II. PERFECTIONNEMENTS APPORTES A LA PILE DE DANIELL

L’excellente pile de Daniell a été suffisamment décrite par M. Smee(N0S 38 à 45), et nous avons déjà fait connaître dans le paragraphe qui précède l’ingénieuse modification que M. Becquerel père a introduite dans la forme de cette pile. Il î eu surtout en vue de dégager une plus grande quantité d’électricité, en faisant réagir le liquide excitant sur les deux faces d’une lame de zinc. Nous n’insisterons pas davantage sur cette utile innovation, que fera facilement comprendre la seule inspection des ficj. 12 et i3 , Pl. II.

Occupons-nous maintenant de quelques autres améliorations, qui, sans toucher à la forme primitive de cette pile, n’eu ont pas moins leur degré d’utilité, soit pour faciliter la manipulation de l’appareil, soit sous le rapport de l’économie.

Nous placerons en première ligne une disposition également indiquée par M. Becquerel père, dans son important ouvrage intitulé : Eléments d'Electro- Chimie , que nous avons déjà cité.

« On prend pour diaphragme un cylindre en terre demicuite, que l’on remplit d’amalgame liquide de zinc, dans lequel on plonge une lame de platine soudée à un fil de même métal. Le cylindre est placé dans un bocal contenant une solution saturée de sulfate de cuivre, dans laquelle est un cylindre de cuivre entourant le diaphragme. En fermant le circuit, la réaction du sulfate de cuivre sur l’amalgame donne naissance à un courant dont on utilise l’action. Le zinc consommé est remplacé par des morceaux de même métal, que l’on ajoute dans le cylindre qui contient le mercure. »

Cette pile présente une grande analogie avec la pile de débris, qui sera décrite au paragraphe 6 du présent article. Ainsi que cette dernière, elle offre l’avantage de pouvoir utiliser tous les résidus de zinc provenant d’expériences faites avec les autres piles.

Le docteur Philippe a remplacé le cylindre de cuivre de la pile de Daniell, par un cylindre de fer-blanc que l’on revêt d’une couche cuivrée dans l’appareil lui-même. Il suffit, pour

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cela, de faire communiquer le zinc par un fil avec le cylindre de fer-blanc, et, en mettant la pile en action, il sera, en peu de temps, entièrement recouvert de cuivre. Pour réussir dans cette opération, il faut n’employer d’abord qu’un très-faible courant ; on y parviendra en plongeant le zinc dans une eau renfermant seulement quelques grains de sel en dissolution. La solution métallique devra, au contraire, être saturée de cuivre.

Le sulfate de cuivre nous paraît très-peu propre à remplir le but qu’on se propose dans cette opération, à cause de la réaction très-prononcée qui s’opère entre lui et le fer, même étamé. Une solution de cyanure de cuivre serait infiniment préférable dans ce cas. [Voir ci-après le Chapitre VI, des Bains métalliques , g Ier. )

Messieurs Walker et Smee ont indiqué un autre moyen encore plus économique de construire la pile de Daniell. Voici la description de ce procédé, emprunté à la traduction du docteur Fau :

On met un peu de cire dans un vase cylindrique de faïence , contenant environ 1 litre 5o centilitres. On met ce vase auprès du feu , jusqu’à ce qu’il soit bien chaud et que la cire entre en fusion. On le tourne alors dans tous les sens, jusqu’à ce qu’une couche mince de cire adhère à toutes les parois. Quand le vase est refroidi , on frotte, avec de la plombagine , toute la surface enduite de cire. Le vase est alors rempli d’une solution saturée de sulfate de cuivre dans laquelle on plonge un tube poreux contenant de l’eau acidulée et un morceau de zinc amalgamé. A ce morceau de zinc est soudé un fil de cuivre que l’on fait communiquer avec la surface du vase revêtue de plombagine. Le courant s’établit immédiatement, et, en quelques heures, l’intérieur du vase est entièrement recouvert d’une couche de cuivre. Il suffira, pour compléter ensuite l’appareil, d’ajuster sur le bord du vase un fil métallique replié, dont l’extrémité, soigneusement décapée, sera mise en contact avec le vase de cuivre obtenu.

M. Ch. Chevalier a disposé, d’une manière très-commode, les conducteurs de la pile de Daniell. Deux tiges de cuivre sont soudées, l’une au zinc, l’autre au cuivre de la pile. Ces deux tiges sont percées, à leur extrémité supérieure, de trous qui donnent passage aux fils conducteurs; des vis de pression servent à assurer leur contact avec les éléments cuivre et zinc, et à les maintenir en place. Cette disposition est très-com-

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mode, et permet de modifier à volonté la distance des deux pôles, sans être jamais obligé de tordre les conducteurs.

Nous avons fait représenter,^. 27 , l’ensemble de l’appareil ainsi modifié. P, vase de faïence rempli d’une solution saturée de sulfate de cuivre; G, cylindre de cuivre formant l’élément négatif de la pile ; T , tube poreux ou diaphragme rempli d’eau acidulée et contenant le morceau de zinc Z; v v , vv , vis de pression qui assujettissent les fils conducteurs FF’. O, auge à précipiter en faïence ou en verre, dans laquelle plongent le modèle M et l’électrode soluble A, destiné à maintenir la saturation de la solution métallique.

§ III. piles de M. Barratt.

Pour dorer ou argenter, M. Barratt se sert du plomb comme métal positif, et de charbon comme élément négatif. Les deux corps sont disposés par paires et en séries dans un vase de forme convenable, et la batterie est chargée avec du sel marin dissous dans trois fois son poids d’eau. Un électrode soluble de même nature que le métal à réduire, est en contact avec le charbon et plonge dans l’auge à précipiter. L’action de cette pile est continue et régulière tant qu’il reste du sel dans la solution. Les produits de la batterie sont : du chlorure de plomb et de la soude caustique combinés à du carbonate de soude, produits dont la valeur est supérieure aux dépenses faites pour la précipitation du métal.

M. Barratt a encore fait usage, pour la réduction des métaux, d’une autre pile,- dont la construction est fort simple. Elle se compose de creusets eu plombagine remplis d’eau, et dans lesquels est suspendu un morceau de zinc. Le creuset

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lui-même et le zinc sont plongés dans un vase plein d’eau. Les fils conducteurs sont établis à la manière ordinaire. En réunissant en séries 20 ou 3o de ces couples, on obtient une force suffisante pour dorer de fortes pièces.

§ IV. NOUVEAU COUPLE VOLTAÏQUE ET CONDENSATEUR ELEC¬ TRO-CHIMIQUE, par M. A. De la Rive, de Genève.

Quand on examine de près les résistances que le courant d’un seul couple doit surmonter pour traverser un circuit dans lequel on interpose un voltamètre (1) à électrodes de platine, on n’est pas surpris de la presque impossibilité qu’il éprouve à le traverser. En effet, dans un couple zinc amalgamé et platiné, plongé dans l’acide sulfurique étendu , le courant parti du zinc doit traverser le liquide du couple où. il dépose de l’hydrogène; puis passer à travers le liquide du voltamètre en déposant également des gaz sur l’un et l’autre des électrodes de platine de ce voltamètre. La résistance se manifeste essentiellement dans les trois parties du circuit où le courant doit passer du liquide dans le platine, ou du platine dans le liquide.

Il m’a paru que si l’on parvenait à diminuer au moins l’une de ces trois résistances, il y aurait déjà beaucoup de gagné, et que pour avoir la décomposition de l’eau complète au voltamètre, c’était la résistance qui a lieu au platine du couple qu’il fallait diminuer. M. Grove a déjà obtenu à cet égard un résultat important, en plongeant le platine, non dans de l’eau acidulée dans laquelle le zinc est placé, mais dans l’acide nitrique à 4° degrés, qui est lui-même séparé de l’eau acidulée par un diaphragme poreux en porcelaine dégourdie. L’hydrogène dont le courant tend à recouvrir la surface du platine du couple est absorbé par l’acide nitrique; la résistance est par conséquent beaucoup diminuée, et l’eau est légèrement décomposée au voltamètre.

J’ai essayé de substituer à l’acide nitrique un peroxyde en poudre. J’y voyais deux avantages ; le premier, de diminuer, comme avec l’acide nitrique , la résistance; le second, d’obtenir un courant par la réduction da peroxyde, courant dont la direction, semblable à celle du courant provenant de l’oxydation du zinc, augmenterait considérablement la puissance

( 1 ) M. De la Rive appelle ainsi , comme l’a proposé M. Faraday , un flacon rempli d’eau acidulée, dans lequel plongent deux fils ou lames de platine qui servent à transmettre le courant destiné à décomposée l’eau.

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électro-chimique du couple. Il y avait en outre un avantage pratique dans la substitution d’un peroxyde à l’acide nitrique , cétait de n’avoir besoin que d’un liquide pour charger le couple.

Mes essais ont porté sur le peroxyde de manganèse et sur le peroxyde de plomb ; le second a une supériorité très-prononcée. Le peroxyde, amené à l’état d’une poudre fine et sèche, est tassé avec soin dans une auge poreuse en porcelaine dégourdie; une lame de platine est placée au milieu de l’auge, de façon qu’elle est complètement enveloppée de peroxyde; cette lame porte un appendice auquel est fixé un conducteur en cuivre. Le liquide dans lequel plongent l’auge poreuse remplie de peroxyde, et la lame de zinc amalgamé, peut être indifféremment ou de l’eau salée , ou de l’acide sulfurique étendu de plus ou moins d’eau.

Avec le peroxyde de manganèse, je n’ai obtenu que 2 centimètres ( 174 lignes) cubes de gaz par minute, et l’effet s’affaiblit assez vite. Avec le peroxyde de plomb, j’ai obtenu jusqu’à 10 centimètres (871 lignes) cubes de gaz par minute au même voltamètre, et l’effet ne cesse point tout en s’affaiblissant légèrement. Un moyen de lui rendre toute son énergie, c’est de changer la direction du courant dans le voltamètre ; on détruit ainsi la polarisation des électrodes, qui est la cause de la diminution apparente d’intensité du courant.

Dans les mêmes circonstances, un couple de Grove ne donne naissance qu’à une décomposition à peine sensible; la différence est beaucoup moindre en ce qui concerne les effets calorifiques. Un couple de Grove a produit 4î5 degrés à une hélice de Breguet; un couple parfaitement semblable, mais dans lequel l’acide nitrique était remplacé par le peroxyde de plomb, a produit 45o degrés. Différents essais comparatifs, faits avec un couple de Bunzen (zinc et charbon ), -avec un couple de Daniell, m’ont démontré la grande supériorité du couple au peroxyde de plomb, surtout pour les effets chimiques ; les effets avec les autres couples sont ou nuis ou insensibles.

La durée de l’action est considérable avec le couple de peroxyde de plomb, pourvu qu’on ait soin de polariser de temps à autre les électrodes.

Ce couple est d’un usage commode, parce qu’il n’exige l’emploi que d’un seul liquide facile à se procurer, l’eau salée ou l’acide sulfurique étendu. Aussi j’estime qu’il pourra, tant

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sous ce rapport que sous le rapport économique, remplacer utilement les piles à plusieurs couples, toujours plus coûteuses et plus compliquées dans les applications de Télectricité à la dorure, à l’argenture, et aux arts métallurgiques en général; les essais que j’ai faits dans ce but ont été très-satisfaisants.

La supériorité des couples à peroxyde de plomb ne se soutient pas quand on en met plusieurs en série. Un seul couple donnait i4 degrés à un galvanomètre calorifique formé d’un fil de platine de 12 centimètres (4 pouces) de longueur, et de 1/2 millimètre ( i/4 de ligne) de diamètre que traversait le courant. Deux couples en série ont donné 18 degrés au même galvanomètre, et 24 centim. ( 1 pouce ï4 lig. ) de gaz par minute. Deux couples de Grove ont donné, dans les mêmes circonstances, 19 degrés au galvanomètre calorifique, et 27 cent. ( 1 pouce 623 lig.) cubes de gaz par minute. Mais, ce qu’il y a d’assez curieux , c’est qu’une pile formée d’un couple de Grove à l’acide nitrique, et d'un couple de peroxyde, a donné des effets supérieurs à ceux obtenus avec une pile de deux couples de Grove ou de deux couples de peroxyde de plomb. Elle a donné 24 degrés au galvanomètre calorifique, au lieu de 18 et 32 centim. ( 1 407 lig. et 1 pouce 1 o54 lig. ) cubes de gaz par minute au voltamètre, au lieu de 24 ou de 27. On obtient également un effet puissant en formant une pile d’un couple de peroxyde de plomb et d’un couple de Daniell à sulfate de cuivre.

Une pile de trois couples de peroxyde de plomb donne 72 centimètres (3 pouces 1088 lig. ) cubes de gaz par minute; elle rougit le fil de platine du galvanomètre calorifique; enfin, elle donne une belle lumière avec les pointes de charbon. Mais employés en série, les couples de peroxyde de plomb 11’ont pas un pouvoir bien constant; il s’opère un dépôt d’oxyde de zinc sur les parois des auges poreuses, qu’il faut de temps à autre enlever.

Une lame de cuivre substituée à la lame de platine dans les couples à peroxyde de plomb ou de manganèse , les rend incapables de produire aucune action chimique, etaffaibiit d’une manière tres-prononcée leurs effets calorifiques.

On peut, au lieu d’employer le courant d’un second couple à augmenter l’effet chimique du premier, se servir du courant même d’un couple à augmenter sa propre intensité. Après diverses tentatives, j’ai réussi à réaliser cette conception au moyen d’un appareil fort simple, que je propose de nommer condensateur électro-chimique , ou condensateur voltaïque.

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Le principe de l’appareil consiste à employer le courant d’un couple à force constante, qui doit opérer la décomposition , à produire en même temps un courant d’induction , et à diriger ce courant d’induction à travers le couple lui-même, dans un sens tel, que son effet soit de nature à oxyder le zinc et à désoxyder le sulfate de cuivre ou l’acide nitrique. Ce courant produit ainsi sur le couple le même effet que celui que produirait le courant d’un autre couple. La disposition de l’appareil ne présente rien de compliqué : c’est un morceau de fer doux entouré d’un gros fil de métal recouvert de soie ; le courant du couple traverse ce fil et aimante le morceau de fer; aussitôt une petite tige de cuivre mobile et munie d’un appendice de fer qui est attiré par le fer aimanté, est soulevée de manière à interrompre le circuit; il se développe alors dans le fil un courant d’induction qui traverse le couple, et qui, réuni à celui du couple lui-même qu’il a ainsi renforcé, traverse le voltamètre qui est resté dans le circuit, et décompose l’eau. Mais le fer doux n’étant plus aimanté, la tige de cuivre retombe, le circuit métallique est de nouveau formé, le fer est de nouveau aimanté, et le même effet se reproduit.

Au moyen de cet appareil, un couple de Grove, qui ne décompose l’eau que très-légèrement, un couple de Daniell , qui ne la décompose pas sensiblement, deviennent capables de la décomposer avec une grande énergie. On peut obtenir jusqu’à 10 ou i5 centimètres (871 ou i3o6 lignes) cubes de gaz par minute. Un couple de peroxyde de plomb, qui donnait 9 centimètres (783 lignes ) cubes de gaz par minute, donne immédiatement 18 centimètres (1407 lignes) par l’interposition de l'appareil dans le circuit. Ce couple même donne également dans ce cas une forte lumière avec les pointes de charbon.

Les gaz qui proviennent de la décomposition ne sont nullement mélangés par l’interposition, dans le circuit, du couple du condensateur voltaïque , le courant d’induction étant toujours dirigé dans le même sens que celui du couple. On peut recueillir séparément ces gaz avec la plus grande facilité, et on les trouve dans la proportion exacte qui constitue l’eau. Aussi, peut-on employer avec avantage cet appareil simple et peu coûteux dans les applications métallurgiques. Son interposition dans le circuit d’un couple produit le même effet que celui qui résulterait de l’addition d’un ou de plusieurs couples sans occasioner la même dépense.

J’ajouterai que pour que l’appareil condensateur marche bien, il faut que le fil de métal recouvert de soie qui entoure le morceau de fer doux soit d’un fort diamètre et d’une longueur médiocre. Dans l’appareil dont je me suis servi, il y i avait trois fils de cuivre de i millimètre (1/2 ligne) de dia- I mètre, faisant chacun 100 tours, et réunis par leurs extrémités correspondantes, de façon à représenter un seul fil de 3 millimètres (une ligne 1/2) faisant cent tours.