PILES A CHLORURES MÉTALLIQUES

Pile &a chlorure de plomb de M. Marlé-DaTy. — Le dilorure de plomb étant un corps beaucoup plus conducteur que le sulfate de plomb et susceptible d'une réduction infiniment plus facile, il a été possible à M. Marié-Davy de construire avec cette substance une pile très-énergique, de petite dimension et pouvant d'ailleurs être disposée comme les piles à sulfate de plomb que nous avons décrites en premier lieu. Le plus grand inconvénient de ce système de pile est la cherté du chlorure de plomb^ et c'est sans doute la raison pour laquelle elle n'a pas été employée davantage.

En donnant à cette pile la disposition des éléments Marié-Davy, ainsi ({ue Tavait proposé M. Pérémé, la force électro-motrice est représentée par 3878 et sa résistance par 844 mètres.

PUe de M. Waren de la Rue au ehlornre d'ariient Ibndu.

— La pile de M. Waren de la Rue, est analogue en principe, à celle

au bi-snlfate de mercure. Elle est remarquable par sa simplicité. Elle se

compose, en effet, uniquement de deux électrodes cylindriques, Tune en

zinc, l'autre en chlorure d'argent fondu, immergées toutes deux, l'une à

côté de l'autre, dans une dissolution de chlorure de sodium (1) (eau salée).

Ces denx électrodes, qui n'ont guère plus 6 millimètres de diamètre sur

une longueur de 64 millimètres, sont soutenues dans la solution, soit par

le bouchon du vase qui contient le liquide, soit par une traverse placée

au-dessus de ce vase. Le cylindre de zincs'usant beaucoup plus vite que

le cylindre de chlorure d'argent, il est généralement plus long, afin qu'on

puisse le descendre dans la solution au fur et à mesure de son usure. Les

meilleures dimensions sont 10 cent., sur 4 millim. et demi de diamètre.

(1} 35 grammes de chlorure de lodium dans un litre d'eau.

280 TECimOLOGIE ÉLECTRIQUE.

Le cUorare d^argent fondu^ forme une masse compacte et serrée, analogue pour Taspect à de la corne et entoure, dansla pile de M. Waren de la Rue, un fil d'argent de 7 dixièmes de millim. de diamètre, qui constitce rélément éleetro-négatif ; or, c'est celui-ci qui fournit à son eitrém ité libre, le pôle positif de la pile.

La théorie de cette pile est la même que celle des piles à sulfate de mercure et à chlorure de plomb, dont nous avons parlé précédcmmeui.

Suivant Fauteur, la force électro-motrice de cette pile serait à peu près la même que celle de l'élément Daniell, mais sa résistance serait beaucoup moindre.

Plusieurs physiciens, entre autres MM. Pinkas et Marié-Davy, ont réclamé la priorité de cette invention. Ce qui est certain, c'est que lechlorure d'argeni fondu^ qui constitue toute l'invention, avait été employé par M* Maiîé-Davy, dès l'époque de ses recherches sur les piles à sulfate de mercure et à chlorure de plomb. Le chlorure d'argent non fondu, avait été employé auparavant par M. Ed. Becquerel. Quant à l'invention de M. Waren de la Rue, elle remonte an mois de mars 1868, et cette de M. Pinkus au mois de juillet de la même année.

Quand la pile est usée> l'argent du chlorure se trouve agrégé autour du fil d'argent, sous forme d'une masse spongieuse très-déliée, parfaitement adhérente au fil ; seulement cette masse, après la réduction complète du chlorure, est recouverte d'un peu de zinc qui provient de l'électrolysation d'une partie du chlorure de zinc qui s'est formé dans le liquide. Par conséquent, avant de recueillir le métal réduit, il est nécessaire de mettre les cylindres d'argent poreux dans de Pacide ehloiiijdriqoe étendu pour dissoudre le zinc qui se trouve déposé dans sa masse. U est bon toutefois de mettre auparavant tous les cylindres épuisés dans de l'acide chlorhydrique étendu, et en contact avec du zinc pour s'a»' surer de la réduction complète du chlorure (1).

Dans la pile de M. Pinkus, le chlorure d'argent n'était pas fondn;il était déposé dans une petite capsule d'argent, constituée par une lame très-mince de cemétal^ et le fil polaire positif était soudé au fond de cette capsule; le zinc soudé à un fil rigide^ passant à travers le bouchon du vase contenant le liquide excitateur, jpouVait être Ûté à une plus on

(1) Voir la description de cette pile dans les Mondeê, idme 18, p. dl8, 899 et 666. TomC 19, p. 10.

moins grande distance de la capsule d'argent, et celle-ci, constituant l'électrode négative du couple, était immergée entièrement au fond du vase extérieur ; le liquide excitateur était d'ailleurs, de Teau acidulée au 4/5. M. Gaiffe a perfectionné considérablement la pile de M. Warea de la Rae, pour Tappliqtier aux appareils électro-médicaux, et grâce à ses per* fectionnements, cr,s appareils sont devenus de véritables machines automatiques qui n'exigent plus pour fonctionner aucune préparation, ni aucun montage ; il ) réunissent donc à la fois les avantages des machines magnéto-électriques et ceux des appareils d'induction voltaïque ; c'est un résultat réellement très-important.

Pour réaliser ces conditions avantageuses, M. Gaiffe a renfermé, comme l'avait fait du reste avant lui M. Trouvé dans sa pile au bi-sulfate de mercure, les liquides et les différents éléments qui composent cette pile dans des vases à fermeture hermétique ; de cette manière, les liquides ne s'évaporent pas, et la pile peut rester chargée indéfiniment jusqu'à l'usure complète du chlorure d'argent. Or, comme cette matière ne se décompose sensiblement que quand le circuit de la pile est fermé, les médecins n'ont pas à se préoccuper de la charge ni de la décharge de leur pUe, pendant un temps relativement assez long (un mois ou deux).

Les Yases de cette pile, que nous représentons, fig. 46, sont de petits étuis d'ébonite, dont le couvercle GH, également en ébonite, se visse à la partie supérieure de l'étui GSTH. Un petit anneau en cuir graissé, adapté au fond de ce couvercle dans sa partie anguleuse, permet de rendre plus hermétique encore la feimeture. C'est ce couvercle qui porte les éléments excitateurs du couple, lesquels sont représentés isolément en VZ et VY (fig. 47-48) et réunis dans la figure 46.

Ces éléments, comme on le voit, ne sont plus ceux que nous avons décrits plus haut. Les fréquents contacts opérés entre la lame de zinc et la lame de chlorure d'argent, finissaient, avec ces derniers, par établir une dérivation intérieure qui, après un certain temps d'action de la pile, et alors que l'argent commençait à se réduire, devenait assez forte pour annihiler complète^ ment le courant dans le circuit extérieur. Pour éviter cet inconvénient^ M. Gaiffe enveloppe la lame de chlorure d'argent dans une espèce de

Fig. 46.

TECHNOLOGIE ÉLECTAIQUE.

Fig. 47.

Fig. 48.

ym^i

petit sac en toile, dispose entre les deux éléments deux petits tasseaux I et I' en ébonite et serre le tout à Taide d'une ligature en caoutchouc JK. Pour remplacer aisément les deux éléments VZ et VY quand ils sont usés, M. Gaiffeles accroche à deux agrafes V,V, adaptées au couvercle GH, et celles-ci s'y trouvent fixées à l'aide de deux boutons d'argent ou de cuivre nickelisé, qui servent en même temps d'appendices polaires ; deux petites rondelles en peau de gant graissée rendent hermétiques les trous pratiqués à travers le couvercle pour le passage des tiges des agrafes. Les lames de zinc sont amalgamées et portent à leur extrémité supérieure, deux petites fentes dans lesquelles s'introduisent les crochets des agrafes V. Les lames de chlorure d'argent sont fixées à des lames d'argent terminées également k leur partie supérieure, par un trou pour l'introduction du crochet de l'agrafe V qui doit les soutenir. Ces lames de chlorure d'argent sont plus ou moins longues, suivant l'intensité que l'on veut donner au courant; si l'on ne veut que de la tension, elles n'ont guère que 2 cent. 1/2; si on veut un peu plus de quantité, elles en ont 5, et la hauteur du liquide dans les cylindres doit être en rapport avec ces longueurs.

Une autre modification importante que M. Gaiffe a apportée à la pile à chlorure d'argent est la composition du liquide excitateur. Avec la solution de sel marin, il se produisait, entre les deux chlorures mis en présence, une réaction qui déterminerait un dégagement de chlore, et ce gaz devenu libre, non-seulement faisait éclater les vases à fermeture hermétique qui les contenait, mais encore déterminait une décomposition du couvercle en ébonite, qui se recouvrait a l'intérieur d'un sulfui^e conducteur ; or, ce sulfure en dérivant le courant d'un pôle à l'autre, empêchait le courant de passer par le circuit extérieur. M. Gaiffe a évité cet inconvénient en remplaçant l'eau salée par une solution de chlorure de zinc, dans la proportion de 3 à 5 pour cent.

La force électro-motrice de cette pile est représentée par 5596, et sa résistance par 750 mètres de fil télégraphique, une fermeture de circuit de 20 heures, n'a pas changé sensiblement ces valeurs, qui sont devenues 5616 et 982 mètres.

Malgré tous ces perfectionnements, la pile dont nous parlons présenterait encore de sérieux inconvénients, si on ne prenait un soin spécial à n'employer pour lame électro-positive que du zinc à peu près pur. Le zinc du commerce donne lieu à des dégagements de gaz, qui ont eu souvent pour conséquence Tcxplosion des éléments quelque temps après leur clôture hermétique. Depuis que M. Gaiffe a employé du zinc pur, fourni par la Compagnie de la Vieille-Montagne, et surtout depuis qu'il ne remplit ses éléments qu'aux 2/3 de leur hauteur, ces accidents ne se sont pas renouvelés et ses appareils sont aujourd'hui dans d'excellentes

conditions.

M. Gaiffe a dispose ces piles dans des boites qui permettent de les monter immédiatement en batterie, de prendre tel ou tel nombre d'éléments qu'il convient et de remplacer instanUnén|ent tel •u tel de ces

éléments qui se trouve usé ou hors de service. Cette boite , que nous représentons fig. 49, se compose d'une série de tiroirs verticaux C,C,C, disposés chacun comme on le voit fig. 50, et dans lesquels sont placés Les

Fig. 50.

différents éléments F,F,F, etc., ordinairement au nombre de 6. Dans la fig. 50, trois de ces éléments sont enlevés, afin qu'on puisse voir la manière dont les liaisons polaiilBS sont établies ; ces liaisons consistent dans des systèmes de doubles ressorts R,R,R, contre lesquels appuient les extrémités polaires de chaque élément, et ces ressorts communiquant extérieurement à des appendices métalliques U,H,H, permettent de prendre dans chaque tiroir, tel ou tel nombre d'éléments qu*il convient. Seulement, comme ces éléments sont très-petits, M. GaifTe les relie métalliquement deux à dent, de sorte que chacun des appendices H,H,H, correspond à un double élément. Les petites lamelles métalliques que Ton distingue fig. 49, entre ces appendices polaires, représentent précisément la liaison en tension de ces éléments doubles..

Comme complément à cette batterie, M. Gaifife a adapté à sa partie supérieure, une espèce de commutateur double NI, dont les contacts sont, de chaque côté, en nombre égal à celui des appendices polaires H,H,H, etc., et qui sont disposés sur deux arcs, de manière à pouvoir être touchés par les ressorts de deux manettes M,M'. Comme ces contacts sont reliés métalliquement à des ressorts de cuivre, qui correspondent aux appendices H,H,H, etc. quand la planche qui les porte est poussée au fond de la boite, il devient facile non-seulement de prendre sur la batterie tel ou tel nombre d'éléments qui est jugé nécessaire, mais encore de choisir Tune ou l'autre des séries d'ciéments, afin que ce ne soit pas toujours la même qui soit en service. Des chiffres placés sur des lignes réu-

nissant les divers contacts de ce coœmtitatenr îndiqnent le nombre des éléments qui lenr correspondent, et il snffit de porter Tune des manettes M sar Tan on Tantre de ces contacts, ponr composer la pile dn nombre d^élémentg que Ton désire. L'autre manette M' sert à changer les séries d'éléments, et pour savoir alors le nombre des éléments qui sont mis en action, il suffit de différentier les numéros des contacts touchés par les deux manettes. Les rhéophores du circuit s'attachent d'ailleurs aux boutons d*attache B,B' et un galvanomètre placé au fond de la boite, indique non« seulement l'intensité du courant produit par chaque groupement d'éléments de pile, mais permet de juger immédiatement de Fétat de charge des différents éléments. Cette constatation est plus importante qu'on ne le croirait h première vue, car lorsqu'un élément se trouve tout à fait usé, il constitue une espèce de voltamètre et les gaz qui résulteraient de Vaction des autres éléments pourraient le faire édater; dans ce cas, il devient important de le recharger de suite ou de le remplacer par un autre élément fraîchement monté.

POe an chlorure de plomb de M. Ck^UKe. -i— Comme on Ta vu précédemment, H. Gaiffe qui s* est adonné spécialement à la construction des engins électriques propres h la médecine et à la chirurgie, s'est préoccupé de réduire le plus possible les dimensions des piles des* tinées k ce genre d'application, afin de les rendre plus transportables et plus maniables ; il a cherché en même temps à en simplifier asseOB la disposition pour,en rendre le montage facile et susceptible d'être effectué par . des mains inexpérimentées. En conséquence, et malgré les ingénieuses dispositions que nous avons déjà décrites, M. Oaiffe a continué ses recherches et il est arrivé à un modèle de pile, qui, sous le rapport du volume^ semble ne laisser ^en à désirer, car il a pu réunir dans une boite de 17 centimètres de longueur sur 10 de largeur et S o. 1/2 d'épaisseur, une pile de 40 éléments dont les électrodes polaires ont 2 c. 1/2 de largeur et de hauteur (soit 6 c. 25 de surface) et qui donne un courant assez énergique pour satisfaire aux principaux besoins de la médecine.

Cette pile, un peu analogue, quant au principe, à la pile de Volta, est formée de 13 lames d'ébonite (caoutchouc durci) très-minoes, dans chacune desquelles sont percés 24 trous carrés, distants tout au plus do 3 Tnillimètres les uns des autres et dans lesquels se trouvent incrustés : i*^ dans les lames paires, des espèces de petits sachets en drap, remplis

de poudre chlorure de plomb ; 3^ dans les lames impaires, des doubles plaques métalliques, zinc et cuivre, soudées l'une derrière Tautrc. Ces plaques sont disposées en nombre pair dans les deux sens et présentent alternativement, une surface cuivre et une surface zinc ; de sorte que, quelle que soit la manière dont on prenne la lame et on la gi^rpose sur la lame contenant les sachets de chlorure de plomb , il est impossible de faire erreur et de ne pas bien établir les communications, ce qui est un grand point pour les applications médicales.

Naturellement, les lames métalliques sont disposées de manière à correspondre exactement aux sachets^ et pour charger la pile, il .suffit de tremper les lames qui contiennent ces derniers, dans de Veau salée. Une fois eeite imbibition exécutée, on empile les unes sur les autres, les différentes lames, on les place daaala boite qui leur sert de réceptacle et un GommÉateor placé sur cette boite, permet de mettre en action sur le cireoit, tel ou tel nombre de couples qu'il convient.

Comme on le comprend aisément, le chlorure de plomb agit dans cette pile comme substance dépolarisante, et Teau salée qui imbiba les sadbets comme liquide excitateur; le courant fourni, dure plus d'une heure^ et il est relativement constant, quand on a eu soin d'étamer préalablement les surfaces des lames de cuivre en contact avec les sachets et que les lames d'ébonite ont été polies avec un corps gras, afin de repousser Fean ei d'empêcher une conductibilité liquide entre les divers éléments de la . pile.

Plie de M. Bachemin, au perohlopare de fer* — La pile de M. Emile Duchemin tient un peu de la pile de M. Marié-Davy comme disposition. Un prisme de charbon et un cylindre de zinc en constituent les électrodes, et les liquides dans lesquels «ices électrodes sont immergées, sont d'une part (dans le vase poreux), une solution de perchloruro de fjsr et d'autre part, une solution de chlorure de pot<assium ou simplement de Teau salée, qui agit comme liquide excitateur. Voici alors ce qui se passe, au moment où cette pile entre en activité : sous Tinfluence de l'oxydation du zinc, Thydrogène de Teau décomposée, devenu libre, va réduire le perchlorure de fer, et celui-ci se trouve ramené à son minimum de chloruration, c'est-à-dire à Tétat de proto-chlorure, en déterminant une formation d'eau ; le chlore, devenu libre, agit à son tour sur le zinc, à la manière de Tacide sulfurique dans la pile de Marié-Davy. Toutefois, la dépolarisation est loin d'être complète dans cette pile,

car celle-ci est peu constante et il se dépose au bout de peu do temps, sur le charbon, une couche de fer qui en augmente encore Tirrégula^ rite (1).

En mesurant la force électro-motrice de cette pile par les procédés que j'ai employés pour les autres piles, j'ai trouvé qu'on pouvait la re-présenter par le nombre 9640, au moment de sa charge et par 9^35 au bout de 7 jours de charge sans circuit fermé ; en moyenne, elle peut être estimée à 9439. C'est, comme on le voit, une force électro-motrice intermédiaire entre celle de la pile de Bunsen et celle de la pile de Marié-Davy, et sa résistance qui varie entre 674 et 942 mètres n'est guère sapérieure à celle de l'élément Daniell. Aussi cette pile peut*ellc faire marcher des appareils d'induction de Ruhmkorff de moyen modèle et fournir des étincelles assez intenses.

On a fait à la pile Duchemin l'objection que le perchlorure de fer (substance employée en médecine) est trop cher pour son emploi usuel, .'mais M. Laurent Casthelus, fabricant de produits chimiques, rue Saintc-Croix-de-la-Bretonnerie, n* 19, assure qu'il peut fournir cette substance en toute quantité, à raison de 50 francs les 100 kilog., soit 50 c. le kil. Du reste, cette pile est actuellement employée dans l'usine galvanoplastique de M. Oudry.

Voiei les proportions les plus convenables pour les solutions mises à contribution dans la pile Duchemin :

Eau. . . 150 gr. — Perchlorure de fer à 30«. . . 200 gr. Eau. . . 1000 gr. — Sel marin 125 gr.

Il est facile de ramener la solution de perchlorure, quand elle est épuisée, à son premier état, en la faisant bouillir, et en la régénérant avec quelques gouttes d'acide nitrique, jusqu'à cessation du précipité bleu par le ferrocyanure (2).

M. Duchemin a mêlé avec avantage le perchlorure de fer à du charbon pilé, pour constituer autour de l'électrode négative, une espèce de de pâte conductrice, comme dans la pile de M. Leclanché ; avec cette disposition« le vase poreux doit être complètement bouché.

(1) Voir le mémoire de H. Eicher dans les Mondes, tome 17, p. 341. ()) Voir lo travail de M. Bardy, dans les Mondes, t. 8, p. 350.