FORCES ÉLECTRO-MOTRICES

des couples simples formés par les différents métaux associés

au zinc amalgamé après polarisation.

électro motrice des

différents métaux

l’eau acidulée.

électromotrice de la lame négative des couples augmentée de l’effet dû à la polarisation de l’hydrogène

Effets dus

à la polarisation

des lames

par l’hydrogène.

Or .

Platine .

Argent .

Mercure .

Zinc amalgamé. . . j

Zinc pur . j

Les nombres de la quatrième colonne ont été obtenus en retranchant ceux de la deuxième de 78,75 représentant la force électromotrice dto zinc amalgamé, ou celle du couple zinc-platine avant toute polarisation. Les nombres de la cinquième colonne sont les différences de ceux de la quatrième et de la troisième.

On voit que la polarisation de l’or par l’hydrogène est plus forte que celle du platine. Le nombre négatif trouvé pour le zinc montre que ce métal est moins attaqué quand il est placé au pôle négatif d’un couple. Le palladium a conduit à des résultats un peu plus faibles que le platine, environ 30,70 pour l’hydrogène. La polarisation du palladium et du platine par l’oxygène a donné des effets variables qui augmentent avec l’intensité du courant.

Ces déterminations s’appliquent à l’effet dû à la polarisation pendant le passage du courant, et peuvent servir à mesurer l’intensité du courant inverse qui résulte des phénomènes de polarisation.

Piles secondaires. — Les courants inverses produits par la polarisation des électrodes portent le nom de courants secondaires. Les premiers effets de ce genre ont été observés par Gautherot, peu après la découverte de la pile par Volta. Ritter, le premier, construisit une pile secondaire en chargeant au moyen d’un courant électrique, une pile de piècês d’or séparées par des rondelles de drap imbibées d’une solution saline. Il varia ensuite ses expériences en employant divers métaux.

Le couple secondaire qui présente les effets les plus énergiques est celui qui a été construit par M. G. Planté. Ce couple est intéressant, autant par le parti qu’en a tiré M. Planté que par la force électromotrice très considérable qu’il présente.

Il se compose de deux lames de plomb, plongeant dans de l’eau acidulée. Lorsque l’on fait passer dans un tel couple le courant d’une pile extérieure, la lame positive se recouvre de peroxyde de plomb, et la lame négative d’hydrogène.

M. E. Becquerel a déterminé avec la balance électro-magnétique la force

électromotrice de polarisation d’un voltamètre à fils de plomb, avec de l’eau acidulée au dixième par l’acide sulfurique. On faisait passer le courant d’une pile à acide nitrique, et l’on a obtenu les résultats suivants :

Avec un ou deux couples, la polarisation a été très lente, et l’action a été mesurée un quart d’heure après l’introduction du voltamètre dans le circuit. Avec un nombre d’éléments supérieur à 4, l’action a été constamment égale à 134, le couple à acide nitrique donnant 95,75.

La force électromotrice du couple secondaire est donc 1,41 de celle du couple à acide nitrique ; ce qui explique comment un seul couple à acide nitrique, et encore moins un seul des autres couples en usage, ne peut charger un couple secondaire. Mais il suffit de deux couples à acide azotique pour vaincre la force électromotrice de polarisation et charger un couple secondaire à lames de plomb.

M. Planté, après avoir essayé diverses dispositions, a définitivement formé sa pile de deux lames de plomb, séparées par des bandes étroites de caoutchouc, et enroulées en spirale de manière à présenter une très grande surface sous un petit volume. L’ensemble des deux lames plonge dans un vase cylindrique en verre contenant de l’eau acidulée au dixième.

Pour charger un de ces couples, il faut deux éléments à acide nitrique ou trois éléments à sulfate de cuivre, associés en tension. Si l’on chargeait ainsi chaque élément, il n’y aurait 'aucun avantage pratique, car pour charger une batterie de plusieurs éléments secondaires, il faudrait un nombre double d’éléments à acide azotique. Mais on peut charger un nombre d’éléments secondaires quelconques au moyen de deux éléments à acide azotique par l’artifice suivant :

On dispose tous les couples secondaires en quantité, c’est-à-dire de manière que toutes les lames positives communiquent ensemble et toutes les lames négatives de même. On a ainsi le même effet qu’avec un seul couple d’une surface considérable, et l’ensemble se charge lentement au moyen des deux éléments à acide azotique associés en tension, dont la force électromotrice est supérieure à celle du système.

Lorsqu’on veut décharger la batterie, au moyen d’un commutateur, on

BECQUEKEL. — ÉLECTRO-CHIMIE. 461

associe les couples secondaires en tension: les forces électromotrices de chaque couple s’ajoutent alors, et la même quantité d’électricité qui s’est accumulée dans la batterie à un potentiel relativement faible se trouve mise en jeu à un potentiel très élevé, dépendant du nombre des couples.

On peut produire ainsi avec l’électricité donnée par les deux couples à acide nitrique des effets de tension très énergiques. M. Planté a chargé ainsi une batterie de 800 éléments secondaires, qui lui ont permis d’observer des phénomènes nouveaux très remarquables dans le détail desquels nous ne pouvons entrer ici.

Pile à gaz de Grave. — Un des appareils les plus intéressants au point de vue qui nous occupe est sans contredit la pile à gaz de Grove.

Nous avons vu que deux lames polarisées, c’est-à-dire recouvertes l’une de l’oxygène, l’autre de l’hydrogène, provenant delà décomposition de l’eau, donnent lieu, quand on les réunit à un courant. M. Matteucci a observé que l’on pourrait obtenir les mêmes effets en maintenant pendant quelque temps des lames de platine dans ces gaz, puis en plongeant celles-ci dans l’eau acidulée. M. Grove a été plus loin : il découvrit que si l’on a deux éprouvettes renversées sur de l’eau acidulée, l’une contenant de l’oxygène et l’autre de l’hydrogène, si ces éprouvettes contiennent une lame de platine allantjusqu’à la partie supérieure et communiquent ensuite avec un fil conducteur, on obtient un courant électrique en réunissant les fils de chaque éprouvette, et en même temps l’eau monte dans celles-ci, indiquant qu’il disparaît un volume d’hydrogène double de celui de l’oxygène.

Le moyen le plus commode d’obtenir les gaz est de se servir d’une pile auxiliaire et de décomposer l’eau. Mais les effets sont indépendants du mode de préparation des gaz.

La force électromotrice de ce couple, où la formation de l’eau accompagne le dégagement d’électricité, est au plus égale à la force électromotrice de polarisation d’un voltamètre à eau acidulée, et un seul couple ne peut décomposer l’eau ; mais en associant plusieurs couples, on effectue cette décomposition et l’on observe alors qu’il disparaît, dans chaque couple, des quantités d’hydrogène et d’oxygène égales à celles qui se dégagent dans le voltamètre. Nous reviendrons plus loin sur ce phénomène, qui est général pour toutes les décompositions chimiques.

Cet appareil des plus remarquables réalise donc à la fois la synthèse et l’analyse de l’eau.

M. Grove a remplacé l’oxygène et l’hydrogène par des gaz qui ont de l’affinité l’un pour l’autre, et a substitué à l’un des gaz un liquide pouvant agir chimiquement sur le gaz qu’il conservait ; il a obtenu ainsi des effets analogues à ceux qui viennent d’être décrits. Le chlore et l’hydrogène notamment donnent un effet très énergique.

Action de l’hydrogène sur le chlorure d’or. — M. E. Becquerel a découvert le fait suivant, qui semble se rattacher aux phénomènes dont nous venons de parler.

On remplit d’hydrogène une petite éprouvette renversée sur une dissolution de chlorure d’or, et l’on introduit un fil de platine qui plonge dans le liquide et dans le gaz. L’hydrogène disparaît peu à peu, et de l’or se dépose cLn.le fil de platine. Lorsque le fil de platine ne plonge pas dans l’hydrogène on n’observe aucun effet.