HISTORIQUE
L'année même de la découverte mémorable de la pile par Volta, en 1800, Carlisle et Nicholson reconnurent que le courant engendré par cet appareil était capable de décomposer l’eau. |
Carlisle et Nicholson employèrent d’abord pour conducteurs deux fils de laiton dont les extrémités libres venaient plonger dans de l’eau contenue dans un vase à proximité de la pile. De l'hydrogène apparut au pôle négatif et des traces d'oxygène au pôle positif, dont le métal fut oxydé. Après avoir remplacé les fils de laiton par des fils de platine, ils purent recueillir séparément, dans de petites cloches disposées à cet effet, deux volumes d'hydrogène et un volume d'oxygène. Ainsi se trouva réalisée, d’une façon à la fois nouvelle et élé-
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gante, l'analyse de l’eau. Les deux gaz une fois mélangés, en réagissant l’un sur l’autre, sous l'influence de l’étincelle électrique, reconstituèrent de l’eau sans laisser de résidu gazeux.
L'appareil primitif de Carlisle et Nicholson sert encore aujourd’hui, avec quelques modifications de détails et sous le nom de voltamètre, que lui a donné Faraday, à la mesure de l'intensité des courants et à l'étude de l'électrolyse.
Le fait de la décomposition de l’eau par le courant voltaïque donna lieu bientôt à d'innombrables recherches sur la décomposition de corps chimiques de nature très diverse, et fut ainsi le point de départ de l’électrochimie, l’une des branches les plus importantes de l'électricité.
Carlisle et Nicholson avaient constaté non seulement que l’eau était décomposée par l’action extérieure du courant, mais encore au sein même de la pile, au contact des lames polaires de zinc et de cuivre. Dans les piles à un seul liquide, le dépôt d'hydrogène, qui forme bientôt une gaine plus ou moins isolante autour des lames négatives, provoque, comme on le sait, la décroissance rapide du courant.
Lorsqu'on décompose un liquide à l’aide du voltamètre, il peut se former sur les lames de platine un dépôt adhérent, de nature variable, soit solide, soit gazeux, suivant la composition chimique du liquide, et qui à pour effet d'apporter une résistance, quelquefois très grande, au passage du courant, dont l'intensité diminue. Ces lames sont alors polarisées, suivant l'expression de de La Rive, et l’on a cherché à expliquer leur action par leur tendance à produire un courant inverse du courant direct de la pile. On explique de même l'arrêt assez prompt du courant dans la pile à un seul liquide.
I suffit de placer dans un liquide conducteur les lames de platine polarisées par suite de l’électrolyse pour apprécier, en fermant le circuit, un courant de sens contraire à celui de la pile inductrice : la lame qui était en relation avec le pôle positif de la pile devient le pôle de sortie du courant, et l’autre lame représente le pôle négalif. Ce courant de retour est dit courant secondaire, et l’on désigne le couple ainsi constitué sous le nom de pile secondaire.
Cette désignation avait déjà été donnée par Ritter à une sorte de pile à colonne formée de rondelles d’un seul métal, alternant avec des rondelles de carton ou de drap, rendues simplement humides par une solution saline. Cet appareil, mis en relation par ses extrémités avec les pôles d’une pile, donnait, après en avoir été séparé, un courant de sens contraire à celui qui l'avait traversé.
Ritter attribuait ses effets à sa faible conductibilité: elle se chargeait pour ainsi dire à la façon d’une bouteille de Leyde, et en empruntant une partie de la charge que possédait la pile auxiliaire; son pôle positif était situé sur celle de ses extrémités primitivement en rapport avec le pôle positif de cette pile; son action, que Ritter rapportait à de l'électricité de tension, n’était que de courte durée. |
Volta en donna une théorie différente et admit, ce qui est aujourd’hui reconnu, que le courant inducteur avait décomposé le liquide interposé entre les rondelles, en déposant séparément sur leurs surfaces de l'acide et de l’alcali, dont la combinaison ultérieure devenait la cause même du courant secondaire.
L’affaiblissement rapide du courant dans les piles à un seul liquide avait été remarqué dés le début. Becquerel est le premier qui en ait donné l'explication ration-
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nelle; le premier aussi qui ait indiqué le moyen de l’éviter, en absorbant l’hydrogène résultant de l’action chimique, par de l'acide nitrique interposé sur son trajet.
La pile à laquelle il donna le nom de pile à gaz oxygène, était formée de deux lames de platine, plongeant isolément dans une solution de potasse, et de l'acide nitrique, séparés par un diaphragme en argile. La combinaison de lacide avec la potasse déterminait le courant; l’acide absorbaïit l'hydrogène provenant de la décomposition consécutive de l’eau, en même temps que l'oxygène se dégageait librement sur la lame de platine immergée dans la solution alcaline. En remplaçant cette lame par du zinc, l’action devenait plus énergique, et toute polarisation étant éliminée, le couple fonctionnait avec une extrême constance.
Becquerel, à qui l’on doit aussi de remarquables travaux sur les courants dus à l’action chimique de deux liquides de nature différente, mis en contact mutuel, a étudié avec soin la polorisation des lames de platine d’un voltamètre, dans le cas de la décomposition d’un sel dissous, du sulfate de potasse par exemple.
Le même physicien a démontré, par d’ingénieuses expériences, que cette polarisation était due à la séparation, par le fait de l’électrolyse, de l'acide et de la base qui venaient se fixer, l’un sur la lame positive, l’autre sur la lame négative, et tendaient à se réunir ensuite, selon leur affinité respective, en déterminant un courant opposé à celui de la pile extérieure.
I le prouva en montrant qu'il suffisait d’humecter deux lames de platine, l’une d'acide, l’autre de potasse, pour que celles-ci, une fois transportées dans une solution de sulfate de potasse, puissent produire un courant de même sens que le courant secondaire du voltamètre.