TYPE DE DÂNIELL

Prenons deux électrodes, l'une de zinc {Jig^ ï4o)î l'autre de cuivre ; mais, au lieu de les plonger dans une même masse d'eau acidulée, plongeons-les séparément dans les deux moitiés d'un vase V, séparé en deux parties par une cloison poreuse P ; la lame de cuivre plongera dans une dissolution concentrée de sulfate de cuivre, la lame de zinc dans de l'eau acidulée.

Dans le compartiment de gauche, il se formera du sulfate de

Fig. i4o.

zinc ; Thydrogène tendra à se dégager sur la lame de cuivre ; mais il se trouvera en présence du sulfate de cuivre : il se produira la réaction

GuO, SO' -+- H = HO, SO» -i- Gu.

Du cuivre se déposera donc sur la lame positive, et il restera de l'fi^cide sulfurique qui rendra acide la solution de sulfate de cuivre.

La seconde condition sera réalisée, et il suffira d'ajouter au fond du compartiment de droite des cristaux de sulfate de cuivre pour entretenir constante la concentration de la solution.

La pile de Daniell est ainsi le siège d'une véritable électrolyse du sulfate de cuivre.

Si donc nous voulons calculer la force électromotrice de cet élément, il faudra tenir compte de l'énergie absorbée par cette électrolyse.

Calcul de la force électromotrice de rélément Daniell. — Il

y a deux actions distinctes dont il faut tenir compte :

i" Énergie fournie par la dissolution du zinc dans l'acide sulfurique;

2** Énergie absorbée par l'électrolyse du sulfate de cuivre.

i^"^ de zinc dégage, en se dissolvant, 1670*^**; d'ailleurs, 1 coulomb correspond au dégagement de o«%ooooio4 d'hydrogène; l'équivalent du zinc étant 33, le poids de zinc correspondant à 1 coulomb sera 33 x 0,0000104 = o,ooo34-

L'équivalent mécanique de la chaleur, en watts, est 4> ï6. Nous aurons donc, pour la force électromotrice correspondant à la dissolution du zinc,

la chaleur absorbée par l'électrolyse du cuivre est de 881"* par gramme de cuivre déposé ; la force électromotrice e', correspondant à cette électrolyse, sera donc

c'= 4,16 X o, 00033 X 88ï = i^'^'Sai

a3o ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

o,ooo33 étant le produit de Téquivalent de cuivre par le facteur 0,0000104.

On aura donc, pour force ëlectromotrice de rélémenl Daniell,

E = e — e' = 2**»'S36 — r"»,'2i , E= i^*»'Si5;

or l'expérience montre que la force ëlectromotrice de ce type varie entre l'^'^^Sog et i'*»*S i4.

Disposition pratique. — Au lieu de prendre un vase cloisonné,

Fig. i4i.

on prend des vases cylindriques que Ton place concenlriquement. Un élément Daniell se compose donc(/5^. i4i) :

1° D'un vase extérieur V, en verre, en porcelaine ou en grès, suivant les cas;

2° D'un vase poreux D, en porcelaine dégourdie, placé concenlriquement. Dans ce vase, on met la solution de sulfate de cuivre avec un excès de cristaux, maintenu à la partie supérieure par une corbeille de laiton, et l'on y plonge une lame de cuivre C.

Autour de ce vase, dans l'espace annulaire compris entre ses parois et celles du vase V, on place un cylindre fendu de zinc amalgamé Z; zinc et cuivre sont munis de pinces et de serre-fils convenables pour associer entre eux les différents éléments qui constitueront la pile.

Modifications de l'élément Daniell : Élémejvt Callaud. — M. Callaud, en 1860, a réalisé une simplification des plus importantes, la suppression complète du vase poreux. Les liquides sont alors simplement séparés par leur différence de densités. Le sulfate de cuivre est à la partie inférieure d'un vase cylindrique, dont il occupe la moitié de la hauteur; l'électrode de cuivre a la forme d'une lame enroulée en spirale, et communique avec l'extérieur par un fil recouvert de gulta. La concentration est entretenue par des cristaux placés à la partie inférieure du vase (Jig. 142).

Le zinc, suspendu par trois crochets aux parois du vase, a la

Fig. 142.

forme d'un cylindre; il plonge dans l'eau acidulée qui surnage à la partie supérieure.

Telle est cette pile essentiellement simple : elle est adoptée, en France, pour la télégraphie et la téléphonie. On peut estimer à plus de vingt mille le nombre d'éléments de ce type qui sont en fonctionnement permanent à Paris.

• Il existe beaucoup d'autres formes de la pile de Daniell dans lesquelles on utilise, pour séparer les deux liquides, leur différence de densité. Nous nous bornerons à donner la figure d'un élément

Fig. 143.

très employé dans les laboratoires pour les mesures électriques : c est Vêlement Meidinger (Jig, i43).