DE LA LUMIÈRE

DE liA LUMIÈRE.

La lumière, comme le calorique, détermine la dilatation et réchauffement des corps, phénomènes qui depuis longtemps ont conduit les physiciens à admettre qu’elle renferme du calorique; elle opère également la décomposition de certains'corps. Les rayons lumineux du soleil, qui sont plus denses que les autres, influent davantage sur la composition des corps ; en général , ils tendent à dégager l’oxygène de ceux qui en contiennent: ainsi l’acide azotique concentré est ramené à l’état d’acide hypoazotique, l’or et l’argent sont séparés à l’état métallique des dissolutions salines, etc. La faculté d’éclairer, d’échauffer, et d’agir chimiquement sur les corps, reconnue aux rayons lumineux, fait que l’on s’accorde aujourd’hui à regarder ceux-ci comme formés : 1® de plusieurs rayons lumineux co/orés; 2® de rayons calorifiques obscurs^ susceptibles d’échauffer et de dilater les corps; 3° d’autres rayons obscurs, capables Aq produire des effets chimiques, tels que la coloration en violet du chlorure d’argent.

Les rayons calorifiques obscurs qui font partie de la lumière sont susceptibles d’échauffer et de dilater les corps; ils sont réfractés par le prisme et produisent un spectre plus allongé que celui que forment les rayons lumineux colorés, parce que ceux-ci sont moins réfrangibles que les autres. Si l’on plonge un thermomètre dans les différentes parties du spectre produit par les rayons calorifiques obscurs, on voit qu’il ne s’échauffe pas dans le rayon violet ni à côté de lui en dehors du spectre, et qu’il s’échauffe beaucoup , au contraire, dans le rayon rouge et surtout à une faible distance de l’extrémité rouge du spectre; dans les parties intermédiaires du spectre, la température est d’autant plus élevée qu on s approche davantage de la portion rouge. (Voy., pour plus de détails, la lettre de M. Melloni; Annales de chimie, décembre 1831.) Les rayons calorifiques de la lumière du /eu sontégalement susceptibles d’être léfractés, condensés et décomposés, de manière à former un spectre de sept couleurs principales; mais ils contiennent moins de calorique que ceux de la lumière du soleil , et le laissent échapper avec plus de facilité: en effet, ils ne peuvent traverser une lame de verre sans se- combiner avec elle, sansl échauffer; tandis que les rayons lumineux traversent le veiiesansl échauffer sensiblement, comme l’a |)rouvé depuis longtemps ‘ lai lotte ( Traité des couleurs ).

Quant aux rayons obscurs qui font partie de la lumière , qui sont susceptibles de produire des effets chimiques, et que M. Di’aper propose de

l'REMIÈRÊ PARTIE.

nommer titJioniques , on sait (ju’ils sont également réfractés par le prisme, qu’ils ne produisent point de chaleur, qu’ils ne suivent point des conducteurs métalliques, qu’ils n’ont pas le pouvoir de déterminer la dilatation des corps, et qu’ils se trouvent au delà de la portion violette du spectre solaire ; ainsi un papier enduit de chlorure d’argent blanc ne change point de teinte dans le rayon rouge, tandis qu’il noircit beaucoup à l’extrémité externe du rayon violet. A la vérité, quelques expériences tendent à faire croire que la portion rouge du spectre peut également produire un certain nombre d’effets chimiques, en sorte qu’il est des physiciens qui pensent que le côté violet favorise la décomposition ou la réduction de plusieurs corps, tandis que le rouge faciliterait l’oxydation. Mais ces faits ne sont ni assez nombreux ni assez concluants pour que l’on doive adopter encore cette opinion, quoiqu’ils démontrent que les rayons qui tombent aux deux extrémités du spectre ne sont pas de même nature. Il est probable, d’ailleurs, que plusieurs des phénomènes soi-disant chimiques développés par la portion rouge du spectre, dépendent uniquement de ce que la température de cette extrémité est plus élevée que dans aucune autre portion du spectre.

DU FLUIDE ÉLECTBIQUE.

La plupart des physiciens admettent, pour expliquer les phénomènes électriques, deux fluides, le fluide électrique positif o\x vitré, et le fluide électrique négatif ou résineux.

A. Tous les corps de la nature contiendraient à la fois ces deux fluides, qui seraient combinés et se neutraliseraient tellement, qu’au premier abord on ne se douterait pas de leur existence dans les corps.

B. On connaît plusieurs moyens propres à détruire cette combinaison; alors l’un de ces fluides, ou tous les deux à la fois, deviennent sensibles, et l’on voit qu’ils jouissent toujours de la môme propriété, savoir celle d’attirer d’abord et de repousser ensuite les corps légers : le fluide vitré attire en outre le fluide résineux et en est attiré, tandis que les fluides du même nom se repoussent.

C. Les moyens dont il s’agit sont : 1" le frottement : il suffit de frotter pendant quelques instants un morceau de résine ou de verre pour les rendre électriques, ou pour leur communiquer la propriété d’attirer d’abord et de repousser ensuite les corps légers ; 2" la chaleur : il est des corps qui, étant chauffés à un degré convenable, s’électrisent, tandis qu’ils ne donnaient aucun signe d’électricité à froid ; je citerai la tourmaline; 3“ le contact ; on sait qu’en pressant l’un contre l’autre deux

corps de différente nature, tels que du zinc et du cuivre, l’un d’eux acquiert l’électricité positive, tandis que l’autre devient négatif.

D. Le fluide électrique peut être transmis par certains corps que l’on appelle conducteurs, tels que les métaux, les animaux , etc.; d’autres, au contraire, ne lui livrent point passage , et portent le nom à'idioélectriques, ou non conducteurs: tels sont les huiles, les ré.sines, le verre, etc. La faculté conductrice du cuivre étant représentée par 100, celle de l’or sera 93, celle de l’argent 73, celle de l’étain 21 ; celles du platine et du potassium seront encore moindres. (Becquerel.)

E. Le fluide électrique élève assez la température de certains corps pour les fondre et les enflammer.

Le fluide électrique joue un très-grand rôle en chimie; c’est un des agents les plus puissants que l’on connaisse pour opérer la décomposition des corps ; aussi cette science a-t-elle fait de.s progrès immenses depuis que son application est devenue plus générale.

Je croisdevoir étudier séparément l’influence de l’étmceWe électrique et celle de la pile voltaïque sur la composition et la décomposition des corps.

Influence de l’étincelle électrique sur la composition et la décomposi^ tion des corps. — Dans certaines circonstances, Vétincelle électrique favorise la séparation des éléments des corps composés. Le gaz ammoniac (1), le gaz acide sulfhydrique (2), les carbures et les phosphures d’hydrogène (3), sont décomposés et réduits à leurs éléments par un courant d’étincelles électriques; il en est de même de Veau, lorsqu’on la soumet à l’action d’un certain nombre d’étincelles. Dans d’autres circonstances, Vétincelle électrique favorise la combinaison des corps : ainsi une seule étincelle suffit pour transformer en eau 1 volume de gaz oxygène et 2 volumes de gaz hydrogène, phénomène d’autant plus r^mar- (piable, que je viens d’établir la possibilité de décomposer ce fluide par le môme agent. Lorsqu’on fait passer un grand nombre d’étincelles à travers un mélange de 100 parties en volume de gaz azote, de 250 de gaz oxygène, et d’une certaine quantité de chaux ou de potasse humides, on obtient de l’acide azotique, et par suite un azotate. Le chlore et l’hydrogène, à volumes égaux, se combinent par l’action de l’étincelle et produisent de l’acide clorhydrique : 1 volume d’oxygène et 2 volumes d’oxyde de carbone donnent de l’acide carbonique.

(1) Composé d’iiydrogène et d’azote.

(2) Composé d’hydrogène et de soufre.

(3) Composés d’hydrogène et de carbone , ou de phosphore.

Influe7ice de la pile électrique sur la décomposition des corps. — J’aurai le plus grand soin de faire connattre par la suite l’action que ces fluides exercent sur les différents corps simples ou composés ; mais je puis énoncer d’une manière générale que si , dans un corps AB, les molécules de ^ peuvent se constituer dans un état d’électricité positive, et celles de B dans un état d’électricité négative, il sera possible de les séparer les unes des autres au moyen de la pile, quelle que soit leur affinité réciproque : en effet, le fluide positif de la pile attirera les molécules négatives de B, tandis que les molécules de A seront attirées par le fluide négatif.

Je crois devoir appuyer cette proposition d’un certain nombre d’exemples propres à mettre dans tout son jour l’influence de la pile sur la décomposition des corps. 1® Décomposition de Veau. Ce fluide est décomposé par la pile en oxygène qui est attiré par le pôle positif, et en hydrogène qui l’est par le pôle négatif. Explication. Puisque l’oxygène est attiré par le pôle positif de la pile, il devra être électro-négatif, et l’hydrogène qui est attiré par le pôle négatif devra être électro-positif. H faut donc admettre que la décomposition d’une particule d’eau par la pile a lieu, parce que l’affinité qui existe entre l’oxygène et l’hydrogène est vaincue par l’énergie aVec laquelle l’oxygène est attiré par le pôle positif et repoussé par le pôle négatif, et par l’énergie avec laquelle l’hydrogène est attiré par le fluide négatif et repoussé par le fluide positif. 2“ Les oxydes, les acides et les sels, seront également décomposés par la pile.

Voici , d’après Berzelius, l’ordre suivant lequel on peut ranger les diffé- j rents corps simples , relativement à l’état d’électricité dans lequel ils se j constituent. !

Oxygène.

Bore.

Mercure.

Cérium.

Soufre.

Carbone.

Argent.

Thorinium.

Azote.

AïUimoine.

Cuivre.

Zirconium.

Fluor.

Tellure.

Urane.

Aluminium.

Chlore.

Tantale.

Bismuth.

Yttrium.

Brome.

Titane.

Étain.

Glucynium.

Iode.

Silicium.

Plomb.

Magnésium.

Sélénium.

Hydrogène.

Cadmium.

Calcium.

Phosphore.

Or.

Cobalt.

Strontium.

Arsenic.

Osmium.

Nickel.

Baryum.

Chrome.

Iridium.

Fer.

Lithium.

Molybdène.

Platine.

Zinc.

Sodium.

Vanadium.

Rhodium.

Manganèse.

Potassium.

Tungstène.

Palladium.

Le second de ces corps (le soufre) sera électro-positif si on le compare au premier, et électro-négatif relativement au troisième 5 ou, d’une manière plus générale, un de ces corps sera.éleclro-positif à l’égard de ceux qui le précèdent, et électro-négatif si on le compare à ceux qui le suivent. Exemples : que l’on décompose par la pile un corps formé d’oxygèneel d’azote, l’oxygène se portera au pôle positif, comme électronégatif, et l’azote au pôle négatif, parce qu’il est électro-positif. Si la pile agit sur un corps composé d’azote et d’hydrogène , l’azote se portera vers le pôle positif comme électro-négatif, et l’hydrogène vers le pôle négatif, parce qu’il est électro-positif dans ce cas.

Berzelius a fait voir que les composés oxygène et d’un des corps suivants, soufre, azote, chlore, brome, iode, sélénium, phosphore, arsenic, molybdène, chrome, tungstène, bore, carbone, antimoine, tellure, tantale, titane, silicium et hydrogène, sont électro-négatifs par rapport aux composés d’oxygène et d’un des autres corps simples. Ainsi, admettons que l’acide sulfurique (formé d’oxygène et de soufre) soit combiné avec la chaux (composée d’oxygène et de calcium); si on soumet à l’action de la pile le composé d’acide sulfurique et de chaux, l’acide se portera vers le pôle positif, comme électro-négatif, et la chaux vers le pôle négatif, en sa qualité de corps électro-positif. Un acide, dit cet auteur, lorsqu’il cherche à généraliser la proposition, est toujours électro-négatif, par rapport à l’oxyde avec lequel il est uni, qui est au contraire électropositif.

Lois concernant la décomposition des corps par le fluide électrique. — M. Faraday a établi que lorsqu’un même courant électrique traverse successivement plusieurs corps différents pouvant se décomposer sous son influence, les poids des éléments qu’il sépare dans chacun d’eux sont entre eux comme les équivalents chimiques de ces éléments. Ainsi, lorsque les pôles d’une pile plongent dans deux appareils contenant l’un du chlorure de plomb fondu, l’autre du chlorure d’argent également fondu et mis en communication par un corps conducteur, le chlore sera transporté dans cJiaque appareil du côtédu pôle positif, parce qu’il est électronégatif comparé au plomb et à l’argent, tandis que ces deux métaux se rendront au pôle négatif. Le rapport entre le poids du plomb et le poids de l’argent sera précisément celui qui existe entre l’équivalent du plomb et celui de l’argent.

M. Edmond Becquerel, dans un mémoire intitulé des Lois qui président à la décomposition électro-chimique des corps, s’exprime ainsi : «Lorsqu une combinaison binaire ou ternaire est soumise à l’action décomposante de l’électricité, et qu’elle est décomposée, la décomposition se

32 PRIiMlÈRE PARTIE.

fait toujours à proportions définies ; de telle sorte que pour un équivalent d’éleciricité employé (1), un équivalent de l’élément électro-négalif, ou du moins du composé qui joue le rôle d’acide dans la combinaison, se porte au pôle positif, et la quantité correspondante de l’élément électropositif, ou qui joue le rôle de base, se porte au pôle négatif.»

S’il faut un équivalent d’électricité pour décomposer un équivalent ■ d’une combinaison quelconque, rapportée à un équivalent d’acide, on peut admettre que si les deux éléments électro-positif et électro-négatif qui forment la combinaison sont séparés et viennent à se recombiner ensemble, par leur réaction chimique, ils dégagent exactement un équivalent d’électricité. De là, en se reportant à la loi énoncée plus haut, on déduit les conclusions suivantes.

1“ Lorsqu’un équivalent d’un corps, soit simple, soit composé, se combine avec un ou plusieurs équivalents d’un autre corps, si le premier joue le rôle d’élément électro-négatif ou d’acide dans la combinaison, le dégagement d’électricité qui résulte de leur action chimique est tel, qu’il se produit toujours un équivalent d’électricité.

2° Si un équivalent d’un corps tel que l’oxygène s’est déjà^ combiné avec un autre qui joue le rôle de base, et que la combinaison s’unisse de nouveau avec l’équivalent du premier corps, c’est-à-dire d’oxygène, pour former un sel de bioxyde, il se dégage encore, lors de celte deuxième réaction, un équivalent d’éleciricité comme précédemment. Ainsi la quantité d’éleciricité dégagée ne dépend que du corps qui joue le rôle d’acide dans la combinaison. {Ann, de ch. et de p/ji/s. , juin et juillet 1844.)

Influence de la pile sur la composition des corps. — Après avoir examinéles phénomènes relatifs à la décomposition àe.s coi ps par la pile, je dois étudier ceux qui ont pour objet Ws combinaisons qu’elle est susceptible j d’opérer. Que l’on introduise de l’argent dans de l’eau, et qu’on le fasse communiquer avec le pôle positif d’une pile en activité, il s’oxydera, tandis que l’eau seule ne l’altère point. Le tellure, qui n’exerce point d’action sur ce liquide, se transformera en hy drure si on le met dans l’eau et qu’on le fasse communiquer avec le pôle négatif d’une pile, etc. (Voy., pour plus de détails, l’article Attraction du Dictionnaire des sciences naturelles.)

Mais quel est le rôle que peut jouer le fluide électrique dans les diverses

(1) On appelle ('quivalent cl’électriclié la quantité d’électricité sous forme de courant qui décompose un équivalent d’eau.

combinaisons et décompositions chimiques ? Cette question , étant sans contredit une des plus importantes de la théorie moderne, mérite d’être approfondie. Je ferai remarquer : 1" que lorsque les fluides électriques positif et négatif se combinent, il y a production de chaleur et de lumière; or, dans la plupart des combinaisons chimiques, il y a aussi dégagement de clialeur; dans quelques cas même, il se dégage de la lumière ; 2" que tous les corps composés , soumis à rinfluence simultanée des deux fluides à l’aide de la pile électrique, par exemple, sont décomposés;' 3“ qu’au moment où la combinaison s’opère, il y a dégagement d’électricité. Ce dernier fait est prouvé par les expériences suivantes de M. Becquerel.

A. Dès que la potasse ou la soude touchent un acide, il y a un courant électrique énergique; l’acide s’enveloppe d’électricité vitrée, et l’alcali d’électricité résineuse. Il en est de même lorsqu’on substitue à la potasse ou à la soude un métal sur lequel l’acide puisse exercer une action ; il est probable, pour ne pas dire certain, que l’électricité que fournit la pile provient surtout de l’action chimique qu’exerce l’acide azotique qu’on emploie sur le cuivre et le zinc qui constituent cette pile. B. On observe un courant électrique, moins fort à la vérité, lorsqu’on opère la combinaison d’un alcali et d’un oxyde métallique, par exemple lorsqu’on fait agir la potasse sur les oxydes de zinc et de plomb. C. On remarque des phénomènes analogues quand on fait naître des précipités dans une dissolution, pourvu toutefois que ces précipités ne soient pas le résultat d’une double décomposition : ainsi le courant électrique est .sensible lorsqu’on verse de la potasse caustique dans du sulfate de magnésie dissous (il se précipite alors de la magnésie); tandis qu’il est impossible de l’apprécier quand on décompose le sulfate de soude neutre par l^azotate de baryte. {Ann. de ch. et dephys., t. XXIII et XXIV.)

Il s’agit maintenant d’examiner s’il ne serait pas possible d’expliquer toutes ces réactions, à l’aide des seules forces électriques, sans le concours de l’affinité, comme l’a proposé Ampère. Les phénomènes qu’il faut expliquer pendant les combinaisons sont le dégagement de calorique et d’électricité, et quelquefois de lumière, ainsi que la stabilité des combinaisons, c’est-à-dire comment il se fait que des molécules constituantes de diverse nature restent combinées tant que l’on ne fait pas intervenir de nouvelles forces.

Théorie d' Ampère. Cliaque molécule constituante a une électricité qui lui est propre et dont elle ne peut jamais se séparer; donc celte molécule, que je supposerai électrisée positivement, ne pourra jamais exister dans une atmosphère de fliiide neutre sans décomposer en partie celui-ci . sans

en altirer le fluide négatifs qui formera autour de la molécule une atmosphère négative. Une molécule constiluanle électrisée pla-

cée dans les mêmes conditions, se trouvera enveloppée d’une atmosphère positive. Supposons maintenant que ces deux molécules viennent à se rapprocher, les deux atmosphères de noms contraires se combineront et reproduiront du fluide naturel. Si les deux molécules sont l’une et l’autre fortement électrisées, les atmosphères qui les entourent seront ellesmêmes très-étendues et très-denses, et leur combinaison produira nonseulement de la chaleur, mais encore de la lumière. Ces deux atmosphères étant détruites, ou du moins l’une d’elles, les molécules constituantes resteront combinées, puisqu’elles ont conservé leurs électricités propres ; d’où il suit que dans toute combinaison chimique il faudrait admettre deux mouvements attractifs, celui des deux atmosphères électriques de noms contraires et celui des molécules constituantes : le premier est un phénomène transitoire ; l’autre est permanent.

Mais en adoptant cette hypothèse, comment concevoir le dégagement d’électricité qui se manifeste constamment pendant les réactions chimiques; comment se fait-il que les deux atmosphères en se combinant ne se détruisent pas complètement, puisqu’elles forment du fluide I neutre, et pourquoi y a-t-il dispersion sensible de fluide électrique? M. Dumas, à qui j’ai emprunté tout ce qui se rapporte à la théorie d’Ampère, dit à ce sujet: «Pour concevoir comment il se fait qu’on observe toujours un dégagement considérable d’électricité en pareil cas, il faut se reporter aux circonstances mêmes de l’expérience : elle se , réduit en général à opérer la combinaison de deux corps dans un vase j où l’on fait plonger les deux extrémités d’un galvanomètre; les fils métalliques du galvanomètre offrent donc à l’électricité un passage facile, , et c’est en cela que consiste toute l’explication du phénomène. Concevons, en effet, deux molécules électrisées en sens inverse et placées aux deux extrémités d’un arc métallique : tant qu’elles seront éloignées, leurs atmosphères resteront en place; mais si on les rapproche suffisamment pour que la combinaison s’effectue, les atmosphères se combinant tout à coup, les molécules mises à nu pourront emprunter au | fil une portion de son électricité, et il s’établira dans ce fil un courant | électrique qui durera jusqu’à ce que les molécules soient combinées. II i est évident que la molécule vitrée prendra du fluide négatif du fil, et | que la molécule résineuse lui empruntera au contraire du fluide po- ;j

sitif.» Il

Si les phénomènes que l’on observe pendant la combinaison des corps j| s’expliquent facilement à l’aide des forces électriques, il est encore plus |

aisé de se rendre compte de ceux qui accompagnent les décompositions, en admettant que la pile électrique restitue aux molécules constituantes A et By d’un composé AB, les atmosphères électriques dont ces molécules doivent être toujours enveloppées lorsqu’elles sont libres. (Voy., pour mieux comprendre ce qui se rapporte à l’influence décomposante de la pile, la page 30.)

Deux objections ont surtout été faites à la théorie d’Ampère. On a dit; l®Si chaque molécule constituante est animée d’une électricité qui est positive, et toujours la même pour telle molécule et négative pour telle autre, comment se fait-il que le chlore, l’iode, le brome, etc., que vous regardez comme étant électrisés positivement lorsqu’on les compare à l’oxygène, soient considérés comme étant électrisés négativement quand on les compare à l’hydrogène et à tous les corps qui sont placés au-dessous d’eux dans l’échelle électrique (v. p.30)? A cela Ampère répond que l’on peut envisager tous les corps comme renfermant la même espèce d’électricité (dans lequel cas, on n’admettrait qu’un seul fluide électrique), seulement celui-ci en contiendrait plus que celui-là; dès lors, en supposant que l’électricité de la surface de la terre fût représentée par V unité, on aurait des molécules plus électrisées et d’autres moins électrisées que cette unité; tel corps aurait la moitié de cette unité, tel autre le tiers, le quart, le cinquième, le sixième, etc.; tel autre en renfermerait une, deux, trois, quatre fois, etc., autant que l’unité de convention. On voit que cette hypothèse répondrait suffisamment à l’objection. 2® Si l’affinité dépend exclusivement de l’état électrique, l’oxygène, qui est le corps le plus électro-négatif, devrait avoir d’autant plus d’affinité pour les autres corps simples, que ceux-ci seraient plus électro-positifs; c’est pourtantce qui n’a pas toujours lieu : ainsi, pour n’en citer qu’un exemple, l’affinité de l’oxygène pour le calcium est moins grande que celle qui existe entre le chlore et le calcium, puisque le chlore chasse l’oxygène de l’oxyde de calcium et prend sa place ; et pourtant le chlore est moins électro-négatif que l’oxygène. Il faut l’avouer, celte objection est restée sans réponse satisfaisante, car je ne pense pas que l’on puisse considérer comme telle celle qui ferait dépendre ce phénomène du nombre des molécules, ou pour mieux dire des quantités absolues du fluide électrique, dont les molécules constituantes du chlore et de l’oxygène seraient animées ; aussi suis-je obligé d’admettre que les forces électriques n’influent pas seules sur les réactions chimiques, quoiqu’elles jouent un très-grand rôle, et que, dans certains cas du moins, plusieurs autres circonstances, telles que la nature même des molécules constituantes, leur nombre, leur position relative, etc., impriment à ces réactions

des modifications plus ou moins importantes et encore inconnues.

Le fluide électrique est rangé parmi les excitants. On s’en est servi avec avantage dans un très-grand nombre de cas, comme dans certaines paralysies, dans le rhumatisme simple et goutteux, dans la surdité qui n’est pas de naissance, dans l’amaurose, dans la suppression des règles, etc. Il faut pourtant convenir que son emploi n’a été suivi d’aucun succès chez plusieurs individus atteints de ces diverses maladies. Les observations relatives à l’usage médical de cet agent ne sont pas assez nombreuses pour qu’il soit permis de déterminer les cas où il faut s’en servir. Le fluide électrique peut être communiqué au corps , au moyen du ! bain, par les pointes, par frictions à travers la flanelle, par décharge de la machine électrique, par la bouteille de Leyde, et par la pile.

DE l’oxygène.