CHAP. VII. — ACTIONS LENTES PAR L'ÉLECTRICITÉ

branches d'un tube en U , on Terse une dissolution de bicarbonate de soude, dans l'autre une (]te>lution de sulfate de cuivre ; elles sont séparées au fond du ttme, par de l'argile humide. Deux lames de cuivre, communiquant entre elles, plongent, l'une à droite, l'autre à gauche. Après un certain temps, on voit dans la dissolution de soude de belles aiguilles satinées, d'un vert bleuâtre; c'est le double carbonate de soude et de cuivre.

S 3. Description des piles voltaiques de divers systèmes^ et examen des actions chimiques qu^elles éprouvent.

Après avoir essayé d'expliquer, autant que l'état actuel de la science le permet, les actions chimiques produites par les courants électriques et les dégagements d'électricité produits par les actions chimiques, je vais essayer de donner, en peu de mots, une description des diverses piles qui ont été imaginées dans ces derniers temps, et d'indiquer les principales recherches qui restent à faire pour expliquer d'une manière satisfaisante les phénomènes électriques et chimiques qu'elles présentent.

J* examinerai successivement les piles à un seul Uquide et les piles à deux liquides.

307. Plie de Smée. — L'élément de la pile de Smée est représenté (Pl. 22, FiG. 14, 15). La figure 14 est une vue de face, et la figure 1 5 une vue de profil ; il se compose d'une large lame p de platine platiné^ comprise%ntre deux lames z de zinc amalgame , dont la largeur est seulement un peu plus du tiers de la largeur de la lame de platine. Celle-ci est pincée à son bord supérieur entre deux règles de bois rr^ dont les prolongements reposent sur les bords du vase de verre ou de porcelaine dans lequel plonge l'élément, et servent ainsi à le soutenir ; la partie supérieure des zincs s'appuie et se presse contre ces règles de bois, dont l'épaisseur détermine par conséquent la distance qui doit exister entre les lames de zinc et celle de platine.

On adopte en général les proportions de 7 d'eau et 1 d'acide sulfurique pour le liquide dans lequel plonge l'élément. Dans les éléments de grandes dimensions, comme celui qui est représenté sur nos figures, la lame de platine a 200 millimètres de

678 LIYRE IH. — MAGNÉTISIIE ET ÉLEGTRKITfi.

hauteur, 130 de largeur ; les unes, 180 de hauteor et 55 de largeur; alors il est nécessaire 4|fe soutenir, par im petit cadre ca bois, les trob autres bords delh lame de platine*

Une pince métallique qui presse les deux bords supérien des zincs contre les règles de bois, porte le fil négatifs et une pince pareille pressant la lame de platine porte le fil positif.

Quand la communication n'est pas établie entre les fils, Tacidc sulfurique du liquide n'agit pas sensiblement sur le zinc amalgamé, car on ne Toit pas de dégagement d'hydrogène; mais ausiitôt que les fils communiquent, ou directement, ou par Finteraiédiaire de divei-s conducteurs métalliques ou liquides, l'aclion est plus ou moins vive, suivant la nature et les dimensions de ces conducteurs; Thydrogène se dégage en abondance sur la sui^mt du platine ; le zinc s'oxyde et se transforme eu sulfate, qui tombe au fond du vase.

Il y a donc ici trois actions cliimiques, savoir : 1* décomposition de Teau ; 2^ oxydation du zinc ; 3** combinaison de Toiyde de zinc avec l'acide sulfurique. Supposons d* abord que ces actions soient successives. L'eau étant décomposée, l'oxygène est électrisé négativement et riiydrogène positivement. Admettons, pour un instant, que Toxygène se remette à peu près à l'état naturel par son contact avec la lame de zinc, celle-ci sera alors électriséc négativement, tandis que roxygone lui-même et la molécule de zinc qu'il oxyde, remis sensiblement à Tétat naturel, se chargeront par cette combinaison, le premier d'électricité positive, et le second d'électricité négative. Mais ces électricités égales et contraires ne pourront pa^entrer dans le com^ant, car il faudrait qu'elles pussent passer isolément dans les conducteurs métalliques, et Ton ne conçoit pas comnient cela serait possible. U en est de même des électricités égales et contraires qui résultent de l'action de l'aride sulfurique surToxyde de zinc. Ainsi, les deui fluides développés par les actions secondmires sont contraints de se recomposer directement entre eux, et le courant ne se peut composer que des fluides contraires développés par V action pri" mitive^ c'est-à-dire par la décomposition de l'eau.

Cependant il reste à voir pourquoi l'électricité positive de l'hydrogène parait sur la lame de platine : on peut admettre qu'à l'instant où les a>mnumicatious sont établies, rélectricité négative dont les lames de zinc sont chargées par le fait de la

GIAP. TH. — PILE DE SMÊE. 679

première oxydation, passe immédia temeUfr par tes fils ou parles conducteurs sur la lame de platine, qui, se trouvant ainsi élec* trisée négativement, attire les molécules d'hydrogène qui sont chargées d'électricité positive.

Si les phénomènes se passent réellement de la sorte, la pile de Smée, éprouvée au condensateur, ne doit pas se comporter comme certaines piles à deux liquides, où il y a une double action; c'est, en efiet, ce que j'ai constaté par Texpérience.

Il paraît bien certain, d'aUleurs, que l'électricité résultant de la décomposition de Teau est la seule qui constitue le courant dans la pile de Smée; car, s'il en était autrement, la loi de Faraday ne pourrait pas être exacte. En effet, Teau acidulée décomposée par deux électrodes de platine, ne donnerait pas la même quan* tité d'hydrogène que le même liquide décomposé par un électrode positif de zinc, puisque Télectricité d'oxydation tiendrait lieu d'une certaine quantité d'électricité de décomposition. Voici, au reste, une série d'expériences de MM. Boqnillon et Silbermann, qui en donne une confirniation directe. MM. Boquilion et Silfoermann ont disposé un grand élément Smée de manière à recevoir exactement tout Thydrogène qui se dégage sur la lame de platine ; chaque opération a été prolongée assez longtemps pour donner au moins 7 ou 8 litres d'hydrogène, et le jdus souvent jusqu'à 17 ou 18 litres. En même temps le fil positif de l'élénient arrivait à une plaque de cuivre plongeant dans un bain de sulfate de cuivre, tandis que le fil négatif arrivait à un moule métallique, plongé dans la même disscikition en regard de la plaque de cuivre. Les communicatioBS étant établies, l'élément Smée éprouvait les actions dont nous avons parié, tandis que dans le bain de sulfate de cuivre le moule du pôle négatif recevait du cuivre révivifié, et le coivre du pôle positif se corrodait et se transformait en sulfate de cuivre, pour msàntenir la dissolution à l'état de saturation. Aucun gaz n'apparaissait dans le bain de sulfate de cuivre ni au pôle positif, ni au pôle négatif. A la fin de chaque opération, l'hydrogène recueilli sur le platine de l'élément était jaugé avec soin : on en déduisait le poids en faisant toutes les corrections de pression, de température et d^état hygrométrique; pareillement on pesait avec soin le moule, pour en déduire le poids correspondant du cuivre déposé ; ensuite on divisait celui-ci par le premier pour avoir leur

rapport. Plus de treniie opérations de cette espèce ont pour ce rapport, des nombres extrêmement Toisins : la m est 31,66; le nombre le plus fort est 32,88, et le plu 30,20. Eu multipliant le nombre 31,66 par Féquivalent i drogène 12,50, on trouve 395,76 pour Téquivalent du pour lequel les analyses chimicpies les plus exactes i 395,69.

Nous remarquerons d* abord que ces expériences sont c plus décisives, qu'elles portent sur des masses suffisantes ; ] dans des expériences de cette nature, on s^attache a ce des milligrammes , on court toujours le risque de coi des erreurs qui sont de Tordre des nombres que To pare.

Nous remarquerons ensuite qu'elles conduisent à dcui quences importantes : 1® c'est que, dans Tappareil de rélectricité qui constitue le courant résulte exclusiven Teau décomposée, et contient absolument tous les fluid( triques résultant de cette décomposition; 2** que réquiva cuivre engagé dans le sulfate exige pour sa révivification d'électricité négative que l'équivalent d'hydrogène en par sa combinaison avec l'oxygène, comme nous Tavo nonce plus haut.

Il me reste à indiquer maintenant les avantages q\ trouve à amalgamer le zine et ik platiner le platine,

Lors(|ue le zinc n'est pas amalgamé, il est directement î par les acides, même quand ils sont étendus d'une grandi tité d'eau; alors l'hydrogène se dégage sur la surface mt ïiiic. Que devient l'électricité positive dont il est nécessaii chargé à l'instant où il se sépare de l'oxygène? C'est ui sur lequel il est permis de conserver encore quelques d< du moins je ne connais aucune expérience qui tranche h tion d'une manière décisive. Il me parait cependant assc bable que les phénomènes se passent conformément à l'on admet en général, c'est-à-dire qu'il se forme sur la j même du zinc divers éléments galvaniques ; quelques moins disposés à l'oxydation deviennent des pôles où s< l'hydroofène, et tiennent lieu par consiHjuent de la lame de i de l'élément que nous dcHTivons ; alors la communic^tior k polo négatif, ou le point oxydé, et le pôle positif ou le

CHAP. Vil. ~ PILE DE SMÉE. 681

qui ne Test pas, s'établit par Tintérieur même de la masse de zinc. Il paraît impossible en effet que les molécules d'hydrogène, même à l'état naissant, cèdent au liquide mauvais conducteur où elles se trouvent, la totalité de l'électricité positive dont elles sont chargées à l'instant de leiu* séparation : si elles la cèdent, ce liquide doit être positif au condensateur; si elles x ne la cèdent pas, elles doivent se dégager avec de l'électricité positive sensible au condensateur; mais si elles vont la perdre sur quelques points du zinc, le condensateur ne doit rien recevoir, ni du zinc, ni du liquide, ni des bulles d'hydrogène.

Dans tous les cas, la couche de mercure, en s'amalgamant avec le zinc , change cette disposition ; le zinc , conmie nous l'avons vu, cesse d'être directement attaquable ; il le devient seulement quand le zinc et le platine communiquent pai* un conducteur convenable; et cependant, au moment où cette communication est établie, le zinc devient en quelque sorte plus oxydable que s'il n'était pas amalgamé, car on peut à coup sûr obtenir dans le même temps plus de sulfate de zinc sur la même surface, que l'on n'en obtiendrait d'une plaque libre et non amalgamée. Il y a là des recherches à faire pour se rendre un compte exact de ces phénomènes, et pour reconnaître si le contact du mercure avec le zinc qu'il a dissous ne modifie pas jusqu'à un certain point les affinités chimiques.

C'est M. Kemp qui a le premier fait connaître tous les avantages que l'on pouvait tirer du zinc amalgamé, dans la composition des appareils voltaïques {Journal de Jameson^ décembre 1826; Smée, Electro-metallurgy ^ 1841, p. 12).

Le rôle du platine platiné paraît plus accessible à la théorie. Il est bien constant que, suivant l'état dans lequel il se trouve , le platine a la propriété de se couvrir plus ou moins facilement d*une couche gazeuze qui empêche le contact immédiat du liquide, et par conséquent des éléments gazeux qui se rendent à sa surface faisant fonction d'électrode positif ou négatif. Soit à raison de ses aspérités, soit pour quelque autre raison, le platine platiné paraît moins propre à retenir ses couches gazeuses ; c'est pourquoi il agit comme corps meilleur conducteur, et donne beaucoup plus d'énergie au courant.

Ce dépôt de platine noir sur les lames de platine, qui constitue le platine platiné , s'obtient en plongeant les lames de pla-

68Î LIVRE in. — MAGIKTISME ET tLBCTRlCITË.

tine bien décapées dans une dissolution de double Mcmare it potassium et de platine, et en les mettant en mmmnmcaticm ifcc le pôle négatif d'une pile qui n'ait pas trop d'iiiteiisite, le £1 po- Mtir plonge dans la dî»oIution, et le platine se dépose. Si le pôle positif est lui-même une lame de platine, cette lame est attaquée par le chlore, et la dissolution conserve son degré de satontioB.

M. Smée avait eu Tidée d'employer des lames de plaqué d'af> gent, pour les platiner ensuite; mais le poli de Tai^geiit se prèle mal à cette opération et ne donne pas d'assex bons résultats. M. Boquillon a imaginé, à cet égard, un periectîoniicment impoitant : il prend d'abord une lame mince de ouiTre du commerce, il y dépose ime couche de cuîrrc, en disposant Tappiral pour que ce dépôt soit rugueux et couvert de petites aspérités; par une seconde opération , il couvre cette première couche d'une couclie d'argent qui participe au même état superficiel, ci c'est sur cette couche d'argent qu'il dépose enfin le platine pilvéndent et adhérent qui donne à la lame et au plus haut degré la propriété de dégager librement l'hydrogèiie.

Il est présumable qu'avec les plaques de M. Boquillon, qoi sont plus efficaces que celles de M. Smée, on pourrait augmenter un peu les proportions des lames de xinc par rapport à celle de platine platiné.

Pile ordinaire de MToUaston. — Ce que nous venons de dire de la pile de Smt^ nous dispense d'entrer dans de longs détails sur la pile ordinaire de Wollaston (Fig. 9, 11, 12); les actions chimiques et électriques sont pareilles, avec cette difTérence que le zinc n'étant pas amalgamé , il y a une action , même quand h's deux pôles ne communiquent pas entre eux ; par conséquent , il y a une dépense inutile d'acide et de métal. Il est probable aussi que raffaiblissement rapide que la pile de Wollaston ('prouve dc'pend de c*ette cause bien plus encore que de raflaiblisscment des acides. On éviterait sans doute une partie de CCS inconvénients en employant du zinc amalgamé ; mais il ne, paraît pas que le cuivre» puisse jamais être aussi efticaoe que le platine platiné pour dégager l'hydrogène. 11 y aurait des reclierdies intéressantes h faire pour analyser les causes véritables qui aCTaiblissent si rapidement le courant dans les piles de cette espèce.

PII© de YoaaK. — I/tt iigurt* 20 représente la disposition qui a été imaginée par M. James Young, pour composer des batte*

CBAP. VII. -^ FILS DE Y0UN6. %n

ries d'im trè^-grand nombre d'éléments, occupant très-peu de place {PAiL mag. ^ 1837 , t« X, p. 241). /^ est Tensemble ou la pile en action; p' montre au contraire , sur une plus grande échelle, les détails de la construction : on y voit la feuille de zinc telle qu'elle doit être découpée , avec Tappendice a qui se soude à un appendice pareil de la lame de cuÎTre , qui est aussi exactement déçoive comme celle de zinc ; seulement , en les unissant , la bande b qui joint les deux parties d'une plaque est mise toujours d'un coté pour les zincs , et toujours de Tautre pour les cuivres* Au moyen de cette disposition, chaque zinc est entre deux cuivres, et chaque cuivre entre deux zincs. Il en résulte que, comme dans la pile de Smée, le zinc étant attaqué et chargé d'électricité négative , cette électricité se communique métalliquement au cuivre auquel il est soudé; ainsi, c'est au méine instant que tous les zincs et tous les cuivres sont chargés d'électricité négative; par conséquent, l'hydrogène, qui est, lui, chargé d'électricité positive, trouve à une petite distance une surface négative qui l'attire , et sur laquelle il vient se dégager , après y avoir déposé son électricité positive. Il importe beaucoup dans les piles de cette espèce que les éléments zincs soient atta^ qués avec la même énergie , précisément parce que les deux cuivres qui enveloppent un zinc ne reçoivent pas de lui l'électrî* cité négative qui doit neutraliser l'électricité positive de l'hydro* gène que ce zinc a mis en liberté*

Pile de Mnneb. — La figure 21 représente une dispoMtion de pile encore plus simple que celle de Young , elle est beaucoup plus facile à construire , et réunit exactement les mêmes avan« tages. Gnquante éléments occupent à peine 3 décimètres de longueur ; il su(Bt de quelques baguettes de bois pour les tenir réunis , et d'une auge de bois mastiqué pour contenir le Uquide où ils doivent plonger. Rien n'est plus commode que cette pile ; elle n'a que peu de poids et peu de volume ; ses effets sont énergiques et assez durables. En prenant soin d'amalgamer les zincs ( et leur forme s'y prête aisément) , cette disposition , imaginée par M. Munch, de Strasbourg, me semble de beaucoup la plus avantageuse lorsqu'il s'agit de réunir un grand nombre d'éléments.

Élément de Stnrgeon. — La figure 19 représente un élément analogue à celui de Sn^ et imaginé par M. Sturgeon; il se

684 UVRE III. — KAGNËTISIIE ET ELEGTEIGITC.

compose d*un vase cylindrique de fonte de 250 millimètres de hauteur et de 76 millimètres de diamètre ; on le remplit d^un liquide composé de 8 parties d^eau et 1 d'acide sulAirique; au centre , on plonge un cylindre ou une lame de zinc amalgamé, reposant sur un petit disque de bois. Les phénomènes qui se produisent ici sont identiquement les mêmes que dans l'élénient de Smée. L'hydrogène se dégage en abondance sur la paroi intérieure du vase de fonte; il paraît que Tintensite du courant est plus grande quand cette paroi a été oxydée ; on comprend, en effet, ou que Thydrogène réduit cet oxyde quand il existe, ou qu'il se dégage plus facilement sur les molécules et sur les aspérités du fer revivifié. Une pile de 8 ou 10 éléments est capable de produire des effets énergiques.

Élément de Wheatstone. — Cet élément est représenté dans la figure 25; il se compose d*un vase poreux de terre rouge à moitié cuite, que Ton remplit d'un amalgame pâteux de zinc; ce vase repose au centre d'un vase de verre ou de porcelaine que Ton remplit de sulfate de cuivre ; dans Famalgame on plonge un fil de cuivre qui est le pôle négatif de la pile ; autour du vase poreux et dans le bain de sulfate de cuivre est une lame de cuivre communiquant à un fil de même métal , et formant le pôle positif àe la pile. Le zinc de Famalgame est attaqué avec le temps , même quand le fil positif et le fil négatif ne communiquent pas ; mais Tactiou est faible : au contraire, si les fils communiquent, Taction est vive, Teau est décomposée, le zinc s'oxyde, Tamalgame devient négatif, et cette électricité négative se transmet immédiatement à la feuille de cuivre qtù plonge dans le bain de sulfate de cuivre; Thydrogène positif, résultant de la décomposition de Teau, se rend donc au cuivre, et là, il réduit Toxyde du sulfate poar donner lieu à un dépôt de cuivre métallique , tandis que Tacide devient libre pour se combiner avec Toxyde de zinc. Ainsi, pour un équivalent de zinc oxydé, il y a un équivalent de oui^TC révivifié. Le sulfate de zinc qui se forme s'élève au-dessus de Tamalgame. Cet élément a une force sensiblement constante, autant du moins que le vase poreux permet une circulation également libre des liquides, et que la dbsolution de sulfate de cuivre est maintenue à un degré convenable de saturation.

Éléateat ëe Ba|(ratl*A (FiG. 22). — Comme pile à un seul