Une autre forme de cellule à décomposition a été ima

PROPRIÉTÉS DES BATTERIES GALVANIQUES. 3j

ginée par M. Faraday ; elle est propre à donner la mesure de la quantité de gaz qui se dégage quand l’eau se décompose; il lui a donné le nom de voltamètre , comme servant à indiquer la quantité d’électricité produite. Il y en a plusieurs variétés qui diffèrent suivant la quantité du gaz qu’on veut mesurer. Si on ne veut en mesurer qu’une petite quantité, on fixe deux morceaux de platine à environ 7 millimètres (3 lignes) l’un de l’autre, et un tube, gradué en centimètres cubes, est placé sur ces fragments, afin de recueillir les gaz : quelquefois on se sert de deux tubes; on place chacun d’eux sur chaque pôle, afin de recueillir séparément les gaz qui se dégagent. Dans d’autres cas, quand on veut mesurer de grandes quantités de gaz, on emploie un tube recourbé qui se rend du haut de l’appareil dans un ballon gradué qu’on place sur une cuve pneumatique. Cet instrument doit présenter une disposition plus compliquée quand l’expérimentateur désire connaître les changements qui surviennent dans la dissolution , car alors on se sert de tubes poreux en terre, en membrane de vessie, etc., pour séparer les deux pôles, et pour empêcher la dissolution de passer librement d’un côté à l’autre. Les substances qui exigent l’action de la chaleur, pour être amenées à un état propre à favoriser leur décomposition, se mettent généralement dans un tube contenant deux fils fins de platine qui servent de pôles quand on les met en communication avec la batterie.

78. Quand j’ai décrit l’appareil dont on se sert habituellement pour opérer les décompositions, j’ai dit que tous, en général , présentent deux fragments de platine séparés l'un de l’autre, mais pouvant être réunis à chaque pôle de la pile. Ces morceaux de platine ont reçu l’incompréhensible dénomination de pôles, l’un d’eux peut être considéré comme tenant lieu de métal négatif, et se nomme pôle négatif, l’autre est appelé pôle positif.

79. Cependant M. Faraday, n’approuvant pas le nom de pôles, a substitué le nom de cathode à celui de pôle électronégatif; de son côté M. Daniell , peu satisfait de cette nouvelle dénomination, l’a remplacée par celle de plalinode. Ces trois dénominations, pôle électro-négatif , cathode et plalinode , sont donc synonymes et s’appliquent au métal sur lequel aucune action n’aurait eu lieu s’il avait été mis dans une Î3atterie ordinaire. Le pôle opposé remplit les mêmes fonctions, dans la

Galvanoplastie. 4

fcîVRE 1. CHAPITRE ît.

décomposition, que le zinc dans une pile ordinaire, et porte le nom d'électro-positif, anode ou zincode de la batterie.

Le docteur Faraday considère les pôles comme des passages ou des portes par lesquelles l’électricité entre ou sort de la dissolution qu’on soumet à la décomposition : c’est pour cette raison qu’il les a nommés électrodes. Les corps bons conducteurs sont les plus propres à servir de pôles, et c’est pour cette raison qu’on donne la préférence aux métaux ; mais l’eau et l’air ont été également employés comme pôles.

80. Le métal employé dans la construction d’un voltamètre de Faraday ne doit éprouver aucune modification soit de la part de la dissolution dans laquelle il est placé, soit de la part des corps qui peuvent se montrer à sa surface. Sous ce rapport le platine est préférable à toute autre substance , car tous les autres métaux sont susceptibles de s’oxyder et même de se dissoudre.

Si. Une grande confusion est résultée de ce qu’au lieu de considérer la cellule à décomposition comme identique à la cellule d’une batterie, on a rapporté les effets quelle produit à l’élément de la batterie avec lequel communique le pôle.

Le fait est que , lorsque les plaques extrêmes sont réunies par un fil , le circuit est complet, et le platine de la batterie est le platinode du pôle électro-négatif ou cathode de cette dernière.

Quand le circuit est complété par un liquide qu’on soumet à la décomposition, l’effet ne saurait être attribué aux plaques terminales de la batterie, mais bien à celles de la cellule à décomposition avec lesquelles elles alternent; en sorte que le zinc terminal de la batterie étant mis en communication avec le platine de la cellule à décomposition, la dénomination ne doit pas être tirée du zinc de la batterie, mais bien du zinc de la cellule à décomposition; on doit donc l’appeler platinode de la batterie. Le contraire de ceci s’applique au platine terminal de la batterie; car, puisque le platine qui communique avec la cellule à décomposition tient la place du zinc dans les autres cellules (le platine étant substitué au zinc pour produire le dégagement de l’oxygène et pour empêcher sa combinaison), la dénomination doit être empruntée au platine de la cellule à décomposition , lequel tient la place du zinc, et non pas à la plaque terminale de la batterie ; il faut donc l’appeler zincode , ou anode de la batterie. On a donné une

explication différente de ce changement dans les pôles, quand le circuit est complété par une dissolution qu’on soumet à la décomposition, au lieu de l’être par des fds métalliques ; on a supposé que les deux plaques extrêmes, dans une batterie composée, ne remplissaient d’autre office que celui de conducteurs du courant; mais cette opinion ne peut se soutenir à la discussion.

82. Nous avons vu que la cellule à décomposition n’est autre chose qu’une cellule de batterie, qu’on modifie suivant les différents genres d’expériences; il s’ensuit nécessairement que dans toute cellule il y a une égale somme d’action chimique. On peut mesurer l’électricité produite dans toute autre cellule, et cette mesure indiquera exactement l’action produite.

83. Quant à l’importance de l’appareil à décomposition ou du voltamètre , nous devons faire une remarque : tant qu’il s’agit d’évaluer la somme d’action chimique qui a lieu, le voltamètre présente une grande utilité; mais si l’on veut comparer soit la somme d’électricité qui peut être produite parles combinaisons de plusieurs métaux , soit les effets produits par la différence dans les dispositions de l’appareil, soit enfin la résistance que plusieurs corps offrent au passage du courant , on doit alors se souvenir que si on emploie deux pôles de platine , une forte résistance se présente au passage du courant, ce dont il faut tenir compte si l’on veut obtenir des résultats exacts. Pouravoir négligé ces particularités, plusieurs chimistes distingués ont commis des erreurs notables , et on n’a pas tenu compte de faits qui sans cela auraient été remarqués.

84. Un voltamètre bien supérieur aux précédents pourrait être construit en employant une des cellules de la batterie en argent platiné, et en recueillant les gaz qui se dégagent du métal négatif. Cet appareil offre peu de résistance au passage de l’électricité et donne aussi des résultats plus exacts.

85. Quand j’ai dit que l’action est semblable dans chaque cellule , je ne veux pas insinuer que le même poids de métal ou de sel est décomposé dans chaque cellule, mais seulement, que l’équivalent d’une substance quelconque est décomposé dans chaque cellule. Par exemple, si 5g milligrammesfi grain) d’hydrogène se forment dans la première cellule, 212 centigrammes (4o grains) de chlore se formeraient dans la deuxième, 5 1 décigrammes (96 grains) de platine dans une troisième, et 107 décigrammes (210 grains) d’or dans une quatrième cellule, parce que ces chiffres sont les équivalents chimiques de chacune de ces différentes substances.

86. Le terme équivalent chimique semblerait indiquer qu’il lie s’applique pas à quelque chose de bien intelligible; malheureusement ce n’est que trop vrai, et cette doctrine est fort difficile à comprèndre pour les commençants. Cependant tout ce mystère s’éclaircit par l’hypothèse suivante : Imaginons, en effet, que tout corps élémentaire est susceptible d’être divisé eu atomes, et que les atomes de ces corps sont de vol urne et de poids différents; il est évident , dans’ce cas , que si nous groupons ces atomes ensemble pour en former un corps composé » il faudra se servir de différents poids; ainsi, si on combine de l’or avec de l’hydrogène, 107 décigrammes (210 grains) du premier ne prendront que 69 milligrammes (1 grain) du second ; et cependant il n’y aura qu’un atome de chacun d’eux, ou bien, si 59 milligrammes (1 grain) d’hydrogène se dégagent dans la batterie, 107 décigrammes (210 grains) d’or seront déposés dans la cellule à décomposition.

87. On trouvera ci-après une table des équivalents chimiques des substances dont j’aurai à traiter dans cet ouvrage : ou peut les considérer comme les poids des atomes primitifs; ainsi, si ou est en état d’établir le poids du zinc dissous., de l’hydrogène dégagé, et du métal réduit, on pourra établir, dans tout autre cas, combien, en poids ou en volume, une substance quelconque serait précipitée dans des circonstances analogues»

Hydrogène. .

Equivalents en poids.

Oxygène .

Chlore .

Potassium. .

.Soufre .

Zinc .

Plomb .

Etain .

Fer .

Cuivre .

Or .

Platine .

Palladium .

Argent .

Nickel .

Chlorure de platine. .

Chlorure d’or. ....

Equivalents en poids.

Sulfate de cuivre . 125

Nitrate de cuivre anhydre. . . 9 4

S u 1 fa te de zi ne . 1 43

Sulfate de fer . 139

Nitrate de cuivre . 170

Acide sulfurique . 4o

Acide nitrique . : 54

Acide hydrochlorique . 37

Ammoniaque . 17

Comme 1 décimètre 988 centimètres 637 millimètres cubes (100 pouces cubes) d’hydrogène pèsent 124 milligrammes (2 grains 1710), il s’ensuit que pour chaque g32 centimètres 3 10 millimètres cubes (chaque 47 pouces cubes) de gaz hydrogène dégagé de ma batterie, il y aurait de réduit 1 gramme 737 milligrammes (32 grains) de cuivre, 5 grammes 108 milligrammes (96 grains) de platine, et 10 grammes 797 milligrammes (200 grains) d’or; et l’équivalent de toute autre substance ferait connaître, en grammes et fractions de gramme (ou en grains), la quantité précipitée.

88. Après avoir fait connaître les différentes variétés d’appareils à décomposition, je vais exposer les lois qui découlent de leur emploi. Ces lois ont été l’objet de recherches de la part de Faraday. Tous les corps doivent se trouver dans un état particulier pour subir la décomposition ; car on ne peut exercer aucune action sur un corps solide , tant qu’il reste dans cet état ; mais lorsque ces sortes de corps ont été soumis à l’action du calorique, ils cèdent facilement leurs éléments : par exemple, le chlorure d’argent mêlé à de l’acide sulfurique étendu peut être décomposé par une seule cellule de zinc et de platine, quoique aucune puissance voltaïque ne puisse décomposer ce corps quand il est à l’état solide. Il y a pourtant des exceptions apparentes à cette loi, comme la décomposition du sulfate de chaux ou de la baryte mêlés à l’eau. Cependant le premier de ces corps est assez soluble; on ne peut pas endire autant du second , quoique probablement il y en ait une petite quantité de dissoute, et qui se décompose ; de cette manière le liquide n’étant pas saturé, en dissout encore, ce qui se répète jusqu’à ce que le tout soit dans un état complet de dissolution.

89. Aucun fluide ne peut être décomposé, à moins qu’il ne soit bon conducteur : ainsi, l’eau pure, qui est un mauvais con-

4a LIVRE I. CHAPITRE II.

ducteur, n’abandonne pas ses éléments; tandis que si on y ajoute des acides ou des alcalis, elle se décompose facilement en devenant conductrice. On peut aussi rendre l’eau bon conducteur en y mêlant des sels neutres.

Règle générale, les liquides se décomposent dès qu’ils livrent passage au fluide électrique; c’est pour cette raison au’aussitôt que l’eau est devenue bon conducteur, elle est décomposée, et ne conduit pas plus d’électricité qu’il n’en faut pour que sa décomposition s’opère.

90. Cependant, quelques liquides, bons conducteurs, peuvent livrer passage à un courant de moindre intensité que celui que nécessite leur décomposition; et, par conséquent, ces deux lois développées par Faraday ne sont pas exactement réciproques. Des exemples d’exceptions à cette deuxième loi se trouvent dans le chlorure de plomb et dans le nitrate de potasse fondu , qui conduisent de faibles courants sans se décomposer.

91. Une certaine intensité est nécessaire pour opérer la décomposition des corps , et cette dernière diffère suivant leur nature; ainsi une dissolution d’iodure de potassium, ou de chlorure d’argent fondu, cède à l’action d’une seule batterie, tandis que l’acide sulfurique étendu et d’autres substances exigent plus d’intensité pour produire le même effet. Voici, d’après Faraday, une courte liste des substances placées par ordre, suivant qu’elles ont plus ou moins de facilké à abandonner leurs éléments :

Iodure de potassium Chlorure chargent Proto-chlorure d’étain Chlorure de plomb Iodure de plomb Acide hydrochlorique

(en dissolution), (fondu).

(fondu).

Eau (acidulée avec l’acide sulfurique).

92. Quelques corps se décomposent immédiatement dès que le fluide voltaïque se dégage : telle est l’eau qui se sépare en ses éléments, l’oxygène et l’hydrogène, seulement sous l’influence de l’action élective des courants. C’est là ce que M. Faraday a noVnmé éleclrolysie , parce que les éléments du corps semblent en quelque sorte arrachés directement de leurs combinaisons par la force voltaïque; l’électrolysie est ainsi appelée pour la distinguer d’une autre importante propriété

qui sera indiquée plus loin. Il a nommé ions les éléments qui sont désunis, et qui se portent, l’un vers le pôle électro- positif (anode ou zincode), tandis que l’autre se porte au pôle électro-négatif (cathode ou platinode) delà batterie; ceux qui se rendent au premier pôle se nomment anions, et ceux qui vont au deuxième pôle , caillions.

93. Les pôles ou électrodes 11’exercent aucune attraction sur les corps élémentaires tant qu’ils sont à l’état simple, car il faut qu’ils soient à l’état de combinaison pour que le fluide voltaïque exerce son action sur eux. C’est pour cette raison qu’une dissolution simple de chlore, de brome, etc., n’abandonne ces substances ni à l’un ni à l’autre pôle.

94- Les corps susceptibles d’être décomposés doivent contenir un équivalent de chaque élément , c’est-à-dire doivent être composés d’un des atomes dont nous avons parlé N° 87. Une seule exception à cette loi se trouve dans le periodure de mercure, composé néanmoins si peu stable, que la plus légère exposition à la lumière provoque sa décomposition. Les acides sulfurique et phosphorique ne sont pas par euxmêmes électrolytes, c’est-à-dire qu’ils 11e cèdent pas directement leurs éléments sous l’influence de l’action voltaïque, parce qu’ils sont formés d’un atome de phosphore ou de soufre pour trois atomes d’oxygène.

95. Il n’est pas nécessaire, qu’une substance soit directement composée d’éléments pour être en état de passer aux électrodes ou pôles. En d’autres termes, les corps, composés de substances composées elles-mêmes , sont des ions aussi bien que ceux qui sont composés de substances simples. Ainsi , les acides sulfurique, phosphorique , arsenique et quelques autres , sont des ions par rapport au pôle électro-positif ou anode, tandis que presque tous les protoxydes, l’ammoniaque, la potasse et plusieurs autres corps, sont des ions par rapport à l’autre pôle. Voici une liste des ions simples et composés, dressée par Faraday :

Anions.

Oxygène , Chlore, Iode, Brome , Phtore ,

Cyanogène, Soufre , Sélénium,

Su lfo-cy anogène , Acides.

Hydrogène,

Cat liions.

Tous les métaux,

Oxydes métalliques, Les alcalis végétaux, tels

Les terres, que la morphine, etc..

Les alcalis, etc.

96. La même substance, dans des circonstances différentes, se portera successivement vers un pôle différent, attendu que, daus certains cas, elle jouera le rôle de base , et, dans d’autres, celui d’acide. Uu exemple vulgaire peut être puisé dans l’oxyde de cuivre, lequel, quand il est combiné avec les acides sulfurique, nitrique, hydro-chlorique , ou tout autre acide , se rend au pôle négatif ou cathode, tandis que, combiné à l’ammoniac, il joue le rôle d’un acide et se rend à l’anode ou pôle positif.

97. Si on trouve un corps à l’un des pôles de la batterie, on n’est nullement certain qu’il y est arrivé par la décomposition directe , opérée par le courant voltaïque, attendu que , si le composé dont il faisait partie est dissous dans l’eau, les éléments de cette dernière, étant mis en liberté , jouent souvent un rôle important dans la formation de nouvelles combinaisons qui résultent ainsi d’effets secondaires. Ainsi, par exemple, la dissolution aqueuse d’un sel métallique, tel que celui de cuivre, étant soumise à l’action d’un courant voltaïque, l’hydrogène se porte au cathode, et l’oxygène à l’anode; mais, pendant que ce changement a lieu, l’oxyde de cuivre passe au cathode et l’acide sulfurique à l’anode; l’hydrogène s’empare de l’oxygène de l’oxyde de cuivre, et forme de l’eau, tandis que le cuivre se précipite à l’état métallique sur l’électrode, non pas par suite d’une action directe du fluide voltaïque, mais par suite d’un effet secondaire, qui doit être attribué à l’hydrogène. Quelquefois ces éléments se combinent avec les pôles ou électrodes , de manière à former de nouvelles combinaisons ; par exemple , si les pôles sont de nature à s’oxyder facilement, l’oxygène formera un oxyde, et de même, si toute autre substance est mise en contact avec les gaz pour lesquels elle a beaucoup d’affinité , une combinaison semblable aura lieu; de là une série de résultats beaucoup plus nombreuse que les effets électrolytiques, et qu’on a nommés décompositions secondaires ou électro -chimiques; quelquefois ces résultats secondaires sont plus compliqués, mais pas plus, cependant, que l’effet extraordinaire que nous avons dit être produit par l’oxygène sur le ferro-eyanure jaune de potasse, attendu que ce gaz, en se combinant avec une partie du potassium du ferro-cyanure, donne naissance à un sel tout nouveau.

98. Les effets secondaires de l’oxygène et de l’hydrogène i ont été démontrés par des expériences nombreuses et bien

faites; mais on n’a pas encore pu parvenir à prouver que l’hydrogène, provenant de la décomposition de l’eau, réduisît les métaux à l’aide du courant voltaïque. Cependant, en faisant des expériences sur les corps simples non métalliques, on observa que le coke poreux et le charbon retenaient une portion d’hydrogène, quand ces substances formaient le pôle positif ou négatif de la batterie. On observa aussi que, quand on les plongeait dans une dissolution de sulfate de cuivre, elles se revêtaient immédiatement d'une couche de ce métal, ajoutant ainsi un fait positif aux données de la théorie.

99. Le professeur Daniell, dans une note lue à la Société royale, a donné une théorie entièrement neuve touchant la manière dont les sels métalliques sont quelquefois décomposés. Il suppose que l’acide et l’oxygène passent d’un côté, et le métal de l’autre.

D’après ces considérations, il a fourni de nouvelles données sur la composition des sels ; ainsi , le sulfate de cuivre, au lieu d’être formé de : acide sulfurique oxyde de cuivre , consisterait en : acide sulfurique -|- oxygène -|- cuivre. Les deux premiers éléments, en les considérant comme étant en état de combinaison, sont nommés oxysulfions, et le sel, oxysulfion de cuivre; de même, le radical des nitrates est nommé oxynitrion ; celui des carbonates, oxycarbion; celui des oxalates, oxalion; celui des sulfates, sulfion , etc.

Un autre fait important est contenu dans cette note, c’est la propriété que possède le courant électrique de décomposer deux substances dans la même dissolution ; ainsi une eau acidulée et un sel métallique peuvent être décomposés en même temps, le courant se divisant entre eux.

100. Nous avons vu jusqu’ici que les corps peuvent être décomposés de deux manières: i° soit en cédant directement leurs éléments au courant voltaïque, quand le composé est formé d’équivalents uniques; 20 soit par une action secondaire provenant des changements qui arrivent souvent comme résultats d’une nouvelle décomposition, ou combinaison des éléments de la première substance décomposée, avec d’autres substances qui se trouvent dans leur sphère.

101. Le liquide placé entre les électrodes n’éprouve, en apparence, aucun changement pendant que la décomposition s’opère, c’est-à-dire, que les effets de la décomposition ne se

montrent qu’aux pôles; ainsi, si le sulfate de cuivre est décomposé, l’acide sulfurique se rend d’un côté , et l’oxyde de cuivre d’un autre , et cependant on ne trouvera ni oxyde ni acide dans les parties intermédiaires de la dissolutioh. Ces expériences réussissent mieux quand on se sert d’un vaisseau plat et allongé, séparé, par deux diaphragmes poreux, en trois compartiments, dont les plus extérieurs (ceux qui sont aux extrémités) reçoivent les électrodes.

102. La température dans laquelle il faut maintenir la dissolution qu’on soumet à la décomposition, influe sur son pouvoir conducteur. Un liquide, bon conducteur à la température ordinaire, permettra difficilement le passage du fluide galvanique, quand sa température deviendra à — o°, tandis qu’à celle de l’eau bouillante, le passage sera des plus faciles ; il est donc important d'élever la température des dissolutions, quand on veut opérer une vaste décomposition en peu de temps et à peu de frais.

jo3. Ohm, dans une élucubration obscure, a donné la formule mathématique du courant galvanique. Voici cette formule générale : l’intensité de l’action A est égale à la force électromotrice E, multipliée par le nombre de batteries n, divisé par la résistance extérieure au liquide de chaque batterie que le courant a à surmonter r, plus la résistance offerte par l’arrangement particulier de chaque cellule r multiplié par le nombre de cellules n.

r-f- n r Conclusion.

Tel est le résumé des principaux phénomènes qu’on nommé galvaniques , et des différentes propriétés désavantageuses ou favorables à la production du courant galvanique.

L’application de ce dernier aux arts est une des plus grandes découvertes contemporaines; et ce vaste champ, à mesure qu’on le parcourt, s’agrandit en montrant à nos regards une immense contrée dont la fertilité dépend du talent et du travail qu’on déploiera dans sa culture.