DÉCOMPOSITION DES SELS

chauffe dans une cornue au milieu d'un courant d'hydrogène, le mercure distille, et il reste un globule de métal, le potassium. Ce métal s'était porté à l'électrode négative et s'était uni au mercure pour former un amalgame.

Une des propriétés les plus remarquables du potassium, c'est de décomposer l'eau à la température ordinaire ; l'amalgame de potassium jouit de la même propriété, et, placé dans l'eau, donne lieu à un dégagement de bulles d'hydrogène provenant de l'eau, dont l'oxygène s'est combiné au métal pour former un oxyde, la potasse.

Béeomposition des sels. — Décomposition du sulfate de cuivre. — Dans un tube de verre enU(fig. 308) on verse une dissolution de sulfate de cuivre dans l'eau, liquide bleu ; on se sert comme

Fig. 308.

Tube en U pour la décomposition des sels.

Fia. 309.

Décomposition du sulfate de potasse avec une électrode négative de mercure (expérience de M. Pnnillet).

électrodes de lames de platine qui sont plongées dans les branches du tube en U: l'électrode négative se recouvre aussitôt d'un dépôt rouge de cuivre, l'électrode posilive est le siège d'un dégagement de gaz oxygène. L'analyse chimique montre aussi qu'autour d'elle se trouve de l'acide sulfurique libre. Ainsi le sel est décomposé par le courant: le métal se rend au pôle négatif, l'oxygène et l'acide sulfurique au pôle positif.

Pécomposition du sulfate de potasse. — On ajoute à une disso-

lution de sulfate de potasse neutre une certaine quantité de sirop de violette, puis on la verse dans un tube en U, dans les branches duquel on plonge les électrodes de platine. Au pôle positif se produit un dégagement de gaz oxygène, et une coloration rouge manifestant la présence de l'acide, qui rougit la teinture violette ; au pôle négatif on observe une coloration verte due à la potasse, qui, comme les alcalis, verdit la teinture violette; mais ce que ne présentait pas la décomposition du sulfate de cuivre sur l'électrode négative, il y a un dégagement de gaz qui est de l'hydrogène. Ainsi ce n'est pas le métal potassium qui apparaît comme le cuivre à l'électrode négative, mais de la potasse et de l'hydrogène. Ce fait s'explique bien facilement: le potassium décompose l'eau à la température ordinaire; il ne peut subsister sur l'électrode négative plongée dans l'eau, et décompose ce liquide en donnant avec l'oxygène de la potasse et en laissant se dégager l'hydrogène ; il y a là une action électrolytique secondaire.

M. Pouillet a démontré par une expérience simple qu'il en est ainsi. Versons dans un verre une certaine quantité de mercure (fig. 309) ; plongeons dans ce métal un tube de verre contenant un fil de platine qui est l'électrode négative d'une pile; puis versons au-dessus une solution de sulfate de potasse contenant l'électrode positive : la décomposition a lieu. Dès qu'on l'arrête, on voit que le mercure donne lieu à un dégagement d'hydrogène qui continue longtemps, il s'est formé au pôle négatif un amalgame de potassium qui peu à peu décompose l'eau.

Explication de Grotthus. — Pour expliquer la décomposition des corps composés, Grotthus a proposé une hypothèse qui rend bien compte des phénomènes, et que nous pouvons appliquer à la décomposition de l'eau par la pile. Supposons deux lames de platine plongées dans l'eau ; l'une est l'électrode positive P, l'autre la négative N (fig. 310). Considérons une série linéaire de molécules d'eau: le premier effet de l'électricité, c'est d'orienter les molécules d'oxygène et celles d'hydrogène ; les premières sont tournées vers l'électrode positive, les secondes vers l'électrode négative. Supposons avec Berzelius que les molécules d'oxygène soient chargées d'électricité négative, et celle d'hydrogène de positive : la molécule d'oxygène la plus voisine de l'électrode positive est attirée par elle, se porte sur le platine et devient libre; la molécule d'hydrogène s'unit alorsà l'oxygène de la molécule d'eau voisine, l'hydrogène de celle-ci à l'oxygène de la molécule d'eau suivante, et ainsi de suite ; de sorte qu'en même temps la dernière molécule d'hydrogène voisine de l'électrode

DÉCOMPOSITIONS ELECTRO- CHIMIQUES. 425

négative devient libre et se porte sur celle-ci. On comprend de cette manière la décomposition du corps composé en ses éléments, sans qu'il y ait transport des éléments d'une électrode à l'autre, transport que du reste on n'a jamais constaté.

Pour un sel métallique, le sulfate de cuivre, par exemple, l'oxygène et l'acide sont tournés vers l'électrode positive et le métal vers la négative. Des phénomènes analogues de décompo-

FlG. 310.

Partie inférieure grossie d'un voltamètre, employée pour l'explication de Grotthus.

sition et de recomposition se font pendant tout le temps que passe le courant.

On appelle corps électro-positif celui qui se rend au pôle négatif; corps électro-négatif, celui qui se porte au pôle positif. Ainsi l'oxygène, le chlore, l'iode, les acides, sont électro-négatifs, tandis que les métaux et l'hydrogène sont électro-positifs.

Loi des décompositions électro-chimiques de M. Faraday.

— Lorsqu'un même courant traverse à la fois plusieurs substances composées , les quantités des éléments séparés sont entre elle* comme les équivalents chimiques de ces éléments» — Cette loi se démontre expérimentalement. Prenons un voltamètre, appareil à décomposer l'eau, un tube en U contenant du sulfate de cuivre e deux électrodes de platine, et un tube renfermant du chlorure d'étain maintenu à l'état de fusion et deux fils de platine. Faisons pas-

ser le même courant à travers ce? trois appareils pendant un temps assez long. Nous recueillons un certain volume d'hydrogène. Le calcul nous donne le poids de ce gaz séparé de Veau ; l'augmentation de poids de l'électrode négative qui s'est recouverte de cuivre fait connaître le poids de ce métal qui s'est déposé ; l'augmentation de poids du fil de platine, le poids de rétain. On trouve que les poids de l'hydrogène, du cuivre et de l'étain sont entre eux comme 1, 32, 59, qui sont les équivalents de ces trois éléments.

Lorsqu'on emploie des électrolytes contenant, pour un même poids de métal, des poids différents d'un autre élément, par exemple lorsqu'on décompose des chlorures qui pour un môme poids de métal contiennent des poids différents de chlore, quel est l'élément qui suit la loi de M. Faraday? M. Matteucci a montré que lorsqu'on décompose par le môme courant les chlorures de cuivre Cu2Cl et CuCl, on obtient des volumes et, par suite, des poids égaux de chlore, tandis que les poids de cuivre déposés sont entre eux comme Cu* et Cu ou comme 2 et 1. M. E. Becquerel a conclu d'un grand nombre de recherches faites sur des oxydes, des chlorures et des sels, que pour un équivalent d'hydrogène dégagé dans le voltamètre, on obtient toujours un équivalent du corps électro-négatif qui se sépare, oxygène, chlore ou acide.

Béeompoflltlons dans l'Intérieur de la plie. — Tandis que le

courant d'une pile produit en dehors des décompositions chimiques, il se passe dans l'intérieur de chaque élément des phénomènes chimiques qui, nous le verrons bientôt, sont les causes du développement de l'électricité. Daniell a montré par une expérience simple que la quantité d'hydrogène qui se dégage dans chaque élément d'une pile est égale à celle qu'on obtient dans un voltamètre placé dans le circuit. La pile employée par Daniell était disposée de manière que l'on pouvait recueillir l'hydrogène dégagé. Dans le col d'une cloche retournée (fig. 311), on fixe à l'aide d'un bouchon deux lames, l'une de zinc amalgamé, l'autre de platine (pile de Smée) ; on verse du mastic fondu dans l'intérieur pour que la cloche puisse contenir de l'eau acidulée par l'acide sulfurique ; deux éléments semblables sont disposés, et deux cloches graduées pleines d'eau sont retournées au-dessus du platine ; les pôles sont réunis avec un voltamètre. L'expérience montre que le volume d'hydrogène donné dans chaque couple est égal à celui qui est recueilli dans le voltamètre ; mais un équivalent d'hydrogène de l'eau décomposée par le zinc, sous l'action de l'acide sulfurique, exige la dissolution d'un équiva

POLARISATION DES ELECTRODES. JS7

lent de zinc ; il en résulte qu'un équivalent d'eau est décomposé par l'éleclrolyse lorsqu'un équivalent de zirfc se dissoul dans chaque élément.

On peut ajouter que si l'on décompose par le marne cou-

pant plusieurs composés différents, chaque équivalent obtenu d'un corps électro-négatif correspond à un équivalent de xinc dissous dans chaque élément de la pile.

Polarisation le» électrodes. — Lorsqu'on plonge dans l'eau des électrodes qui ont servi à la décomposition de l'eau ou d'un sel, et qu'on les unit avec les deuï file d'un galvanomètre, on reconnaît aussitôt une déviation de l'aiguille aimantée. Si les électrodes ont servi à décomposer l'eau, l'une, positive,* (ng. 312), s'est recouverte d oxygène, et l'autre, négative, /j s'est couverte d'hydrogène ; le courant qui traversait le liquide allait de e en f. Lorsqu'on unit les électrodes avec le galvanomètre, le sens du courant qui dévie l'aiguille est précisément inverse de celui-ci et va de fen e. Ce phénomène, qui a élé observé pour la première fois par M. delaHive, s'explique par la condensation à la surface des électrodes des gaz oxygène et hydrogène produits de décomposition. Quand les deux électrodes sont placées dans l'eau pure, ou laissées dans l'électrolyle, l'hydrogène condensé a la surface

â28 ÉLECTRICITÉ.

de l'électrode négative joue le rOle du mêlai zinc dans la pile,

et cette électrode, ainsi que le fil qui lui est attaché, reçoit de

l'éleelr cilé négative, l'autre reçoit de la positive; et si l'on remplace la pile par un galvanomètre, cet instrument est traversé par un courant inverse de celui qui a produit la décomposition. Ele et roi y sons du sulfate de zinc avec deux électrodesde platine: l'électrode négative se recouvre de zinc, la positive d'oxygène et d'acide suirurique. Si nous plongeons les électrodes dans l'eau ordinaire ou si nous les laissons dans le sulfate de

du courant produit par la polarisation.

zinc, nous avons d'un coté* un métal, le zinc, de l'autre de l'oxygène et de l'acide sulfurique; nous sommes dans les conditions d'une pile ordinaire, le zinc attaqué fournira donc de l'électricité négative a l'électrode qu'il couvre.

Electrodes non polarisai/les. — Deux lames de platine communiquant avec les extrémités d'un galvanomètre sensible font dévier l'aiguille aimantée lorsqu'on les plonge dans de l'eau ordinaire et même dans de l'eau distillée. Dans les recherches d'électricité animale, il est 1res -utile d'employer des électrodes qui ne se polarisent pas; qui, lorsqu'elles ont été traversées par un courant, ne gardent pas la propriété d'agir encore sur l'aiguille aimantée, après la cessation du premier courant.

H. J. Regnault a indiqué des électrodes qui satisfont parfaitement à cette condition. Dans un vase à section carrée, verrons une solution de sulfate de zinc pur, plongeons dans ce liquide

ÉLECTROSCOPE CONDENSATEUR. 429

deux lames de zinc amalgamé mises en communication avec les pôles d'une pile : le courant passe pendant un certain temps ; les deux plaques sont-elles unies avec les fils d'un galvanomètre, l'aiguille reste au zéro. Nous verrons plus tard quel est remploi de ces électrodes non polarisables.