IV. — Vitesse des ions

Il est établi depuis longtemps que la vitesse des ions est proportionnelle au champ électrique. Elle dépend aussi de la température et de la viscosié du milieu. « Pour une solution donnée, dit M. Caxoz, le frottement des ions n'est pas nécessairement le même pour l’anion et le cathion. » Il en résulte que les deux ions d’un électrolvte peuvent avoir des vitesses différentes.

Hirrorr à calculé les vliesses des ions en mesurant la « perle de concentration aux électrodes ». On peut également faire des mesures, par l'étude du déplacement des surlaces de séparation de deux électrolytes superposés. Cette surface de séparation est visible lorsque les solulions présentent une différence d'indice de réfraction ; ou bien lorsqu'on a un ion coloré.

Les résultats obtenus sont superposables et les vitesses sont du même ordre de grandeur pour les ions simples : pour l'unité de champ, elle est de quelques microns par

seconde.

moe

Il y a ‘une exceplion cependant pour les ions OH et H*, dont les vitesses sont respectivement environ cinq et dix fois plus grandes que celles des ions simples.

L'explication de cette anomalie est donnée par plusieurs auteurs de la façon suivante : on admet que dans son mouvement un 1on OH, par exemple, arrive au contact d’une molécule d'eau H20 (H—O0H); 11 s'unit avec H+ et l'ion OH de la molécule ainsi libéré continue le mou- vement (<— | OH-—H | <— OH). « Tout se passe, dit M. Darmois, comme si l'ion OH avait gagné un parcours égal à l'épaisseur d'une molécule d'eau. » -

La vitesse considérable de H* est due vraisemblablement à ses dimensions extrêmement réduites, ce qui diminue l'effet de viscosité. En effet : l'atome H ne possède qu'un seul électron périphérique ; lion H* est donc

formé d'un noyau (proton) sans électron planétaire ; 1l a done un diamètre considérablement plus pelit que tout autre 10h.

La connaissance de ces faits nous empêchera de commettre des fautes, d'ordre pratique, relativement importantes.

L'expression de la vilesse des 1ons est en général élablie en fonction du champ électrique, ou chule de potenuel par unité de longueur :

Nous préférons remplacer la notion de champ par celle de densité électrique ; entendant par densité le quoüent de l’mtensité par la section du lieu de {transport :

Dr

HS OE

En effet, considérons la loi d'Onm, qui est vraie à condition que le courant soit réparti dans toute la secuon

du conducteur :

E l OA) OI ENTER ; E On peut écrire : [ — re : () et: L — L (7).

S “eLE Donc densité D — b — . —=;champ.

Nous préférons la nolion de champ parce que, dans ia pratique, il nous est plus facile de mesurer directement une intensité qu'une différence de potentiel.

La vitesse est donc proportionnelle à la densité :

Nr :

On conçoit d’ailleurs aisément que la vitesse des ions soit d'autant plus grande que le passage est plus étroit, si l'on se rapporte aux données comparables de l’hvdrodynamique.

Dans des tubes de section d’un centimètre carré, les vitesses sont de l’ordre du centimètre à l'heure. Dans des sections tubulaires moins grandes (et c'est le cas des canaux dentaires) nous avons obtenu des vitesses beaucoup plus grandes : de l'ordre de plusieurs millimètres à la minute avec des intensités de quelques milliampères.

Celle loi n’est d’ailleurs pas absolue et, lorsqu'on fait circuler des 1ons dans un tube capillaire, on obtient un entraînement de l’eau « produit par le voyage des ions

Nb

de la couche double au contact de la paroi... d'où une résistance supplémentaire ». (E. Darmois).

V. - Les phénomènes de transports secondaires. L'électro-osmose.

Cette particularité des tubes capillaires, que nous venons de citer, est applicable aux traversées des membranes el des iilieux spongieux: Cet entraïnèment de liquide doit expliquer en partie le phénomène d'’électroosmose de Porer. Mais ce phénomène est également lié au fat de notion assez récente : lhydratation des ions.

Dans l'étude de la constitution des électrolvtes nous avons vu qu'une molécule du solvant H°0, par exemple, était algébriquement neutre mais pouvait être considérée comme un doublet électrique où le centre de gravité des charges + ne coïncide pas avec celui des charges — ; un ion Na* qui se comporte comme une charge + crée un champ électrique et « orientera vers lui les charges — de la molécule d'eau : 1l pourra même v avoir fixalion, on dit alors que les ions sont hvdratés ». (E. Darmots).

L'hydratation des ions avait élé étudiée en 1909 par P. Durorr et G. Baume. WasnBurx l’a vérifiée, en mélangeant à l’électrolyte NaCÏ un corps non ionisable, du sucre par exemple. On constate que la concentration du sucre n'est pas la même aux deux électrodes après le passage du courant. On peut ainsi mesurer la quantité d'eau transportée et apprécier la différence d'hydratation des ions.

En général, les ions Na* sont plus hydratés que les