PILES A COURANT CONSTANT

le courant d'une pile traverse un voltamètre, le volume de gaz détonant, mélange des gaz hydrogène et oxygène recueilli dans une cloche qui couvre les deux électrodes, est-il égal à un centimètre cube de gaz par minute, la pile fournit un courant constant.

Le fil traversé par un courant est placé à une distance invariable d'une aiguille aimantée qui se meut au centre d'un cadran diviié (boussole), on observe, nous lavons dit, une déviation de l'aiguille : l'angle dont elle s'écarte du méridien magnétique est-il toujours le môme,. le courant est constant ; ce procédé est certainement le plus, commode. Employons-le pour examiner le courant d'une pile de Volta ou de l'une des modifications que nous avons indiquées, et nous reconnaissons que la déviation de l'aiguille aimantée diminue assez rapidement, c'est-à-dire que le courant n'est pas constant.

Cavaes qui font varier le courant d'une pile. — Les causes qui rendent une pile inconstante sont nombreuses ; parmi les plus importantes il faut citer : 1° La polarisation des métaux, qui se couvrent de gaz dont l'effet est de produire un courant inverse de celui qui résulte de l'action chimique. 2° L'altération de composition des liquides. L'action chimique du liquide de la pile étant la cause du développement de l'électricité, dans la pile de Volta, par exemple, l'acide sulfurique étendu qui attaque le zinc devient rapidement du sulfate de zinc, qui n'exerce plus sur le métal d'action chimique. 3° La décomposition des produits de l'action des acides. Lorsqu'il s'est formé dans un élément de pile à couronne, par exemple, une certaine quantité de sulfate de zinc, ce sel est décomposé par le courant intérieur de la pile, comme il le serait dans un tube en U ; le courant est dirigé dans l'intérieur de la pile du zinc au cuivre, or nous savons que l'oxygène et l'acide se portent au point par lequel le courant entre, donc sur le zinc, et que le métal se rend au point par lequel le courant sort, c'ebt-à-dire sur le cuivre; le cuivre se recouvrira de zinc, nous aurons par suite du liquide entre deux lames de zinc, entre deux métaux attaquables, condition pour que deux courants contraires naissent et se neutralisent.

Les conditions qui sont nécessaires pour qu'une pile soit constante sont : que le dégagement des gaz soit évité ; qu'il n'y ait point, autant que possible, de changement chimique dans les liquides de l'élément ; que les surfaces métalliques ne soient point altérées par le dépôt de métaux nuisibles.

Wkmt amalgamé, — Le zinc amalgamé, dont l'usage est géné-

GRÉflANT. 25

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rai dans les piles à courant constant, s'obtient d'une manière très-simple: nn plonge dans de l'eau fortement acidulée par l'acide sulfurlque une lame ou un cylindre de zinc ordinaire; le métal est vivement attaqué, sa surface devient nette, parce que l'oxyde de zinc est dissous; du mercure versé sur le métal ainsi décapé s'étend sur toute la surface ; en frottant le zinc avec une brosse ou avec une éponge imprégnée de mercure, on produit en tous les points un amalgame brillant ; le mercure en excès s'égoulte. Le zinc amalgame Jouit d'une propriété très-remarquable : plongé dans l'acide sulfurique étendu, il n'est pas attaqué, il ne se forme pas de sulfate de zinc, il se produit seulement de l'hydrogène en bulles qui restent adhérentes au mêlai et ne se dégagent pas ; si l'on plonge dans le liquide une lame " de cuivre, il en est de même, mais si 7e cuivre recourbé touche le zinc , I attaqué et l'hydrogène se dégage sur le cuivre (flg. 316). Ainsi il faut fermer le circuit pour que l'élément fonctionne, et si le courant est interrompu, aussitôt le zinc cesse d'être attaqué.

i:i6ment do Mince. — Un élément formé d'une lame de zinc amalgamé et d'une lame de platine plongées dans l'eau acidulée par l'acide sulfurique, constitue l'élément de Smée, dont nous avons déjà parlé, et qui est plus constant que l'élément de Wollaston ; lorsque le circuit est Terme, le zinc est attaqué et l'hydrogène se dégage sur le platine.

Élément 4e nantpii. — Cet élément est formé par deux métaux et deux liquides différents. Le cylindre de zinc amalgamé est plongé dans un vase cylindrique de grès contenant de l'acide sulfurique étendu (flg. 3i7j ; dans le zinc on introduit un cylindre de porcelaine poreuse renfermant une lame de cuivre plongée dans une solution saturée de sulfate de cuivre. Lorsqu'on réunit le cuivre au zinc, l'eau est décomposée par te zinc sous l'influence de l'acide sulfurique, l'oxygène s'unit au métal, donne de l'oxyde de zinc et du sulfate de zinc; l'hydrogène se porte sur le cuivre et réduit l'oxyde de cuivre du sulfate, du cuivre so dépose sur le cuivre, l'hydrogène s'unit à l'oxygène et forme de Veau qui reste combinée avec l'acide sulfurique. Pour maintenir

! métal e

ÉLÉMENT DE DANIELL. 435

constante la saturation du sulfate de cuivre, on adapte au cuivre une plaque horizontale formant dans le vase poreux un diaphragme percé de trous qui est rempli de cristaux du sel de cuivre, se dissolvant à mesure que la solution s'appauvrit.

Le cuivre est le pôle positif de l'Élément, le zinc est le pûle négatif. Si l'on renouvelle l'acide sulfurique peu à peu par la partie supérieure, en donnant écoulement au liquide chargé de sulfate de zinc par un tube recourbé en J.

siphon adapté à la partie inférieure du vase extérieur, la même composition des liquides est maintenue, et \ * le courant donné par l'élément ' I reste parfaitement constant ; souvent même on se passe de celte addi- ' tion, qui rend l'usage de l'élément I incommode.

Théorie de l'élément. —II est facile de se rendre compte des phénomènes chimiques qui se passent dans l'élément de Daniell en se re- ■ , , .

portant à l'explication de l'éleclro- ~ " j

lyse donnée par Grotthus. Fio. 817.

Considérons entre le zinc et le coupe <\\m ri,™ ont de Daniell. vase poreux une série de molécules d'acide sulfurique hydraté formées chacune d'une molécule d'hydrogène unieàl'oxygène et â l'acide sulfurique (l'hydrogène joue le rôle d'un métal, par exemple du zinc dans le sulfate de zinc). Entre le vase poreux et le cuivre, représentons plusieurs molécules de cuivre combiné avec SO* + 0 ; le courant établi, SO*+ Ode la première molécule se combine avec le zinc, H libre s'unit à SO3 + 0 de la molécule suivante, et ainsi de suite ; H libre dans le vase poreux se combine avec SO'-f-O de la molécule voisine de sulfate de cuivre, Cu devient libre et se combine avecSO> + Ode la molécule suivante, et enfin une molécule Cu libre se dépose sur le cuivre. Les mêmes phénomènes se produisent constamment, l'acide sulfurique libre et l'oxygène provenant de la décomposition du sulfate de cuivre se portent dans le vase extérieur.

La pile de Daniell fonctionne bien et conserve une grande constance quand l'acide sulfurique est remplacé par le sulfate de zinc, sel dont le métal se comporte alors comme l'hydrogène, et réduit le sulfate de cuivre au niveau du vase poreux.

Élément de Daniell modifié. — On a dans ces derniers temps

indiqué une modification de l'élément de Daniell, qui le rend

Irès-constani et qui, en permettant la suppression du vase poreux,

permet d'obtenir un courant plus intense: Un vase de verre

extérieur présente vers la moitié

de sa hauteur un rebord sur

lequel appuie un cylindre de zinc

amalgamé Z ifig. 318) auquel est

soudé un fil de cuivre. Sur le fond

du vase repose un vase de verre

plus étroit contenant jusqu'à un

f~ gji centimètre de la partie supérieure une solution saturée de ' V IfSS! = sulfate de cuivre, dans laquelle

H 't??i " plonge une lame de cuivre qui,

J par un fil recouvert de guttapercha, communique avec l'extérieur. On achève de remplir le vase d'une solution de sulfate de zinc pur, que Von verse doucement à l'aide d'un tube de verre a entonnoir. L'élément est recouvert d'un couvercle de verre qui empêche l'évaporalion et qui présente deux petites ouvertures pour laisser passer les fils, et au centre une large ouverture circulaire supportant un vase de verre en forme de poire rempli de cristaux de sulfate de cuivre et d'une solution saturée du même sel; le col rétréci incomplètement fermé par un bouebon percé de trous plonge aumilieu de la dissolution qui baigne le cuivre. J'ai fait fonctionner pendant plusieurs semaines sans interruption, avec deux éléments ainsi construits, un appareil d'induction employé en médecine; au commencement et à la fin de l'expérience, la déviation produite par le courant sur une aiguille aimantée était à peu près la même.

me ne Crove. — Dans la pile de Grove, le cylindre de zinc amalgamé est environné d'acide sulfurique étendu, et contient un vase poreux plein d'acide azotique du commerce renfermant une lame de plaline qui est le pôle positif de la pile. L'hydrogène qui se porte sur le platine réduit l'acide azotique, il se forme de l'eau et de l'acide hypoazotique qui se dissout dans un excès d'acide azotique.