Historique

Le phénomène de l’électrisation par barbotage a été découvert par Lord Kelvin, Mac Lean et Galt en 1894 (?), el ces savants l’ont immédiatement rapproché du phénomène signalé par Lenard deux ans auparavant, l'électrisation par chute d’eau. Depuis cette époque, les deux phénomènes ont été généralement considérés comme complémentaires : le barbotage de l’air à travers l’eau et le barbotage de l’eau à travers l’air sont deux opérations analogues, dont les effets doivent être connexes.

Nous verrons plus loin (*) ce qu'il faut penser de ce rapprochement et s’il ne convient pas de faire un pas de plus, de regarder l’ionisation par barbotage et l’ionisation par chute d’eau comme identiques dans le fond. Pour le moment, nous limiterons notre historique à la question stricte du barbotage, c’est-à-dire aux phénomènes élec-

(*) Voir L. et E. BLocn, /onisation par le phosphore et phospho-

rescence (Comptes rendus, t. CXLVIT, 1908, p. 842. — Le Radium, 1908 ).

(2?) Lord KELviN, Mac LEAN et GaLr, Proceed. Roy. Soc., t. LVIT, 1895, p. 335.

(AP xs fret 166,

triques corrélatifs d’un dégagement gazeux en milieu liquide. Nous rappellerons plus loin les recherches sur le gaz de l’électrolyse et les gaz préparés par voie chimique. On verra, à ce moment, le lien qui existe entre ces questions (t).

Le travail de Lord Kelvin a déjà mis en évidence les traits distinctifs du phénomène. Pour qu’il y ait électrisation, il faut qu’il y ait barbotage, c’est-à-dire rupture des surfaces liquides : le simple passage de l’air sur de la ponce mouillée ne donne rien. Le signe de l’électrisation que prend le récipient isolé où barbote le gaz dépend essentiellement de la nature chimique du liquide. Ce signe est très sensible aux impuretés, et par suile très variable si l’on opère sans précaution. L'eau distillée, l’eau de source

P ; ; l’eau chargée de gaz carbonique donnent des résultats très différents. Les impuretés acides ou salines agissent à très faible dose, généralement pour diminuer l’électrisation (sulfate de zinc, acide chlorhydrique, chlorure de calcium, sulfate de cuivre, etc.). Les liquides organiques se comportent d’une façon variable : une solution de phénol ne diminue pas Pélectrisation de l’eau, l'alcool la diminue un peu, la benzine la diminue beaucoup, et l'huile de vaseline la supprime pratiquement d’une façon complète. La nature du gaz qui barbote (oxygène, hydrogène, gaz carbonique) influe sur le dégagement d'électricité et même sur le signe de l’électrisation. Les gaz qui ont barboté emportent une charge électrique qui se manifeste par influence lorsqu'on souffle de l’air frais. Cette propriété de transporter une charge persiste dans le gaz une ou deux minutes après arrêt du barbotage.

üsters (?), ent a repris l’étude de l’électrisation

Kôüst D 899); pris l'étude de l’électrisat

par barbotage, principalement pour la comparer à l’élec-

(CAR E07E (?) Kôsrers, Ann. der Phys., loc. cit., 1899.

trisation des gaz fraîchement préparés par électrolyse (dont Townsend venait de faire l’objet d’un Mémoire important). Küsters estime que le barbotage joue le rôle essentiel dans les effets d’électrolyse : les signes de la charge électrique sont généralement identiques, quand le liquide et le gaz sont les mêmes. Il est vrai qu’il n’y a pas de proportionnalité dans la grandeur des charges mises en jeu; que le signe des charges peut s’inverser dans un cas sans s'inverser dans l’autre; enfin l’influence de la température, observée par Townsend dans le cas de l’électrolyse, est douteuse dans le cas du barbotage. Par contre, le rôle des impuretés est prépondérant dans les deux cas. En versant une couche d’alcool coloré en rouge à la surface d’un bain électrolytique, on change, au moins pendant quelques instants, le signe de l’électrisation. D'ailleurs, la charge des ions électrolytiques (ions électropositifs ou électronégatifs) est souvent opposée à celle du gaz naissant, de sorte qu'il est difficile d’attribuer l’électrisation de ce gaz à la présence d'ions arrachés à la masse du liquide. Kôüsters a fait l'observation intéressante que l’électrisation par barbotage est augmentée très notablement quand le gaz qui barbote contient des poussières (nuages présents dans l'hydrogène naissant, poussières liquides obtenues par pulvérisation, centres émis par un fil métallique chauffé). La charge propre de ces particules ne suffit pas à expliquer leur activité.

L’'électrisation par barbotage dépend beaucoup des conditions mécaniques où se fait le barbotage. Pochettino et Sella (!) ont observé des eflets notables avec une soufflerie à air; quand l’air est insufflé au moyen d’une poire, les effets sont nuls.

K. Wolff (?) a étudié en détail l'influence exercée par

(!) PocuerriNo et SELLA, Rend. Lincei, L. IX, 1900, p. 3. (2) K. Wozrr, Diss., Kiel, 1903.

l'orifice de barbotage (diamètre, hauteur de tube immergée, nature du tube, etc.). Lorsqu'on cherche à accroître les effets, on constate qu'il existe une hauteur d'immersion optimum, variable avec le diamètre du tube, mais indépendante de la température.

U. Piva (!) a fait voir que la pression de barbotage modifie beaucoup les phénomènes. En augmentant la pression de barbotage, on passe du signe + au signe — avec des solutions de chlorhydrate de quinine, de sulfate de quinine, d’acide chlorhydrique, de bromure de sodium, de tartrate de sodium; inversion n’a pu être alleinte avec l’esculine ou l’acide acétique.

Pacini (?) a étudié systématiquement l'effet exercé sur le barbotage dans l’eau par différentes impuretés organiques. Les colorants acides, ajoutés en quantité assez faible, arrivent à inverser le signe de la charge de l’eau pure; les colorants basiques ne donnent pas cette inversion.

Quand Îles effets de barbotage sont très faibles, ils deviennent difficiles à distinguer des effets parasites dus à la radioactivité. C'est ainsi que J.-J. Thomson (?) et Himstedt (*) ont pu mettre en évidence par barbotage dans l’eau l’émanation radioactive qui s’y trouve dissoute. On doit aussi à ce dernier auteur une observation importante : l’air qui a barboté à travers l’eau peut décharger les conducteurs électrisés, quel que soit le signe de leur charge. Cette observation est la première qui ait permis de rapprocher les effets de barbotage des phénomènes d’ionisation.

Les principaux résultats qui vont être établis au sujet de lionisation par barbotage ont été énoncés dans une Note à l’Académie des Sciences du 1°" juillet 1907.

) U: PrvA; Aëtt Acad Lincei, U"XIIL, 1904, p.19: 2) Pacini, Ati Lincet, L. XIIL, 1904, p. 599.

) J.-J. Taomsow, Phil. Mag., t. IV, 1902, p. 392.

) Himsrteor, Ann. der Phys., t. XL, 1903, p. 107.

Depuis cette date, la question a été reprise par M. de Broglie (!), qui a examiné un certain nombre de solutions salines aqueuses, les solutions aqueuses d’alcool et d’éther, et beaucoup de liquides organiques. Parmi ces derniers, il y à une distinction à faire. Les uns, comme lalcool éthylique, l'alcool méthylique, l’éther, Pacétone,, laldéhyde, sont actifs, c'est-à-dire rendent les gaz conducteurs par barbotage. D’autres, ainsi que l’avait observé Lord Kelvin, ne donnent au barbotage que des effets insensibles. Le type de ces liquides inactifs est la benzine. Se comportent comme la benzine : l’éther de pétrole, l'essence de térébenthine, l'huile de vaseline, le xylène, le toluène, la glycérine et l'air liquide. M. de Broglie a fait voir que les liquides neutres au barbotage se distinguent des liquides actifs par une autre propriété. Les gaz qui ont barboté dans la benzine entraînent des poussières liquides, elles-mêmes neutres, mais susceptibles de se charger par diffusion lorsqu'on les mélange à de petits ions; elles deviennent alors de gros ions. Au contraire, l’eau et les liquides actifs ne fournissent que des centres chargés. L'air qui a barboté à travers l’eau perd une grande partie de sa conductibilité en présence du radium par suite d’un mécanisme de recombinaison. Il ne contient pas de centres neutres.

Nous verrons, dans la dernière Partie de ce travail, le degré de généralité qu'il convient d’accorder à ces résultats, Avant d'entrer dans la description des expériences, indiquons l’état de la question du barbotage au moment où nous en avons entrepris l'étude. Les deux questions essentielles qui se posaient étaient les suivantes :

1° L’électrisation par barbotage est-elle analogue à l’électrisation par frottement?le gaz qui sort du barboteur est-il semblable à un conducteur chargé? ou s’agit-1l d’une

(:) M.pe BroGzie, Ann. de Chim. et de Phys., t. XVI, 1909, p. 6.

ionisation proprement dite, c’est-à-dire d’un transport d'électricité des deux signes par l'intermédiaire de véhicules emportés par le gaz? Cette dernière alternative était rendue probable, du fait qu'elle s'était trouvée vérifiée dans les phénomènes de chutes d'eau (Aselmann, Kæhler).

2% S'il s’agit d’ionisation, quelle est la nature des ions produits ? Sont-ils comparables aux ions des rayons Rüntgen, aux ions du radium, de la lumière ultraviolette? Doit-on, comme cela paraît plus naturel, s'attendre à retrouver ici les gros ions présents dans les gaz de la flamme complètement refroidis ou dans les produits d’oxydation du phosphore? La nature des ions est-elle modifiée par la nature du liquide où ils prennent naissance ? Des mesures de mobilités aussi complètes que possible peuvent seules nous renseigner sur ces questions.