TT

Brun tirautsur le pourpre

.— de platine

•rh

Noir.

— d’argent

îh

— d’or . .

Pourpre brunâtre.

Avec la grande machine du musée de Teyler, à Harlem, Van Marnm est parvenu à fondre un fil de fer de 16 mètres de longueur. Cette machine est à deux plateaux. Chacun d’eux a un diamètre de l'*, 75 . L’électricité fournie par cette machine a une tension telle, que

204 ÉLÉMENTS D’ÉLBCTBO-CHIHIE.

ni des cordons de soie de 14 mètres de longueur, ni des supports de verre de de hauteur, quoique très-secs, ne peuvent suffisamment isoler une aussi grande quantité d’éiectricité que celle dont le conducteur est chargé.

Cuthberson et d’autres physiciens ont mesuré avec des électromètres assez grossiers i’action calorifique produite par la décharge d’une batterie , en prenant pour mesure la longueur d’un fil fondu d’un diamètre donné ; ils ont trouvé que cette action était à peu près comme le carréde la charge des batteries pour ceitaines longueurs du fil. Cette loi , cependant , varie suivant l’épaisseur des jarres qui composent la batterie, les plus épaisses produisant, comme on ie conçoit très-bien, des effets calorifiques moindres. Cavendish a observé que la quantité d’électrieité nécessaire pour charger au même degré différentes jaiTes ayant même surface armée, était la même, et en -raison inverse de leur épaisseur.

Van Marum ayant pris des fils de différents métaux et de même diamètre, a cherché quelle longueur du même fil il pouvait fondre avec une charge égale, et a trouvé que le fil de plomb était fondu sur une longueur de 1 20 pouces , le fil d’étain 1 20 pouces, le fer 5 pouces, l’or 3 pouces et demi ; les fils d’argent , de cuivre rouge , ne furent pas fondus à un quart de pouce. En essayant de fondre des fils de plomb d’une plus grande longueur , de 1 3 pieds (anglais) , par exemple , il a reconnu que quelques-uns avaient été fondus en plusieurs morceaux; l’un d’eux fut réduit en plus de trente parties, et un fil d’étain, soumis à la même expérience, en plus de cent. Les expériences de fusion ayant été faites dans l’azote , le plomb donna une poussière fine ; i’étain et le fer furent réduits en petits globules.

En opérant dans l’eau avec des fils de fer d’une certaine longueur, de de pouce (anglais) de diamètre, le fil fut simplement fondu; l’expérience ayant été répétée avec un fil moins long, ie fer fut dissipé en vapeur, et il se dégagea plusieurs bulles de gaz annonçant que l’eau avait été décomposée; le plomb produisit des effets anaiogues.

Lorsque la charge d’une batterie électrique n’est pas suffisante pour fondre un fil métallique d’un petit diamètre, il se produit des effets intéressants à connaître et que nous allons indiquer.

Nairne , ayant fait passer une très-forte décharge à travers des fils très-fins de fer et d’argent qui étaient trop longs pour être fondus , trouva que leur longueur était diminuée sans que leur poids le fût ; ce qui semblait indiquer une diminution dans le sens de la longueur et une augmentation de diamètre.

CHAPITBB IV.

M. Edmond Becquerel, ayant répété cette expérience , observa que cet effet, après plusieurs épreuves, changeait la forme du fil. Au lieu d’étendre celui-ci entre les deux pinces d’un excitateur universel, il le suspendit verticalement, l’une des extrémités étant fixée entre les branches d’une pince , et l'autre servant à soutenir un poids pour tendre légèrement le fil : ce poids reposait sur un support en cuivre, à pieds mobiles, qu’on pouvait élever ou abaisser à volonté. Il a reconnu qu’en opérant avec des fils de platine , les diminutions étaient sensiblement proportionnelles au rapport inverse du cube des diamètres des fils.

M. Harris , en cherchant les effets des décharges dans le vide ou dans l’air raréfié, a trouvé que des fils très-fins de métal se fondent plus difficilement dans le vide que dans l’air à la pression ordinaire : il a fait passer la décharge d’une batterie de vingt-cinq pieds anglais carrés à travers un fil de fer renfermé dans un tube bien épuisé d’air, sans que le fil fût affecté sensiblement. L’électricité surabondante paraissait trouver un passage plus facile à travers l’air raréfié à la surface, d’où résultait un effet très-brillant. En laissant rentrer l’air, le fil fut aussitôt fondu, bien que l’on n’employât que le cinquième de la surface armée.

M. Edmond Becquerel disposa sous une cloche un fil de platine de 0"’"’,072 de diamètre, dont la partie supérieure communiquait à une tige isolée traversant une boite à cuir. En faisant passer dans le vide fait à une pression de 5 millimètres la décharge d’une batterie de dix-huit bocaux, à travers des fils de O”'" ,l 83 de diamètre et de 0“,34 de longueur, il trouva que la diminution moyenne était de o,oi3 de la longueur du fil ; or , pour un fil de platine de même diamètre , il avait trouvé 0 '",on pour cette diminution dans l’air à la pression ordinaire; on peut donc conclure de là que celle-ci ne parait pas influer sur la production du phénomène.

En soumettant un fil de platine de 0"’”’,072 de diamètre à des décharges électriques successives, capables de le faire rougir sans fondre, il a remarqué qu’à la troisième ou quatrième décharge il n’est plus droit comme auparavant et qu’il devient ondulé. A mesure que les décharges se succèdent , les parties ondulées augmentent de grandeur, sans jamais disparaître pour faire place à d’autres; en diminuant ensuite un peu la longueur du fil et faisant passer une nouvelle décharge , il ne se forme plus de nouvelles ondulations , mais elles augmentent encore , quelle que soit la force de la décharge ; si l’on tient le fil tendu , la traction empêche l’effet d’étre produit. Il semble-

306 ÉLBHENTS D’ÉLBCTBO-CHIMIE.

rait résulter de cette expérience que le fil , par l’effet du passage de l’électricité , éprouve un mouvement ondulatoire dans le sens transversal, dont la vitesse est si grande que leâl conserve les ondulations produites par le passage de l'électricité dans les premiers instants.

Passons aux effets calorifiques produits dans des fils métalliques par le passage du courant voltaïque, et dont les lois ont été déterminées par M. £d. Becquerel, page 98. Nous rapporterons les résultats que M. Peltier a obtenus avec des courants d’une faible intensité.

Si l’on place des fils traversés par des courants entre les mâchoires d’une pince thermo-électrique, les moindres variations dans la température de ces fils seront immédiatement accusées par les déviations de l'aiguille aimantée; de plus, si les soudures sont échauffées inégalement, ou l’une échauffée et l’autre refroidie, la marche de l’index du thermoscope fera connaître les effets de chaleur produits. Il a été reconnu d’abord que, pour des fils de différents métaux , en variant l’intensité du courant , il y a une élévation de température , même lorsque les conducteurs sont homogènes ; que la chaleur est la même dans toute la longueur des fils , à l’exception des extrémités , où elle augmente ou diminue , selon que les fils de jouction sont moins bons ou meilleurs conducteurs que le métal du fil ; en employant des pinces de cuivre pour retenir les extrémités du fil, la température baisse , et cet effet se ressent à deux ou trois centimètres de distance, selon l’intensité du courant. ( Traité de physique, t. I, p. 604.)

Quand on fait passer le courant dans des circuits formés de plusieurs métaux, on reconnaît que la température varie selon le sens du courant pour la plupart d’entre eux, la plus grande élévation de température ayant lieu lorsque l’électricité négative passe d’un meilleur conducteur dans un moins bon, du cuivre au fer, par exemple, an zinc, au plomb, etc. : le contraire a lieu avec le courant positif, et, dans ce dernier cas , le fait est remarquable.

Les métaux qui cristallisent facilement , tels que le bismuth , l’antimoine, et probablement l’arsenic, produisent un abaissement de température notable à l’une des soudures. Ce fait est une anomalie, car il y a toujours élévation de température quand le courant passe d’un conducteur dans un autre ; mais hâtons-nous de dire que cet effet ne se manifeste pas au delà d’une certaine intensité du courant. Voici de quelle manière M. Peltier a mis ce fait en évidence :

Ayant soudé une lame de bismuth entre deux lames de cuivre , et fermé le circuit, il y fit passer un'courant dont il augmentait sucoes-

CHAPITBB tV. ' SOT

sivement l’intensité, et obtint, à la soudure par laquelle entrait le courant négatif, les résultats suivants :

Le courant étant de :

15° a donné la température de — S°,5

Par conséquent , il y a eu abaissement de température à la soudure, tant que l’intensité du courant n’était pas égale à 30°.

M. Peltier a, de plus, obtenu à ia soudure par laquelle entrait le courant positif une température de 10° à 5o“ galvanométriques. On conçoit qu’entre l'élévation de la température à un bout et un abaissement à l’autre, il y a un 0 qui avance on rétrograde, selon que l'on s’approche ou s’éloigne du maximum d’effets. En augmentant l’intensité do courant, le 0 rétrograde jusqu’à la soudure négative ; puis il y a élévation de température, laquelle est toujours inférieure à celle de l’autre soudure. Le même physicien a cherché également ce qui se passe avec des barreaux de bismuth et d’antimoine ; mais auparavant il a essayé chacun de ces barreaux , comme précédemment, en le plaçant entre deux lames de cuivre.

Lame de bismuth soudée entre deux lames de cuivre.

Teinpêirature.

Soudure par laquelle entre le courant positif -H 20"

A l’autre soudure — 10“

Lame d'antimoine placée entre deux lames de cuivre.

A la soudure positive — 5°

A la soudure négative -1-10°

Les deux lames de bismuth et d’antimoine ayant été soudées ensemble , on a obtenu à la même soudure , avec le même courant positif, cheminant du bismuth à l’antimoine — 37"

Avec le courant négatif -f- 45°

Nous ferons remarquer, à l’égard de l’abaissoneot de température qui a lieu lorsque l’antimoine est positif, c’est-à-dire loi'squ’il se trouve dans le même état électrique que celui qu’il prend quand on le frotte contre le bismuth, ou bien lorsqu’on élève ia température des points de jonction, bismuth et antimoine, de deux barreaux soudés par un de leurs bouts ; nous ferons remarquer, disons-nous, qu’en faisant

208 ÉLÉMENTS d’ÉLECTBO-CHIMIE.

passer un courant positif de faible intensité du bismuth à l’antimoine, on fait naître les états thermo-électriques naturels des deux métaux , et dans ce cas, ii devrait y avoir élévation de température, ce qui n’est pas ; ii y a donc là un phénomène que nous ne connaissons pas. Nous ne devons pas oublier de mentionner plusieurs observations qui ne sont pas sans importance. Il y a toujours élévation de température aux points de jonction de deux métaux , quelque faible que soit l’intensité du courant, quand l’électricité trouve sur son passage un obstacle ou une solution de continuité qu’elle ne peut franchir sans perdre une portion de son intensité. Ainsi , au contact de deux fils de cuivre, de deux lames de bismuth , il y a toujours production de chaleur tant que les fils ne sont pas soudés ; on trouve constamment une légère différence en faveur du courant négatif. Ce fait rentre dans le principe connu, savoir, que l’électricité positive a plus d’aptitude pour vaincre l’inertie des mauvais conducteurs que l’autre électricité ; dès lors , elle doit , en général , produire une élévation de température moindre que l’électricité négative.

Pour donner une idée des grands effets de chaleur produits par le passage de l’électricité dans les métaux , nous rapporterons les effets suivants , obtenus par Children avec une pile à la Wollaston , dont les couples avaient des dimensions considérables ; chaque plaque de zinc avait 2 mètres de long et O", 8 de large, et chaque plaque de cuivre avait une surface double. Le nombre des couples était tel qu’il fallait vingt et un compartiments présentant une capacité de plus de 3,500 litres. Deux cylindres de plomb étaient soudés aux deux pèles et plongeaient gar leurs extrémités libres dans des bassins de mercure séparés. Il a commencé par déterminer la facilité avec laquelle différents métaux entrent en ignition quand ils font partie du même circuit. Il s'est servi à cet effet de deux fils de métaux différents qui avaient l’un et l'autre O”, 21 de longueur et 1 millimètre environ de diamètre. Chacun d’eux, d’une part, était en contact avec le mercure , et, de l’autre, était recourbé de manière à pouvoir s’accrocher l’uii à l’autre. En chargeant l’appareil avec de l’eau renfennant d’acide, on obtenait les effets suivants :

Fils de platine et d’or Ignition du platine.

Fils d’or et d’argent Ignition de l’or.

Fils d’or et cuivre Ignition des deux.

Fils d’or et de fer Ignition du fer.

Fils de platine et de fer Ignition du fer et quelque temps

après du platine.

CHAPITSIB IV.

Fils de platine et de zinc

Fils de zinc et de fer

Fils de plomb et de platine

Fils d'étain et de platine

Fils de zinc et d’argent

Trois paires de fils de platine et

d'argent.

Un fil de zinc entre deux de platine

Nous voyons par ces résultats que des deux fils soumis à l'expérience , celui qui rougit est précisément le moins bon conducteur de l'électricité , et que lorsqu'on expérimente avec des fils mauvais conducteurs , c'est précisément aux points de contact où l'électricité éprouve le plus de résistance que l'ignition se manifeste ; ce qui est conforme aux principes précédemment énoncés.

Ayant chargé ensuite sa pile avec un liquide composé d'eau et de ^ de son poids d'un mélange d'acide azotique et d'acide sulfurique, et soumis à l’expérience des fils de platine de différentes longueurs et de différents diamètres , il a obtenu les résultats suivants :

Fil de platine de 1™,81 de long et de 3 millimètres de diamètre ; il est devenu rouge dans toute sa longueur;

Fil de platine de 2", 80 et de 12 millimètres de diamètre : il s’est échaudé jusqu’au rouge ;

Tige de platine de S millimètres en carré et de 0~,06 de long : elle s’est échauffée au rouge et a fini p&r entrer en fusion.

En plaçant de l’iridium on de l’alliage d’iridium et d’osmium an fond d’une petite cavité pratiquée dans un morceau de charbon bien recuit et flottant A la surface du mercure dans l’un des bassins , et fermant le circuit par un morceau de charbon en communication avec l’autre bassin au moyen d’un gros fil de cuivre , il obtint les effets suivants avec la pile fortement chargée : l’iridium se foudit en globules pesant 0*’,37 et renfermant encore quelques cavités. Dans cet état, il était brillant et avait une densité égale à 18,68. L’alliage d’iridium et d’osmium se fondit aussi en globules.

Ignition du platine et quelquefois fusion du zinc.

Ignition du fer , écbauffement du zinc sans fusion.

Fusion du plomb dans son point de contact avec le platine.

Fusion de l’étain au point de contact.

Ignition du zinc avant d'étre fondu.

Ignition des fils de platine.

ÉLÉMENTS D’ÉLECTBO-CniMIE.

On profite de la propriété que possèdent les décharges électriques de volatiliser les métaux , pour appliquer ces derniers sur le verre, le bois , le papier et les étoffes; on se sert à cet effet de l’excitateur universel. Cet appareil (pl. III, fig. 10) est formé d’un socle en bois ss, sur lequel sont fixées deux colonnes de verre cc' surmontées de deux appendices à charnières , en laiton , et auxquels sont adaptées deux tiges également en laiton ff', destinées par deux de leurs extrémités à établir la communication avec les deux surfaces de la batterie électrique, et par les deux autres avec les corps soumis à l’expérience. Une tablette TT' sert à poser les corps. Voici quelques applications : on pose sur du papier blanc une petite bande de feuille d’or ou d’argent , à travers laquelle on fait passer une forte décharge ; le métal disparaît en produisant un bridant éclair , et laisse sur le papier une tache d’une couleur pourpre ou grise. Mais pour éviter que la poussière métallique ne se dissipe dans l’air , et afin qu’elle reste entièrement sur le papier, on met le papier et la feuille d’or sous la presse pp', pourvue de deux bandes d’étain qui sont mises en communication avec les deux faces de la batterie. Veut-on faire des empreintes? on fait usage d’une découpure en papier abcd, à laquelle sont collées deux bandes de feuille d’étain ff; d’un côté on la recouvre d’une feuille d’or qui touche l’étain par deux de ses bords; d’un autre, on la couvre d’un ruban de satin , et on met le tout sous la presse pour bien établir le contact. On opère de la même manière pour fixer les métaux sur le verre.

Quand la décharge d’une batterie électrique traverse un fil de métal , non-seulement elle le fond et le volatilise , mais elle emporte avec elle dans l’air des particules métalliques. Ainsi, d’après les observations de M. Fusinieri , si le fil est en laiton , l’électricité emporte avec elle du laiton à l’état de fusion et des particules incandescentes de zinc. En traversant un globe d’argent , elle entraîne de l’argent en fusion ; mais si elle trouve sur son passage une lame de cuivre , l’argent est 'transporté au travers de ce métal, qu’il perfore dans une étendue de plusieurs centimètres. Si le passage d’une surface à l’autre s’effectue obli(juement , une portion de l’argent est déposée sur les parois de l’ouverture , et l’autre portion pénétré dans la boule de l’excitateur, placée de l’autre côté.

L’or transporté par la décharge se comporte de même par rapport à une lame d’argent qu’elle traverse. Une piartie de l’or reste dans l’argent et se dépose sur les deux surfaces, sous Informe de lames circulaires tellement minces qu’elles disparaissent pen de temps après.

CUAPITB£ IV.

Dans ces transports <1 y a réciprocité d’action , c’est-à-dire que si l’étincelle éclate entre l’argent et le cuivre , il y a transport de l’argent sur le cuivre et du cuivre sur l’argent. Il parait, d’après M. Fusinieri, que le transport d’un métal sur l'autre est accompagné de deux fortes percussions contraires, opérées par le métal qui a été transporté; l’une a lieu sur le point où il s’est détaché , l’autre sur celui où il est entré dans l’autre métal. L’existence de ces deux percussions est démontrée par la présence de deux cavités opposées qui renferment le même métal dans un état annonçant une fusion.

Quand l’étincelle part d’un métal et passe dans l’air, elle emporte avec elle un groupe de molécules dont le centre est à l'état de fusion, et la partie extérieure éprouve la combustion.

Pour bien se rendre compte du pouvoir expansif de l’électricité , il faut examiner comment le laiton et l’or se disséminent sur une surface polie d’argent ; ces métaux s’y déposent en lames excessivement minces, qui Unissent par disparaître en se volatilisant.

Les faits que nous venons de rapporter conduisent à cette conséquence suivant M. Fusinieri, que la lumière électrique provient de l’ignition et de la combustion des particules de la matière pondérable transportée par l’électricité. Il résulte de là , suivant lui, que la présence de l’air détermine deux effets : 1° elle empêche la libre expansion dans l’espace; 2" elle favorise la combustion des molécules extérieures de chaque groupe, tandis que les molécules intérieures sont lumineuses par le seul fuit de la fusion. Dans les milieux d'oxygène, les molécules matérielles transportées par l’électricité sont à l’état d’incandescence et de fusion. Nous ne nions pas que les effets d’ignition et de combustion n’aient une grande influence sur l'intensité de la lumière électrique; mais tout porte à croire que la lumière se manifeste également lors même qu’il n’y a ni ignition ni combustion, comme nous l’avons prouvé.

De la réduelion det oxydes.

Tous les métaux peuvent être retirés de leurs oxydes au moyen de l’action chimique de l’électricité ; mais il ne faut pas croire qu’il faille toujours employer les actions des plus fortes piles pour obtenir la réduction des oxydes. Lorsque l’on soumet à l’action d’une pile de trente couples comme à celle d’un appareil simple, des solutions de manganèse, de zinc, de fer, d’étain, d’arsenie, d’antimoine, de bismuth, de cuivre, de plomb, de mercure, d'argent, d’or, de platine, la lame négative se recouvre en peu d’instants de métal réduit ; avec de fortes piles

S12 éLÉUBNTS D’ÉLSCTRO'CHIMIE.

lessolutions de titane, d’urane,de chrôme, de magnésiatn,desiliciam, n’éprouvent aucune décomposition. Quant aux métaux des alcalis, il faut employer un appareil voltaïque composé d’un très- grand nombre de couples, ou bien, si on ne se sert que de quelques-uns^ il faut prendre pour électrode négative le mercure , afin de faire concourir l’affinité de ce métal pour opérer la réduction du potassium et du sodium ; tandis que si l’on veut réduire les métaux qui résistent à l’action de piles très-énergiques , il faut employer des appareils simples , convenablement disposés, et dont on n’a bien connu toute la puissance que depuis que l’on a fait une étude approfondie de l’action chimique de 4’électriclté.

Lorsque l’on veut décomposer la combinaison d’un oxyde avec un acide , on conçoit parfaitement que si l’on fait concourir à l’action décomposante du courant non-seulement l’hydrogène, mais encore l’affinité d’une forte base pour l’acide, dans ce cas on aura deux forces, l’électricité et l’affinité, qui concourront à la décomposition du sel, avec réduction de la base. Tel est le principe général qui nous a servi à obtenir cristallisés les métaux des terres qui avaient résisté à l’action décomposante des courants les plus énergiques. Les détails dans lesquels nous entrerons à cet égard, en traitant des métaux des terres, montreront la fécondité du principe.

Nous venons de dire qu’au moyen des appareils simples , on obtenait les métaux des terres cristallisés : on peut également obtenir cristallisés tous les métaux ; il suffit pour cela d’employer une action lente et continue, pour que rien ne s’oppose au groupement régulier des particules. Nous entrererons dans quelques détails à ce sujet en parlant du cuivre.