EFFET DE LA PRESSION

La théorie de la diffusion mutuelle des gaz montre que le coefficient de diffusion est inversement proportionnel à la pression totale des deux gaz qui se diffusent. Cette loi a été confirmée par les expériences de Loschmidt et autres (* ).

Les résultats donnés dans la seconde Partie montrent que la loi peut s'étendre au cas où l'un des gaz consiste en ions. La pression exercée par les ions est tellement faible qu'elle ne peut contribuer à la pression totale que pour une fraction infime, non mesurable. La pression totale est donc, dans ce cas, la pression du gaz dans lequel les ions se diffusent, et nous voyons que, entre les pressions ^^2"" et 200""

( * ) Voir O.-E. Mkyer, Die kinetische Théorie der Gase, Chapitre V[II ou L. BoLT^ MANN, Leçons sur la théorie des gaz, i** Partie.

LA DIFFUSION DES IONS PRODUITS DANS l'aIR 967

de mercure, la vitesse de diffusion est inversement proportionnelle à la pression.

On en conclut que les dimensions d'un ion ne changent pas quand la pression varie entre ces limites.

Ions produits par des méthodes variées.

Les expériences de diffusion montrent que les ions produits par les rayons de Rontgen, par les substances radioactives et par les rayons ultra-violets ont à peu près les mêmes dimensions et sont soumis aux mêmes changements sous l'action de l'humidité. Le Tableau suivant des coefficients de diffusion des ions dans l'air montre qu'il y a des différences, dans les différents cas, plus grandes que celles que des erreurs expérimentales pourraient expliquer.

Coefficients de diffusion des ions produits dans l 'air

par différentes méthodes.

Air sec. Air humide.

Ions Ions

Alélliode. positifs. négatifs. positifs, négatifs.

Rayons de ROntgeri 0,028 o,o43 o,o32 o,o35

Substance radioactive 0,082 o,o43 o,o36 0,041

Rayons ultra-violels » o,o43 » 0,087

T\jt 1. 1» • \ 0,0247 o,o37 0,028 o,o3q

Décharge par Taigrelte \ i / ^

Nous examinerons d'abord les valeurs relatives des charges des ions dans les différents cas.

On a vu (voir Mémoire précédent) que si la mobilité u de l'ion et le coefficient de difTusion K sont déterminés, on peut comparer la charge e d'un ion et la charge E d'un ion hydrogène dans l'élcctrolyse, car on a

et, d'autre part,

NE = 1,22 X lo^o.

On a déjà vu de cette façon, dans le cas des rayons de R("»ntgen, que la charge portée par les ions des deux signes est, dans tous les cas, à très peu près identique à la charge E, les différences n'étant pas supérieures aux erreurs expérimentales possibles. Pour étendre

une telle comparaison aux ions produits par d'autres méthodes, il faudrait connaître complètement les mobilités a, et c'est sealemcDi dans un petit nombre de cas qu'elles ont été déterminées.

E. Rutherford (*) a donné pour la valeur de la mobilité dans liir à la pression atmosphérique des ions produits par les rayons ultraviolets, la valeur l'^^jS par seconde. Si nous prenons la moyenne J« valeurs de K trouvées dans ce cas pour Pair sec et l'air humide, on a

Ne = 1,12 X ioï<».

L'effet de l'humidité de l'air sur la mobilité n'a pas été étudié, de sortf que nous ne pouvons espérer une concordance meilleure avec la valeur de NE dans l'élcctroljse.

A. -P. Chattock (2) a mesuré la mobilité des ions produits par l'aigrette, l^es valeurs données sont respectivement i*^",37parseconè et i*^*",8() par seconde pour les Ions positifs et les ions négatifs D'autres valeurs, inférieures à celles-là, ont aussi été obtenues ei s'accorderaient mieux avec les valeurs trouvées pour les coefficicnl* de diffusion, mais l'auteur les considère comme moins dignes de confhince, par suite d'erreurs expérimentales.

La disposition de l'appareil employé pour la mesure des mobililéj était tel que la pointe n'était pas entourée d'un tube étroit, de sorte qu'on peut prendre les valeurs les plus élevées trouvées par nous pour le coefficient de diffusion pour correspondre aux valeurs des mobililfe données ci-dessus ; on obtient ainsi

Ne = 1,66 X io*<^ pour les ions positifs. Ne = i,4<ï X lo*'^ pour les ions négatifs.

Ces résultats sembleraient indiquer que quelques-uns des ions ont une charge double, mais on ne peut pas attacher une grande importance à ces nombres, puisque les coefficients de diffusion nîonlreni de façon évidente que les ions produits par l'aigrette ont des dimcosions différentes suivant le dispositif de l'appareil au voisinage deb pointe. Pour arriver à une conclusion définie en ce qui concerne !«*? charges, il faut nécessairement mesurer u et R pour des ions pnr duits dans des circonstances identiques. C'est ce que l'on pourrait faire avec l'appareil que j'ai employé pour la détermination des coei-

(0 Proceed. Cambr. phil. Soc., t. IX, 1898. Mémoire traduit daas ce RecuciL <>) Phil. Mag., l. XLVIII, 1899, p. 407.

ficlenls de diffusion, et j'espère pouvoir mesurer les mobilités de façon à obtenir une détermination exacte de N^.

Cette méthode de comparaison entre la charge d'un ion dans un gaz et celle d'un ion dans un électrolyte présente une grande importance, puisqu'elle nous démontre de façon évidente la nature atomique de l'électricité.

Les résultats indiquent qu'il y a identité entre le minimum de divisibilité de la charge électrique dans les liquides et dans les gaz.

Les méthodes employées jusqu'à présent pour la détermination de la charge en unités absolues s'appliquent à des ions produits dans des gaz humides, et, comme toutes les mesures sont basées sur la vitesse de chute d'un nuage, on ne peut guère en attendre une grande précision. Les résultats montrent que la charge est du même ordre pour les ions obtenus par différentes méthodes. J.-J. Thomson a mesuré les charges portées par les ions que produisent les rayons de Rontgen (* ) et la lumière ultra-violette (^). Ces valeurs sont à peu près les mêmes, comprises entre 6 X io~*® et 7 X io~*® unité électrostatique. Elles ne diffèrent pas beaucoup de celle, 5 x lo*"*®, que j'ai obtenue (') pour la charge des ions dans les gaz chargés produits par l'électrolyse.

Si l'on admet l'identité de la charge dans tous les cas, on doit supposer que ce sont les variations de la masse de l'ion qui produisent les différences observées pour les coefficients de diffusion. Mac Clelland (*), en mesurant les mobilités des ions produits par l'arc ou par des fils métalliques incandescents, a trouvé que la masse de l'ion dépend dans une large mesure des circonstances dans lesquelles s'effectue l'ionisation. Les mobilités subissent de grandes variations pour de faibles différences de température, ce qui prouve que la masse de Tamas qui se forme autour d'un ion est très variable. Non pas que les rayons de Runtgen ou les substances radioactives aient une action sur l'air, qui modifie sa tendance à se réunir autour d'un ion chargé, mais il se peut que l'ionisation soit produite de diverses façons par les différentes espèces de rayons, de sorte que les masses ne soient pas identiques. Dans les décharges par l'aigrette dans l'air, il se produirait des actions tendant à grossir les dimensions de l'amas. Par exemple, les composés oxygénés de l'azote produits pourraient.

(M Phil, Afag., t. XLVI, 1898.

(') Phil, Afag., t. XLVIII, 1899.

(3) Phil. Mag., t. XLV, 1898.

(*) Proc, Camb. phil. Soc., t. X.

97^ i.-S- TOWXSKXD. — LA DIFFUSION DES IONS PEDDCITS DANS L Ail.

par leur condensation snr le nojau chargé, accroître sa masse et diminuer sa vitesse de diffusion.

On ignore si les rayons ultra-violets ont un effet quelconque sur Fair sec, mais C.-T.-R. Wilson (') a montré que, si la lumière agit pendant quelques minutes sur de l'air humide, un nuage se produit Cet effet doit être très faible dans les expériences actuelles, mais il peut expliquer la différence entre les vitesses de diffusion des ions produits par les rayons de Rontgen et les rayons ultra-violets.

Remerdmeots au Professeur J.-J. Thomson.

(*) Pkii. Trams., A, t. CXai, 1899.

CONDUCTIBILITE PRODUITE

1>A1HS L*HTDROGÈNB RT LE GAZ CARBONIQUE