CHAPITRE

n opère avec le nitrate d'smrooii laque , il y a fusion atiueuse, nporation sans production d'électricité, puis décrépitation et désèment d'électricité. Dans les expériences de M. Pellier, il y a kluctioQ d'électricité lors de la séparation des molécules d'eau com- ; elle s'est donc manifestée pendant la décomposition chimique, e observation rentre à la vérité Jusqu'à un certain point dans la inlërede voir de H. Pouillet, puisqu'il n'y a pas émission d'éleetrii é pendant l'évaporatlon de l'eau distillée dans nn vase parfaitement tapé.

liNous sommes natutcllement amené à parler dn* dégagement de "ectricité dans l'expansion de la vapeur des chaudières des loeo-

Du dégagement de l'électricité dans l'expansion de la vapeur des chaudières à vapeur.

On a observé, récemment, un dégagement considérable d'électricité dans le jet de vapeur d'une cbandiëre; fait remarquable eu raison de l'intensité de ses effets et des circonstances dans lesquelles il est produit, et qui, observé la première fois par M. H. E. Armstrong (Philos. Mag., nov. tS'io), dans l'usine de Sighilles, près de New-Castle, a été depuis l'objet d'investigations de la part de plusieurs physiciens. La chaudière à vapeur qui a servi à l'observation n'offrait rien de particulier dans sa construction^ seulement, à la partie inférieure de la soupape se trouvait une rondelle fixée par des boulons. Celle soupape était séparée de la paroi de la chaudière par un ciment composé de craie, d'huile et d'étoupes, afin qu'elle joignit aussi bien que possible. Une iissure s' étant faite dans ce ciment, un jet de vapeur s'en échappa, tellement éleclrisé, qu'en plongeant une des mains dedans et appuyant l'autre sur le levier de la soupa|)e, on voyait passer une étincelle brillante chaque fois que l'on interrompait la communication et l'on ressentait une violente commotion dans le bras. Ces effets étaient les mêmes , quel que fût le point de la chaudière que l'on touchât. Celle-ci ayant été nettoyée quelque temps aprè», l'on trouva une forte incrustation de calcaire , qui fut enlevée ; on fît fonctionner la chaudière , et les effets électriques furent moins marqués , quoique encore assez sensibles pour produire une étincelle distincte et nn choc dans le bras , ce qui a prouvé que la présence de l'incrustation était une des causes , non pas peut-être indispensable à la production du phénomène , mais du moins nécessaire pour en augmenter l'intensité.

wofmiP

78 ELEMENTS D'BLECTBO-CHIMIE.

CoiitiDuoDS à exposer les faits. Ea se plaçant snr un taboi Ifiot, les étincelles acquéraient, ainsi que la commotion, unepltis forte intensité, La \apeur était positive; ia ciiaudiëre retenait donc l'électricité négative. On chargea une bouteille de Leyde , qui donna de fbrtes secoussesâ plusieurs personnes formant chaîne. La quantité d'électricité émise par le jet de vapeur augmentait ou diminuait avce la charge de la soupape.

L'expérience ayant été répétée avec le jet de vapeur d'une dialt* diére d'une machine à haute pression et aiimenti^e par de l'eau papèi les effets furent %uis; d'aprâscela, ia formation ou la présence d'^e incrustation dans la chaudière paraissait une condition inâispeiMfble à la production du phénomène. Dans une autre expértèoM faite dans la nuit, M. Âi'mstrong ohtint des étincelles d'un pouce anglais de longueur; en élevant la tige au-dessus de la soupape, mais la laissant toujours dans la vapeur, il arrivait un point où les étincelles avaient deux pouces de longueur. L'effet lui parut propor* tionnel à la quantité de vapeur qui s'échappait par la soupape; U n'avait cependant encore fait aucune eipérience rigoureuse pour •'ai' surer jusqu'à quel point cette loi était exacte. La soupape ayant Hà ouverte brusquement , ies bords du levier et de la rondelle derinrat lumineux.

Voici les résultats d'une autre série d'expériences ;

Un robinet adapté h la chaudière ayant été surmonté d'un tobl de verre, ou aperçut des étincelles briller le long du tube qaanl on ouvrait le robinet; elles se remarquaient depuis le nuage fbnné par la vapeur eu dehors jusqu'au robinet , et cela que la chaudière fil isolée ou non. Les parois du tube n'étaient pas humides.

M. Âimsti'ong tira la conséquence de ia transmission de l'éleçtricité du jet au robinet, que l'électricité positive de la vapeur ne a développe que lor:9que celle-ci devient visible. Il nous semblo q» cette couséqueuce ne s'accorde pas avec le fait précédemment af porté, savoir, que la l\ieur électrique est visible autour de la att pape, il est certain que si les étincelles commencent à se montrer data le tube, à partir du bout supérieur, en se succédant jusqu'au roblBf^ le fait est û prendre en considération dans l'explicntioD du [AéM' mène ; mais, pour l'iuslaut , ne nous en occupons pas.

M. Schaftbœutl a fait des recherches sur le mc^me sujet (J*W> lUag., (évr. 184|), mais en se servant d'un Lippareil à la portâefe tous les physiciens. 11 prit une sphère en fer creux , de cinq pooAM anglais de diamètre, contenant du nLcrcurt dans lei(uel plui

ECHAPITBE M, 79

rvaut de manomètre, et iiu-di:ssus de IVau distillée. Dans l'iiH irieur de cette sphère plongeait un thermomètre dont la tige traverïit la âurface de la sphèfe. La couche d'eau distillée qui se trouvait lUr le mercure avait un pouce un quart d'épaisseur (mesure anftiaise). Dans la direction du jet de la vapeur, à une distance de neuf pouces environ de l'orifice du robinet , se trouvait une cloche en verre , de oeuf pouces de diamètre et de cinq pouces de hauteur, dans laquelle ikboutissaient tes extrémités de deux ills de cuivre commoniquant &vec un fil unique du mâine métal. Quand l'eau fut entrée ea éballition, et que le manomètre indiqua tiu excès de pression de trente et Un pouce anglais , le robinet fut ouvert : la vapeur se précipita dans la elociie , s'y condensa, et fournit assez d'électricité en quelques senudes pour faire diverger les feuilles d'or d'un électroscope condenuleur, eu relation avec un fil de cuivre. Il en fut de même quand la pression était de vingt-trois ponces. L'eau distillée qui avait servi à l'expérience avait pris une teinte rougeilti'e due à la présence du peroxyde de fer ; elle fut remplacée par une dissolution de se) malin , puis ensuite par de l'eau distillée , et alors on ne recueillit point d'électriciLé. Cette expérience fut répétée plusieurs fois avec de l'eau ^tiljée, en nettoyant bien la surface intérieure, et toujours les effets inreitt négatifs; on n'en obtint que lorsque l'on mit exactement dans la spbere la même quantité d'eau qui avait servi dans la première expérience. M. Schafthœutl crut devoir en tirer la conséquence que Wet devait être attriiiué à l'eau trés-divisee que la vapeur entretenait avec elle et qui se condensait sur les parois de la cloche de verre. Çobruit particulier pr{)duit par le jet de vapeur était l'indice du phénomène.

Cet observateur alla plus loin : il avança ^'11 ne sutTisait pas, pour que l'effet eût lieu , que la vapeur se condensât sous forme de kfOBillard , mais qu'il était nécessaire qu'elle devint liquide. L'expétience, suivant lui , réussit également bien quand l'eau reafermait du Ht marin ou du sulfate de chaux , pourvu que la quantité de liquide tin convenable. 11 attribua uniquement l'électricité dégagée à la contosation soudaine de la vapeur et a la séparation de l'eau formée, ta npeur condensée prenant l'électricité positive , et la négative restant i Is cliaudtêre. A quelques modifications près , c'est la manière de *Mr de plusieurs physificns anglais.

M. Armslrung fit euc-oïc tle nouvelles expériences pour essayer de tnmver la cause du pbc;iu>inciie.

Il GQfidtuiïa de i'slr , t>uus une preasioa de luùX aLl(aoïs''ai^Te% , ^ma

SO ELBUBNTS DBLECTBO-CUIMIK.

un vase à parois très-résistantes, de la contenance d'un peu sept litres, et muni d"im tube de verre par lequel l'air devait per ; le vase fut placé sur un isoloir. Ayant tonrné le roi laisser échapper l'air , il n'obtint, la première fois, aucun Dans une seconde expérience, le verre devint si fortement qu'il put en tirer des étincelles d'un quart de pouce de expérience fut répétée souvent avec le même succès. L'élei vase, quoique ordinairement négative, comme la vapei cependant quelquefois positive ; aussi devait-il se préseol où i) n'y avait aucun dégagement d'électricité , quand le sait de l'état négatif à l'état positif. L'expérience réussis: par un temps froid et légèremeut humide, que lorsqu'il i cbaud. Cette circonstance est à noter, car elle semblerait que la présence de l'eau dans l'air soit une des causes de h tion du phénomène; aussi cette conjecture n'a-t-elle M. Armstrong.

Dans cette expérience, il parailiait que l'influence de sence de l'eau en vapeur est telle, que lorsque le réci| parfaitement sec, et échauffe jusqu'.t ce qu'on ne puisse y roain, la sortie de l'air ne produit pas d'électricité. Si l'inl récipient est humide , on ne peut faire disparaître les lectricité qu'en élevant davantage la température; quané^^ est basse, la présence de l'eau contribue peu aux eff« ques. En effet, M. Armstrong ayant desséché complète! térieur d'un récipient, y introduisit une certaine quantil tasse pour enlever à l'air condensé l'eau qu'il contenait comprima de nouveau de l'air, et plaça l'appareil dans un endroit froid pendant douze heures , adn que la potasse eût le temps de pHh duire son effet. L'expérience ayant été faite ensuite, les effets furent les mêmes, comme si l'on n'avait pris aucune précaution pour ealevff l'humidité.

Les expériences furent recommencées avec une chaudière A trente pouces de long et quatre pouces de lai-ge [mesure ai>glBiat^ le couvercle ayant une soupape de siirete graduée. Le founuM était porté sur quatre pieds de verre ; un lube de cuivre partait dl couvercle de la chaudière, entrait dans le fourneau, y serpeabR plusieurs fols, en sortant latéralement, et son extrémité était lt^ minée par un robinet au moyeu duquel on donnait issue à la vapNt qui se desséchait en passant dans le tube chaud. Cet appareil > jloiiDé àes effets assez marqués, et a permis de reconnaître Is

ICHAPITBE II.

constances dans lesquelles la chaudière était taiiti\t positive, tantôt !.tl...

Les expériences faites à cet égard portent à croire que l'état caloque de la portion de la chaudière eu contact avec la vapeur, est probablement une des causes des effets produits : car, suivant M. Armstrong , la coostruction de son fourneau permettait, en fermant sa porte latérale, d'opérer un grand accroissement de température au haut de la chaudière où se trouvait la vapeur ; et alors , presque toujours, l'électricité négative de la chaudière, et la positive de la vapeur, diminuaient et disparaissaient entièrement; puis la positive paraissait dans la chaudière, et la négative dans le jet de vapeur. La diminution de l'eau favorisait aussi l'accumulation de la chaleur dans le haut de la chaudière , et cette circonstance est trèspropre aux changements des électricités. Nous croyons cependant qu'il y a d'autres causes qui déterminent les variations des signes électriques, entre autres l'état électrique du tube, qui, étant le même que celui de la chaudière, doit produire des recompositions continuelles d'électricité.

Nous signalerons encore quelques-uns des principaux faits observés.

1° Une augmentation considérable de pression produit toujours dans la chaudière, qui est d'abord positive, un retour temporaire à ['électricité négative , lequel dure une ou deux minutes, puis la chaudière reprend ensuite son état positif.

3° Lorsque la pression est considérable , la tendance négative du Jet de vapeur est fortement augmentée par le passage de la vapeur & travers un tube de cuivre, à tel point que l'on peut obtenir souvent du tube nn jet de vapeur négatif , tandis qu'on en reçoit un autre positif de la suupnpe. A de basses pressions , le passage de la vapeur à travers le tniie produit plutôt un effet inverse.

3° Les effets les plus énergiques sont produits lorsqu'on décharge la vapeur â travers un tube de verre court flxé à la chaudière; si le tubeest long, il y a diminution dans les effets. L'électricité est , en général , plus faible quand la chaudière est positive et le jet négatif que lorsque l'une et l'autre sont dans un état contraire.

4° L'expansion de la vapeur ne paraît pas être une cause du dégagement de l'électricité.-

5° L'électricité produite dans le vase évaporaloire par l'émission de la vapeur est indépendante de l'évaporation concomilanle. Dans ce cas , l'eau avait été chassée de la chaudière ., et ceçeodant. •;«,V^«,

UIMIE.

élec-tricilé était toujours positive. Les cireonstaiices suir^Dfg être Bppréciées iliins la théoi-je que l'on essayera de dunoei! nom eue

Il pnrnît (juc la tendance du nuage Je vnupur à dpnuer dft jt cité négative au lieu d'électricité positive, augmente à i l'on se sert plus longtemps de l'appareil , jusqu'à ce qu'ei trfcilé positive ne paraisse plus que rarement dans le jet.

Pensant que l'état négatif du nuage provenait de l'osydj métal , ou examina rintérieur de la cliaudière , et on trouya jjjj intacte. L'état iiéj^atif fut le même après qu'on l'ent lavée a l'eau ; ipais avec une solution de potasse , le jet devint positif.

Dans les expérieijces subséquentes, ayant ajouté une petita i]);f|t titéde potasse à l'eau qui engendrait la vapeur, l'intensité de l'êleo^ cité augmenla à un point tel qu'on obtint plus de trente étiDcellesd!ii|l demi-pouce de longueur pendant une minute ; avec la soude, l'iT fut semblable , mais à un degré moindre. Eu y substituant une] tite quantité d'acide nitrique , la vapeur devint négative ; les 4^j sutfurique et hydroclilorique ne parurent pas exercer une gra«(|*| fiuence , même lorsque |a cbaudière renT^rmait de la jimaille 4^^ sur laquelle ces acides devaient agir. La chaux rendit la vapeur ^ tive ; le nitrate de cuivre agit à peu près comme l'acide nitriqiie. Enfla, les c^ets puissants obtenus qijand l'eau contenait de |a potasse, f fait penser que l'on pourrait remplacer les machines électrique og naires par des appareils v a povo- électriques.

Tels sont les faits observés jusqu'ici relativementàl'électridté^ duite dans les cliaudières des machiues à vapeur quant} il sort uoj<(i soit par la soupape , soit par un robinet disposé à cet effet.

Quand on songe aux effets nombreux et souvent cuntradictolplft au peu d'expériences rJgoureus<^ment exactes, pour étudier le pb^ inique, de manière à en saisir les lois, on éprouve de grandes dlÎQfl tés à expliquer d'une manière satisfaisante les nombreux effets o vés. Nous allons cependant essayer de les rapporter aux ( connues du dégagement de l'électricité j car s'il existe une Gaase|| encore étudiée, il faut avouer que la question n'est pas assez éel pour que l'on puisse, dans l'état actuel de$ cboses, reconnaître q est réellement cette cause. Nous avons vu qu'il y avait dégagei( d'électricité dans les aciions chimiques , calorifiques, moléculaire mngnétiques ; tels sont les jalons sur lesquels nous devons nqtMB^' puyer pour expliquer le phénomène de M, Armstrong. Le dégageflMit dt'i'élecji'icilédans laformatiou de la vajieur aété Ipn^jtcinps UD M

Jet de discussion cDlie les physiciens , attendu que l'expérience donnilldfs résultats tant/kt dans un sens, tautAt dans un autre.En montrant qnc lorsqu'on faisiiit évupoi'Bi- de l'eau distillée dans un vase de platfo(, e[ qu'on renifliiçait CBtIe eau successivement pfii' de l'eau QL'l- )\^îft DU alc^lisée, on avait <!c8 effets nuls ou des effets électriques Ipn^ deux sens différents , Kf . Pouilltit a résolu la question ; et il fuï jTQUvé par la que le ehungement d'état de l'eau ne pi-odujsait pas d'éeiliricilê ; que daps le deuxième cas la vapeijr étant négative, et dans stroisiëme positive, ces effets devaient être attribués à une déeom- MtsitioD chimique, c'est-à-dire, à la séparation de l'eau 4'&vec l'aci^^ m l'alcali.

Pour réussir dans l'expérience de la chaudière à vapeur, ij faut que 'eau renferme un sel quelconque at qu'il se forme un encroûtement; ^ l'effet est d'autant plus fort que celui-ci est plus considérable. AtaiS M qui complique le phénomène, ce sont, i°|es effets électriques corn kj^xes résultant d'abord de l'action cbjniique du Iiqui4csur tafffpteoi) ç fnctal dont se coq^se la chaudière ; s° de la sêparaiion de |'eaii }|B substances qu'elle fient en i)Jssp|utiuD, et auxquelles jl faut ratT lacîtpr je? effets qui ((cçorapqtjijent |q décrépitation ; 3" de l'éleclricité lue à des phénomènes thermo-électriques dont la cause n'est pas ea- !oce bien connue, ettjiii, d'après les observatiops f)e M- Arwtrong, l^tervieDoent poifr fiii^e cbangei' de signe |a chaucfière qui , étant (fo linairemcut négative, devient, dans quelques cas, posifi ve. D'un autrç liAté, l'expérience qui a été fuite {ivec de l'air comprimé liumide vient IpDiupliquer sii^gulicrement la question ; car, dans ce cas , on ne peut Idmettre une action chimique , puisque les effets électriques sont dus iniquement B l'air comprimé par une ouverture étroite. Peut-être le rnittement do l'air contre les parais métalliques est-il pour quelque dio^ dans la production du phénomène.

D'après cela , il n'est pas (.tunnant que |'un n'ait pas encore donné une explication satisfaisante ijtis effets électriques produits lors de l'ép^pjsftipn de la vapeur dans les chaudjèfes des machines à liai|t£ e( passe pression , lorsqu'on vplt qu'ij y a pcut-éire quatre causiis confiôes qui concourent à l'effe^ gétféral : pu ne pourra avoir une ejip(icalion eonipléte que lorsqu'on ciiumiîtra |q part d'action de chacuuç lïéUes. flous avçps présenté a^ec d'assez grands développeipeut» ' iihénomèDfa électriques qui accornpajjneiit l'énii^sion fû la v^i ,t 4^9 .cfi^^flièff^. pn rijjsHU 4ç la SJn'iltîMde de ces phénçip^))^ ^ ttl^ 4>SUPÎ ^'^ <'l»i''S(iP fW^^H* ?A»^ l'alpiosphère. ,.,^,

gt ELbUENTS D ELECTRO-CHIM

Des ejjcii électriques produits dans le contact des goÉi métaux non oxydables.

Lorsqu'une lame de métal plonge dans un liquide capable gir cttimJqtiEment sur elle, il y a un déj>agen:ient d'électricité on a donné les lois : ce dégagement est nul si la lame n'est pas al quée , à moins qu'elle ne soit recouverte de substances solides on zeuses capables de réagir chimiquement sur le liquide. Nous a^ étudié ce qui arrivait avec des substances solides ; il nous reste montrer comment se comportent les gaz.

Quand on décompose de l'eau distillée avec deux lames de platini plongeant dedans et communiquant avec une pile voltaïque, qnt l'on interrompt la communication au bout de quelques iostanls , i qu'ayant détaché les deus lames des extrémités de la pile on 11 réunit avec un fil en relation avec un multiplicateur , on a un eM rant dirigé en sens inverse du premier, c'est-à-dire que la lame^ primitivement était le p6le positif devient le pôle négatif, et rédpK quement ; cet effet se reproduit encore en opérant avec un seul coupi Voici l'explicatiou que nous avons donnée depuis longtemps de 1 phénomène :

Quand deux lames de platine plongeant dans une solution font partie d'un circuit voltaïque, la surface de la lame positive' recouvre d'éléments acides et d'oxygène , et la surface de ta lame: gative d'éléments alcalins et d'hydrogène. Les deux lames se trouW donc dans le même état que si la première avait été mise en avec une solution acide , et que l'autre plongeât dans une sointimi câline^ dans les deux cas, les effets sont les mêmes. Nous aviona l'expérience en mettant une lame dans une solution de potasse, l'autre dans de l'acide nitrique; M. Matteuccî l'a faite êgnlerocirt mettant «n contact pendant quelque temps les lames avec du gai drogéne et du gaz oxygène ; puis, les plongeant dans de l'eau dlstilH il a obtenu des déviations considérables; la lame recouverte d'oij^f a pris à l'eau l'électricité positive et celle recouverte d'oxygè l'électricité négative; ces deux gaz, en réagissant sur l'eao, donc donné lieu à des effets électriques semblables a œDX l'on aurait obtenus directement dans ta combinaison de l'oxyi avec rbydrogène. Les lames ont conservé pendant longtemps t propriété. 11 est nécessaire, pour la leur enlever au bout depitui heures , de les faire rougir. L'azote se comporte, quand il adhère k lame de jilatine , ù l'égaid de l'oxygène comme l'hydrogène, id;