APPAREILS

Comme nous l’avons dit, le nombre des appareils figurant à l’Exposition était relativement restreint; la plupart, ayant une application spéciale, seront décrits ultérieurement. Ce sont : les appareils à fluor de M. Moissan (p. 28), le voltamètre a gaz tonnant de M. Brochet (p. 27), l’électrolyseur Rhodin (p. 54), les appareils de M. Cowper-Coles pour le zingage électrolytique des tubes d’acier et la fabrication des miroirs paraboliques (p. 81 , 8G et 114), l'appareil à hypochlorites de Kellner (p. 41), l’électrolyseur Hargreaves pour la fabrication des alcalis et du chlore (p. 56), etc.

Nous nous bornerons à décrire ici les appareils non classés pouvant se rapporter à toute réaction. Les dispositifs et appareils de mesure exposés par l’Institut royal de Chimie physique et d’Électrochimie de Gœttingue (Hanovre), ont été décrits en même temps que la salle de travail exposée par cet Institut (Voir p. 10).

M. Étard exposait dans l'annexe un appareil pour l'électrolyse sous pression.

Cet appareil se compose d’un tube en acier A ( fig . 10) de 40 mm de diamètre extérieur, de 20 mm de diamètre intérieur et 65 cm de longueur.

Fig. 10. — Appareil de M. Étard pour l'électrolyse sous pression.

Il est fermé à ses deux extrémités par des bouclions à vis B et C, permettant d’assurer l’étanchéité parfaite au moyen de lamelles de plomb D. Un de ces bouchons C est traversé par un fil servant d’éleclrode E, dont l’isolement par rapport à la masse de l’appareil est assuré au moyen d’une pièce tronconique F en émail. Ce fil est en platine; il est maintenu à une certaine distance du tube A, qui constitue la seconde électrode, au moyen de perles d’émail G.

Un dispositif permet d’assurer la circulation des liquides; il se compose de deux tubes II et 1 vissés dans le tube principal. Ces tubes sont munis de robinets à pointeau J, garnis de presse-étoupes K et pouvant être manœuvrés par une roue L ; les tubes M et N communiquent soit avec un appareil à pression, une presse hydraulique par exemple, et avec un récipient destiné à recueillir le liquide électrolysé. L'ajutage des tubes M et N se trouve en arrière. Un ajutage O communique avec un manomètre par l’intermédiaire du tube P. Une enveloppe Q permet de maintenir l’appareil à une température déterminée par un dispositif quelconque (bain d'air, bain d’huile, bain de limaille, etc.) ; trois tubes R permettent de déterminer la température.

M. Peyrusson exposait dans l’annexe différents types de son éleetrolyseur caractérisé par la forme hélicoïdale des électrodes que les figures 11 et 12 représentent en élévation, tandis que la figure 13 montre en coupe verLicale la vue de l’appareil complet.

L’élecirode intérieure, représentée isolée [fi g. il), est formée d’une hélice à lames larges et

L’ÉLECTIUCITE A L’EXPOSITION

rapprochées, enroulées autour d’une tige centrale, de telle sorte que l’électrolyte, qui arrive à la partie supérieure par le robinet K, est obligé de parcourir toutes les spires de celte hélice, en subissant progressivement et bien complètement l’action du courant électrique.

Cette électrode, munie d’une prise de courant fi, est disposée à l’intérieur d’un vase poreux c qui doit avoir juste le même diamètre et qui peut communiquera sa partie inférieure avec le robinet d pour la sortie de l’électrolyte.

L’électrode extérieure, que l’on voit séparée [fiy. 12), est aussi constituée par une hélice e, ayant un vide central dans lequel s’ajuste le vase c destiné à recevoir l’électrode interne. Les spires de cette hélice sont reliées par des liges extérieures /*; mais elles peuvent aussi être composées de londelles ayant chacune une spire d hélice à l'intérieur et reliées entre elles de façon à affecter la forme d'un appareil à colonne.

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Électrode interne. Électrode externe. -

Fig. 11 et 12. — Électrodes de l’appareil de M. Peyrusson.

Le fonctionnement de cet appareil est très simple : les robinets k et l, qui correspondent à des réservoirs d’alimentation, étant convenablement ouverts, les solutions à éleclrolyser arrivent dans l’appareil, le traversent en suivant les spires des électrodes et s’écoulent à la partie inférieure par les robinets d et i.

Celte forme hélicoïdale des électrodes présente le très grand avantage d’obliger les électrolytes à suivre tous les contours des hélices et, par conséquent, à faire dans l'appareil un parcours qui, suivant le rapprochement et la largeur des spires, peut facilement être cent fois plus grand que la longueur de l'axe de l’hélice. De plus, pendant ce long parcours, l’électrolyte se trouve soumis au courant électrique sous forme de tranches minces emprisonnées entre les lames de l'hélice et, par conséquent, dans les meilleures conditions pour en subir l’action d’une façon rationnelle et progressive. Ce résultat est encore favorisé par le mouvement du liquide et par le fait que chaque partie de l'électrolyte soumise au courant pendant le parcours de l'hélice est isolée et évacuée aussitôt l’effet désiré obtenu; il suffit pour cela de régler l’écoulement d’une façon rationnelle au moyen des robinets d’arrivée et de sortie.

On peut n’employer cette forme en hélice que pour une seule des électrodes (généralement l'extérieure), l’autre étant de forme quelconque.

Avec cet appareil, on peut facilement utiliser les actions produites à chaque électrode et même opérer en même temps sur deux électrolytes différents.

GÉNÉRALITÉS

Les inconvénients des cloisons poreuses sont réduits au minimum par la forme même de appareil, puisqu’il suffit d'un cylindre pour séparer des électrodes de surface sept à huit fois plus considérable; de plus, celte forme cylindrique permet d’employer des rondelles s’emboîtant et peu coûteuses, même lorsqu’elles sont faites en composés spéciaux beaucoup moins attaquables. — Enfin, à la place de terre poreuse, on peut employer les autres matières usitées pour cet usage.

Le vase poreux qui contient l’électrode centrale peut facilement être fermé de façon qu’on puisse y faire une aspiration de 15 à 20 mm de mercure qui empêche l’osmose électrique, lorsque cette électrode joue le rôle d’anode et permet d’obtenir facilement séparés les produits gazeux qui peuvent se dégager.

Dans cet appareil, l’électrolyte se trouve tout naturellement à l’abri de l'air.

Malgré le vase poreux, la résistance électrique est très faible, d’abord à cause de la grande surface des électrodes sous un faible volume, mais aussi par suite de l’agitation continue dans toutes les parties de l’électrolyte, agitation qui est produite tout simplement et tout naturellement par le fait de l’écoulement du liquide.

MATÉRIEL D’ÉLECTROCHIMIE

Bacs d’électiiolïse. — Le verre et la porcelaine, à peu près exclusivement employés dans les laboratoires, n’ont d'applications industrielles que dans des cas spéciaux. Le grès convient très bien pour tous les appareils industriels de dimensions restreintes. La lave de Volvic peut être employée à beaucoup d’usages, mais a l'inconvénient de coûter assez cher.

Fig. 14 et 15. — Bars des Manufactures de Saint-Gobain, Chauny et Cirey.

Le bois est couramment employé dans les cuves de grandes dimensions, notamment l’aflinage des métaux, les dépôts électrochimiques, etc. Les cuves peuvent être doublées de plomb ou enduites à froid ou à chaud de différents produits destinés à les rendre imperméables et inattaquables. On peut également imprégner le bois de paraffine ou de cérésine, en le chauffant pendant un certain temps à 150° dans un bain de ces substances, jusqu’à ce qu'il n’y ait plus de dégagements gazeux dus à l’air et à l’humidité.

Un produit qui tend à prendre de plus en plus d’extension pour la confection des bacs d’électrolyse est le ciment et notamment le ciment armé. On peut aussi réaliser toutes les formes désirées avec des parois relativement minces. Il faut prendre la précaution, notamment dans le cas du ciment armé, d’imperméabiliser pour éviter les dérivations.

Dans les usines importantes, dans lesquelles un grand nombre de bains sont montés en tension et qui utilisent de ce fait des machines à tension élevée, les cuves et les planches sur lesquelles circulent les ouvriers employés au travail de l’électrolyse doivent être montées sur des isolateurs analogues à ceux employés pour les accumulateurs.

Enfin, on peut employer des bacs métalliques, dont la paroi constitue l’une des électrodes

Naturellement, ces bacs à électrolyse ont des formes variées à l’infini et se rapportent e général chacun à une fabrication spéciale. Leur exposition ne pouvait offrir qu’un intérf relatif.

Parmi les objets exposés, signalons, dans la « Collectivité allemande de l’Industri chimique », la cuve en grès à rainures exposée par la « Thonwaarenwerk Bettenhausen » d Cassel, et qui est utilisée dans l’appareil Kellner (Voir p. 41).

Les Manufactures de Glaces et Produits chimiques de Saint-Gobain, Chaunv et Cire exposaient des bacs en verre moulé par le procédé Appert [/îg. 14 et 15), pouvant avoir quelque applications dans l’électrolyse, mais qui sont principalement utilisés comme bacs d’accumuh teurs, des isolateurs, crémaillères, plaques à rainures, tasseaux, etc.

Diaphragmes. — Le diaphragme est la partie de l’électrolyseur qui empêche les anions t les catliions ou, du moins, les produits qui en dérivent, de réagir les uns sur les autres.

Les premiers diaphragmes employés en électrolyse furent les vases à piles fabriqués e faïence poreuse (terre de pipe).

Ces diaphragmes, qui résistent bien aux acides, sont malheureusement attaqués par le alcalis d’une façon énergique. Il est probable cependant qu’en modifiant la constitution de pâtes, on puisse arrivera les perfectionner. L’inconvénient des vases poreux est qu'ils ne peuver se prêter à des installations importantes. Ils ne conviennent que lorsqu’il n’y a pas circule tion du liquide. Si la circulation est nécessaire, on peut employer les diaphragmes tubulaires comme dans l’appareil Outhenin-Chalandre (Voir p. 58).

Parmi les autres matières premières, il faut citer:

L’amiante employée à l’état de papier, de carton ou de toile, soit seule, soit mélangée ave d’autres matières, notamment la chaux ; dans ce cas, la plaque est badigeonnée de silicate ou d phosphate de soude pour lui donner de la solidité. Le produit, improprement appelé « porcelain d’amiante », possède l’avantage d’être excessivement poreux.

Le ciment est assez employé ; on lui donne de la porosité par un gâchage spécial ou l’addi tion de sel marin ou de tout autre sel soluble, du soufre, etc. Dans le premier cas, un simple less vage à l’eau enlève le sel; dans le second, il faut employer le sulfure de carbone. On peut ége lement mélanger de la pierre ponce, du coke, etc.

Pour donner au ciment de la solidité, on le gâche avec de l’amiante ou autre substanc minérale ou organique, laine, poils, etc.

Nous donnerons plus loin la construction d’un diaphragme Hargreaves (p. 55).

A côté des matières minérales, on a proposé également l’utilisation des matières orga niques, le papier-parchemin que l’on protège en le recouvrant d’une couche d’oxychlorure alcalino-terreux, en ajoutant au liquide anodique du chlorure de calcium ou de magnésium, à 1 dose de 2 0/0; le papier ou le carton imprégné d’albumine coagulée, ensuite de collodion, d gélatine insolubilisée, soit par le bichromate, soit par l’aldéhyde formique. On peut employé ces substances soit seules, soit mélangées avec les matières minérales précitées.

11 existe également toutes sortes de systèmes de diaphragmes en substances perforée; plaques disposées en lames de persiennes, s’appliquant surtout au cas où l’on a simplement de gaz à séparer. Enfin, on peut supprimer les diaphragmes, soit par des dispositifs spéciaux, so par l’emploi de densités de courant appropriées.

Comme tout l’appareillage d’électrolyse, les diaphragmes étaient assez mal représentés l’Exposition; deux ou trois maisons simplement exposaient des vases poreux. La Manufactur royale de Porcelaine de Berlin exposait, dans la Collectivité allemande de l’Industrie chimiqui une plaque poreuse pour électrolyse de 80 cm sur 80 cm et de moins de 2 cm d’épaisseur; celt pièce magnifique n’est malheureusement qu’un objet d’exposition, car, dans la pratique, on es loin d’atteindre ces dimensions à des prix industriels.

GÉNÉRALITÉS