension est double de ce qu’elle est sur le i", qu’elle est triple sur le 5% et ainsi de suite; or, si la force électromotrice qui s’exerce au contact du zinc et du cuivre , peut accumuler sur le zinc une tension d’électricité vitrée double de la ten-

sion qu’elle accumulerait sur un autre métal , sur du fer , par exemple , il est évident que pour le même nombre d’élémeus la tension d’une pile de zinc et cuiyre aurait toujours une tension double d’une pile de fer et cuivre. C’est ainsi que la tension change avec la nature des élémens. Mais elle ne dépend ni de leur grandeur , ni de l’étendue de la surface suivant laquelle ils se touchent; pour le démontrer il suffit de construire deux piles semblables', c’est-h-dire ayant le même nombre de couples , le même conducteur et les élémens de différentes grandeurs; ceux de la première étant, par exemple, de i centimètre carré, et ceux de la seconde de i décimètre. Alors , avec le plan d’épreuve , ou avec le condensateur à taffetas , l’on pourra reconnaître qu’elles ont exactement la même tension h leurs pôles , soit qu’on les observe pendant qu’elles sont isolées, soit qu’on les observe pendant que l’un de leurs pôles communinique au sol. Enfin , si l’on construit deux piles qui ne diffèrent entre elles que parce que les élémens de l’une se touchent dans toute leur étendue , tandis que les élémens de l’autre se touchent par une surface très-petite, on verra, par les mêmes moyens , qu’elles ont exactement la même tension. Ces conséquences ne se réaliseraient pas si les conducteurs étaient très-mauvais.

Sgg. Diverses dispositions de La pile. — La pile à colonne dont nous avons parlé jusqu’à présent , est assez commode pour la démonstration , mais elle offre de grands inconvéniens dans la pratique. Les rondelles inférieures , comprimées par le poids des élémens supérieurs, se dessèchent promptement, et le liquide qui s’en écoule , en ruisselant sur la surface de la pile, établit entre les couples des communications partielles qui diminuentd’autant l’effet total.

La pile à couronne est plus curieuse qu’utile , mais elle est si facile à faire qu’il est bon d’en Indiquer la construction. Les élémens qui la composent sont de petites bandes op même de petits fils de zinc et de cuivre , soudés bout h

DE l’électricité, — CHAT. IX. 30 t

bout , OU seuleuient attachés par deux ou trois tours de torsion , et ensuite courbés en chevron. Des verres remplis d’eau acidulée étant disposés en rond ou en eouronne , l’on met un chevron du premier au second , puis un autre du second au troisième , et ainsi de suite , avec la seule attention de les tournerdans le même sens. Si le premier verre contient l’extrémité cuivre du premier chevron , il formera le pôle négatif de la pile, tandis que le dernier verre contenant une extrémité zinc , en sera le pôle positif.

La pile à auges a été long-temps en usage ; elle est représentée dans la figure 1 16. Les élémens sont rectangulaires et soudés l’un sur l’autre, pour former un couple; tous les couples sont disposés de champ et parallèlement , dans une caisse en bois , bb', dont les parois intérieures sont revêtues d’un mastic non conducteur; l’intervalle de deux couples forme une petite auge dans laquelle on met l’eau acidulée ; c’est cette lame d’eau de deux ou trois lignes d’épaisseur qui remplace la rondelle humide de la pile à colonne ; ainsi il faut avoir grand soin que les auges successives n’aient entre elles aucune communication, ni par les bords, ni par la tranche supérieure des couples. En réunissant plusieurs piles semblables à celle qui est représentée dans la figure , on compose une haUerie galvanique ou voltaïque^ La réunion peut se faire de deux manières : les piles ayant, par exemple , cent couples de chacun i décimètre carré , si en on réunit deux, en faisant communiquer les deux pôles négatifs ensemble, et les pôles positifs ensemble, on aura une batterie de cent couples ayant chacun deux décimètres carrés; c’est la force de propagation qui sera doublée: au contraire , si on les réunit en faisant communiquer le pôle positif de la première avec le pôle négatif de la seconde, on aura une batterie de deux cents couples, ayant chacun i décimètre carré; c’est la force de tension qui sera doublée. Nous verrons plus lard que pour produire certains effets , cps batteries sont complètement dificrentes. La grande pile

20a LIVRE QUATRIÈME.

de l’École polytechnique était construite d’après ces principes; elle se composait de six cents paires de i pied carré. Celle de la Société Royale de Londres se composait de deux mille paires, les unes de six pouces et les autres de quatre pouces de côté.

La pile de T'Folaston est représentée dans Xa figure 1 1 5 ; elle est maintenant la plus commode que l’on connaisse , et celle qui semble combinée d’après les meilleurs principes. Pour en mieux indiquer la construction , nous examinerons seulement deux couples représentés en section {Fig. 121) , et de face {Fig. 1 20) ; es est le premier cuivre , s z le premier zinc, vu par^son épaisseur; ils sont soudés en s; c' s' est le deuxième cuivre , et s' 7! le deuxième zinc ; et -y/ sont des vases remplis d’eau acidulée; l’électricité vitrée passe du premier zinc au deuxième cuivre par la couche d’eau qui les sépare ; elle passe de même du deuxième zinc au troisième cuivre , et ainsi de suite. Cette disposition offre surtout deux grands avantages; premièrement, le fluide qui est sur le zinc peut en sortir par tous les points de la surface; secondement, il n’a qu’une couche liquide très-mince h traverser pour se porter sur le cuivre , et cette couche, qui se trouve promptement altérée dans la pile à auge, peut ici se renouveler en se mélangeant au liquide du vase. Voilà pourquoi la pile de Wollaston a une force de propagation beaucoup plus grande que toutes les autres piles; car tout s’y trouve disposé de la manière la plus heureuse pour favoriser la conductiblité.

Un seul couple de cette espèce ayant seulement quelques pouces carrés de surface , est capable de produire des phénomènes étonnans; il peut, par exemple , faire rougir un fil de platine. L’expérience en est représentée dans la figure 124^ CS est le cuivre, 5z le zinc, l’enveloppe c'c'c' ne sert qu’à favoriser la conductibilité; un petit fil de platine est tendn de p en p', et quand on plonge ce couple par le manche m dans un vase d’eau fortement acidulée ,

DE l’électricité.’ — CHAP. ÏX. 2o3

le fil de platine devient rouge à l’instant, par le seul effet du courant qui le traverse.

Avec une pile d’une douzaine de couples , disposée comme celle de la figure 1 1 5 , on peut faire h peu près toutes les expériences galvaniques.

Cependant il y a de grands effets qui ne peuvent être produits que par des batteries beaucoup plus fortes , et je décrirai ici celle que je fis construire pour le Prince Royal il y a trois ans , lorsqu’il se livrait à l’étude des sciences avec ce vif intérêt et cette étonnante élévation d’esprit qu’il porte maintenant dans des affaires d’un autre ordre. Cet appareil fait partie du cabinet de physique et du laboratoire de chimie que le Roi a bien voulu me confier pour l’instruction de ses enfans, et où le duc de Nemours se prépare , avec autant de succès que son frère , à approfondir les hautes questions théoriques et les grandes applications industrielles de la physique et de la chimie.

La batterie galvanique du Palais-Royal est construite sur le principe de la pile de Wollaston ; elle se compose de i6o élémens de chacun 7 pouces sur 5 , et cependant elle n’occupe qu’un espace de 7 pieds sur 4 > et elle peut être mise en jeu avec la plus grande facilité.

La figure 126 en représente une vue, et \di figure 127 une coupe transversale. P et P' sont deux pieds en bois, portant chacun deux montans m, u , et m', u'; quatre planchers p', (f, r', s' ( Fig. 127), garnis en plomb et munis de robinets , portent chacun quatre rangées de dix vases. Huit traverses 1 1', quatre pour les montans m , m', et quatre pour les montans u , portent chacune deux rangées de dix couples. On voit dans -les montans m, m', k , n', les mortaises dans lesquelles les traverses peuvent monter et descendre, les chevilles c, qui les tiennent suspendues , et les entailles par lesquelles elles peuvent sortir lorsqu’on veut faire quelques réparations. Les grandes lames de cuivre , servent à établir la communication entre les cou-

2o4 livré quatrième.

pies des différentes traverses ; il est visible que l’on peut n’employer que vingt couples à la fois. Pour charger la pile, on emploie des entonnoirs à robinet e ( Fig, ia8 ) , qui tiennent la mesure d’un vase. Une grande cage en bois , qui se meut sur des roulettes , et qui a une porte à chaque bout , peut recouvrir tout l’appareil et laisser seulement sortir les fils conducteurs de chaque pôle.

La pile en hélice est une modification de la pile de Wollaston ; elle est surtout destinée à produire do grandes quantités d’électricité sans donner de grandes tensions.

Jîgures 129, t3o et ï3i représentent les dispositions que j’ai adoptées pour la pile de la Faculté des Sciences. Sur un cylindre en bois h ( Fig. i3i ) , de trois pouces de diamètre et d’un pied de long , on enroule deux lames , l’une eh zinc et l’autre en cuivre , qui sont séparées par des bouts de lisière en drap/, joints par de petites ficelles , dont l’épaisseur est un peu moindre que celle de la lisière. On forme ainsi des couples dont les deux élémens ont chacun cinquante ou soixante pieds de surface ; ces couples sont ajustés dans de fortes barres en fer, f' f' ( Fig. 129)» au moyen des tiges de fer vf., et des écrous rr, etc. Dans cette disposition les couples restent fixes ; c’est le plancher v et les seaux en bois 5, 5..., contenant l’eau acidulée, qui montent et qui descendent au moyen des cordes cdr, c d‘ r, du treuil tt' de la roue dentée e, et de la manivelle m. Les communications sont établies entre les divers couples par de larges lames eu cuivre /, /, qui peuvent facilement se dessouder lorsqu’il est nécessaire de démonter l’appareil pour le transporter. La première de ces lames est soudée au zinc du premier couple et au cuivre du deuxième ,* la deuxième est soudée au zinc du deuxième couple et au cuivre du troisième , etc. C’est entre ces lames et le zinc que s’exerce la force électro-motrice , et non pas entre le zinc et les grandes feuilles de cuivre qui en sont séparées p^ les lizières. La batterie de douze couples , représentée

DE l’électricité. — • CHAP. IX. 2o5

dans la figure loo , est capable de produire de grands effets, et l’usage m’a démontré que celte disposition n’est pas sans avantage.

4oo. Effets physiologiques de la pile. — Avec les données précédentes nous pouvons étudier les divers effets de la pile , en distinguant les effets phy siologiques , les effets physiques et les effets chimiques.

Les commotions que produit l’électricité de la pile ne sont ni moins vives ni moins redoutables que celles des batteries ordinaires. Leur intensité dépend surtout du nombre des paires, [et par conséquent de la force de tension : la forte pile en hélice de la Faculté des Sciences , composée de dousîe paires de cinquante pieds de surface , ne donne que de très -faibles commotions , tandis qu’une petite pile de quarante ou cinquante couples d’un pouce de diamètre, donnerait des commotions assez vives pour se faire sentir jusque dans la poitrine. L’épiderme est un mauvais conducteur, et l’on peut , avec les mains sèches , établir la communication entre les pôles d’une pile de vingt ou trente paires , sans éprouver la moindre secousse , mais avec les mains mouillées, ou seulement humides, on reçoit le choc instantanément; le courant qui s’établit alors dans les membres continue de les agiter aussi long-temps que dure le contact. Pour faire l’expérience sans danger , l’on peut, d’une main , toucher l’un des des pôles , et de l’autre main loucher successivement des couples de plus en plus éloignés; si , par exemple , on touche le dixième ou le vingtième, on ne reçoit la commotion que des dix ou vingt couples compris entre les deux mains : de la sorte , chacun peut graduer la vigueur du choc , et le proportionner à sa constitution ; car le même courant , qui produirait une rude secousse sur une personne , pourrait, sur une autre, n’exciter qu’un petit frémissement , ou quelques picotemens à l’extrémité des doigts. En présence d’une grande pile d’une centaine de couples, il n’est pas nécessaire

ao6 LIVRE QUATRIÈME.

d'établir la communication entre les deux pôles pour être ébranlé par une forte secousse : les électricités accumulées sur chaque moitié de la pile ont une grande tension , et dès qu’elles trouvent un corps conducteur, elles s’y précipitent avec violence; mais alors la secousse n’est pas durable. On serait sans doute renversé et peut-être gravement blessé , en faisant passer par les bras et la poitrine le courant d’une pile de quelques centaines de paires , fortement chargée.

Dans les premiers temps du galvanisme , on a fait de nombreuses expériences sur les effets thérapeutiques des courans de la pile; on a essayé surtout de guérir les Névralgies , la Goutte, les Rhumatismes , les Paralysies , etc. On dirigeait les courans comme les décharges électriques , au moyen d’armatures métalliques disposées de part et d’autre des organes affectés , et l’on augmentait peu à peu le nombre des paires de la pile, pour rendre les commotions plus vives et plus efficaces. On a obtenu quelques effets , on a même annoncé des cures merveilleuses ; mais en discutant toutes les observations , il paraît, en dernier résultat , que le courant électrique est au moins un remède excessivement capricieux , qui stimule ou qui distrait pendant quelques instans , et qui produit rarement des effets durables ; s’il y a en lui une chose constante, c’est la douleur qu’il cause au malade; cette douleur, à la vérité, est très-supportable, et, peut-être, quand elle se fait sentir dans un membre paralysé on peut la prendre pour un commencement de guérison.

Dans les corps récemment privés de la vie , un courant énergique excite encore des commotions et des mouvemens extraordinaires : on dirait que toute l’organisation s’agite et fait d’incroyables efforts pour Se ranimer; mais ces violentes convulsions cessent avec le courant, et tout retombe dans l’inertie de la mort.

Cependant , dans une série d’expériences que nous avons

DE l’ÉLECTR1CIT:É. — CHAP. IX. a07

faites avec MM. Magendie, Andral et Roulin, sur l’irrita' bilité produite parles courans électriques , nous avons reconnu que des animaux asphyxiés sont promptement rappelés à la vie lorsqu’on les met entre les deux pôles de la pile. Nous avons plusieurs fois ranimé des lapins et des cochons d’Inde qui étaient asphyxiés depuis plus d’une demiheure.

Nous avons reconnu pareillement que le courant excite des mouvemens péristaltiques très-remarquables dans plusieurs vaisseaux.

Enfin des expériences faites avec soin, tant en France qu’en Angleterre , semblent indiquer que les fonctions digestives , complètement suspendues par la section des nerfs qui se rendent à l’estomac , se trouvent rétablies par un courant électrique, et s’accomplissent régulièrement sous son influence.

La commotion est sans doute le plus simple de ces phénomènes physiologiques; elle est produite par l’électricité ordinaire, comme par l’électricité de la pile , et cependant on ne sait rien jusqu’à présent sur sa véritable cause. Quelles sont les substances organiques que le fluide affecte de préférence ? quelles sont les modifications qu’il imprime , ou à leurs molécules Individuelles, ou au système qu’elles composent ? c’est sans doute ce que des expériences ultérieures feront connaître. Il y a beaucoup plus à espérer des recherches qui seront dirigées vers ce but , que de celles que l’on pourra tenter encore pour découvrir des moyens curatifs. Les substances inorganiques sont , comme nous allons le voir , échauffées par le courant , ou décomposées chimiquement; et il est probable que dans les corps vivans ce n’est ni l’un ni l’autre de ces effets qui produit la commotion; il serait curieux d’examiner si les parties contractiles des plantes sont mises en mouvement par le courant , et si elles possèdent à un degré plus ou moins marqué la sensibilité électrique des corps vivans. Ce qui constitue cette

ûo6 LITRE QUATRIÈME.

sensibilité, les fibres ou les tissus qui en jouissent, et les modifications qu’ils éprouvent, voilhee qu’il faut chercher.

Nous ajouterons ici qu’il paraît résulter de quelques expériences de Volta , de M. Lehot, du docteur Bellingieri, et surtout de M. Marianini , que , quand le courant électrique se propage dans les nerfs , dans le sens de leurs ramifications , il produit une contraction musculaire au moment où il pénètre , et une sensation au moment où il cesse, et qu’au contraire quand il s’y propage en sens inverse de leurs ramifications , il produit une sensation tant qu’il subsiste, et une contraction au moment où il cesse { Ann, de pliys. et de cliim. , t. l^o , pag. 226 ).

4oi. Effets physiques de la pile, — Les courans peuvent produire , comme les décharges des batteries ordinaires , de la chaleur , de la lumière et du magnétisme ; ce dernier effet , et l’action mutuelle que les courans exercent les uns sur les autres , constituent l’électro magnétisme , que nous devons étudier dans le livre suivant.

Lorsqu’un fil métallique assez fin et assez court établit une communication directe entre les pôles de la pile , il s’échauffe , devient rouge , rouge-blanc , et souvent même U se fond et se volatilise.

Les douze couples de la figure i3o peuvent, en quelques secondes , porter au rouge blanc un fil de platine de 1 mètre de long sur un millimètre d’épaisseur, et le maintenir dans cet état pendant tout le temps que la pile est eu activité. Un fil plus mince ou plus court se fond et tombe en globules.

Le fer et l’acier sont liquéfiés encore avec plus de facilité : alors ils brûlent avec un éclat éblouissant.

Les minces feuilles d’or sont volatilisées , et comme on ne peut en toucher un point sans le réduire en vapeur , il s’établit de nombreuses solutions de continuité entre lesquelles on voit briller une foule de petits éclairs d’une couleur verte très-vive.

DE l’électricité. - CFÏAP. IX. 2O9

Les feuilles d’argent présentent à peu près les mêmes phénomènes.

Les feuilles d’étain brûlent avec moins d’éclat; elles tombent en petits globules rouges , qui donnent naissance è des houppes soyeuses flottantes , semblables û des flocons de toile d’araignée.

Le platine en éponge, et tous les métaux en feuilles minces ou en liuiailles oflrcnt quelques particularités curieuses, dépendantes de leur nature, de leur fusibilité et de leur affinité pour l’oxigène.

Pour qu’il se développe une grande chaleur, il n’est nullement nécessaire que la pile ait une grande tension; un seul couple de cinquante ou cent pieds de surface, ne donnant pas la moindre commotion perceptible , est capable de mettre en fusion des fils de fer, ou même des fils de platine assez longs; ainsi les quantités de chaleur paraissent dépendre des quantités de fluide qui passent, plutôt que de la tension avec laquelle ils sont lancés. Cependant on ne sait pas, d’une manière certaine, si un seul couple de cent pieds carrés de surface donnerait autant de chaleur que cent couples de un pied carré , en supposant que le liquide conducteur fût le même dans les deux cas, et que la distance du zinc au cuivre qui Venveloppe fût aussi la même.

Quand le fil de métal est en communication permanente avec l’un des pôles, et qu’on l’approche de l’autre pôle à une très- petite distance, il se présente plusieurs phénomènes remarquables. Le courant d’étincelles produit une lumière éblouissante, le point vis-à-vis lequel se trouve l’extrémité du fil est rapidement échauffé; si c’est du mercure, il se vaporise avec grand bruit; si c’est du cuivre, il brûle avec une flamme verte et pourpre extrêmement vive; si c’est du platine , il entre en fusion; tout cela se conçoit , puisque le fluide, qui se propage librement dans l’étendue du conducteur , est obligé de se resserrer et de s’accumuler

a 10 LIVRE QUATRIÈME.

pour sortir par le seul point qui est en présence du fil ; mais ce qui me semble tout-à-fait remarquable , c’est que l’extrémité du fil se liquéfie elle-même , qu’elle forme un globule volumineux tout incandescent , tandis que le reste du fil est à peine échaufie. D’où vient cette grande chaleur en un seul point, lorsqu’il est évident que toutes les sections du fil cylindrique donnent passage au même instant à la même quantité de fluide qui sort à son extrémité ? Il me semble nécessaire d’admettre qu’en traversant les surfaces , le fluide électrique produit plus de chaleur qu’en traversant , dans une masse homogène , une section d’égale étendue.

Aussitôt que les communications sont bien établies , le fil prend sensiblement la même chaleur dans toutes ses parties; mais les différens métaux présentent, sous ce rapport, de grandes différences. M. Children en a fait la comparaison d’une manière ingénieuse et commode , au moyen d’un grand appareil à la Wollaston de vingt-un couples , dans lesquels le zinc offrait trente-deux pieds de surface ( Trans. philo soph. , i8i5). Après avoir préparé, avec toutes les substances , des fils de même diamètre et de même longueur , il essayait chacun d’eux avec tous les autres; par exemple, l’or avec le cuivre, le zinc, le platine , etc.

L’or étant en communication avec l’un des pôles , le fer en communication avec l’autre , on approchait jusqu’au contact les extrémités libres de ces deux fils ; le fer entrait en vive ignition , l’or n’éprouvait pas de changement sensible. Tous les fils avaient huit pouces de long et environ un tiers de ligne d’épaisseur.

Or et platine i le platine devient rouge-blanc, l’or ne change pas.

Or et argent', l’or entre en ignition et non l’argent.

Or et cuivre', l’un et l’autre en ignition.

Platine et fer ^ le platine est rouge-blanc , le fer coule.

DE l’électricité. — CHAP. IX. 2 1 1

Platine et zinc ; le platine est rouge-Llanc, le zinc ne change pas.

Fer et zinc; le fer coule , le zinc ne fond pas.

Zinc et argent; le zinc entre en ignition et coule, l’argent ne change pas.

En chargeant sa batterie avec de l’eau plus acidulée , M. Children obtint des effets de chaleur d’une intensité prodigieuse.

Un fil de platine de 5 pieds 6 pouces de long , et de de pouce d’épaisseur devint rouge-blanc.

Une lige carrée de platine de 2 lignes de côté , et de 2 pouces 3 lignes de longueur , entra en fusion.

Divers oxides terreux furent fondus et en partie réduits.

Ap rès avoir scié un fil de fer dans la moitié de son épaisseur , et rempli la fente avec de la poussière de diamant , le diamant fut liquéfié et le fer qui le touchait transformé en acier.

Le D. Robert Ilare , avec un appareil de quatre-vingte. couples en hélice , qu’on appelle deflagrator, a obtenu des effets de chaleur encore plus étonnans ; il paraît qu’il a pu fondre du charbon et de la plombagine.

Une des expériences les plus curieuses sur ces effets de lumière et de chaleur , est celle que l’on doit à sir H. Davy , et dont nous aurons occasion de parler encore dans l’électro-magnétlsme. Elle peut se diposer de la manière suivante: dans une grande cloche ou dans un ballon de lo à 12 pouces de diamètre , on adapte deux boîtes à cuir , opposées l’une è l’autre, par lesquelles on fait passer deux fortes tiges qui peuvent s’approcher jusqu’au contact, ou s’éloigner à volonté. A l’extrémité de chaque tige on attache un petit cône de charbon fortement calciné et éteint dans le mercure; il est nécessaire que le charbon touche le métal par une grande surface. Alors on fait le vide dans l’appareil , on avance les tiges de manière que les pointes des cônes se trouvent hune petite distance, et l’on étabfitla communi*

cation entre les deux pôles d’une forte plie; bientôt le courant franchit l’espace qui sépare les charbons , échauffe leurs pointes et les rend éblouissantes de lumière; rien n’est comparable à l’éclat qu’elles prennent. Dès cet instant , l’on peut écarter les tiges graduellement , le courant ne cesse pas de traverser le vide qui les sépare , et , de cette manière, on produit un faisceau étincelant qui remplit tout l’appareil. Le phénomène ne se montre pas avec moins d’éclat dans de l’air raréfié ô quelques centimètres, de pression, mais alors le charbon se consume en partie. Nous verrons plus tard qu’il y a une analogie remarquable entre cette vive lumière et celle des aurores boréales.

4o2. Effets chimiques de la pile. — Le premier et le plus remarquable des effets chimiques de la pile fut découvert au commencement de ce siècle (le 3o avril 1800), par MM. Carlisle et Nicholson. Ces deux physiciens , pour répéter les expériences]de Volta, avaient construit à la hâte ime pile à colonne , avec des pièces de monnaie , des plaques de zinc et des rondelles de carton. Après quelques essais , l’odeur particulière de l’hydrogène s’étant fait sentir, Nicholson eut l’heureuse idée dè faire passer le courant dans un tube plein d’eau , par le moyen de deux fds de métal qui s’approchaient â une petite distance. Bientôt l’hydrogène parut en petites bulles , tout autour du fd négatif, et \cjil positif s’oxidait visiblement. Ainsi les deux élémens de l’eau furent enfin séparés; car Çavendish avait bien pu composer de l’eau avec de l’oxigène et de l’hydrogène, mais, jusque là , tous les efforts avaient été impuissans pour la décomposer.

L’appareil qui nous sert maintenant pour la séparation des élémens de l’eau est représenté dans \a. figure 1 22; il se compose d’un verre à pied dont le fond est traversé p r deux fils de platine/, f qui ne doivent pas sé toucher; les cloches O et h, renversées et pleines de liquide, couvrent chacun des fils. Aussitôt qu’on établit la communication

DE l’électricité. — CHAP. IX.

ai3

avec les pôles de la plie , les bulles de gaz se dégagent en abondance; l’oxigène pur monte toujours dans la cloche qui couvre le lil positif, et l’hydrogène pur toujours dans celle qui couvre le fil négatif. Il est évident que les deux cloches doivent communiquer entre elles par le liquide intermédiaire , car le courant ne peut pas traverser le verre.

L’eau distillée et parfaitement pure se décompose lentement; mais dès qu’on y met une goutte d’un acide quelconque, ou quelques atomes de sel , ou quelques parcelles d’une substance qui augmente sa conductibilité , les bulles de gaz se dégagent vivement , et il ne faut que deux ou trois minutes pour voir i centimètre cube d’oxigène dans la cloche positive , et 2 centimètres cubes d’hydrogène dans la cloche négative.

Deux atomes d’hydrogène à l’un des pôles et un atome d’oxigène h l’autre , voilà un phénomène bien surprenant et qui a long-temps exercé la sagacité des physiciens ; car , dans les décompositions ordinaires , les élémens se désunissent et ne s’éloignent pas l’un de l’autre , tandis qti’lci il y a tout à la fois séparation et des élémens sépa¬

rés. On a fait des tentatives sans nombre pour saisir la molécule d’eau qui se décompose , ou pour arrêter en chemin les atomes gazeux avant qu’ils fussent arrivés aux fils de métal, d’où l’électricité passe dans le liquide; mais rien n’a réussi. Par exemple , cjuand on met de l’eau dans deux vases , que l’on fait plonger le fil positif dans l’un , le fil négatif dans l’autre , et qu’ensulte on établit la communication entre les vases par un corps conducteur pour que la circulation électrique puisse s’établir, on observe des phénomènes singuliers : si le conducteur intermédiaire est un métal , l’eau est encore décomposée, comme à l’ordinaire , mais dans chaque vase séparément; s’il est un corps humide , quelquefois encore il la décompose comme un métal , mais le plus souvent la décomposition se fait on ne sait où; l’oxigène paraît seul dans l’un des vases, dans le

2i4 uvre quatrième.

positif, et l’hydrogène seul dans l’autre ; c’est ce qui arrive, par exemple , quand on établit la communication en plongeant un doigt dans chaque vase. Alors on semble en droit de conclure que l’un des élémens gazeux a dû traverser le corps pour se rendre au pôle où il se dégage. De même , quand on établit la communication avec un morceau de glace , il semble nécessaire que l’un ou l’autre des gaz passe au travers de la glace , puisque chacun d’eux ne se dégage qu’à l’un des fds métalliques.

M. Grotthuss a donné , de ces phénomènes et de toutes les autres décompoitions chimiques que produit le courant, une explication qui a été admise par tous les physiciens , non-seulement parce qu’elle est ingénieuse , mais parce qu’elle semble tout -à-fait conforme à la vérité. Concevons une file de molécules d’eau , i , 2 , 3 , 4 , etc. ( Fig. 1 25 ), formant une espèce de chaîne droite, ou courbe qui joint le fil positif / au fil négatif f; l’électricité positive de f agira par influence sur la molécule i et la tournera pour attirer l’oxlgène qui est élelro-négatif{5Sa) etpour repousser l’hydrogène qui est la molécule 1 agira

de même sur la molécule 2, et ainsi de suite; à l’autre extrémité delà chaîne la même disposition se produira; et dès que la tension électrique sera assez forte , l’oxigène de la molécule 1 , entraîné par l’attraction , sera comipe arraché des molécules d’hydrogène auxquelles il est uni et s’en viendra au pôle, tandis que l’hydrogène, devenu libre, se portera sur l’oxigène de la molécule 2 pour se combiner avec lui , donnant la liberté à l’hydrogène de celte molécule , qui s’en ira à son tour prendre l’oxlgène de la molécule 3 , et ainsi de suite, A l’autre pôle , des phénomènes analogues se produiront en sens inverse , et il y aura ainsi au même instant une foule de décompositions et de recompositions successives. Ce qui se passe dans une file de molécules , se passe dans toutes les files qui joignent les deux pôles , et de là , la multitude des atomes gazeux devenus

DE l’électricité. — CHAP. IX. 2 1 5

libres, et l’abondance des bulles distinctes qui sc forment et qui sc dégagent.

Ces mouvemens vibratoires des derniers élémens de la matière peuvent s’accomplir au milieu des masses solides comme au milieu des masses fluides ; et certainement , si , comme tout semble l’indiquer , l’explication de M. Grotthuss est vraie pour la décomposition des liquides , elle ne peut manquer ds l’être pour colle des solides et de tous les autres corps sur lesquels le courant électrique peut avoir quelque prise.

Les oxides sont réduits par la pile, et décomposés comme l’eau ; l’oxigènc parait au pôle positif , et le métal ou la base au pôle négatif. Pour ceux qui sont facilement réductibles , pour l’oxide d’argent , par exemple , on peut disposer l’expérience de la manière suivante : Sur une lame de platine communiquant au pôle positif, on met de l’oxide sec en poudre, que l’on vient toucher ensuite avec le fil négatif; soit que le contact soit permanent , soit qu’il soit accidentel et renouvelé par intervalle , on voit bientôt paraître une petite loupe d’argent à l’extrémité du fil ; dans le second cas , la poussière do l’oxide est traversée par de vives étincelles d’une belle couleur verte. Les oxides moins réductibles doivent être légèrement humectés d’eau , surtout lorsqu’ils sont en poudre. A la vérité , cette eau se décompose en partie ^ mais elle favorise la conductibilité , et après un certain temps on aperçoit , suivant la force de la pile , de petits globules ou de petites parcelles de métal autour du fil négatif.

Pendant long-temps on avait supposé que les alcalis, tels que la soude et la potasse , étaient des corps tout-b-fait indécomposables ; mais , en 1807 , au moyen d’une puissante batterie , sir H. Davy put en séparer les élémens. Cette découverte fut une grande époque pour la science. Les alcalis et les terres furent ramenés dans I classe ordi^ naire des oxides , et la chimie eut à sa disposition deux

2i6 livre quatrième,

corps métalliques nouveaux , le sodium et le potassium , qui sont deux des agens les plus énergiques qu’elle possède. Lorsqu’on tente la décomposition de la potasse par les méthodes que nous venons d’indiquer pour les autres oxides , l’on aperçoit bientôt que des globules nombreux paraissent au pôle négatif et s’enflamment dans l’air en produisant des jets de lumière. C’est le potassium qui résulte de la décomposition de la potasse ; son afllnité pour i’oxigène est si grande qu’il brûle dans l’eau avec plus d’éclat encore que dans l’air : aussi ne peut-on le conserver que dans l’huile rectifiée de naphte ou de pétrole , dont les élémens constitutifs sont l’hydrogène et le carbone. Le D. Scebeck a donné le moyen de recueillir plus sûrement le potassium au pôle de la pile; il a imaginé de former une petite capsule avec le fragment de potasse caustique que l’on veut décomposer; cette capsule est remplie de mercure et posée sur une lame de platine communiquant au pôle positif de la pile : alors, en touchant le mercure avec le pôle négatif, la décomposition s’opère. L’oxigène se porte sur le platine , et se dégage , tandis que le potassium arrive dans le mercure et forme avec lui un amal game assez persistant. Par la distillation dans la vapeur du pétrole, l’on sépare ensuite le mercure, et l’on obtient le potassium à l’état de pureté.

La chaux , la baryte , la strontlane et la magnésie , traitées de la même manière , soit seules , soit mélangées avec la soude ou la potasse , ont donné des jireuves non douteuses de leur décomposition : seulement les métaux qui en résultent , le calcium , le barium et le strontium , sont Lien moins faciles à séparer du mercure , è cause de l’action très-vive qu’ils exercent , dit-on , sur le verre et sur tous les corps oxigénés pour enlever leur oxigène et repasser à l’état d’oxide.

La silice , l’alumine , la zlrcône et la gluclne , sont beaucoup plus difficiles à réduire ; et , si l’on doit à présent ,

DE L’iLECTRICITlî. — CU,VP. IX.

d’après les expériences décisives de Wohler , les regarder comme des oxides h bases métalliques , on peut cependant conserver quelques doutes sur les expériences dans lesquelles on avait cru voir des traces de ces métaux au pôle négatif des fortes batteries.

Les acides se décomposent comme les oxides, et leur oxigène persiste encore à se rendre au pôle positif, tandis que la base vient au pôle négatif.

Enfin , tous les sels sont aussi décomposés par la pile ; mais ils présentent des phénomènes plus variés.

1°. Quand l acide et la base sont difficilement décomposables , ces deux élémens sont simplement séparés ; et l’acide , comme participant davantage des propriétés de l’oxigène, se rend toujours au pôle positif , tandis que la base vient au pôle négatif ;

2°. Quand l’acide est facilement décomposable, non seulement il est séparé de l’oxide , mais il est lui - même décomposé , ou au moins désoxigéné ; et l’oxigène qu’il perd vient au pôle positif, tandis que le radical s’en va avec l’oxide au pôle négatif;

ô“. Quand l’oxide est facilement décomposable, il est luimême réduit; son métal pur vient au pôle négatif, tandis que l’oxigène se rend au pôle positif, où il se combine avec l’acide, quand celui-ci est capable de recevoir un nouveau degré d’oxigénation;

4°. Si l’acide et l’oxide peuvent l’un et l’autre perdre aisément leur oxigène , la décomposition est complète , tout l’oxigène vient au pôle positif , et le métal de l’oxide se rend au pôle négatif avec le radical de l’acide.

Ces divers phénomènes peuvent se produire avec des sels simplement humectés , ou avec des dissolutions salines plus ou moins étendues; dans ce dernier cas , surtout , l’eau est abondamment décomposée.

Pour un sel dont l’acide n’est pas l’acide fluoriqueet dont la base n’est pas l’une des terres ou l’un des alcalis qui se

a 1 8 LIVRE QUATRIÈME.

décomposent difficilement , l’on peut à volonté obtenir la simple séparation de l’acide et de l’oxide , ou la rédaction de l’un et l’autre. Il suffit pour cela d’employer une pile très-faible ou une pile très-puissante ; et comme on peut affaiblir une pile en forçant le courant à traverser un grand espace mauvais conducteur , on voit que la seule distance des fils pourra déterminer l’un ou l’autre des phénomènes. Pour une petite distance entre le fil positif et le négatif, le courant ayant toute son énergie , l’acide sera décomposé et l’oxide réduit ; pour une distance un peu plus grande , l’acide , par exemple , ne sera pas décomposé , et , pour une distance plus grande encore, l’oxide lui-même cessera d’être réduit ; il n’y aura plus qu’une simple séparation des élémens du sel.

Les couleurs végétales qui changent par l’action des acides et des oxides sont très - propres à montrer aux yeux cette puissance décomposante de la pile. Si l’on prend , par exemple , dans un tube courbé en forme de V , une dissolution de teinture de tournesol , de chou rouge ou de petits radis violets , et qu’on y fasse passer le courant au moyen de deux fils de platine dont les extrémités sont à quelques lignes de distance , on aperçoit , après quelques instans, une belle couleur rouge de vin paillet dans la branche positive, et une couleur verte dans la négative. Le sel qui constitue la couleur végétale est donc décomposé; son oxide, en se portant au pôle négatif , fait tourner au vert tout le liquide voisin , et son acide , au contraire ,• fait passer au rouge le liquide qui touche le fil positif. En établissant la communication en sens inverse , on voit les couleurs produites disparaître peu à peu ; pendant un instant les deux branches reprennent l’état naturel , et un moment après elles se colorent en sens contraire.

Sir H. Davy a profité des circonstances remarquables qui accompagnent la décompostion des sels , pour étudier plus particulièrement le phénomène si étonnant du transport.

DE l’électricité.-*- CHAP. IX. aiQ

Nous regrettons de ne pouvoir donner ici qu’un extrait fort abrégé de ses importantes recherches.

1". Un vase contenant une dissolution saline et un autre vase contenant de l’eau distillée , communiquent entre eux par des filamens humides d’amiante. Le fil positif de la pile plonge dans le premier , le fil négatif dans le second , et la décomposition s’opère; si l’oxide n’est pas réduit, il chemine sur l’amiante , traverse l’eau , et vient se rendre au pôle négatif; s’il est réduit, c’est le métal qui parcourt ce trajet. Par exemple, avec le nitrate d’argent, tous les filamens soyeux de l’amiante se couvrent d’une multitude de petites parcelles d’argent revivifié. En établissant la communication en sens inverse , c’est l’acide qui parcourt l’amiante pour venir aciduler l’eau qui se trouve alors au pôle positif;

2®. La dissolution saline étant placée entre deux vases d’eau pure et communiquant avec chacun d’eux par de l’amiante , il y a encore décomposition et transport dès que les deux fils de la pile plongent , l’un dans le premier vase d’eau , et l’autre dans le second. L’acide est encore transporté au pôle positif et l’oxide au pôle négatif ;

5®. Trois vases sont disposés comme dans l’expérience précédente : le premier contient de l’eau pure , le troisième une dissolution saline , et celui du milieu une teinture végétale , de tournesol ou de sirop de violette. Le sel est encore décomposé par le courant , et dans le vase d’eau pure on trouve l’acide ou l’oxide, suivant qu’on établit la communication dans un sens ou dans l’autrte. Mais , et c’est un phénomène bien digne de remarque , dans aucun cas la teinture végétale n’éprouve d’altération ; elle n’est ni rou% gie par l’acide , ni verdie par l’oxide ; et cependant elle est à coup sûr traversée par l’un ou l’autre. Ainsi les élémens chimiques semblent perdre toute leur force d’affinité pendant qu’ils se trouvent sous l’action du courant électrique qui les emporte ;

4®. Lorsqu’à la teinture végétale on substitue quelque dissolution alcaline très-concentrée et très-puissante , il y a des acides qui ne peuvent pas la traverser ; ils sont arrêtés au passage; et, dans ces circonstances seulement, c’est la dissolution elle-même qui devient le pôle de la pile ; le vase d’eau pure est encore traversé par l’électricité , mais l’acide ne peut arriver jusqu’à lui.

5®. Lorsqu’à la teinture végétale on substitue quelque acide très-puissant et concentré , il y a aussi des oxides qui ne peuvent le traverser; ils se combinent avec lui sans pouvoir se rendre au pôle qui les attire.

Ces deux derniers phénomènes sont une preuve que les afllnltés chimiques , toujours modifiées par le courant , ne sont pas toujours détruites par lui, et qu’il y a des cas où elles conservent encore assez d’énergie pour s’exercer | malgré son Influence. Peut-être un courant plus fort seraitil capable de neutraliser les actions chimiques qui s’exer- ' cent encore sous un courant plus faible.

Les divers oxides qui entrent dans la composition du verre peuvent eux-mêmes être réduits ou séparés par l’action de la pile. Les substances végétales et animales peuvent pareillement être décomposées lorsqu’elles sont humides. Ces phénomènes , auxquels on était loin de s’attendre quand ou ne connaissait pas encore toute la puissance de l’appareil de Voila , répandaient une grande confusion dans les premières expériences. Par exemple , l’eau la plus pure devenait tantôt acide , tantôt alcaline , sous l’influence du courant. Quelques expérlmentateursy trouvaient alors de l’acide nitrique et de l’ammoniaque ; d’autres de l’acide hydro- •chlorique ; d’autres enfin un acide qu’ils proposaient d’appeler acide électrique , supposant qu’il était formé de toutes pièces par une combinaison véritablement chimique du fluide électrique et de l’eau.

Sir H. Davy expliqua le premier l’origine de toutes ces substances , démontrant qu’elles provenaient du verre ou

DE l’ÉLECTRICITIÉ. — CHAP. IX.

des membranes végétales ou animales que l’on employait dans les expériences ; il fit connaître en même temps le phénomène du transport dans ses détails , et jeta les premiers fondemens de la science électro-chimique {Trans. phil., 1807 , et ^nn. de Chimie , t. 63). C’est ainsi qu’il débuta dans cette immense carrière , où il devait faire de si belles découvertes et mériter une si grande renommée.

On doit au D. Seebeck la connaissance d’un phénomène très-singulier qui se produit aussi par l’action de la pile i^Ann. de Chimie, mai 1808). MM. Berzélius et Pontin {Bibliothèque britannique , juin 1809) , sir H. Davy {Ann. de Chimie, août 1810) , et MM. Gay-Lussac et Thénard {Rech. physico-chùniques , vol.) ont fait des recherches sur ce phénomène , qui a été l’objet d’une assez longue controverse. Voici les circonstances dans lesquelles il se produit : l’on met quelques grammes de mercure dans une capsule d’hydrochlorate d’ammoniaque {Fig. 117); on la pose sur une lame métallique communiquant au pôle positif d’une forte pile , et dès qu’on touche le mercure avec le fil négatif, le courant s’établit , le volume de mercure augmente à vue d’oeil ; il croît comme un champignon , prend de la consistance, et devient jusqu’à cinq ou six fois plus grand que le volume primitif. Si l’on supprime les communications , ce champignon décroît peu à peu , et le mercure reprend son état liquide ; l’amalgame qui s’était formé ne subsiste que sous l’influence du courant.

L’ammoniaque concentrée et la plupart des sels ammoniacaux donnent le même résultat que l’hydrochlorate d’ammoniaque. L’amalgame ainsi formé aies propriétés suivantes : Sa pesanteur spécifique est comprise entre 2 et 3; à la température de 25“ centigrades il a la consistance d’une pâte un peu ferme; à 0 il se consolide et cristallise , ce qui est une preuve que les élémens qui le constituent ne forment pas un mélange accidentel , mais une véritable combinaison; les cristaux qu’il donne alors sont cubiques, et

aaa livre quatrième.

paraissent souvent aussi gros et aussi réguliers que ceux de bismuth. D’après MM. Gay-Lussac et Thénard , un volume de mercure , pour prendre cet état , absorbe un volume d’hydrogène , représenté par 3,47 > volume d’ammoniaque représenté par 4»22. Dès que cet amalgame est abandonné à lui-même , l’hydrogène et l’ammoniaque se dégagent en totalité , et , s’il y a lieu , se combinent avec les corps qu’ils rencontrent.

Sir H. Davy a formé un composé analogue sans influence électrique, en mettant du mercure chargé de potassium en contact avec du sel ammoniac légèrement humide. Cet amalgame est plus persistant que le premier. La présence du potassium semble en contenir les élémens volatils; mais que ce métal repasse à l’état d’oxide ou seulement qu’il s’étende dans une trop grande masse de mercure , à l’instant la décomposition s’opère , l’hydrogène et l’ammoniaque se dégagent , et les volumes de ces gaz que l’on peut recueillir sont à peu près les mêmes que dans l’amalgame électrique; il paraît cependant que le volume d’hydrogène restant 3,47, celui d’ammoniaque peut être quelquefois de 8,67. Telle est du moinsl’opinlon de MM. Gay-Lussac etThcnard, quinous semble fondée sur des expériences tout-à-fait concluantes.

4o3. Effets chimu/ues et mécaniques de la pile. — Un vase en verre étant séparé en deux compartimens par uns cloison verticale faite avec une membrane de vessie, ou avec une feuille de papier enduite d’albumine coagulée par la chaleur , on peut opérer la décomposition d’une. dissolution quelconque , comme si la cloison n’existait pas ; car la membrane , en s’imbibant , établit une communication suffisante entre les liquides des deux compartimens , dans chacun desquels plonge l’un des fils de la pile. Mais, pendant que le phénomène chimique s’accomplit , il se manL feste aussi un phénomène mécanique remarquable : le liquide passe au travers de la membrane , comme poussé par une force qui l’entraîne du côté positif au côté négatij, et

DE L’iLECTRICITi. — CHA.P. X. a!»3

dans peu de temps on observe une différence de niveau très-sensible. La nature de la dissolution parait être sans influence sur le résultat j c’est toujours dans le compartiment négatif que le niveau s’élève. Cette expérience curieuse est due à M. Porrett [Annals o/p/u7o^. , juillet 1816, et Ann. de Chimie , t. ii , 1816).

Pour disposer l’appareil d’une manière plus commode, on peut prendre un large tube fermé par un bout avec une membrane et plongé verticalement dans un vase ouvert. Alors le niveau du liquide étant le môme dans le tube et dans le vase , on plonge le fil négatif dans le premier et le positif dans le second; après quinze ou vingt minutes la différence de niveau peut être de plusieurs pouces.

J’ai souvent observé un autre phénomène qui paraît tenir aux mêmes causes. Un siphon renversé contient du mercure jusqu’à 3 ou 4 pouces de hauteur dans chaque branche; lorsqu’on fait passer le courant, le mercure éprouve des oscillations sensibles ; mais si d’un coté l’on verse une dissolution saline dans laquelle on plonge le fil négatif, tandis que de l’autre côté le fil positif touche au mercure , alors la dissolution se glisse peu à peu entre le verre et le mercure, et bientôt elle passe en totalité dans l’autre branche.

Dans d’autres circonstances on observe encore , au milieu des masses liquides, des mouvemens singuliers qu’il est excessivement difficile de décrire , tant ils sont nombreux et changeans. Je vais essayer d’en donner une idée , en remarquant toutefois, qu’après avoir fait de nombreuses expériences sur ce sujet , il m’a été impossible d’en saisir la loi.

M. Erman avait remarqué, dès 1808, que des globules de mercure prennent un mouvement de rotation très -rapide lorsqu’ils sont en contact avec certains corps, ou exposés au courant de la pile (^Ann. der Phys., de Gilbert, t. xxxii, pag. 261 ).

Sir H. Davy, dans ses Elémens de philosophie chimique f

rapporte un phénomène analogue : de l’eau contenant de sulfate de potasse était dans un large vase en verre , de lo pouces de diamètre, et quelques globules de mercure déposés au fond du vase éprouvaient une vive agitation lorsqu’on faisait plonger dans Veau les deux fds d’une forte batterie. Ces globules s’allongeaient du côté négatif, et l’on voyait un rapide courant d’oxide s’établir du pôle positif vers le négatif. Eu môme temps du potassium s’amalgamait avec le mercure,* car, les communications étant supprimées , on voyait des bulles d’hydrogène paraître autour des globules , et l’on reconnut par les réactifs qu’il se formait de la potasse.

M. Serullas a pareillement observé les mouvemens gyratoires que prennent les divers alliages de potassium ou de sodium, lorsqu’on en met des fragmenssurun bain de mercure sec ou sur un bain de mercure couvert d’une petite couche d’eau. Il a fait ses expériences sur les alliages que forme le potassium , avec l’antimoine , le bismuth , le plomb , le fer ou l’étain ; et il a constaté , 1“ que-quand l’un ou l’autre de ces alliages , en tournant sur le mercure, se décompose , soit par l’amalgamation du potassium , soit par son oxidation aux dépens de l’eau qui couvre le bain , il se forme une pellicule noire qui a la propriété singulière d’être attirée par une tige métallique quelconque plongée dans le bain, mais plongée jusqu’au contact du mercure,* 2“ que cette pellicule est aussi attirée par le fil négatif de la pile et repoussée par le fil positif, ou agitée de l’un à l’auire lorsqu’on les plonge simultanément dans l’eau , ou l’un dans l’eau et l’autre dans le mercure {Journal de Phys., t. xci et t. xciii).

M. Herschell a poussé beaucoup plus loin ses ingénieuses recherches sur ce sujet délicat {Ann. et de Phys, de Chimie., t. XXVIII, pag. 280). Il a prouvé par des expériences directes que des parcelles de substances étrangères , par exemple des millionièmes de potassium ou de sodium, suf-

DE l’ÉLECTRICITK. — CHAP. IX. 2^5

fiscnt pour modifier complètement les propriétés du mercure exposé h rinfluencc du courant. En employant, d’après celte indication, du mercure parfaitement pur, voici les phénomènes que l’on observe ;

1®. Quatre ou cinq cents grains de mercure, dans un vase en verre ou en porcelaine, sont recouverts d’une couche d’acide sulfurique de quelques lignes d’épaisseur; deux fils de platine formant les pôles d’une pile même très-faible sont plongés dans l’acide; et h l’instant le mercure éprouve une violente agitation. Si les deux pôles sont de chaque côté du globule, à une certaine distance de scs bords , on le voit s’allonger, surtout du côté négatif, et l’on distingue une foule de courans qui sillonnent sa surface en se dirigeant du pôle négatif au positif; en même temps l’acide est lui-même agité, et dans les points où il touche au mercure, il semble comme balayé ou violemment cntraîné.Si l’un des fils est verticalement audessusduraercurc, on aperçoit comme un souffle qui détermine des ondulations circulaires , ou d’autres fois une sorte d’attraction qui semble soulever une petite montagne de liquide. Si les deux fils forment une espèce de triangle avec le globule , celui-ci se met h tourner sur lui -même en cheminant obliquement jusqu’à ce qu’il atteigne le fil négatif.

En remplaçant l’acide sulfurique par d’autres acides plus ou moins concentrés ou par des dissolutions salines, on observe des elTels analogues qui paraissent ne différer que par leur intensité.

Les dissolutions alcalines concentrées semblent complètement paralyser ces mouvemens; au-dessous d’elle le me rcure exactement purifié , ou contenant seulement de l’or, de l’argent, du cuivre ou d’autres métaux électronégatifs , n’éprouve aucun des phénomènes que nous venons de décrire; il reste en repos, et la dissolution ellemême no semble plus agitée que par les bulles galeuses qui résultent t!c sa décomposition. C’est en profitant de cette

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propriété remarquable que M. Herschell s’est assuré que des atomes de métaux électro-positifs sont sulTisans pour lui donner une activité très -énergique. Par exemple , sous la dissolution de soude, en touchant le mercure pendant i" avec le pôle négatif, il se forme du sodium qui s’amalgame avec lui , et dès cet instant , le courant n’étant plus établi que par la dissolution , le mercure tourne , s’agite , et se trouve sillonné par des courans considérables. L’analyse dlrecle fait voir que dans ce contact si court la quantité de sodium qui peut se former est à peine un millionnième de celle du mercure.

Quand le .mercure est en repos sous une dissolution de soude ou de potasse traversée par le courant de la pile , si l’on y porte avec la pointe d’une aiguille un atome d’amalgame de zinc , à l’instant l’agitation commence et les courans se manifestent.

Le plomb , le fer et l’étain jouissent aussi de celte propriété , mais à un moindre degré.

Lorsqu’on fait passer un courant dans le muriale de baryte , avec l’attention de tenir un globule de mercure en contact avec le fd négatif, on aperçoit bientôt , même avec une faible pile , un amalgame de barium qui se forme en belles arborisations; il est solide, cristallise, et se conserve assez facilement. Quelques atomes de cet amalgame , portés dans le mercure qui reste en repos sous une dissolution alcaline , produisent h peu près le même effet que l’amalgame de zinc.

DE l’électricité. — CHAP. X.