ACTION DU COURANT VOLTAÏQUE SUR LES SUBSTANCES ORGANIQUES

On va donner dans ce paragraphe le résumé des expériences très-peu nombreuses qui ont été ftiites sur les substances organiques. Il ne peut être question, bien entendu, de l’action du courant sur les corps organisés : elle appartient à la physiologie.

MM. Pelletier et Couerbe ont tenté les premiers d’isoler les principes immédiats des végétaux, au moyen du courant électrique: quand on plonge les deux pôles d’une pile dans une solution d’opium, la morphine se rassemble en grande quantité autour du pôle négatif, et de l’acide méconique apparaît au pôle positif. Ces messieurs employaient une pile à grande tension; aussi ne pourrait-on pas considérer les résultats obtenus par ce moyen comme résolvant la question qu’ils avaient pour but de décider ; savoir, si la morphine préexiste dans l’opium; l’agent employé n’étant pas moins énergique que la potasse et l’ammoniaque , qu’on soupçonnait d’être capables de déterminer la formation de l’alcali organique.

Ces chimistes avaient déjà cherché à déterminer, à l’aide de la pile, le rôle que joue la picrotoxiue dans ses combinaisons.

En agissant sur le picrotoxate de potasse, ils avaient obtenu des cristaux de picrotoxine sur le pôle positif: la combinaison de cette matière avec les alcalis organiques a donné le même résultat.

Ainsi , cette substance se comporte comme un acide.

Quand on fait agir une pile faible sur les teintures alcooliques des parties vertes des plantes, la chlorophylle se dépose sur l’électrode positif avec la couleur qui la caractérise; d’autres matières généralement moins colorées viennent s’attacher au pôle négatif.

Une pile puissante décompose la moitié de l'eau que l’on peut supposer combinée avec l’hydrogène bicarboné dans l’alcool ; ou, si Ton aime mieux, la décomposition porte uniquement sur l’eau de l’hydrate d’oxyde d’éthyle, et l’odeur de l’éther ne tarde pas à se manifester.

Mais il se forme toujours quelques autres produits quand on agit sur de l’alcool tenant de la potasse en dissolution ; il se précipite du carbonate de potasse, et l’on voit apparaître cette matière rouge qui résulte de l’action de la potasse sur les produits d’oxydation de l’alcool, inférieurs à l’acide acétique. L’addition d’une très-faible quantité de pota.sso rend l’alcool bien plus facilement décomposable.

L’esprit de bois donne des résultats analogues : il se décompose aussi beaucoup plus promptement, et subit une altération bien plus profonde, quand il contient de la potasse en dissolution.

Les dissolutions des sels dans l’alcool sont plus diflicilement décomposables par la pile, que les dissolutions aqueuses des mêmes substances.

Il parait résulter d’expériences incomplètes de M. Schoenbein que, lorsqu’on décompose l’alcool par la pile, en employant l’éponge de platine comme électrode positif, il se forme les mômes produits que Doebereiner a obtenus avec l’alcool et l’éponge de platine, en présence de l’air. L’odeur de ces sulwtances se manifeste, et l’on n’aperçoit point le dégagement d’oxygène qui se produit, quand on remplace l’éponge par un simple fil de platine ou d’un autre métal non oxydable.

Quant à l’influence directe de l'électricité sur la fermentation, elle est encore jusqu’ici fort douteuse. On a bien observé que le courant la dé-

terminait dans du jus de raisin qui n’avait pas eu le contact de l’air; mais comme il sullit d’une très-petite bulle d’oxygène pour produire le même elFet, et que le courant peut décomposer l’eau et mettre de l’oxygène en liberté, on est en droit de supposer, que ce n’est qu’en vertu de cette décomposition, que le courant agit dans cette circonstance.

Brandt a observé que quand on plonge les pôles de la pile dans une liqueur contenant de l’albumine , cette matière vient s’attacber coagulée au pôle positif.

M. Matteucci a recherché, par les procédés que nous avons indiqués précédemment, s’il n’y aurait pas un rapport simple entre la quantité de produit décomposé et le volume des gaz dans le voltaïmètre. Les sels à bases organiques ne lui ont point fourni de résultats satisfaisants; car généralement ces sels à l’état neutre .se dissolvent mal, ce qui oblige à recourir il l’emploi d’un excès d’acide pour en opérer la solution.

Or, l’eau est toujours décomposée, et en proportion croissant avec la quantité d’acide; toujours , il est vrai, la quantité de base diminue en même temps. Dans deux expériences il s’est dégagé du gaz azote au pôle positif. Une dis,solution de sulfate neutre de strychnine, placée dans un vase divisé en deux compartiments par une membrane, a été soumise à l’action du courant, et la quantité d’alcaloïde qu’il a transporté au pôle négatif, s’est trouvée sensiblement proportionnelle à l’hydrogène du voltaïmètre, déduction faite de la quantité d’eau décomposée dans la solution de strychnine.

DÉCOMPOSITIONS DANS l’iNTÉRIEOR UE LA PILE.

Nous avons déjà vu plusieurs fois que l’action chimique ne s’exerce pas seulement aux électrodes , mais que dans l’intérieur de la pile il se passe aussi des phénomènes chimique. Que l’on place, ainsi que l’ont fait MM. Biot et Frédéric Cuvier, une pile à colonne sur un support plongeant en partie dans l’eau, et qu’on recouvre le tout d’une cloche ; le volume de l’air diminuera, et .si l’on recherche, par les procédés connus, quel principe a été absorbé, on s’assurera que c’est l’oxygène. On sait bien que les métaux qui composent la pile à colonne peuvent, en présence de

l’eau , sous l’influence d’un acide , s’emparer de l’oxygène de l’air ; mais ces observations ont constaté que l’absorption était beaucoup plus rapide quand les pôles étaient réunis, que quand ils étaient séparés; ce qui prouve bien une réaction du courant produit.

MM. Biot et Frédéric Cuvier mirent une pile dans une éprouvette k pied placée dans la cuve à eau , recouvrirent l’appareil d’une cloche, et par succion, ils firent monter l’eau jusqu’aux 9 dixièmes de la capacité de cette cloche : des tubes, convenablement disposés, conduisaient au dehors les pôles de la pile. Plongés dans l’eau, ils en opéraient la décomposition. Après avoir constaté ce l’ait, MM. Biot et Frédéric Cuvier les réunirent et laissèrent le courant passer librement pendant dix-sept heures. Après ce temps, ils jugèrent, parla diminution du volume, que l’oxygène de l’air qu’ils avaient laissé sous la cloche devait être absorbé en totalité. La pile alors n’ofi’rait plus que des efl'ets insignifiants; elle ne pouvait plus décomposer l’eau , ni donner des commotions.

On lui rendit presque toute son énergie première en faisant passer de l’oxygène sous la cloche.

Ces savants conclurent simplement de ces expériences que l’oxygène, enlevé par la pile à l’air qui l’environne, contribue k augmenter son action. Ils se demandèrent bien si cet oxygène n’était point nécessaire pour le développement des phénomènes électriques; mais les expériences qu’ils firent en plaçant l’appareil dans le vide de la machine pneumatique, les amenèrent k reconnaître dans la pile une action propre, indépendante du milieu dans lequel l’instrument était plongé : résultat que ces savants regardèrent comme conforme k ce qu’établissaient, disent-ils, les expériences fondamentales de Volta sur le contact des métaux isolés. Cette conclusion n’était rien moins que rigoureu.se; car, s’il est évident que l’oxygène de l’air ne peut plus agir quand on a fait le vide, il n’est pas prouvé que l’oxygène du liquide qui mouille les rondelles ne puisse pas exercer d’action.

Suivant Davy, le rôle de l’oxygène de l’air ne consisterait point dans l’action chimique immédiate de ce fluide sur les éléments de la pile; il remplirait l’ollice de corps conducteur, sinon par lui-même, au moins par l’oxyde qu’il forme avec le zinc.

Dans une pile , le zinc, d’après les idées de Voila, prend l’électricité vitrée , tandis que le cuivre prend la résineuse : or, l’oxygène étant éminemment électro-négatif, est attiré parle zinc; il se combine avec lui, forme un oxyde qui, attiré à son tour par le cuivre du couple suivant, traverse la rondelle humide , et charriant ainsi l’électricité empruntée au zinc, rend l’action de la pile plus marquée , sans que cependant l’oxygène ait apporté aucune dose nouvelle de fluide électrique.

Les recherches postérieures ont singulièrement modifié ces idées, et la doctrine chimique, soutenue dans ces derniers temps , surtout par M. de la Rive, est aujourd’hui admise par presque tous les physiciens. Nous n’avons pas à la discuter ici, nous nous contenterons de l’adopter.

Les phénomènes qui se passent dans l’intérieur de la batterie voltaïque sont en général inverses de ceux qui se manifestent au dehors. Nous avons vu la pile dont on fait rejoindre les pôles par des corps décomposables, par des électrolytes, suivant l’expression de M. Faraday, opérer la séparation des éléments de ces conducteurs imparfaits. Dans l’intérieur de la pile, on observe, au contraire, des formations ordinairement plus complexes que les corps d’où elles proviennent.

La différence est essentiellement due à la nature des métaux que baignent les liquides de la pile, qui sont aussi nécessairement des électrolytes, c’est-à-dire des corps capables de se décomposer en attaquant les métaux. Lorsqu’on emploie des électrodes différents l’un de l’autre, et que l’un d’eux est attaquable parles électrolytes, ils jouent alors le rôle d’éléments de la pile, augmentant l’intensité du courant général ou la diminuant, suivant que le courant partiel qu’ils déterminent est de même sens ou de sens opposé è celui de la pile. On peut les considérer comme composant un couple.

Les actions lentes dont nous nous occuperons bientôt ne sont que des phénomènes d’intérieur de la pile, et ce qui les caractérise, c’est qu’ils donnent souvent des produits d’un ordre élevé, que les réactions ordinaires delà chimie ne sauraient réaliser.

n existe un rapport intime de réciprocité entre les courants et les actions chimiques. Les actions chimiques produisent des courants ; les courants, à leur tour, opèrent des réactions chimiques.

Le courant qu’on fait agir sur le sulfate de zinc donne du métal d’une part, de l’acide sulfurique et de l’oxygène d’autre part.

A son tour, l’acide sulfurique exerçant son action sur le zinc des couples voltaïques, donne de l’hydrogène, du sulfate de zinc et un courant.

La formation du sulfate de zinc produit un courant, et le courant peut détruire le sulfate de zinc.

II ne faudrait pas trop se hâter de conclure que cette réciprocité a toujours lieu. Le courant peut séparer les éléments des chlorures métalliques; mais la combinaison du chlore avec les métaux ne paraît pas produire de courant. Pour qu’il y ait courant, il faut une décomposition. La formation du sulfate de zinc, par l’acide sulfurique et le métal, est toujours accompagnée delà décomposition de l’eau.

Si vous employez une de ces piles, dites à courant constant, imaginées par M. Becquerel, où l’élément zinc plongeant dans du sulfate de zinc et l’élément cuivre en contact avec une dissolution de son sulfate, sont séparés par un diaphragme poreux , il se dissout du zinc , mais il se décompose du sulfate de cuivre.

M. Becquere la bien pu obtenir un cou'-ant intense, en combinant l’acide nitrique et la potasse placés dans deux vases communiquant par un tube plein d’argile; mais on ne saurait objecter sérieusement ce fait au principe posé plus haut. Pour qui réfléchit, en efl'et, à la puissante allinité de l’eau pour la potasse et au rôle que joue encore cette eau dans la constitution de l’acide azotique, il ne peut rester aucun doute que la formation du nitre ne soit précédée d’une véritable décomposition chimique. Ajoutons, car c’est peut-être là le point capital, que celte espèce découplé voltaïque donne de l’oxygène et de l’acide nitreux, produits de décomposition de l’acide azotique.

Des recherches récentes de M. Matteucci ont amené ce physicien à celte conclusion, que l’action chimique qui s’exerce dans la combinaison d’un métal avec un corps simple métalloïde , tel que le chlore, l’iode, le brome, etc., ne donnent aucun signe de courant électrique, ni aucun produit d’action électro-chimique.

Voici commentent été faites ses expériences :

Un cylindre d’argile rempli d’une dissolution de sulfate de potasse a

été placé clans une solution saturée de sulfate de cuivre : une lame de platine, plongeant dans celte dernière liqueur, fut jointe îi l’autre métal qu’on plaça dans le cylindre d’argile.

Voilà une pile composée; maintenant si l’on met successivement dans la dissolution de sulfate potassique, et comme deuxième élément du couple, du cuivre, du bismuth , de l’étain , du mercure, qu’on fasse passer dans la liqueur un courant de chlore ou qu’on verse du brome ou de l’iode, on pourra dissoudre une grande quantité des métaux cités, sans qu’aucune trace de cuivre réduit se dépose sur la lame de platine. Le savant italien a pu combiner deux grammes de mercure avec l’iode sans que le cuivre apparût sur la lame négative; le cuivre et le bismuth ont donné le même résultat. En opérant sur l’étain, il a eu un dépôt de cuivre, mais il avait employé l’acide chlorhydrique pour dissoudre le composé d’étain à mesure qu’il se formait, et c’est à faction de cet acide qu’il attribue le précipité métallique.

La combustion du fer lui a donné le même résultat négatif; et si M. Pouillet a observé un dégagement d’électricité dans la combustion du charbon, c’est à la présence de l’hydrogène dans ce corps, à la formaliou d’eau et à la décomposition ultérieure de l’eau formée qu’il faut, .suivant M. Matteucci, rapporter l’effet produit.

Mettons donc de côté les combinaisons qui s’opèrent entre corps simples à l’étal de liberté : considérons celles qui, dans la pile, peuvent produire un couranl. Suivant qu’on établira ou qu’on n’établira pas ce courant, les décompositions seront plus ou moins considérables, la quantité de métal dissous sera plus ou moins grande. Le courant produit par l’action chimique de la pile réagit donc, si je puis ainsi dire, sur cette action elle-même pour en accroître l’intensité. C’est en raison de cette circonstance que les phénomènes intérieurs de la pile ont dû nous occuper un instant.

L’instrument le plus propre à mettre en évidence cette réaction du courant est, sans contredit, la pile à gaz de M.Grove, dont il est facile de donner une idée.

Qu’on se ligure une série de flacons à large ouverture, ou de petites cuves, sur chacune desquelles sont renversées deux cloches contenant,

l’une (le l’h^'tlrogène, l’autre de l’oxygène,,et toutes les deux une lame de platine recouverte du même métal précipité. La lame plongée dans l’hydrogène d’une des cuves est en communication métallicpie avec celle qui s’élève dans l’oxygène de la cuve suivante, et ainsi de suite. Les deux cloches extrêmes, l’une d’hydrogène, l’autre d’oxygène, renferment les lames auxquelles sont attachés les fds ou pôles de la pile; on peut au moyen de ces fds mettre un voltaïmètre dans le circuit de cette batterie de nouv(;lle espèce; on peut les réunir tout simplement et le cornant est établi. Eh bien ! tant qu’ils sont en contact, que le fluide circule, les gaz de la pile diminuent de volume : il y a production d’eau.

Que l’on supprime la communication, c’est-à-dire le courant, l’action chimique est à l’instant arrêtée : le volume de gaz ne varie plus.

Si l’on fait passer le courant dans un voltaïmètre, on remarque un fait non moins curieux : l’eau est décomposée par suite d’une formation d'eau, et la quantité d’hydrogène dégagée dans cet instrument est, à une petite did'érence près en moins, égale à celle qui est absorbée dans chacune des cloches de la pile.

Cet instrument donne lieu à deux remarques ; la première, c’est que les phénomènes qu’il produit semblent d’abord contraires à l’opinion de M. Matteucci, sur l’inaptitude des corps simples à dégager de l’électricité, en se combinant. Mais il faut observer que cette combinaison n’est pas directe, qu’elle n’est que le résultat d’une suite de décompositions et de recompositions successives. La seconde remarque, c’est que le jeu de cette batterie est un des meilleurs arguments que l’on puisse invoquer à l’appui de la théorie de Grotthus sur la décomposition de l’eau par la pile.

Dans le couple hydro-électrique à sulfate de cuivre et sulfate de zinc séparés par une membrane perméable, tant que la lame de cuivre qui plonge dans la première dissolution ne communique point avec la lame de zinc qu’on a placée dans la seconde, il ne .se manifeste aucun phénomène chimique appréciable ; mais du moment qu’on établit le contact, du cuivre métallique commence à se déposer sur la lame de cuivre et la réaction marche avec rapidité.

Nous ne nous étendrons pas plus longuement sur ce sujet, car, tout à l’heure, l’étude des actions lentes va compléter ce que nous avions à dire.