CHAPITRE VL

Des Phénomènes électro-chimiques.

43 1. De Vinjluence que T état électrique des corps exerce sur leurs affinités chimiques . — Le doctéur Wollaston a démontré depuis long-temps qu’une lame métallique plongée dans un acide , ou dans une dissolution saline , n’éprouve pas les mêmes effets, si elle reste libre, ou si elle est touchée par une autre substance métallique, qui plonge aussi dans le liquide ( Ann. de Chimie , t. xvi , page 45 ). Par exemple , en tenant un fil ou une lame de zinc dans une éprouvette remplie d’acide sulfurique très -étendu, on n’observe qu’une faible action chimique ; si l’on y plonge en même temps un fil de platine ou d’argent , le phénomène reste le même, et le nouveau métal n’éprouve aucun effet; mais si l’on établit à l'extérieur le contact entre les deux métaux plongés, l’action chimique prend à l’instant, une vive intensité : les bulles d’hydrogène vont se dégager en foule sur le platine ou Varient, et le zinc s’oxide beaucoup plus vite. On peut faire une expérience semblable avec le cuivre et le zinc ; et , en général , un métal seul , même quand il n’aurait pas d’action sur le liquide dans lequel il plonge , peut souvent en prendre une , par son contact avec un autre métal.

Les espèces de végétations curieuses , connues sous les noms arbre de Saturne, di' arbre de Diane, etc., reposent exactement sur le même principe , comme M. Grot-

DE l’eLECTRO'MAOJVÉTISME. — CllAl*. VI. ‘62'J

ihuss l’a démontré dans un Mémoire très-intéressant et rempli de vues ingénieuses {^Ann. de Chim. , t. ixni, pag. 1 ). On sait que l’arbre de Saturne se forme dans une dissolution d’acétate de plomb ; cette dissolution étant contenue dans un flacon à grand goulot, on fixe au bouchon du flacon une lame de zinc , qui plonge dans le liquide à une certaine profondeur; l’appareil étant ensuite abandonné à lui-même , l’opération s’accomplit lentement , et, après quelques jours , on observe un arbre brillant composé de paillettes de plomb revivifié; il semble prendre racine sur le zinc, et de là il s’étend dans le flacèn en ramifications singulières. Pendant la revivification du plomb , il y a oxidation du zinc ; ainsi , à l’instant où une paillette métallique se dépose à l’extrémité d’un rameau pour lui donner un nouvel accroissement , l’oxigène qu’elle a quitté va se précipiter sur le zinc pour se combiner avec lui. Le zinc et le plomb , déjà revivifiés , forment donc une véritable pile qui décompose l’acétate et l’oxide de plomb , attirant le métal au pôle négatif, et l’oxigène au pôle posHîf.

Les mêmes principes expliquent la formation de l’arbre de Diane , que l’on obtient en versant sur du mercure une dissolution de nitrate d’argent suffisamment concentrée. Ils expliquent pareillement les ramifications brillantes que l’on obtient aussi en plongeant une lame de zinc dans une dissolution d’hydrochlorate d’étain.

452. Cortosion du cuivre des vaisseaux. — Presque tous les métaux éprouvent des altérations plus ou moins profondes , lorsqu’ils sont exposés à l’influence de l’aîr ou de l’humidité , ou à l’influence encore plus destructive de l’eau de mer ; ils sont , avec le temps , Oxidés , corrodés et complètement dénaturés. Ces effets nous semblent naturels parce que nOùs les toyons se reproduire sans cesse; ot nous disons que tout s’use et se détruit aveclè temps , sans prendre gardé que toute destruction est un phénomène chimique aussî-bien què toute reproduction. H appartenait

SaS LIVRE CIJNQLIÈME.

donc à la chimie d’expliquer tonies ces altérations lentes ou rapides, auxquelles sont exposés les métaux, et nous pouvons dire aujourd’hui qu’elle fait mieux que de les expliquer, puisqu’elle donne des moyens efficaces pour les prévenir ou du moins pour les atténuer. On a remarqué souvent que des barres de ter placées dans les mêmes lieux et sous les mêmes influences se détruisent très-inégalement j qu’il en est de même des couvertures en zinc ou en plomb ; et de même aussi des lames de cuivre qui forment le doublage des vaisseaux. Le Conseil de l’Amirauté ayant appelé l’attention de la Société Royale de Londres sur cette importante question, sir H. Davy est parvenu à en donner une solution qui ne paraît pas moins utile pour les arts qu’elle est féconde pour la science. Sir H. Davy attribue la corrosion du cuivre qui double les vaisseaux à l’état électrique , dans lequel ce métal se constitue par son contact avec l’eau de mer. Il s’oxide aux dépens de l’eau , et forme ensuite des carbonates ou d’autres sels ; donc il agit comme le pôle positif d'une pile qui attire à lui l’oxigène ; ainsi , en donnant au cuivre un état électrique négalifsuffisamment énergique , il ne pourra plus s’oxider, et s’il arrive encore qu’il décompose l’eau et les sels, c’est l'hydrogène qui se portera sur lui , ou les substances alcalines résultant de la décomposition. Telle est en peu de mots la théorie de sir H. Davy. Or, rien n’est plus facile que de rendre le cuivre électronégatif, il suffit pour cela de le toucher avec un métal qui soit électro-positif avec lui; le zinc pourrait remplir cette condition, mais le fer et la fonte la remplissent encore mieux et plus économiquement. En effet, si l’on applique sur le cuivre , à la proue et à la poupe du vaisseau, des lames de fer ou de fonte de dimensions convenables , ces lames s’oxîdent et peuvent être remplacées facilement; mais le cuivre est protégé , l’eau n’a plus de prise sur lui, et il peut parcourir les mers sans perdre son éclat métallique ; seule- Wej)t il y a une proportion à garder entre la surface totale

D£ l/tLtCTllO*MAGN£TISMf:. — CHAP. VI.

du cuivre et la surface des lames qui le protègent; si les plaques de fonte ollrent une surface trop petite , la corrosion du cuivre est seulement diminuée; si elles offrent une surface trop grande, le cuivre prend alors une trop grande puissance négative , il décompose en sens inverse l’eau de luer et les sels qu’elle contient , et bientôt sa surface est couverte de dépôts terreux qui deviennent un grand obstacle h la marche rapide du bâtiment, h cause des plantes et des coquillages nombreux qui viennent s’y attacher.

Après diverses expériences finies sur des vaisseaux qui ont parcouru les mers équatoriales ou les mers polaires , sir 11. üavy conseille de donner aux lames de fer une surface qui soit la ‘iâo* partie ou de la surface de cuivre qu’il s’agit de protéger.

On conçoit qu’il n’est pas nécessaire que le cuivre soit en contact immédiat avec le métal protecteur; il suffit seulement qu’il n’eu soit séparé que par un conducteur assez parfait. Ainsi le cuivre est préservé par du zinc dont il est séparé par un fil d’argent de 4» pieds de long et d’environ de pouce de diamètre; il pourrait même en être séparé par du charbon , du coton ou de la'filasse imprégné d’eau de mer.

11 devient facile , de cette manière , de' faire une expérience curieuse qui montre bien l’origine et le développement de la force préservatrice. On prend plusieurs vases remplis d’eau de mer, que l’on fait communiquer entre eux par de la filasse dont les faisceaux ont environ — de pouce d’épaisseur. Dans le premier, on met un fil de cuivre roulé en spire et attaché à un morceau de zinc; dans le second et les suivans , on met du fil pareil qui ne touche aucun autre métal , et alors on observe divers phénomènes. Le cuivre du premier vase est rapidement couvert de dépôts alcalins , de cristaux de carbonate de soude et même de paillettes de zinc revivifié; celui du deuxième est moins chargé de dépôts ; celui du troisième conserve à peu près

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son état naturel J celui du quatrième éprouve un commencement de corrosion; et celui du cinquième vase et des vases suivans est complètement altéré; la force protectrice ne s’étend pas jusqu’à lui.

Voici une autre expérience qui est aussi très-digne d’attention. Une tige de fer et une tige de cuivre sont en communication par de bons conducteurs ; on les plonge chacune dans un vase d eau de mer , et ces deux vases communiquent entre eux par de la filasse humide; quelques gouttes de potasse versées dans le vase de fer diminuent le pouvoir négatif de l’autre vase , car le dépôt de carbonate de chaux et de magnésie devient moins abondant ; quelques gouttes de plus le rendent tout-à-fait nul , et l’équilibre chimique s’établit en même temps que l’équilibre électrique. Enfin , si l’on continue de verser encore un peu de solution alcaline , c’est le fer qui devient négatif et le cuivre positif, comme on en peut juger parla teinte verte que prend l’eau du vase qui le contient, et par la rapide corrosion qu’il éprouve.

Ces résultats sont une preuve assez frappante de l’influence que l’état électrique des corps peut exercer sur leurs affinités mutuelles , et sur la nature des combinaisons qu’elles produisent; et quand én sait qu’il y a une force électro-motrice au contact de toutes les substances hétérogènes , que son intensité est sans cesse variable avec la température , et que la conductibilité peut répandre instantanément , jusqu’à de grandes distances , les fluides électriques qu elle développe , on conçoit que dans un assemblage de corps conducteurs, tous les phénomènes électriques qui se développent eh un point peuvent modifier de mille manières les affinités chimiques et les combinaisons qui doivent s’accomplir dans un autre point quelconque du système.

4«33. De l'usage du multiplicateur pour découvrir V éleetncité qui se développe dans les combinaisons et dans

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toutes les affinités moléculaires. — M. Avogrado est le premier, à ma connaissance, qui ait découvert, au moyen du multiplicateur, l’électricité qui se développe pendant les actions chimiques ; ses expériences ont été répétées et développées par M. OErsted, et ensuite par un grand nombre de physiciens.

Lorsqu’on plonge les deux fils du multiplicateur dans un acide , ou en général dans un liquide capable d’exercer sur eux quelque action chimique , on observe dans l’aiguille une agitation qui révèle l’existence d’un courant électrique plus ou moins fort. Au premier instant, la direction du courant parait fixe et déterminée; mais si l’expérience se prolonge un peu long-temps , on voit le pôle austral de l’aiguille se tourner tantôt à l’orient , tantôt à l’occident ,. et il serait difficile de reconnaître dans ces alternatives des périodes régulières. Plusieurs physiciens ont cru pouvoir assurer que la direction du courant devient constante dès qu’on établit quelque inégalité constante de température on de surface entre les parties des fils qui plongent dans le liquide; mais, dans des expériences très-nombreuses, il m’a été impossible de reconnaître une fixité absolue dans cette loi ; la circonstance qui me paraît la plus sûre et la plus décisive pour imprimer au courant une direction déterminée , est que l’un des fils soit maintenu en repos, tandis que l’autre est agité dans le liquide.

Pour étudier les effets des différens métaux , il suffit de les ajuster successivement aux deux extrémités des fils du multiplicateur , avec la précaution d’établir les contacts sensiblement de la même manière , et par des surfaces bien décapées ; ainsi pour observer les effets de l’étain , on prend deux lames pareilles de ce métal , et on en attache une à chaque extrémité du multiplicateur. Dans tous les cas l’action chimique donne naissance à un courant , dont on peut facilement constater l’intensité ; mais il reste souvent quelque incertitude sur sa direction.

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Puisquil y a un courant dans le multiplicateur, il faut de toute nécessité qu’il ait son origine à l’un ou à l’autre des fils qui reçoivent l’action chimique; et puisque cette action est la même sur les deux, à l’intensité près, il est probable que ce que nous observons est seulement la différence des effets produits sur chacun d’eux. Mais cette différence est suffisante pour nous faire voir d’une manière non douteuse que les molécules ne peuvent pas se combiner sans produire ou sans absorber de l’électricité; c’està-dire que l’équilibre moléculaire ne peut être troublé sans que l’équilibre électrique ne le soit pareillement. Ce principe a été confirmé dans toute sa généralité par les recherches ingénieuses d’un grand nombre de physiciens , et surtout par celles de M. Becquerel et de M. Nobili.

434- Idectricitê qui se développe dans les actions chimiques des gaz et des conducteurs imparfaits. — Le multiplicateur est l’instrument le plus délicat pour accuser la présence de l’électricité dans les combinaisons des métaux et dans celles des liquides; mais pour les combinaisons d une autre nature , il faut nécessairement avoir recours à d’autres appareils. Dans les recherches nombreuses que j’ai faites sur la combinaison des gaz , et sur celles des conducteurs imparfaits, j’ai toujours donné la préférence au condensateur qui est représenté dans la figure 87. MM. Lavoisier et Laplace , Volta , de Saussure et sir H. Davy avaient déjà employé le même moyen , mais à une époque ou l’état de la science ne permettait pas de démêler avec certitude toutes les circonstances qui peuvent modifier les phénomènes électriques des combinaisons. Mes expériences avaient pour objet la recherche des principales causes qui peuvent donner naissance à l’électricité atmosphérique; ainsi je n’en donnerai le détail que dans les élémens de Météorologie ; mais , pour me conformer à mon plan , il est nécessaire d indiquer ici les conséquences auxquelles j’ai été conduit. Il résulte de mes expériences :

DE L J-'lECTRO-MAGNÉTISME. — CHAP. Vî. 333

i“. Que les gaz dégagent de l’éleclncité lorsqu’ils se combinent , soit entre eux, soit avec les corps solides ou liquides.

2°. Que , dans ces combinaisons , l’oxigène dégage toujours l’électricilé positive , et le corps combustible , quel qu’il soit , l’électricité négative.

5®. Que, réciproquement, quand une combinaison se défait, chacun des élémens , manquant alors de l’électricité qu’il avait dégagée , se trouve dans un état électrique opposé. Celte réciprocité montre en quoi l’état naissant diffère de l’état définitif d’un corps.

4®. Que l’action des végétaux sur l’oxigéne de l’air est une des causes les plus permanentes et les plus puissantes de l’électricité atmosphérique ; car si l’on considère , d’une part , qu’un gramme de charbon pur, en passant à l’état d’acide carbonique, dégage assez d’éleclricité pour charger une bouteille de Leyde , et, d’une autre part, que le charbon qui est engagé dans la constitution des végétaux ne donne pas moins d’électricité que le charbon qui brûle librement , on peut conclure, comme mes expériences directes tendent h l’établir, que sur une surface en végétation de 100 mètres carrés, il se produit en un jour plus d’électricité vitrée qu’il n’en faudrait pour charger la plus forte batterie électrique.

5®. Que le changement d’état des corps ne donne jamais la moindre trace d’électricité.

G®. Que les solutions faibles et concentrées des alcalis solides , tels que la strontiane , la chaux , la baryte , etc. , donnent de l’électricité par la séparation chimique qui accompagne l’évaporation. La vapeur d’eau qui s’exhale prend l’électricité résineuse, et la solution restante , ou le dépôt d’alcali , prend l’électricité vitrée.

7®. Que les solutions faibles ou concentrées des gaz , des acides , ou des sels , donnent pareillement de l’électriçité par la ségrégation chimique q<ii accompagne l’évâpo-

ration ; mais pour ces corps , c’est, au contraire , la vapeur d’eau qui prend l’électricité vitrée, et la solution restante l’électricité résineuse.

8». Que les eaux qui couvrent la surface de la terre , qui humectent le sol , ou qui imbibent les plantes , portant toujours en dissolution quelques substances étrangères qu elles abandonnent par l’évaporation , toutes les vapeurs qu’elles produisent sont constituées dans un état électrique vitré ou résineux, à 1 instant même où elles prennent nais* sance , et en s élevant elles répandent et dispersent dans toute la masse atmosphérique les électricités dont elles sont chargées.

Si ces causes ne sont pas les seules qui agissent pour renouveler sans cesse l’électricité de l’atmosphère, elles sont du moins les causes les plus influentes, puisqu’elles sont par leur intensité en rapport avec la grandeur des phénomènes que l’on observe.

DE l’ÉLECTBO-MAGNIiTISME.— CHAP. VII. 335