ACTIONS CHIMIQUES DES PILES

On ne pourait non plus prévoir quels résultats on obtiendrait en transmettant un Ynéme courant à travers des combinaisons binaires de compositions atomiques dissemblables, par exemple un prolochlorure et un biclilorure du même métal.

l)e nombreuses recherches, dues h M, Faraday lui-même, à M. Buff, à M. Soret, à M. Ed. Becquerel, ont apporte de nouvelles données sur rimportanto question des décompositions éleclrocliimiques, et il paraît mainten;iîU corlain que si un morne courant Iraverse successivement dos clilorures, des bromures, des iodure-;, dos owdes et des solutions d'oxvdes, les quantités de chlore, de brome, d'iode, d'oxygène, séparées dans le- même temps des corps auxquels elles se trouvaient inmitivement unies sont telles qu'avec un môme |>oitis d hydrogène elles formeraient de l'eau ou quelqu'un des acides chlorhydrique, bromhydriquc el iodhvdi ique. Enfin, si dans un des voltamètres un chlorure et un oxyde étaient h la fuis décomposés, la somme du clilore el de l'oxygène sé[)aivs dans ce voltamètre des corps auxquels ils étaient primitivement unis, transformerait complélement en ean et acide chlorhuli (^ue une quantité d'hydroir^né égale à celle qui est dégagée dans ie voltamètre tvpe peiui itif la durée de l'expérience.

Travail intérieur de la Pile. — Lorsqu'une pile fonctionne il y a des décompositions chimiques produites dnns ses ditVérents éléments; ordinairement la décomposition dont nous parlons e?t celle de l'eau dont l'hydropme se déira^e tandis que l'oxygène se porte sur le zinc pour l'oxyder. Or, si le courant extérieur est Ini-nii'me (^mployé à faire des dt'composilions chimiques, ainsi (\uc Taxons su[>posé dans tout l'alinéa précédent, y a-t-il

quelque rapport siuiple entre Ips quantités d'hydrogène df'^îrnp^^os dans chacun des éléments de la pile et celle qui se produit dans un voltamètre extérieur?

M. Matteucci s'est posé la question et, daiis un travail imprimé en 4834, il a fait voie que toutes ces quantités d'hydrogène sont égales, pourvu toutefois que l'action chimique intérieure soit complètement efTicace au poiut de vuo du développement du courani, c'est-à-dire pourvu qu'aucune portion de i éleclricité dont le dégagement accompagne cette action chimique, ne se recompose sur place sans passer par le circuit extérieur.

Il semble à priori qu'il doit être fort difficile de savoir si dans une pile en activité toute l'action chimique est efficace, ou toutau moins d'évaluer la part d' hyd rogènedégagée par suite de I oxydation de la portion de zinc qui disparaît sans accroissement dans le courant. Alais te phénomène suivant donne ia solution deladiffîcnUé.

ACTIur*iS CUi.MlQU£S DES PILES. lU

Quand le circuit d*an élément do pile n*est pas fermé, tout Thydrogène produit se dégage sur le zinc. Quand, au contraire, le circuit est fermé, une portion de ce î?az se dégage sur la lame de cuivre ou de platine par laquelle l'électricité positive sort du liquide , absolument comme dans un voltamètre placé sur le trajet du circuit extérieur.

Ce sont précisément ces quantités d'hydrogène recueillies sur les cuivres des divers éléments qui sont égales entre elles et à celles que donnent les voUamèlres extérieurs.

Enfin, actuellement, la vérification de la loi de M. Matleucci peut se faire sans que l'on soit aucunement géné par la difficulté que nous venons de signaler, on doit à M. de La Rive d'une part, et à M. Kemp d'autre part, des observations fort importantes et qui permettent de cunstruiie des éléments voltaïquos dans lesquels toute l'électricité dégagée dans- l'oxydation du zinc se trouve employée à produire le courant.

Le zinc ordinaire amali^amé peut être plongé dans une solution étendue d'acide suliurique sans s'y dissoudre en proportions appréciables. Un élément voltaïque fait avec du zinc amalgamé peut néanmoins charger un condensateur, il le charité aussi bien que le ferait un élt moiit tout semblable et dans lequel le zinc serait naturel ; mais après que cet ellet s'est produit, s;ins doute sous linfluence d'une action chimique, mais d une action si peu prolongée que le dégagement d'hydrogène correspondant est inappréci;ilil(^ l oxydatioii s'arrête. L'amalgame de zinc est alors constitue dans un état électrique négatif, et l'on conçoit que dans cet état particulier il puisse résister à la cause oxydante qui avait agi efficacement sur lui alors qu'il était à l'état naturel ; mais si l'on vient à fermer le circuit, l'amalgame se trouve ou complètement ou partiellement soustrait à l'influence de cette cause qui lui permettait de résister à l'action oxydante du liquide; l'action chimique s'établit alors d'une manière permanente, mais elle est complètement efficace, et la loi de M. Matteucci se vérifie alors très-simplement. Les travaux de MM. Daniell, de Bucy, Despretz, ne laissent aucun doute sur ce point.

11 est à peine nécessaire d'ajouter que depuis la connaissance des propriétés du zinc amalgamé, on prend soin de n'en plus employer d'autre dans la construction des piles.

§ 4. pays A i.\tënsitb constante.

ÉlémenU de Mt Beecpierel. L'intensité des effets (|ue pi o^

IMLtS A bKLX LlgtlDES

dui^aient les piles à auges décroissait très-rapidement; ainsi, au bout d'un quart d'heure de mise en activité, des appareils de cette espèce ne décomposaient plus en une minute qu'une faible fraction de la quantité d'eau qu'ils décomposaient dans le même intervalle de temps au moment oà leur action avait eommenop, et, on le conçoit sans peine, si Ton considère d'une part que la faible quantité d'acide sulfurique qui se trouvait dans chacun des au^ts successifs devait être rapidement épuisée par la combinaison avec Toxyde provenant de Toxydation du sine; et d'autre part, que la surface du cuivre se recouvrait rapidement de bulles d'hydrogène qui diminuaient beaucoup la conductibilité du circuit ; les piles de Woilaston pi é>ontciicnt tes mènm inoonvéntents, quoique h un degré moindre. Aussi, pour ce motif autant que par raison d'économie , on prenait soin de ne plonger les éléments métalliques dans l'eati acidulée qu'au moment même où l'on voulait produire les phénomènes à étudier. On conçoit dès lors que la construction des piles à intensité à peu près constante fut un progrès véritable dans la science de l'électricité. On le doit à M. Becquerel. L'élément qu'il construisit d'alwrd était formé d'un tube en U,analogiie k celui de la figure 789. La partie inférieure était remplie d'argile bien pure; la partie supérieure de Tune des branches renfermait de l'acide azotique, l'autre une solution concentrée de potasse. Ces liquides pénétraient l'argile, réagissaient l'un sur l'autre, et leurs points de contact se chargeaient de fiuides contraires que l'on recueillait sur des 6l8 ou lames de platine' immergés à la partie supérieure des branches.

Pile 4e Daaîell. — L'élément de DanieU est celui dans lequel se trouvent le mieux réalisées les conditions propres à assurer la constance de Tétat des surfaces métalliqiies et à rendre aussi peu variables que possible la composition dcB liquides intérieurs, ou tout au moins l'influence fondamentale qu'ils exercent dans le développement des courants. Cet élément est essentiellement à deux liquides, et présente en conséquence deux cavités distinctes séparées l'une de l'antre par une doîson qui permet aux deax liquides de se mettre en rapport par contact tout en rendant leur mélange très-difficile et très-Jent; il est représenté en coupe fig. 790, CC, est un vase de cuivre rouge, por^ tant à sa partie supérieure et externe une sorte de rebord en forme de gouttière circulaire, qui communique à Tintérienr par un grand nombre de trous assez étroits; YV est un vase de porcelaine dégourd io, et Z une lame de zinc dont la partie supérieure est reliée par. une pince P munie d'une vis de pression à une lame de cuivre L qu'on peut inettre en communication, soit avec

PILES X DEUX LIQUIDES. 7iS

le vase CC Itti-mème, soit avec celui d'un autre élément 9em«* blable.

Fis. 790.

Dans le vase poreux on met une di>solution d'aciclc sulfurique très-étendue; dans le vase de cuivre une solution saturée do sulfate de cuivre; des cristaux de ce môme sel remplissent ia f2:ouUière supérieure, ils sont baignés par lu solution renfermée dans le vase principal et la maintiennent toujours à l'état de saturation. Le zinc doit avoir sa surface soigneusement amalgamée.

Si l'on réunit la lame L au vase de cuivre C, le circuit vollaïque est complet : en P. jonction du zinc et du cuivre, et entre Z et C un conducteur iicjuide.

Lorsque le courant est établi, le sulfate de cuivre est décomposé, l'oxygène et l'acide qui proviennent de celte décomposition se portent sur le zinc, qui se dissout. Quant au cuivre^ il se dépose ^ur le vase de cuivre lui-même. Fn sorto que la seule modification à la constitution de l'elémiMU [irovient ckque 1 eau qu'il renferme se cliarge c|e plus en plus de sulfate de zinc.

Oiioîquofois, dans Téiémcnt que nous venons de décrire, on substitue à l'acide sulfurique étendu une solution de sulfate de zinc. Le courant a moins d'intensité, mais plus de con-* stance.

On peut encore monter la piie de Danieil d'une façon un peu moins parfaite, peut-être^ mais plus économique. On met le sulfate de cuivre dans le vase poreux, et Ton fait plonger au juilieu des morceaux de ce sel une lame de cuivre telle que Z (iîg. 794). Le vase poreux est place au milieu d'un vase de verre dans lequel On place l'eau acidulée et la lame de zinc : cette dernière a la forme d'un cylindre CG; on peut la faire . communiquer, aoil lu 44

PILES k DEUl LIQUIDES

avec la lame L pour fernuT le circuit par lelémeut iui>môme, soii avec le cuivre L" (1 un aulre eiemeut.

Fi«. 791.

Pfliide BuBMB. — Si, daos réiément de Daniell, pris sous celle seconde forme, on remplace la lame de cuivre Z par une plaque de charbon reliée à sa partie supérieure à une lame de cuivre, et si, en outre, au sulfate de cuivre on substitue do Facide azotique du commerce, on aura Télément construit par M*. Bunsen. ^ " '

La figure 791 représente plusieurs éléments de Bunsen réunis pour former une pile* Les cylindres de zinc sont désignés par les lettres Z, Z', les. vases de verre par les lettres AA' À|/

Fig. 79i

Un seul charbon est représenté.en B; C'^ Cj, sont les lames de cuivre de:^linées à établir les communications ; V, V\ Y} , les vis de pression des pinces qui servent à fixer les lames de cuivre G aux plaques de charbon ou aux cylindres do zinc.

L'clémont do Bunsen avait été précédé par celui de Grovo dans lojjue!, pour la première fois, furent mis en usaîîn les vasds de terre poreuse^ et dans lequel surtout l'acide azotique fui^ pour la première fois, employé pour brûler l'hydrogène provenant dô

«ALVAlfOPLASTIB.

la décomposition de Fcau. Dans cet clément, au lieu de charbon, Grove employait des lames de platine. Les piles de Grove onC une grande puissance, malheureusement le prix en est fort élevé.

Les piles de Bunsen sont très-avantageuses pour les expériences des cours. Cinquante éléments de dimensions moyennes sont plus que suffisants pour faire manœuvrer, pendant une journée entière, la lampe électrique dont les usages ont été indt« qués page La décomposition de la potasse se fait très-bien avec un nombre moindre d'éléments. Les combustions des métaux s'obtiennent avec la plus grande facihté, et quelques élé* ments sont suffisants pour reproduire tous les effets que nous dési-* gnerons sous le nom de phénomènes électrO'* dynamiques ou électro- m a gn é t i q u es.

La solution d'acide sulfurique se fait en mélangeant dix voulûmes d'eau avec un d'acide; elle doit être renouvelée tous les jours. Quant à l'acide azotique, il peut servir plusieurs fois; on le change quand il ne marque plus que W à l'aréomètre de Beaumé,

Dans les télégraphes on emploie ofdinaire'ment des éléments de Dantell, dans lesquels te zinc plonge dans de Teau presque pure. Ces éléments peuvent fonctionner pendant des mois entîerâ sans être démontés. On se trouve aussi' très-bien, pour des expériences de ce genre, des piles à sulfaté de mercure imaginées par M. Marié-Davy.

Pour obtenir une pile de cette espèce , 11 suffit de remplacer dans une pile de Bunsen l'acide azotique par une bouillie de suK fate de, mercure. Quand l'élément est épuisé, ce qui n'arrive qu'après un temps fort long, on retrouve au fond des pots le mercure du sulfote revivifié.

§ S. — VOftUIIB ET AnOBtrrURe l^LBCTftO-CniHIQUBS. —

GALVANOPLASili:.

L'étude des décompositions éléctro^chimlques a conduit à des applications très-împorlantes; nous citerons spécialement la dorure et l'argenture galvaniques^ la galvanoplastie et le dépôt des oxydes de fer et de plomb sur les objets métalliques.

Dorure et argenture; recherches de M. de la Rive. — Lorsqu'un courant agit sur une soluiioii métallique des dernières sections, le mêlai revivifié se précipite sur l'électrode négative; mais Télat sous lequel il y apparaît est très * variable; avec une action Ires-lenle, il s'oj^rt^ge souvcrit en cristaux. Ainsi, que l'on Ûxe au bouchon d un ÛacOn une lamd de zinc à laquelle

GALVANOPLASTIE.

sont attachés des fils de cuivre; si.Foo verse de Tacétate de plomb dans le flacon de manière que les fils de cuivre et la partie inférieure du zinc soient plongés dans le liquide, on voit, au bout de quelques semaines, les fils de cuivre couverts de trèsbenu\ cristaux de plomb. D'autres fois, au contraire, le précipité se fait en poudre, ainsi qu'il arrive lorsqu'on plonge dans une solution d^argent les deux électrodes d'une pile un peu forte. II. de la Rive, le premier, a cherché par quelles dispositions on pourrait arriver à obtenir Tor et largent, précipités on couches komogènes suffisamment épaisses et assez adhérentes pour supporter Taction du brunissoir, et il y est arrivé en employant des solutions convenablement étendues, des courants faibles, une grande constance dans les conditions de Texpérience et un décapage parfiiit des pièces à recouvrir du métal précieux. PMoédés ém MM. de Ruols «t EUûagton» ^ Les travaux de

UM. de Ruolz et EIkington ont apporté d'heureux perfectionne^ mente aux procédés de H. de la Rive, et, depuis une vingtaine d années, la dorure et l'argenture électro-chimiques sont deve« nues une industrie des plus importantes. -

Les solutions que l'on emploie de préférence aujourd'hui sont ordinairement des solutions étendues de cyanure d'or ou d'argent dans lo cyanure de potassium. 11 faut avoir soin de maintenir ces solutions toujours dans Icmômeélatde saturation, et l'on y arrive en prenanL pour électrode positive une lame du métal qui se dépose; enfin il est essentiel de ne mettre la pièce à dorei ou à argenter en communication avec le pôle négatif que quand i autre électrode est déjà reliée au. pôle positif.

Quant aux opérations nécessaires au nettoiement préalable des pièces, elles consistent à les recuire, à enlever les oxydes à l'aide d'une immersion dans un bain d'acide elles graisses pari action de la potasse. Mais notre pian n'est pas d'entrer dans une description complète des procédés que la pratique a montrés les meilleurs. Cette description serait trop étendue pour trouver place ici.

Nous ajouterons pourtant que les pièces argentées par ces procèdes doivent, au sortir des bains, être plusieurs fois plongées dans un bain de borax et chauiroes à un point suffisant pour décomposer un peu de sous-cyanure d'argent, qut se dépose en même temps que le métal, et s'aliererait ensuite assez. rapidement en donnant à la pièce une teinte désagréable.

Galvanoplastie. — Les couclics d'or et d'argent déposées, comme nous venons de rinditiUfM- , sont adliérenles et trêsmioces* L'art de la galvanoplastie, au contraire, a pour objet la précipitation du cuivre sur des moules convenabieSt sous ia

double condition que la couche déposée reproduise dans toute leur finesse les détails du moule et qu'elle puisse se détacher de ce dernier sans éptfouver la moindre déformation.

La solution de ce problème , acquise à la science par les tra» vaux de IIH. Spencer et Jacobi , permet de reproduire en cuivre non-seulementdes médailles ou des statues, maismèmedes feuilles et des fleurs.

Pour reproduire une médaille, il faut commencer paren prendre une empreinte en creux. Â cet effet, on passe d'abord sur sa surface un linge fin très-légèrement mouillé d*huile, puis on prend une bande de carton mince ou de fort papier que l'on enroule autour de son rebord , de manière à .constituer ainsi un vase piat dont la médaille est le fond; on verse dans ce vasè improvisé de la stéarine fondue^ ou encore une bouillie de plâtre fin^ et on laisse la solidification s'opérer dans un repos absolu* On enlève alors la carie. La médaille se détache très-aisément, laissant son empreinte en creux sur la stéarine. Pour rendre conducteur le moule ainsi obtenu, on passe légèrement sur sa surfoce un pinceau de blaireau Irenipé préalablement dans de la ' plombagine très-fine. On prend soin, toutefois» de ne métalliser ainsi que le dedans du moule et sa surface latérale, mais point du tout la base opposée à Tempreinte, Le moule ainsi préparé, on l'attache à un fil de cuivre rouge assez fin, que Vom tourne autour de la suiface laiérale du moule. Gela foit» on verse dans un vase de verre une solution saturée de sulfate de cuivre à laquelle on ajoute quelque peu d'acide sulfurique, et, dans ce vase, on fait plonger une lame de cuivre en communication avec le pôle positif d'une pile formée d'un ou deux éléments de Daniell. On plonge alors le moule en face de la lame de cuivre, et on établit la communication entre le fil conducteur qui l'entoure et l'électrode négative de la pile ; au bout d'un temps suffisant, vingtquatre, quarante-huit heures, par exemple, le dépôt de cuivre est assez at)ondant pour pouvoir être enlevé du moule. La lame de cuivre qui forme l'électrode positive se dissout graduellement et maintient la solution toujours au même état de saturation.

Dépdu d*asy^ei néullîqiief. — M. Becquerel a montré que' l'on peut aussi, à l'aide des courants voltaïques, déposer sur des pièces métalliques préalablement décapées des couches de peroxyde de plomb et de peroxyde de fer parfaitement adhérentes. Ces dépôts pourraient être employés comme enveloppes préservatrices; celui du peroxyde de fer surtout aurait de réels avantages à cause de sa grande inaltérabilité. Enfin, quand elles

7tO MESUIIB DK LMNTBNSITtt DBS GOURANTS.

ponl -iini^aiiiùieiH iiimces, les pellicules ^l'oxydes dont il js'agit se coiii[MH'tcnt à la manière des lames minces Ira ns(>a rentes et présoiiteiit d** tren-bemix effpts de coloration.

Nous exhiiyonsdu traité d'électricité publié par M. Bocquorel h ré^'lc a l'aide de laquelle on peut rocouvrir les surfaces métaN Ijques d'un dépôt dr» perowiU' de filoiril» qui présentfn des teintes aussi vives que celles (lc> iames minces : « On attache l'ctbjet à colorer au pôle positif d'une pile de deux ou trois éléments et on le plonge dans un va>e renl'erînnnt une solution d'oxyde de plomb dans la potasse, puis on pieiul à la main un (il de platine conunnni. niant ;ui poK^ negatil et n!i le fiivnnrae dans le liquide 'a une cetlainf» distance de la Iniiie. AussiuH le dépôt commence et présente les couleurs successives des lames minces. »

Four obtenir la solution d oxvde de plomb. « ou di-<out dans un ballon 360 j^rammes de potasse cau-tique dans deux litres d'eau distillée, on ajoute 4n<) «rrammo^ de lithari^e, on Tait bouillir {>endant Ufie demi-heure, on lai^M' re[>oser \<\ dissolution, on décante et on eteod ie liquide décante d un volume d>au égal au sien. »