Mobilité des ions

On peut facilement déterminer la vitesse avec laquelle les ions posilil^ et négatifs se déplacent dans un champ donné. La figure 3 représente l'appareil employé.

\ est un tube cylindrique de o*^'", 85 de rayon, avec deux électrodes BetC placées l'une au-dessus de l'autre suivant l'axe du tube, ayant toutes les deux 6*'~,5 de longueur et o*-'",2 de diamètre. Ces électrodes sont isolées et supportées par des bouchons d'ébonite. Pour fmpécher le dépôt d'humidité à la surface de l'ébonite de compro-

M* CLELLAND.

mettre l'isolemenl, on donne à ces bouchons la forme indiquée sur ! fi«:ure, de sorte que la surface isolante n'est pas exposée directeniei au courant gazeux.

Un tube T met le cvlindre A en communication avec une trompe eau P. La trompe est reliée par un tube en verre /:, comme Findiqu la ligure, à un grand flacon de verre V, qui est muni en outre de deu

Fig. 3.

tubes a et 6, le premier dépassant à peine le bouchon, l'autre pion géant jusqu'au fond du flacon. L'eau et l'air aspirés entrent par c, ( le robinet dont a est muni peut facilement être réglé de façon que 1 flacon reste à moitié plein d'eau, Teau s'échappant par 6 et l'air par £ On le maintient tel pendant une expérience; puis, en fermant a i en déterminant le temps que le niveau de Teau dans \ met à descendr de quelques centimètres, connaissant la section du flacon, on en d^ duil le volume d'air aspiré à travers A en un temps donné. Connai;; sant la section de A et aussi la température en un point déterminé d rintérieur de ce tube, on en déduit la vitesse du courant gazeux en c point. La température est obtenue en enlevant le manchon d'ébonil et en introduisant un thermomètre.

A est relié à la terre, C chargé à l'aide d'accumulateurs et la vitess de déperdition mesurée comme précédemment. C est chargé à u potentiel suffisamment élevé pour assurer la décharge complète d gaz. La vitesse de déperdition de C est ainsi déterminée : i® quand esl relié au sol ; 2° quand B est chargé à un potentiel tfel que la vitess de déperdition de C soit à peu près diminuée de moitié. Ces deu déterminations permettent de calculer la mobilité des particules chai

SUR LA CONDI'CTIBILITK DES GAZ CHAL'DS EXTHAITS DES FLAMMES. Sig

gées. Les ions de signe contraire à la charge de rélectrode B, contenus dans une partie de la section du tube, sont déchargés par B; la surface ainsi déchargée est donnée, comme on Fa vu, par

On peut déduire p de la vitesse de déperdition de C dans les deux cas mentionnés; connaissant r', vitesse du courant gazeux, l'équation précédente donne la mobilité i^ de l'ion.

Dans la pratique, V est choisi de façon à diminuer de moitié environ la vitesse de déperdition de G. On peut vérifier la valeur de i', ainsi calculée, en cherchant quelle valeur de V est juste suffisante pour annuler la conductibilité au niveau de C.

Cette méthode a donné une mobilité de

o*",>, par seconde.

Ce nombre résulte d'un très grand nombre d'expériences concordantes au Yq. La vitesse \>' a varié de i5*^'" à in*^"" par seconde, et le potentiel V de Téleclrode B, de i à 4 volts.

Lue autre série de déterminations de la mobilité de l'ion a été faite avec un tube de plus grand rayon (r, = 4*"")? et avec deux électrodes, l'inférieure B ayant une longueur de 43*^'" et un rayon de o*^", 4» La vitesse du courant d'air était mesurée à l'aide d'un anémomètre adapté au tube. Une détermination de cette deuxième série a donné :

Déperdition de G :

200 divisions en ii secondes, quand B était au potentiel., o

WH) » i8 » » ..40 volts

Vitesse du courant d'air au niveau de B v' =. iti""" par sec.

Cela donne, pour la mobilité,

o*''",'2*2 par seconde.

L'accord entre les résultats des deux séries d'expériences est aussi satisfaisant qu'on pouvait l'espérer, étant donnée la nature des expériences.

Toutes ces déterminations de la mobilité des ions ont été faites très peu de temps après que le gaz avait quitté la ilamine et alors que sa température était d'environ 200" C. Ceci est important, ainsi que des recherches ultérieures l'ont montré.

5'10 M* fXELLAXD.

Celte mobilité est très inférieure à celle trouvée pour les ions des gaz rcrntgenisés ( ' >.

Si l'on refj^arde la charge de lion comme invariable, on doit supposer que, dans le cas actuel, l'ion char*:é a groupé autour de lui un certain nombre de molécules neutres qui augmentent sa masse, sans accroître sa charge, diminuant ainsi sa mobilité. Nous n'avons pas de données suffisantes pour déterminer la dimension de la particule chargée, même en admettant qu'elle porte la charge atomique, car celte particule est si petite que les équations du mouvement visqueux ne s*appliquent pas.

i. — Diflérences de mobilités entre les ions des deux signes.

Quand on charge les deux électrodes B et C d'un certain signe, puis, dans une autre expérience, du signe contraire, on trouve que la mobilité des ions négatifs est environ i.i5, crlle des ions positifs étant prise pour unité.

Cette inégalité des mobilité> explique l'expérience suivante ( Lord Kelvin) : Si Ton aspire le gaz qui vient de la flamme par un tube mis à la terre à travers une boite métallique isolée, reliée à l'électrométre, et remplie d*un tampon d'ouate peu serré, la boile prend une faible charge négative. Si, maintenant, les gaz ont passé auprès dune électrode soumise à une force électromotrice alternative ( insuffisante pour arrêter tous les ions), les ions négatifs qui vont plus vite sont déchargés en plus grand nombre, et la boite se charge positivement.