CHAPITRE VI

APPLICATIONS CHIMIQUES DE LA PI IX. — BEBZEl.lt'S ET UISSI.NGER. — RECHERCHES ET DECOUVERTES ÉLECTRO- CHIMIQUES DE DAVY. — ETUDE DES PHENOMENES QUI ACCOMPAGNENT LA DECOMPOSITION DE l'EAD PAR LA PILE. — NOUVELLE THEORIE DES AFFINITES CHIMIQUES PAR DAVY. — DECOMPOSITION DES ALCALIS ET DES TERRES AC MOYEN !>K LA PILE DE VOLT A. — LA GRANDE PILK VOLTAJQUI DE L'iNSTITCTION DE LONDRES. — DECOU- VERTE DU POTASSIUM, DU SODIUM, DU BARYUM ET DU STRONTIUM. — L tNSTITCT DE FRANCE DECERNE A DAVY LE PRIX FONDE PAR LE PREMIER CONSUL. — RECHERCHES PHYSICO-CHIMIQUES DE GAY-LUSSAC ET TIIENARD, AVEC LA PILK DONNEE PAR NAPOLÉON A L'ÉCOLE POLY- TECHNIQUE. — DECOUVERTE DE NOUVEAUX EFFETS DE LA P1LB. — LA GRANDE PIIX DE WOLL ASTON ET LA PETITE PILE DE CUILDREN. — LES PILES SÈCHES. — DERNIER PROGRES DE LA SCIENCE ELECTRIQUE JUSQU'A LA DECOUVERTE DE LELECTRO-MAGNET1SME PAR ŒftSTED, EN 1820. — LA PILE THERMO-ELECTRIQUE DE POtILLKT, DE NOBILI ET DE MARCUS.

Bien que résultant des travaux des physiciens, la pile vollaïquc ne devait pas tarder à s'introduire dans la chimie, son domaine naturel. Elle était appelée à produire dans cette science, une véritable révolution, en l'enrichissant de faits inattendus, en perfectionnant ses méthodes dVxpërience, et en lui

fournissant une nouvelle théorie de l'affinité.

Les travaux de Nicholson et de Carlisle sur la décomposition de l'eau, eteeux de Cruikshank sur la décomposition des sels, avaient donné le signal de l'emploi de la pile comme moyen d'analyse chimique. Ces recherches furent continuées par Bcrzélius et Hissinger, qui, s' occupant particulièrement de la décomposition électro-chimique des sels, observèrent le grand fait du transport des éléments des corps composés à chacun des deux pôles de la pile, à travers le liquide soumis à l'actiou de l'électricité.

Fig. 340. — Berzclius.

Berzélius débutait alors dans la carrière des sciences, et ce travail fut l'un des premiers qui révélèrent ce que la chimie devait recevoir de son génie patient et de son infatigable ardeur.

A cette époque, tous les savants des divers pays marchaient du même pas dans cette nouvelle carrière ; de telle sorte que la même découverte était faite quelquefois simultanément par divers chimistes très-éloignés les uns des autres; la même observation se faisait presque à pareille heure à Stockholm, à Copenhague, à Berlin, à léna, à Gènes, à Londres et à Paris.

LA PILE DR VOLTA

Cependant beaucoup de faits, restes indécis, avaient besoin d'être discutés sévèrement pour être réduits à leurs résultats certains. Les découvertes acquises à la science, par un si grand nombre d'observations éparses et multipliées, avaient besoin d'être rassemblées en un faisceau commun. Il fallait réunir les rayons divergents de ces lumières nouvelles pour les concentrer en un même point, et en composer un puissant flambeau propre à éclairer la route de l'avenir.

C'est à llumphry Davy qu'appartenaiteette tâche magnifique. C'est ce savant illustre qui, embrassant dans leur ensemble toutes les découvertes faites jusqu'à cette époque concernant l'action chimique de la pile, sut les rattacher par un lien commun, les éclairer d'un jour nouveau, et, par leur application à la chimie, changer la face do cette science.

Le 29 décembre 1806 marque la date d'une grande époque dans l'histoire de l'électricité. C'est ce jour-là, en effet, que Davy, dans la Lecture Bakérienne de cette année, donna communication au monde savant de son admirable mémoire sur le mode d'action chimique de l'électricité {{).

Voici les divisions principales du mémoire de Davy :

I. Sur les changements produits dans l'eau par l'électricité. — II. Sur l'action de l'électricité dans la décomposition de divers corps composés. — III. Sur le transport de certaines parties constituantes des corps, par l'action de l'électricité. — IV. Sur le passage des acide?, des alcalis et autres substances à travers divers menstrues chimiques, au moyen de l'électricité. — V. Observations générales sur tous ces phénomènes et sur le mode de décomposition et de transport. — VI. Sur les principes généraux des changements chimiques produits par l'électricité. — VII. Sur les relations qui existent entre les actions électriques des corps et leurs affinités chimiques. — VIII. Sur le mode d'action de la pile de Volta, arec les

(1) Baker, savant anglais, mort en 1774, fonda une renie annuelle de cent livre» sterling pour un discours qui serait prononcé par un de* membres de la Société royale sur un sujet important de philosophie naturelle. Davy fut chargé cinq ans de suite, de 1806 i IStO, de la lecture Bakfritnne.

éclaircissements que donno l'expérience. — IX. Généralisation et application des faits et des principes précédents (t).

Le mémoire de Davy débutait par l'étude de la décomposition électro-chimique de l'eau. Depuis plusieurs années, en effet, ce phénomène était devenu l'objet d'une foule d'observations contradictoires, qui avaient jeté une grande confusion sur ce sujet. Lavoisier avait établi, par ses expériences purement chimiques, la véritable composition de l'eau. Soumettant ce liquide à l'action d'un courant électrique, Nicholson et Carliste avaient confirmé cette grande découverte de Lavoisier ; ils avaient vu l'hydrogène se rendre au pôle négatif et l'oxygène au pôle positif. Les mêmes expérimentateurs avaient constaté aussi les rapports simples qui existent entre les volumes des deux gax obtenus. Mais les personnes qui voient aujourd'hui la décomposition de l'eau s'exécuter dans nos laboratoires, d'une manière si simple et si facile, auraient peut-être beaucoup de peine à comprendre les défiances, les oppositions de toutes sortes qui, à l'origine, accueillirent ce fait capital. Le phénomène était loin de se présenter alors avec la netteté que nous lui voyons maintenant. En même temps, en effet, que l'oxygène et l'hydrogène apparaissaient, on voyait se produire au pôle positif un acide,' et une base au pôle négatif. La nature de cette base et de cet acide variaient d'ailleurs suivant l'espèce des vases employés. De là une confusion inexprimable. La composition de l'eau n'était pas encore universellement admise ; il restait quelques esprits aveugles qui s'obstinaient à nier la découverte de Lavoisier. Ces hases et ces acides, qui formaient l'escorte obligée des deux gax, compliquaient encore cette première difficulté, et jetaient les esprits dans un trouble extraordinaire. On trouvait dans ce fait matière aux opinions les plus étranges, et à

(I) Philo*.pMtnl TrantùCtiont, JS07. — Anmttet df chimie, t LXIII, p. 172.

MERVEILLES DE LA SCIENCE

des hypothèses si bizarres que l'on a quelque peine à s'en rendre compte aujourd'hui. On confondit ces deux phénomènes, savoir : la formation de l'hydrogène et de l'oxygène, et la production d'un acide et d'un alcali. Cruikshank regardait l'acide formé pendant la décomposition électro-chimique de l'eau comme de l'acide azotique, et la base comme de l'ammoniaque. Désormes opinait pour l'acide chlorhydrique et l'ammoniaque. Mais, d'un autre côté, certains chimistes affirmaient que, sous l'influence de l'électricité, l'eau peut se convertir en une base et un acide ; d'autres regardaient l'oxygène et l'hydrogène comme de l'eau en combinaison avec l'électricité. Brugnatelli allait jusqu'à prétendre que le fluide électrique pouvait luimême se changer en un corps matériel ; il admettait la formation d'un acide éler trique. D'autres enfin, Monge, par exemple, pour expliquer l'apparition des deux gaz sur deux points du liquide éloignés l'un de l'autre, admettaient la formation d'une eau hydrogénée à un pôle, et d'une eau oxygéuée à l'autre (1). Et nous omettons encore bien des suppositions tell os que leur sens précis ne saurait être clairement formulé.

C'est en cet état que Davy trouva la question; elle était, comme on le voit, bien embrouillée et bien obscure. Cependant il n'hésita pas à aborder de front toutes ces difficultés.

Rien n'est plus intéressant que de suivre la série de tâtonnements successifs par lesquels Davy eut à passer dans l'exécution de son travail ; de montrer comment il réussit d'abord à dégager le grand fait de la décomposition de l'eau des phénomènes accessoires qui l'offusquaient ; comment il constata que les bases et les acides, dont l'apparition était constante, n'étaient pas, ainsi qu'on l'avait pensé, formés de toutes pièces durant l'opération, mais provenaient simplement de la décompo-

(I) Dumas, Isçoni sur la philosophie chimique professée* au collège de France. Pari», 1837, In-S, onsieme leçon, page* 3W-400.

sition de certains sels disséminés dans les vases dont on faisait usage ; comment il dut abandonner l'emploi des vases de verre pour ceux d'agate, puis ces derniers pour des vases d'or, qui ne pouvaient rien céder au courant voltaïque.

Une circonstance particulière s'était toujours présentée, comme nous venons de le dire, dans la décomposition de l'eau par la pile. On voyait constamment apparaître une base au pôle négatif, ce qui donnait lieu aux interprétations les plus diverses. Cette formation spontanée d'un acide et d'un alcali pendant la décomposition électro-chimique de l'eau fut le premier problème dont Davy se proposa la solution. Les piles dont il fit usage étaient composées, l'une de cent cinquante couples cuivre-zinc de (T,12 de côté, l'autre de cent couples cuivre -zinc de 0",16 de côté ; le liquide excitateur était une solution saturée de sulfate d'alumine. La disposition de l'expérience consistait à faire arriver le courant par un fil d'or ou de platine dans une capsule remplie d'eau distillée, et communiquant, au moyen d'une mèche d'amiante, avec une deuxième capsule également pleine d'eau, et dans laquelle plongeait le fil d'or ou de platine en contact avec le pôle négatif de Yélectro-moteur (pile).

La solution que Davy donna du problème fut complète. Il démontra que l'eau distillée, qui était sensiblement pure pour les réactifs chimiques ordinaires, contenait pourtant des sels, et particulièrement de l'hydrochloratc de soude (sel marin), dont la base était transportée par le courant au pôle négatif, et l'acide au pôle positif de la pile. 11 constata que la capsule, dans laquelle plongeait le fil positif, était elle-même rongée par l'action du courant, bien qu'elle fût composée des substances les moins solubles, c'est-à-dire de cristal, d'agate, de "marbre, de sulfate de chaux, de sulfate de strontiane ou de baryte, etc. ; et que les sels contenus dans la substance de ces divers récipients étaient décomposés par la

LA PILE DE VOLTA

ri.il.nl. CHU «I P. Il, irrp.

fil" r J j,si H Cl -Il

Fig. 311. — Lavy décompose les alcalii par la plie voluiquc (1801).

pile, et leurs éléments transportés à leurs pôles respectifs. Voici comment Davy parvint à se convaincre de la réalité de ce fait.

Dès ses premières expériences, il avait reconnu que l'acide qu'il obtenait constamment n'était autre chose que de l'acide chlorhydrique, et la base toujours de la soude. S'apercevant alors que le verre se trouvait légèrement corrodé au point de contact des fils conducteurs, il n'hésita pas à attribuer l'origine de l'acide chlorhydrique et celle de la soude à la présence d'une petite quantité de sel marin qui devait se trouver contenue dans le verre, et l'expérience directe vint bientôt justifier cette conjecture.

Davy employa alors pour récipients, des vases d'agate. Mais il obtint encore une petite quantité de soude et d'acide chlorhydrique. Toutefois, ces corps diminuaient à mesure que l'on faisait de nouvelles expériences T. i.

dans les mêmes vases. Aux vases d'agate il substitua enfin de petites capsules d'or, qui ne pouvaient rien céder au courant voltaïque.

L'emploi de ces capsules d'or, réunies par des filaments d'amiante, ne donna pas tout de suite des résultats satisfaisants, car on obtenait encore de la soude et de l'acide azotique. Davy soupçonna dès lors la pureté de l'eau distillée elle-même. Ce soupçon était juste, car un litre de cette eau, évaporée à siccité, lui fournit une petite quantité d'azotate de soude.

Distillée de nouveau avec de grandes précautions, et placée dans les vases d'or, cette eau ne donna plus aucune trace d'alcali fixe.

Cependant le papier de tournesol rougi se trouvait encore légèrement influencé par la liqueur, qui, portée à l'ébullition, perdait ses propriétés alcalines. D'un autre côté, au pôle positif de la pilc,on recueillaitencore de l'acide

MERVEILLES DE LA SCIENCE

azotique, et alors même que l'ammoniaque ne continuait pas à se produire, la quantité d'acide devenait à ce pôle de plus en plus considérable. Davy comprit dès lors que les éléments de l'eau et ceux de l'air atmosphérique prenaient à la fois part à la réaction, et il expliqua la formation continue d'acide azotique, même quand l'ammoniaque ne se montrait plus, au moyen de ce fait découvert par Priestley, que dans l'eau aérée, un courant de gaz hydrogène chasse l'azote de sa dissolution dans Feau, en y laissant coexister l'oxygène.

Il ne restait donc plus qu'une expérience à faire pour démêler les phénomènes accidentels de la décomposition de l'eau : il fallait opérer à l'abri de l'air. Plongeant les fils d'or de sa pile dans de petites capsules d'or pur; remplissant ces capsules d'eau, qu'il avait luimême distillée dans des vases d'argent et purgée par l'ébullition, de toute trace d'air ; établissant la communication entre les deux capsules au moyen d'une mèche d'amiante; plaçant enfin les capsules d'or sous le récipient de la machine pneumatique , pour opérer hors du contact de l'air, Davy reconnut qu'il ne se dégageait au pôle positif que de l'oxygène, au pôle négatif que de l'hydrogène, et qu'il n'y avait formation d'aucune trace de substance acide ou alcaline.

La conversion de l'eau , sous l'influence de la pile voltaïque, en oxygène et hydrogène, sans autre produit, se trouva ainsi définitivement démontrée.

Après cette admirable analyse du phénomène de la décomposition électro -chimique de l'eau, Davy abordait, dans son mémoire, l'action qu'exerce la pile sur les composés salins. U avait soumis à ses expériences, d'une part, les sels solubles dans l'eau, d'autre part, les sels insolubles dans ce liquide. Parmi les sels solubles dans l'eau, les sulfates de potasse, de soude, d'ammoniaque, l'alun, l'azotate de baryte, le phosphate de soude, les succinate, oxalate et benzoate d'ammoniaque ; et parmi les sels insolubles, les sulfates

de chaux, de baryte et de strontinne, le fluorure de calcium, l'azéolithe, la lépidolithe et le verre ordinaire, furent soumis par Davy à l'action décomposante de la pile, et tous se comportèrent dans cette circonstance de la même manière.

Après avoir isolé dans toute sa simplicité, le phénomène de la décomposition électro-chimique de l'eau, et dégagé ce fait essentiel des accidents qui l'avaient troublé dans les expériences de ses prédécesseurs; après avoir rapporté les résultats de l'action du courant électrique sur un certain nombre de sels, le profond chimiste montrait, dans la sixième partie de son mémoire, que ce n'étaient là que des exemples particuliers d'une loi des plus générales. U faisait voir que, sous l'influence de la pile, tous les autres composés peuvent, aussi bien que l'eau, se réduire en leurs éléments; — que dans les décompositions de ce genre, le corps acide se porte constamment au pôle positif, et le corps basique au pôle négatif ; — enfin, que les corps simples affectent aussi des rapports d'élection galvanique invariables.

Mais en voyant tous les composés chimiques se défaire sous l'influence de l'électricité, Davy avait été conduit à admettre que la cause de la combinaison des corps réside aussi dans une véritable attraction électrique, et par une série d'inductions et d'expériences qu'il serait trop long de rapporter, il proclamait ce fait, que l affinité chimique n'es/ autre chose que t électricité , ou, en d'autres termes, que la force qui détermine l'union des corps et qui maintient les combinaisons une fois formées, est identique avec la force électrique.

Telle est l'origine de la théorie électro-chimique, si brillamment défendue par Berzélius, et qui a exercé sur l'esprit de la chimie une si profonde et si durable influence, que depuis trente années seulement on a commencé à en secouer l'autorité.

Nous renonçons avec peine à pousser plus

LA PILE DE VOLTA

loin l'analyse de cet admirable travail de Davy, à suivre l'auteur dans les considérations générales auxquelles il s'élève, lorsque, cherchant à apprécier le rôle que joue l'électricité dans l'ensemble des phénomènes chimiques qui se passent sur notre globe, il semble lire, d'un regard assuré, dans l'avenir de la science. Nous avons hâte d'arriver à la magnifique application qu'il fit lui-même de ses idées, en se servant de la pile voltaïque pour réduire en leurs éléments les alcalis et les terres.

C'est en 1807, c'est-à-dire un an après la lecture du grand mémoire dont nous venons d'exposer les résultats, que Davy fit connaître sa découverte de la décomposition électrochimique des alcalis et des terres.

Depuis longtemps on avait remarqué la ressemblance chimique des terres, c'est-àdire de la chaux, de la baryte, de la magnésie, etc., avec les oxydes métalliques, et celle des oxydes métalliques avec les alcalis, c'està-dire la potasse, la soude et l'ammoniaque. Lavoisier,dès les premiers temps de la cbimie, avait pressenti cette grande vérité (1). Mais, depuis cette époque, Bertholletavait découvert la composition de l'ammoniaque, et prou vé que cet alcali est formé d'hydrogène et d'azote. Ce fait avait rompu la ligne entrevue des analogies. Si, d'un côté, on persistait à regarder, avec Lavoisier, les terres comme des oxydes métalliques, d'autre part, l'analogie des alcalis fixes avec l'ammoniaque, amenait à prêter à ceux-ci une constitution analogue

(I) Voici ce qu'écrivait i ce sujet Lavoisier en 1789, dans «on Traité élémentaire de chimie : « Il serait possible que toutes les substances auxquelles nous donnons le nom de terre* ne fussent que des oxyde* métalliques, irréductibles par les moyens que nous employons... Itest à présumer, ajoutait-Il plus loin, que les terre» cesseront bientôt d'être comptées au nombre des substance* simples ; elles sont les seuls corps de toute celte classe qui n'aient point de tendance à s'unir a l'oxygène, et je suis bien porté a croire que cette indifférence pour l'oxygène, s'il m'est permis do me servir de cette expression, tient i ce qu'elles en sont déjà saturées. Les terres, dans cette manière de voir, seraient des substances simples, peut-être des substances métalliques, oxygénées. »

à celle de l'ammoniaque. Davy, par exemple, s'imaginait, avant ses recherches, que les alcalis fixes étaient formés de phosphore et d'azote. Cependant, armé d'un agent de décomposition aussi puissant que la pile, il n'hésita pas à aborder ce grand problème d'analyse.

Il essaya d'abord de soumettre à l'action de la pile une dissolution aqueuse de potasse. Mais l'eau se décomposait seule. 11 plaça alors dans le cercle de la batterie voltaïque un morceau de potasse maintenue en fusion par la chaleur. Mais ce corps, privé d'eau, ne livrait point passage à l'électricité. Il essaya enfin d'abandonner l'alcali pendant quelques minutes à l'air, pour lui laisser attirer un peu d'humidité; rendu ainsi suffisamment conducteur, il le plaça entre les pôles delà pile, et dès lors, l'expérience eut un plein succès. La potasse entra en fusion, par la chaleur de la décharge électrique, et bientôt on put observer au pôle positif, un bouillonnement gazeux produit par le dégagement de l'oxygène ; tandis qu'au pôle négatif apparaissaient de petits globules semblables au mercure par la couleur et par l'éclat, mais tellement combustibles et oxydables, que, dès leur formation, ils se recouvraient d'une croûte blanche en reproduisant de la potasse. Jetés sur l'eau, ces globules y brûlaient avec une flamme éclatante.

Davy venait de décomposer la potasse en oxygène et en un métal nouveau qui a reçu le nom de potassium.

Cette découverte, l'une des plus brillantes des temps modernes, honore particulièrement l'esprit et le labeur humains, en ce qu'elle est le fruit unique de l'induction expérimentale, en ce que ni le hasard ni les secours étrangers n'y prirent aucune part.

Ce qui faisait son extrême importance, c'est qu'elle donnait le signal d'une série d'autres découvertes semblables. En effet, la potasse une fois analysée, la composition de la soude et de toutes les bases terreuses était par cela même connue. Après avoir réduit la potasse,

Davy, dès le lendemain, décomposa la soude. 11 dut, toutefois, employer une pile plus puissante.

Disons, en passant, que les piles voltaïques, employées par Davy dans ces expériences mémorables, n'avaient rien de bien inusité pour l'énergie. Celle qui servit à décomposer la potasse était formée de 250 plaques de 6 et de 24 pouces. On réussit même avec iOO plaques seulement de 6 ponces. Les personnes qui ont attribué le succès des recherches du chimiste anglais à l'emploi de batteries énormes, étaient donc fort injustes envers lui.

Les travaux de Davy furent interrompus à cette époque par une grave maladie. Pendant sa convalescence, et grâce à une souscription de ses concitoyens, une pile de 600 couples de 4 pouces, fut construite et mise à sa disposition. Il dirigea cette artillerie contre les terres ; mais elles furent plus difficiles à réduire que la potasse et la soude. Il réussit pourtant à décomposer la baryte, la strootiane et la chaux, et put isoler les métaux contenus dans ces oxydes. En soumettant à l'action de la pile des fragments de strontiane et de baryte, il vit une flamme apparaître à la pointe du fil négatif. Comme le défaut de conductibilité électrique des terres était l'obstacle qui l'arrêtait, il augmenta cette conductibilité électrique en chauffant avec un peu d'acide borique les oxydes qu'il soumettait à l'action du courant. Grâce à cet artifice, la matière inflammable se montra plus facilement.

Mais Davy reconnut qu'il n'y avait qu'un noyen de recueillir le corps combustible dégagé : c'était de former un alliage de ce corps avec des métaux, et pour cela, de soumettre à l'action de la pile, les terres mélangées avec un oxyde de plomb, de mercure ou d'argent.

Voici donc le procédé dont le chimiste anglais fit usage pour obtenir quelques parcelles de métaux terreux. Il réduisait en poudre de la baryte, de la strontiane, de la magnésie ou de la chaux, ajoutait à ces terres

un tiers de leur poids d'oxyde de mercure, et plaçait ce mélange dans une lame de platine façonnée en godet, dans lequel il introduisait un peu de mercure recouvert d'huile de naphte. Il se servit pour ces dernières expériences d'une pile de 500 paires. Il obtint ainsi des amalgames qui, distillés dans des tubes de verre pleins de vapeur de naphte, donnèrent pour résidus des corps blancs qui, à l'air, se transformaient en augmentant de poids, en baryte, strontiane, chaux et magnésie.

Davy en était là de ses recherches, lorsqu'il reçut de Berzélius une lettre contenant la description d'un très-ingénieux procédé qui avait permisà l'illustre chimiste de Stockholm, aidé du docteur Pontin, de décomposer la baryte et la chaux assez facilement et sans grand appareil.

Berzélius et Pontin avaient eu l'heureuse idée de placer, au pôle négatif de la pile, du mercure métallique contenu dans une petite cavité creusée sur un fragment de baryte ou de chaux. Le mercure facilitait la réduction de l'oxyde en s'amalgamant au fur et à mesure avec le métal rendu libre (I).

(I) Le mémoire de Davy, qui renferme l'histoire de tes tentatives pour la décomposition de la baryte, de la strontiane, de la chaux, et quia pour titre : Recherches éleclrorhimiijvet sur la décomposition dtt terres, fat lu le 30 juin 1 808 à la Société royale de Londres. Volei comment Davy raconte l'expérience de Bertélius, répétée par lui-même au laboratoire de l'Institution royale :

• Un globule de mercure, formant le circuit d'une batterie composée de cinq cents couples de ait pouces carres, faiblement chargée, fut posé sur de la haryte légèrement humectée, placée sur une lame de platine. Le mercure perdit peu a peu de sa fluidité, et quelques minutes après il se couvrit d'une pellicule blanche de baryte. Lorsqu'on jeta l'amalgame dans de l'eau, il se dégagea de l'hydrogène, le mercure revint à son état primitif, et l'eau fut reconnue être une soluUon de baryte.

■ A vec la chaux,\es résultats furent exactement les mêmes.

• Il n'y avait point à douter que cette méthode ne réussit également arec la strontiane et la magnésie, et Je me balai de tenter l'expérience. La strontiane me donna un résultat immédiat ; mais Je ne pus d'abord me procurer d'amalgame avec la magnésie. Cependant, en prolongeant Pepératlon et entretenant cette terre continuellement humide, j'obtins enfin une combinaison de sa base avec le merenre, laquelle reproduisit lentement de la magnésie en absorbant l'oxygène de l'air ou celui de l'eau »

LA PtLE DE VOLTA.

Fig. 342. — La grande pile de l'Ecole polytechnique c

Davy essaya de soumettre à l'action de la pile, la silice, l'alumine et la glucine, selon le procédé imaginé par Berzélius et Pontin. Mais H échoua dans celte tentative d'analyse électrique, ear ces oxydes ne donnèrent point d'amalgame avec le mercure. En traitant par le potassium la silice, la magnésie, l'yttria et la glucine, de manière à déplacer l'oxygène de ces bases, il reconnut bien que ces substances étaient des oxydes, mais il ne put isoler assez bien leur radical pour s'assurer s'il était métallique. La solution de cette question était réscrvécàBerzéliusetùMM.WoelileretBussy.

ttruite en 1813, par l'ordre de Napoléon I" (page G70J

ri

Le magnifique ensemble de découvertes contenu dans la longue série «les recherches de Davy, que nous venons d'exposer, remplissait glorieusement toutes les conditions du programme de prix publié en 1801 par l'Institut national de France. En 1808, la France honora dignement le génie du physicien anglais, en lui décernant le prix fondé par le premier Consul « pour ses découvertes annoncées dans les Transactions philosophiques de 1807. »

Faisons bien remarquer pourtant que ce ne fut pas, comme on l'a toujours dit jusqu'ici,

M ERVE1LLES DE LA SCIENCE.

le prix extraordinaire de 60,000 francs, mais seulement une somme de 3,000 francs qui fut accordée à Davy. La rémunération était faible sans doute, comparée à la grandeur, à l'importance des découvertes du savant anglais. Mais si l'on se rappelle la guerre acharnée qui divisait alors l'Angleterre et la France, on sentira toute la valeur de ces trois mille francs envoyés, à une pareille époque, de Paris à Londres, au nom de Napoléon. En cela, la France obéissait à ces traditions généreuses qui lui font chercher, découvrir, proclamer le mérite étranger, et décerner la palme du génie scientifique, sans regarder au drapeau d'une nation ennemie (1).

Les travaux de Davy avaient excité chez les savants de tous les pays une émulation extraordinaire. C'est en France que se manifestèrent les plus importants résultats de cette noble rivalité. Dans l'ouvrage de Gay- Lussac et Thénard, Recherches physico-chimiques, qui fut publié en 1811, on trouve l'exposé d'un grand nombre d'observations remarquables sur les effets physiques et chimiques de la pile.

Ces recherches de Gay-Lussac et Thénard furent commencées à l'occasion de la grande pile que Napoléon avait donnée à l'Ecole polytechnique. Comme Bcrthollet lui parlait un jour des grands travaux de Davy sur l'électricité, l'Empereur demanda, avec son

(t) Aprè» In récompense lolcnnclle accordée aux travaux de Davy, aucun autre prix n'a été décerné par notre Académie dea aclrncea pour encourager lea progrès de l'électricité. Il a été question, sur une demande de la famille QErsted, d'accorder une récompense à ce physicien, pour sa découverte, faite en 1120, de l'action de la pile aur l'aiguille aimantée, qui a eu pour résultat la création de l'électromagnétisme, et toutes lea applications de ce fait immense réalisées aujourd'hui au grand bénéfice dea nations. Hais ce projet n'eut point de suite, les ministres de la Restauration ayant refusé de mettre a la disposition de l'Académie la somme promise par le gouvernement consulaire.

L'importance du rôle que l'électricité est appelée à remplir dan* In science et dans l'industrie n'ont pas manqué de frapper l'.itteiition de l'Empereur Napoléon III. In des premiers actes de son pouvoir a été l'institution, faite le 18 février 1853, d'un prix de 50,000 francs à décerner eu I8&7, pour récompenser les applications pratiques de la pile de Volt*. Ce prix n'a élédrerrué qu'en 1861 à M. ItuliuikurlT.

impétuosité ordinaire, pourquoi ces découvertes n'avaient pas été faites en France.

— Sire, répondit Bcrthollet , c'est que jusqu'à ce jour nous n'avons pas possédé de pile voltaïquc assez puissante.

— Eh bien ! qu'on en construise sur-lechamp une suffisante, et qu'on n'épargne ni soin ni dépense.

C'est ainsi que fut construite aux frais de l'État la magnifique pile voltaïque de l'École polytechnique.

Cette pile était composée de G00 couples de cuivre et de zinc de 9 décimètres carres pour chaque plaque ; toute la batterie avait 54 mètres carrés de surface. Cet appareil n'existe plus; mais il nous a été possible de le reconstituer au moyen des débris qui en sont conservés dans le cabinet de l'Ecole polytechnique. On le voit représenté figure 342, page G69.

Fig. 848. — Gay-Lussac.

Gay-Lussac et Thénard reconnurent et apprécièrent avec beaucoup d'exactitude l'influence du nombre des couples de la pile sur l'intensité de ses cficts, et celle de l'acidité

plus ou moins grande du liquide dont elle est chargée. Us analysèrent aussi arec beaucoup de soin plusieurs autres circonstances physiques ou chimiques, qui influent sur la manifestation des phénomènes chimiques de la pile, et confirmèrent les résultats obtenus par Davy sur la décomposition des alcalis et des terres, en employant des procédés d'une nature différente.

Fig. 3«4. - Thénard.

C'est à Gay-Lussac et à Thénard que l'on doit la découverte du procédé de préparation du potassium et du sodium par l'action du charbon sur le carbonate de potasse ou de soude, méthode qui permit d'obtenir pour la première fois, en proportions notables, ces curieux métaux qu'on n'avait pu se procurer jusque-là qu'en très-petite quantité par l'action de la pile.

Pendant que l'on construisait à Paris, par l'ordre de Napoléon, la grande batterie de l'École polytechnique, les directeurs de l'Institution royale de Londres, dans un noble but de rivalité scientifique, profitèrent de cette circonstance pour stimuler le zèle de leurs

concitoyens. La pile qui avait servi à Davy à exécuter ses nombreuses expériences s'était complètement usée entre ses mains par l'action prolongée des acides, et se trouvait hors de service. On ouvrit une souscription pour la remplacer : a Les recherches électro-chi- « miques, écrivaient les directeurs de l'Insti- « tution royale, ont pris naissance dans notre «pays; ce serait un déshonneur pour une « nation si puissante et si riche que, faute d'as- <t sistance pécuniaire, elles allassent se com- « plétcr ailleurs. » La liste de souscription fut promptement remplie, et Davy se trouva bientôt en possession de la plus belle batterie que l'on eût encore vue. C'était une pile de Wollaston.

Flg. 3(5. — L'an dei ?00 groupes composant la pile de Wollaston construit* pour Davy, à Ytnsl itution rayait de Londres.

• La plus puissante combinaison qui existe, disaitil en 1812 dans ses Éléments de "philosophie chimique, dans laquelle le nombre des couples est combiné avec l'étendue de surface, est celle qui fut donnée au laboratoire de V Institution royale par un petit nombre de zélés patrons de la science. Elle se compose de deux cents groupes Joints ensemble dans un ordre régulier, composés chacun de dix doubles plaques placées dans des auges de porcelaine, chaque plaque contenant trente-deux pouces carrés; ainsi le non bre total des couples métalliques est de deux mille, et la totalité de la surface est de cent viugt-huit mille pouces carrés. »

MERVEILLES DE LA SCIENCE

Le liquide qui servait à mettre en aetion cette puissante pile de Wollaslon, consistait, comme celui qui avait été employé précédemment dans la plupart des expériences de Davy, en une dissolution d'alun, aiguisée d'acide sulfurique. Le gaz hydrogène qui se dégageait, par suite de l'action de l'acide sulfurique sur le zinc était si considérable, quand les deux mille plaques étaient mises en action, que l'on n'aurait pu manier sans danger un tel instrument. Aussi l'appareil était-il établi dans une cave, d'où partaient des fils conducteurs, pour aboutir dans la salle supérieure où les expériences s'exécutaient. La figure 346 (page 673), représente cet appareil, véritablement historique.

C'est avec cette remarquable batterie, qui Tut installée en 1813, dans le laboratoire de Y Institution royale, que Davy put étudier et développer dans toute leur beauté, les phénomènes physiques et chimiques de la pile, et produire la lumière et la chaleur les plus intenses que l'on eût développées jusque-là par des moyens artificiels. En se servant d'acide azotique étendu pour charger les deux mille couples, Davy découvrit l'arc lumineux de la pile, qui est comparable, par son intensité, à la lumière solaire, et dont l'emploi, rendu pratique de nos jours, a permis de créer l'éclairage électrique.

Davy observa que, lorsqu'on termine les deux, fils conducteurs de la pile, par deux pointes de charbon, et que l'on approche ces deux charbons l'un de l'autre, à environ un trentième de pouce de distance, on vit jaillir aussitôt entre les deux conducteurs, une étincelle d'un éclat incomparable. En éloignant peu à peu les charbons l'un de l'autre, le jet de lumière s'étendait et formait, à travers l'air, une courbe étineelante, de trois à quatre pouces de longueur. Toute matière introduite dans ce foyer sans pareil, y disparaissait aussitôt, par fusion ou volatilisation. Le platine, le cristal de roche, le saphir, la magnésie, la chaux, et toutes les substances les plus ré-

fractaires, y semblaient vaporisées. Ces divers phénomènes se reproduisaient dans le vide, ce qui montrait bien que cet effet n'était pas dû à l'oxygène atmosphérique, mais était bien le résultat propre du calorique développé par le courant. Il est inutile d'ajouter que toutes les décompositions chimiques observées jusque-là furent reproduites par cette nouvelle batterie avec une intensité prodigieuse.

La grande batterie de Davy trouva pourtant sa rivale. A la même époque, un riche amateur de sciences, nommé Children, venait de faire construire une pile composée dans le système dit couronne de tasses, et modifiée par Wollaslon. Sous le rapport de la dimension des plaques, c'est la plus grande pile qui ail jamais été construite. Chacun de ses éléments présentait une surface de trentedeux pieds carrés, et elle contenait vingt et un de ces éléments. Par le courant de celle pile, de gros fils de platine, dont quelquesuns avaient jusqu'à cinq pieds et demi de long et deux lignes de diamètre, étaient rougis, dans une portion plus ou moins grande de leur longueur, et même en partie fondus. Les oxydes, les métaux infusibles dans les foyers ordinaires, et eu particulier l'iridium, furent mis en fusion de cette manière. On réussit à fondre complètement une tige carrée de platine, de deux lignes de diamètre sur deux pouces trois lignes de long. De la poussière de diamant étant placée dans une fente pratiquée à la scie, en travers d'un fil de fer, le diamant fut liquéfié et le fer qui le touchait se transforma en acier. C'est en 1813 et en 1815 que Children exécuta ces curieuses expériences.

Le génie particulier du physicien Wollaston le portait à produire de grands résultats avec de petits moyens. Dès qu'il eut connaissance des effets de la pile de Children, il voulut, pour ainsi dire, retourner l'expérience, et produire tous ces puissants phénomènes à l'aide de l'appareil voltaîque le plus petit que l'on eût employé jusque-là.