PILES A ACIDE SULFURIQUE CONCENTRÉ ET EAU

Plusieurs personnes se disputent la première idée de ces sortes de piles, qui ont été, pendant un certain temps, sous une forme ou sous une autre, Tobjet d'un grand nombre de brevets. A notre counaissance, c'est M. l'abbé de Laborde qui s'en serait le premier occupé, mais l'idée d'une pareille pile est tellement simple et tellement naturelle, qu'il est bien possible qu'elle soit d'une date beaucoup plus ancienne que nous ne le supposons.

En principe, cette pile, qui d'apparence ressemble considérablement à une pile de Bunsen, n'est pourtant qu'une pile de WoUaston, dont la solution acidulée se trouve sans cesse entretenue par de l'acide sulfuriqne plus ou moins concentré versé à cet efiet dans le vase poreux et dont la force électro-motrice développée sur le zinc est renforcée par celle qui résulte de l'action de l'acide sur l'eau. Il pourrait même résulter encore de cette double action une certaine constance dans l'effet électrique produit, car à mesure que l'action de l'acide sur l'eau diminue, celle de l'eau sur le zinc augmente par l'effet de l'acide dont elle s'empare peq à peu, et cette compensation successive tend à maintenir au même degré la force du courant. Cette pile se compose donc : 1® d'un vase extérieur dans lequel plonge le zinc et qui dans l'origine, ne contient que de l'eau pure ; 2^ d'un vase poreux rempli d'acide sulfurique concentré ; 3* d'un charbon de cornue plongé dans cet acide.

La force électro-motrice de cette pile est considérable et se maintient assez longtemps constante, mais en revanche sa résistance est trèsgrande et augmente d'une manière énorme avec la fermeture prolongée de

son circuit ; ce qui tiont d*une part à la mauvaise conductibilité de Tacide sulfurique concentré, et d'une autre part à des incrustations d'un précipité de sulfate de zinc qui se produisent successivement dans les pores du vase poreux sous Tinfluenee de Tacide sulfurique, et qui finissent même, en se cristallisant, par détacher en fragments minces la paroi interne de ce vase (1).

Les constantes de cet élément, au moment de sa charge, sont pour la force électro-motrice 10354 mètres, et la résistance %040 mètres, et après un certain temps de service, alors que l'acide s'est un peu hydraté, elles deviennent 8547 et 880 mètres. Dans le premier cas, cette force électro-motrice est bien voisine de celle de l'élément Bunsen ; dans le second, elle est un peu moindre ; mais M. Delaurier, qui s*est occupé beaucoup de ce genre de piles (2), prétend qu'on n'y perd pas pour cela, car la résistance du couple devient moindre et les incrustations de sulfate de zinc ne se produisent plus ; c'est pourquoi il préfère à l'acide sulfurique concentré de l'acide sulfurique étendu de 5 ou 10 fois son poids d'eau, suivant la force électro-motrice plus ou moins grande que l'on veut obtenir. Dans ces conditions, cette pile devient celle de plusieurs inventeurs, tels que MM. Lavenarde (3), Marseille et Ferret, Grove, etc. M. Delaurier conseille, d'ailleurs, de ne pas employer avec ces piles des lames de charbon, mais bien des lames de cuivre ou de platine. Cette pile a, du reste, été employée en Belgique pendant quelque temps.

Suivant M. Delaurier, on peut rendre très-constants ces sortes d'éléments, en les excitant avec une solution suffisamment concentrée de sul-

(1) Suivant M. l'abbé de Laborde, l'acide sulfurique concentré, outre qu'il est moins bon conducteur, se décompose, et Thydrogène sulfuré qui s*en exhale, rend très-iocommode le maniement de la pile : il faut qu'il contienne assez d'eau pour échappa* â une décomposition qui porte alors presqu'entièrement sur l'eau ; il se dégage encore, il est vrai, un peu d'acide sulfureux, mais ce dégagement indiquai une action- favorable, car l'hydrogène naissant qui tend à envelopper d'une mousse gazeuse la paroi extérieure du charbon, et à former ainsi un obstacle à la circulation électrique, est enlevé par l'acide sulfurique qui perd à cela un équivalent d'oxygène ; de là la production d'acide sulfureux.

(2) Voir le Traité de galvanoplastie de Smée, édition Koret, t. I, p. 854.

(3) H. Lavenarde, au lieu d'eau pure, emploie de l'eau salée dans la proportion de 200 grammes d'eau à 40 grammes de sel^ et l'eau acidulée dans laquelle est immergé le charbon, est combinée avec l'acide dans la proportion de 400 grammes d'eau à 8 grammes d'acide. l\ indique encore l'hypochlorite de chaux pour être substituée à la dissolution saline.

fate de zinc à laquelle on ajouterait un peu de sulfate de cuivre, ou bien en introduisant dans le liquide excitateur du nitrate de potasse.

c Cette pile ainsi disposée, dit M. Delaurier, produit des courants d'une continuité et d'une constance remarquables. J'ai eu pour celle que j'ai fait construire une déviation qui, de 14^ n'est descendue, au bout de quinze jours, qu'à 12^ seulement avec une aiguille peu sensible. Le courant est à peu près de la force de celui d'un élément Bunsen, sans acide sulfurique, comme cela est nécessaire pour obtenir une certaine durée d'action. Cette pile est donc la plus constante et la plus puissante des piles à acide. »

M. Delaurier indique encoreune autre disposition de cette pile, destinée a augmenter sa constance et qui est fondée sur un écoulement constant du liquide excitateur, établi de telle manière que le courant liquide vienne lécher dans leur longueur les surfaces des lames cuivre et zinc. Mais cette disposition est trop compliquée pour être réellement pratique.

J'ai essayé la disposition indiquée précédemment avec du nitrate de potasse, et j'ai reconnu qu'effectivement die offrait de réels avantages. Ainsi, en ajoutant 30 grammes de nitrate de potasse à Teau acidulée, baignant le zinc d'un élément à acide sulfurique de petit modèle, ayant pour liquide négatif de l'eau acidulée au cinquième de son poids, la force électro-motrice qui, sans le nitrate de potasse, était représentée par 8547, s'est trouvée portée k 9^3, et la résistance de 880 mètres est devenue 765 mètres. Une fermeture de circuit de 12 heures à travers une résistance de 8675 mètres, a seulement réduit ces constantes à 8540 et 695 mètres.

Une autre amélioration importante de ces piles, proposée par M. Boëttger, consiste a employer comme électrodes négatives des charbons imprégnés d'acide nitrique* Il suffit pour cela de laisser tremper pendant quelque temps ces charbons dans de l'acide nitrique concentré et de les laisser sécher à Pair pendant 12 heures environ. La pile ainsi disposée devient en quelque sorte une pile de Bunsen et fournit, en conséquence, un courant plus régulier que les piles précédentes, malheureusement l'effet n'est pas durable. Je me suis souvent assuré de la vérité de l'assertion de M. Boëttger, mais je n'ai pas été à même de pouvoir le faire à l'égard d'un système du même genre proposé par M. Croissant, pharmacien à Laval, qui prétend qu'on peut augmenter considérablement la force des éléments de Bunsen, en recouvrant les charbons d'un enduit d'oxyde de tungstène,

calciné par nne action calorifique suffisante. L'efi'et de cette substance serait-il de rendre le charbon plus ' électro-négatif, ou de rendre la dépolarisation plus complète ?

M. Boëtt^er a encore proposé de substituer aux charbons, dans les piles à acide sulfurique, des lames d'antimoine, comme M. Kukla l'avait fait pour les piles à acide nitrique, et cela à cause de la propriété dont jouit ce métal d'être le plus électro -négatif de tous métaux communs. Dans ce cas, il emploie comme liquide excitateur une solution énergique de chlorure de sodium (sel marin) et de sulfate de magnésie. Le zinc doit être alors amalgamé.

Système de M. Raphaël IVapoli. — Cette pile n'est autre chose que la pile à acide sulfurique, avec une disposition renversée et contenant en plus, pour entretenir l'amalgamation du zinc, une certaine quantité de mercure. Celui-ci est versé avec l'acide sulfurique dans le vase de verre, et l'eau occupe avec le zinc le vase poreux ; de sorte qu'à l'inverse des piles ordinaires, le pôle négatif est au centre du vase poreux, et le pôle positif en dehors, sur le cylindre de charbon qui, comme dans les anciennes piles de Bunsen, entoure le vase poreux. Ce charbon peut d'ailleurs être remplacé par un fil de cuivre enroulé en hélice. Suivant M. Raphaël Napoli^ il résulte de cette disposition trois réactions chimiques conspirant dans le même sens et contribuant à augmenter le développement électrique : d'abord l'acidification successive' de l'eau, l'oxydation du zinc, et l'amalgamation successive de ce métal par suite de la filtration du mercure à travers le vase poreux. 30 grammes de mercure par élément suffiraient pour obtenir un très-bon résultat. Cette pile combinée il y a plus de 10 ans, réalise le système à électrode négative développée auquel on semble en ce moment vouloir revenir.

Système de AIIII. Crova et Delhanmucean. — Dans cette pile, qui n'est qu'une modification de la précédente, le zinc est semicirculaire et se trouve placé dans le môme vase que le charbon, de manière que l'un occupe un des côtés du vase, l'autre l'autre côté. Le charbon est creusé dans sa longueur, de façon à constituer un vase poreux, et se trouve adapté à un entonnoir de plomb qui sert de couvercle au vase. Celui-ci est rempli d'eau pure, mais l'entonnoir, ainsi que la cavité pratiquée dans le charbon, est sans cesse alimenté d'acide sulfurique, par l'intermédiaire d'un ballon renversé rempli de cet acide. Il en résulte que ce liquide, en filtrant à travers les pores du charbon, acidifie succès*

sivcment Teau, et on peut profiter ainsi deTaction chimique produite par la combinaison des deux liquides et de celle résultant de l'oxydation du zinc, laquelle est d'autant plus énergique, qu'elle s'effectue alors avec de l'eau fraîchement aiguisée; les communications polaires des éléments entre eux s'effectuent avec des lames de plomb, ce qui, suivant les auteurs de cette pile, les rend inaltérables.

Système de WMm liiala et liueien Fleapy. — * Ce système, imaginé en 1852, est une pile du genre de celle que nous étudions en ce moment, mais dans laquelle intervient un troisième liquide, l'acide nitrique, qui est mis en présence des deux autres par l'intermédiaire deréleotrode de charbon. Dans ce système, les vases poreux sont rétablis à l'intérieur des charbons, comme dans les anciennes piles Bunsen ; seulement^ ces charbons sont entaillés d'une rigole circulaire, dans laquelle se trouve l'acide nitrique. L'on charge du côté du charbon avec de l'acide sulforique concentré, et du côté du zinc, avec de l'acide dilué comme à l'ordinaire. De cette manière, la Conductibilité de la pile est presque la même que dans la pile de Bunsen, mais la tension est presque doublée. Si, au lieu de faire agir directement à l'aide d'un seul diaphragme l'acide sulforique concentré sur Tacide à 12^, on interpose plusieurs diaphragmes, de manière à faire agir l'acide concentré sur un acide à un degré moindre, celuici sur un autre un peu plus étendu, et ainsi de suite jusqu'à l'acide à 12® environ, dans lequel on plonge le zinc, on trouve qu'il y a un accroissement considérable de tension. Un élément de cette dernière pile se comporte donc comme une pile de Bunsen, de plusieurs éléments de même surface, mais coûte beaucoup moins.