CONCLUSION

Hydrogène naissant, hydrogène électrolytique, hydrogène catalvsé.

Nous ne croyons pas inutile, à la fin de ce Mémoire, de comparer entre eux les divers groupes de méthodes d'hydrogénation. Celte comparaison nous permeltra de faire un certain nombre de rapprochements iutéressants. À

Une conclusion nous a paru s'imposer à la suite de l'étude des méthodes d'hydrogénation par l'hydrogène naissant : c'est qu’il existe très probablement une forme particulière de l'hydrogène qu'il a été jusqu'ici impossible de saisir, mais dont l’existence nous est révélée par son aclivilé chimique,

Lorsqu' à la suite d'une réaction, l'hydrogène est libéré d'une de ses combinaisons, il passe d'abord par cet élat instable et chimiquement actif avant de prendre la forme peu aclive et stable que nous lui connaissons.

La théorie thermochimique par laquelle on a voulu expliquer l'activité de l'hydrogène naissant en dehors de l'existence d'un état particulier, ne suflit pas à expliquer tous les faits.

Les méthodes électrolytiques, elles aussi, mettent en œuvre l'hydrogène sous la forme active qu'il possède au moment où il est libéré d’une de ses combinaisons. L'étude de l'électrolyse de l'eau nous fournit des renseignements précieux sur le passage de la forme dite naissante à la forme gazeuse ordinaire.

Nous avons vu {page 74) combien la nature et l'état de division des métaux, qui constituent les pôles d'entrée et de sortie du courant, ont d'influence sur l'apparilion des dégagements gazeüx d'hydrogène et d'oxygène. Il est des métaux, le plomb en particulier, qui semblent faire obstacle au passage de la forme naissante active à la forme inaclive ordinaire ; nous savons que l'hydrogène électrolytique possède, à leur contact, une activité chimique plus grande.

On explique celte intéressante particularité en supposant que le passage d'une forme à l'autre s'opère, pour ainsi dire, par filtration à travers le métal de la cathode ; les ions se déchargent à son contact et l'hydrogène atomique résultant se dissout dans la zone superficielle. Lorsque la solulion solide ainsi formée atleint une concentration suffisante, l'hydrogène se dégage sous la forme moléculaire gazeuze. Si la solubilité de l'hydrogène actif (atomique ?) dans le métal de la cathode est faible, la concentration nécessaire pour obtenir le dégagement gazeux est difficile à atteindre ; il faut, pour ainsi dire, obliger l'hydrogène à se dissoudre en employant une force électromotrice plus grande (surtension ou survoltage).

Mais il y a plus ; l'étude de l'électrolyse permet de montrer que la transformation de l'hydrogène actifen hydrogène moléculaire est un phénomène réversible.

Il est une expérience classique, décrite dans presque tous les traités de physique, qui sert à mettre en évidence le principe sur lequel repose le fonctionnement des accumulateurs ; c'est celle de la pile à gaz.

Deux éprouvelies, contenant l’une un volume d'oxygène, l'autre deux volumes d'hydrogène, sont disposées sur une cuve contenant une solution faible de potasse. Dans chacune d'elles, on place une longue lame de platine platiné qui pénètre jusqu'à leur sommet et plonge partiellement dans le liquide conducteur. Chacune de ces deux lames est reliée à un fil de même métal , si l'on met les deux fils en contact, les deux gaz sont lentement absorbés, ils se combinent, et leur combinaison lente produit un courant électrique allant du pôle qui plonge dans l'hydrogène à celui qui plonge dans l'oxygène.

Pour ce qui concerne l'hydrogène, celte expérience montre

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qu'il peut parcourir en sens inverse le cycle des transformations qui le font passer, pendant l’électrolyse de l’eau, de l'état combiné à l'état d'ion, de l'état d'ion à l'état d'hydrogène actifdissous dans le métal de la cathode, et de l’état d'hydrogène actif à l’état d'hydrogène moléculaire inactif.

Comparons à cette expérience une opération d'hydrogénation par catalyse, d’après la méthode de Forix-WicLsrærer, par exemple ; nous voyons l'hydrogène gazeux mis en contact avec du platine divisé, se combiner lentement et progressivement avec un composé organique susceplible d'être réduit ou hydrogène. Le processus d'une semblable réaction nous paraît être tout à fait comparable à celui de la combinaison électrosynthétique de l'oxygène et de l'hydrogène dans la pile à gaz. Le noir de platine joue le rôle de l'électrode en platine: l'hydrogène gazeux filtre à travers le métal passe par sa forme active et se combine avec le composé à hydrogéner.

Ce qui est vrai pour le platine, doit l'être également pour les autres métaux, palladium, nickel, cuivre, etc. On peut considérer qu'ils se comportent comme des filtres que traverse l'hydrogène. Dans les expériences de catalyse, ce corps simple entre sous sa forme moléculaire inactive, il ressort sous sa forme active {atomique ?) ; dans les expériences d'électrolyse la filtration se fait en sens inverse, l'hydrogène pénètre dans le métal sous sa forme active et en ressort à l'état moléculaire.

Les divers métaux ne sont pas également perméables à l'hydrogène ; nous avons vu, en exposant les phénomènes de surtension, que la nature et l'état physique du métal, qui constitue la cathode, possède une irès grande influence sur l’apparition des bulles d'hydrogène gazeux (page 17). Pour favoriser l’électrolyse, il faut un métal très perméable à l'hydrogène et qui présente une surface filtrante très grande (platine platiné). La perméabilité d'un métal doit être la même, quel que soit le sens dans lequel la filtration s'opère. Les métaux qui favorisent le dégagement de l'hydrogène gazeuxdans l'électrolyse de l’eau doivent être de bons catalyseurs.

Il suffit, pour vérifier celte hypothèse, de mettre en regard la liste des métaux classés d'après la valeur de la tension de décharge des ions H à leur contact, et la liste des métaux clas-

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sés d'après leur puissance d'absorption vis-à-vis del'hydrogène gazeux.

Mélaux classés d'après la valeur Métaux classés d'après leur puisde la tension dedécharge des sance d’absorplion vis-à-vis ions H à leur contact (Fillra- de lhydrogène(Filtration dans lion dans le sens H actif ——> le sens H gazeux inactif —— H gazeux inaclii) H actif)

Palladium Palladium (mousse) Platine platiné Platine (mousse) Or Or divisé Platine poli »

Argent »

» Fer réduit Nickel Nickel réduit Cuivre Cuivre réduit Cadmium s Etain »

Plomb » | Mercure » | \ l

Le plomb et le mercure, qui sont de mauvais filtres à hydrogène, favorisent les réactions d’hydrogénation électrolytique, car ils mettent obstacle au passage de la forme active à la forme inactive ; ces deux métaux doivent être de très mauvais catalyseurs ; l'expérience vérifiera très probablement cette déduction.

La transformation de l'hydrogène inactif en hydrogène actif reconnait-elle pour cause la formation d'une combinaison instable ou celle d’une solution solide ? Comme il est impossible d'établir une limite précise entre les deux catégories de phé-

nomènes, chacun peut admettre l'explication qui lui paraîtra la meilleure.

Pour conclure, nous croyons pouvoir exprimer les proposilions suivantes :

1° À côté de sa forme ordinaire chimiquement peu active, l'hydrogène possède une form> particulière très instable et chimi.

quement active, qu'il traverse en passant de l'état combiné à l'état libre (1). |

9 L'étude de l'électrolyse de l'eau permet d'établir que le passage d’un état à l'autre estun phénomène réversible.

30 Les réactions d'hydrogénation par calalyse paraissent être une application de la réversibilité de ce phénomène.

(1) La question de l'existence réelle de diverses formes allotropiques de l'hydrogène a déjà fait l'objet de nombreuses recherches; elle vient de prendre un regain d'actualité à la suite de remarquables travaux du physicien anglais J.-J. THOMSON. Ce savant à instilué une nouvelle méthode d'analyse, la méthode des rayons positifs, qui dépasse en précision et sensibilité toutes celles qui étaient connues auparavant, y compris la méthode spectroscopique ; elle permet de reconnaître si un élément existe dans un tube à vide et d'indiquer en même temps sous quelle forme il y est présent : forme atomique, forme moléculaire, ou agrégals complexes. Les résullats obtenus par l'emploi de sa méthode, ont permis à J.-J. THOMSON d'affirmer qu'il existe une variété allotropique de lhydrogène qui correspond à la condensation H® (Voir Revue scientifique, 1911, LI, p. 577; 1913, II, p. 550.

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