Centres neutres créés par la réaction chimique

Le flacon de verre qui a servi aux expériences précédentes est muni d’une électrode supplémentaire en toile métallique très fine (fig. 33). Cette toile, dont les mailles

ont un ou deux dixièmes de millimètre seulement, est fixée sur une couronne de laiton de façon à former un disque rigide. Elle est supportée par un bouchon d’ébonite à anneau de garde.

La toile métallique est interposée entre la surface du liquide et l’électrode de laiton massif qui recueille les charges. On peut faire varier sa distance à l’une ou l’autre surface.

Ce dispositif permet de faire deux mesures comparaüves : 1° On porte le liquide à un certain potentiel au moyen d’un fil de laiton relié à la batterie d’accumulateurs; on mesure alors les courants intenses que peut recueillir la toile métallique (dans cette expérience l’électrode P ne joue aucun rôle). 2° On relie la toile

métallique au liquide et l’électrode P à l’électromètre ; dans ces conditions on peut recueillir les ions formés à la surface du liquide (dans un champ nul) et qui ont traversé la toile métallique par diffusion.

Voici les résultats expérimentaux :

Distance de la toile au liquide......... 7 » AUMDIA EAU EEE 7

Voltage : 450 volts.

Déviation (250 divisions). Ions positifs. Ions négatifs. Toile métallique à l’électromètre... NE 20° » reliée au liquide... Néant en1" Néant en 1"

Dans cette expérience, l’électromètre était shunté au maximum (+ environ). Voici le résultat d’une autre expérience faite sans shunt, sur un liquide plus concentré (45 gouttes d'acide chlorhydrique pur dans 1 50°" eau distillée) et avec la toile métallique très rapprochée

du liquide.

Distance de la toile au liquide : 1"",5.

Déviation : 250 divisions. Ions positifs. Ions négatifs. Toile métallique à l’électromètre. De 250 » reliée au liquide. Effet très faible Néant

et irrégulier

On voit par le contraste des lectures que les centres intervenant dans la convection doivent la totalité de leur charge au champ électrostatique dans lequel ils prennent naissance. Sitôt qu'on les laisse se produire dans un champ nul, ils sont incapables de fournir aucun courant. La diffusion en fait cependant passer un grand nombre à travers la toile métallique, et, s'ils parvenaient dans cette région avec une charge libre, ils seraient rapidement captés par le champ. Ajoutons que l'effet de la diffusion est favorisé par le courant d'hydrogène, très faible il est vrai, qui se dégage, ainsi que par la pulvérisation. Malgré

cela, les effets les plus énormes sont réduits à néant par la toile métallique.

Disons enfin que les phénomènes sont tout aussi nets avec une toile métallique à mailles beaucoup plus larges (mailles carrées de 1"",5 de côté) placée très près de la surface liquide (2"® environ). Il suffit que cette toile fasse écran électrostatique pour supprimer entièrement les courants intenses recueillis en son absence.

Nous avons encore une autre raison de penser que les véhicules de l’électricité dans les effets statiques ne sont pas des ions. On ne peut songer à de gros ions, qui seraient entraînés facilement par des courants gazeux modérés. Pour éliminer toute difficulté provenant des petits ions, nous avons fait quelques expériences avec des courants d'air extrêmement intenses (allant jusqu’à 300 cm® : sec). Si les effets étaient dus à de petits ions, ils devraient augmenter très vite avec le débit, comme cela se passe, par exemple, avec les ions du radium. Pour être certain d’avoir la saturation, même aux plus forts débits, nous avons placé, tout de suite après l’appareil de production, le grand tube à saturation de 1°,40 de long qui nous avait servi dans les expériences de barbotage (G= +50):

Quand les centres prennent naissance sous un voltage de 5 boîtes (475 volts), les courants obtenus (courants de convection) n’augmentent pas constamment quand le débit augmente. Le courant passe par une valeur maximum pour un certain débit. D'ailleurs, 1] garde le même ordre de grandeur pour des débits variant du simple au

décuple :

Variations du débit. — Champ de 5 boîtes. — Shunt au maximum.

Se TONONS dome Rare So, Re Mob: EC, EM RENET En

Courant négatif(250%) 104 » 43° 37° » 16,5 26‘ » 32° » positif (250°) DR) CU) SU I7 » 2100

Si l’on détermine les variations correspondantes du courant d’ionisation, on trouve les nombres suivants :

Variations du débit. — Champ zéro. — Sans shunt. YAITTO ON A ee aie 149. NO PRE HO NEDIRE Ions négatifs (2504)... 7°, 8 » 8° 9° 12 Ions positifs (2504).... Très faible Néant » » Néant

Les courants d’ionisation diminuent lentement avec le débit. Ils restent d’un ordre de grandeur tout à fait différent de celui des courants de convection (pouvoir multiplicateur du shunt — -L environ). En particulier, le caractère unipolaire se conserve même aux plus forts débits, tandis que les deux courants de convection sont à peu près égaux. Tout ceci est parfaitement conforme à l’hypothèse énoncée ci-dessus : les centres qui prennent part à la convection ne sont pas des ions, ils acquièrent une charge par influence électrostatique.

Pour contrôler de plus près cette hypothèse, nous avons institué l'expérience suivante. Un cylindre métallique (Jig.34) de 10°" de diamètre et de 7°" de hauteur environ

Fig. 34.

porte deux tubulures latérales pour l'entrée et la sortie de l'air. Il porte également deux regards fermés par des fenêtres de verre, pour permettre d'examiner du dehors le niveau du liquide et l’aspect de la réaction. Un disque métallique de 7°",4 de diamètre, convenablement isolé, permet de créer au-dessus du liquide un champ électro-

statique intense. Le courant d’air, en traversant l’espace qui sépare le disque du liquide, balaye les centres chargés et les transporte dans un condensateur de mesure. Ge condensateur est situé très près du flacon métallique auquel il est relié par des raccords courts et larges.

Il est possible d'étudier avec ce dispositif la manière dont varie le courant transporté par le gaz, quand, laissant invariables l’état de la réaction et le débit gazeux, on modifie seulement le voltage appliqué en F.

Voyons ce que notre hypothèse nous permet de prévoir. Nous savons que l’action du zinc sur l’acide chlorhydrique étendu donne surtout des ions négatifs, peu ou pas d’ions positifs. En mettant en K le champ zéro, nous devons recueillir des courants négatifs notables, des courants positifs faibles ou nuls.

Si maintenant nous établissons sur F un champ négatif intense (plateau négatif par rapport au liquide), les ions négatifs sont retenus par le liquide au moment même où ils se forment, et l’électromètre donnera zéro. Il en sera de même pour les ions positifs si l’on établit un champ positif.

Par contre, l'établissement d’un champ positif ou négatif fera apparaître les effets de convection, plus gros que les effets d’ionisation. Les goutteleites primitivement neutres prendront une partie de la charge du liquide et seront aturées par le plateau en regard : le courant gazeux passant transversalement entraînera une partie de ces gouttelettes, et il apparaîtra à l’électromètre des courants négatifs ou posilifs intenses.

Le Tableau suivant montre que ces prévisions sont bien conformes à l'expérience.

Le champ mis sur le plateau F est de 380 volts environ.

Variation du champ (+ 380 volts).

Ions Ions Champ sur F. négatifs. positifs.

4 DOitesS LE eee LE 2° Néant DONS A TE SN l ete 22 »

OO TR Cle 7e »

D ere SAR »

— 4 boîtes ......:..... Néant 35,2 Dr RES SNA Ts » SCA ON Lee 7 Néant Ne Satoob nec GE »

Au lieu de mettre sur F un champ très intense, on peut meLtre au contraire un champ modéré (1 boîte — 90 volts). Ce champ produit déjà des effets notables :

Variation du champ (Æ go volts).

Ions Ions

Champ sur F. négatifs. positifs.

D IRDOITE Lette ES Néant DIRE ST CIO DR 4,5 »

ORDRE EEE 8° »