PROPRIÉTÉS ÉLECTRO-CHIMIQUES DES CORPS

Dts pli^numèncs généraux, et descrjptioD des apivireils.

Après avoir exposé les propriétés générales des forces électriques et décrit les appareils à l'aide desquels on les étudie, nous allons nous occuper de l'action de ces mêmes forces sur les molécules des corps , ^ses isolément ou dans leur ensemble, soit pour modifier leur arnngemeot, soit pour former de nouveaux composés, suit pour m ofifier leurs propriétés. Nous suivrons à cet égard l'ordre qui est géaéralement adopté dans l'étude de tous les corps en ebimie^ cette ittarche nous paraît la plus rationnelle.

. Toutes les fois qu'une décharge électrique suffisamment énergique, provenant d'une source quelconque, traverse une substance qui lui livre un passage plus ou moins facile , elle y produit un déplacement, noe expansion des parties matérielles qui se trouvent sur sa route ; ^oû résulte une dilatation, un déchirement, une élévation de tempéntore qui peut aller , suivant la nature de la substance , jusqu'à l'inandescence, la fusion, la volatilisation, la combustion, ou même la jiéeomposition. Il se produit donc des effets mécaniques ou des effets chimiques. Indépendamment de ces effets, il s'en produit d'autres dont nous n'avons pas à nous occuper ici : nous voulons parler des phénomènes électro-magnétiques et d'induction.

L'expansion produite dans tes Huides est ciUË\q\iËÎo\à &\ CA^mÀ&b- .

W ÉLEUErrg D'ÉLECTRO-CHIHIG.

râ^, qoê les vases de ■verre qui les rcafermenl sont brls^B. Pm toutes les cxpérieDces faites à ce sujet par Bcccaria et Kiiioeraley, non renvoyons nu Traité d'électricité , t. II F, p. 149,

Les effets colorlfliines pi-odults dans les corps par le passage dellfr lechlcité sont ceux qui frappent d'abord; mais comme il en m question avec quelques détails en exposant les métatix , ma parlei-ons seulement des résultats généraux que M. Edra. querelvfcnt de communiquer à l'Académie des scieucps, dans ud nimoire où il s'est proposé de déterminer les lois du dégagement deb chaleur par le passage de l'électricité à travers les corps solides «liquides. Cette question se rattache au dégagement de la chalenr âni les actions chimiques, et sn solution peut mettre sur la voie descuiw qui concourent à sa production. Le procédé pour mesurer la (juantiléft cil aie ur produite par le passage de l'électricité dans les ei>rps solideteA semblable A ceini employé par Del aroche etBérard, pour mesurer 11 chaleur spécifique des gaz ; mais au lieu d'un courant constant de ga. il a fait usage d'un courant constant d'électricité circulant dansunlll métallique enroulé dans une spirale de verre et plongeaDt dans anOlorimetre d'eau. Voici ces résullats :

I" La quantité de cbaieur dégagée par le passage d'un courant électrique dans un tll métallique est en raison directe du carré de lai tité d'électricité qui passe dans un temps donné , c'est-à-dire du ari de la vitesse du courant;

2" Cette quantité de chaleur est en raison directe de la résistanct du fll au passage de l'électricité;

3° Quelle que soit la longueur d'un fd métallique , pourvu que diamètre reste constant , s'il passe la même quantité d'électricité, Wlévation de ti-mpérnlure de chaque point du lil sera toujours la

4° L'élévation de température des différents points d'un fll métallique est en raison inverse de la quatrième puissance du diamètre.

Relativement à la chalenr dégagée lors du passage de l'électiftUI dans les liquides, il est arrivé aux lois suivantes :

Lorsque l'éleclrode positive est de mémo métal que celui l'oxyde forme la base du sel dissous, et qu'il ne se dégage aucun gtt, la quantité de chaleur dégagée suit la même loi que pour les métltttt

Ce résultat démontre que s'il y a dégagement de chaleur nU pS^ positif, par suite des i-éactions chimiques qui y ont lieu ce Sigagement compense exactement l'absorption de chaleur TiécfcsajM pour opérer la décomposition d'une même quantité de sel âxi pAle

CRAFtlBE tll. 94

Sipérience de l'eaa rendue conductrice par l'ad- I (ïïli'on d'un acide ou d'un alcali , et si lés ëlecti'odeB sont en platine , f m djfiotaut à la quantité de chaleur observi^e celle qui serait produite r jMT la combinaison de l'oxygène et de l'hydrogène dégagea , or ob- Ikat des nombres proportionnels à la résistance à la conductibilité, dm raison directe du carré de l'intensité électrique.

Eq opérant avec différents liqoidcseï des électrodes de diverse Battre, M. Edrn, Becquerel a constamment trouvé que si au dégagement fcclialeur observé on ajoute la chaieiir qui serait produite par la recomposition des éléments séparés , et qu'on retranche celle pro- Tïnant des combinaisons ayant lieu aux électrodes , on obtient ded Dombrea proportiounels à la résistance â la conductibilité, au passage iOa le liquide, et en raison directe du cart'é de l'intensité du courant. Il résulte de là que les lois du dégagement de la chaleur produite par le passage de l'électricité dans les liquides sont les mêmes que dans les métaux , si l'on fient compte de la chaleur dégagée dans les acaons chimiques , et sont représentées par la formule

dans laquelle g représente la quantité d'électricité qui traverse le 11flijide dans l'unité de tomps ; M un nombre proportionnel à la résîs- Unceù la conductibilité, et IS la différence entre la chaleur absorbée parles éléments décomposés, et celle qui provient des molécules qui K combinent.

Or, comme les quantités de chaleur dégagée dans les réactions qui Ant lieu aux électrodes entrent dans cette formule , on conçoit qu'en opérant sur une grande masse de matière, on puisse détermiuet' avec eiâdttude ces quantités de cbaleur.

!<ous ne ferons pas mention des phénomènes de combustion qui ont lieu quand on fait éclater l'étincelle électrique au contact de l'air à la air^ce de l'éther, de l'alcool, de la résine, etc., attendu qu'ils sont durits dans tous les traités de physique ; notre but étant, avant tout, ! fftudier l'action chimique de l'électricité produite, Soit par les machi- ' nés électriques , soltpar les appareils voltalques simples ou composés, ' iftit les applications aux sciences physico-chimiques deviennent cha- ! JBe jour de plus en plus imporlanlcs. L'ensemble de tous les faite I observés relatif à cette action et h ses applications , ainsi qtle les rapports qui les lient, constituent l'électro-chimie, dont nous allons exposer les principes généraux, avec des développement avift\s&mw\t,ti\. IjUaàia jiour qm le lectearpai^e leB enibraGSeidtna\ewt«\twxi^«.

Ile-tffl^H

100 ELEMENTS D ELKCTBO-CHIMIE.

L'êlectro-chimie diffère de la chimie en ce que celle-t: usage que des affinités et de la chaleur, tandis que la première, ônb? ces forces, emploie l'életti icitè File d it donc être considérée comme une annexe de la chimie , comme une des branches les plus impo^ tantes des sciences physico chimiqucïi puisqu'elle fournit, eommen te verra , uue foule de documents pour l'étude des phénomènes naturel s.

Nous partirons de ce principe hien établi aujourd'hui, qu'il y a digagement d'électricité toutes les fois que deux corps réagissent cfalmiquement l'un sur l'autre , ou hien que i'équdibre naturel des molécules est troublé par une cause quelconque ^ mais c'est particulièrement l'électricité dégagée daus les actions chimiques dont la quantité est excessive , que l' électro-chimie met à profit dans ses opératioDi. Depuis Volta , cette électricité , dont on ne connaissait pas bien r«ft gine , ne servait qu'à faire fonctionner l'admirable instrument ddl son génie, et avec lequel Davy, et depuis lui plusieurs fhytti ciens et chimistes, ont obtenu une foule de décompositions ■ SI d'effets étonnants d'incandescence. Aujourd'hui on emploie tant simplement l'électricité qui se dégage dans la réaction d'un corpssuî un autre , pour opérer non-seulement des décompositions non md^ remarquables que celles oblenues jadis avec les grands appareUs mais encore des combinaisons qui n'auraient pu se former en « ployant des forces trop énergiques. Ou utilise ainsi une force quf chimistes laissaient perdre , parce qu'ils ne savaient pas la nad eu action et n'en connaissaient pas bien toutes les propriétés. D&ta| envisager la question sous le point de vue le plus général, nous H servirons de réiectricité produite, soit seulement dans la réactioaj deux corps l'un sur l'autre, soit dans une pile formée de desSj plusieurs couples à courant constant , soit encore, mais très-rareiMI par les machines électriques ordinaires.

Les appareils producteurs simples ayant été décrits précédemiiKI| et les machines électriques étant connues de tout le monde , nous n'c dirons rien ; nous parlerons seulement des perfectionnements apportai aux appareils simples, et des appareils composés dont l'usage (stit plus facile, le moins dispendieux , et qui peuvent fonctionner loogf temps : cette dernière condition est indispensable quand il s'agit 4> faire cristalliser des composés iusolubles qui se forment lentemcilt> Les appareils à courant constant, maintenant en usage , ont tous ftf formés d'après les mêmes principes que ceux dont nous avons bit connaître la. cojiipositiou. Le premici- coujle est composé d'ai^^, if

CHÀPITBB III. loi

Mo d« potSBse et d'acide nitrique concentré , séparé de la première

«moyen à'an diaphragme en aigile ou en leri'e demi-cuite, et de deux lames de platine plongeant, l'une dans l'acide, l'autre dans l'alcali; en fusant communiquer les deux lames ensemble, on a ce qu'on appelle l'appareil à gaz osygéne: la lame qui plonge dans la polasse est le p*le positif. Dans cet appareil, l'acide nitrique et l'eau sont décomposés abondamment ; mais si l'on vent s'en servir pour décomposer l'eau «a une autre solution placée dans un voltaïraètre faisant partie du (ireuit, it faut remplacer la lame de plaline qui se trouve dans la potasse par une lume de zinc; dans ce cas, le zinc étant attaqué par la solotion prend l'électricité négative , d'où résulte un courant cheminant dans le même sens que celui provenant de la réaction de la potasse sur l'acide. Ces deux courants s'ajonlant , ont assez de force pour décomposer l'ean ou la solution qui se trouve dans le second vase. La fig. 1 , pi. Il, indique la disposition de cet appareil, qui montre comment on peot avec un seul couple décomposer l'eau abondamment.

Le second couple qui sert de type est celui que nous avons décrit il y a près lie quinze ans, et qui se compose : l" de deux liquides séprés par un diaphragme en toile ; l'un est une solution de sulfate de ntivre saturée , l'autre une solution de chlorure de sodium ; 2° d'une lame de cuivre plongeant dans la solutloo de cuivre, et d'une lame de Une amalgamé plongeant dans l'autre.

Passons maintenant aux différents perfectionnements apportés aux eooples à courant constant. Four éviter, dans l'appareil à gaz oxygiiie, la formation du nitrate de potasse, qui, en cristallisant, fait éclate quelquefois le diaphragme, M. Grove a remplacé la solution de potasse par de l'eau acidulée par l'acide sulfurique, et la lame de platine par une lame de zinc. M. Bunzen a eu l'idée de substituer à la lame de ^tine qui se trouve dans l'acide nitrique, nn cylindre de charbon pré- (véon calcinant dans un moule de tôle un mélange intime de coke et & houille grasse iiiicment pulvérisés et foi'temcnt tassés. Les effets de Rtte pile étant excessivement énergiques, nous allons décrire l'appafril complet, afin que le lecteur puisse en construire lui-même au besoin.

Chaque couple, pi. II , fig. 2, se compose des quatre pièces solides nlïantes, de forme cylindrique, qui s'emboîtent librement les unes ians les autres : ^° un bocal en verreu, plein d'acide nitrique du commerce ; 2° un cylindre creux de charbon c, percé de trous, ouvert aux deux extrémités, et plongeant, quand la pile fonctionne, dans l'acide nitrique jusqu'aux trois quarts de sa hauteur ; s\sï \e coWel , Wt% ftxv