Particules neutres et couches superficielles

Nous avons étudié précédemment l'influence des couches superficielles sur la production des tons propre-

(‘) Ceci est d'accord avec la grandeur des mobilités. (2) 18508 par volt.

(3) Voir M. DE BROGLIE, Le Radium, 1909, p. 209.

ment dits. Rappelons le résultat : la benzine et les autres liquides inactifs par barbotage coupent complètement les effets d'ionisation ; parmi les liquides actifs par barbotage, les uns, comme l'alcool amylique, suppriment les effets au moins aussi bien que la benzine; les autres, comme l’acétone, ont une action moindre ou douteuse.

Il nous a paru nécessaire de rechercher si les couches superficielles influent au même point sur la formation des particules neutres. L'expérience est très facile à faire. Il suffit d'employer l’un quelconque des dispositifs statiques décrits précédemment (p. 169). On mesure d’abord le courant recueiill dans le condensateur plan sous un voltage donné. Puis, on verse avec précautiôn des couches d'épaisseur variable du liquide à étudier. L’électromètre indique immédiatement si les eflets ont augmenté ou diminué.

Lorsqu'on opère, comme nous l'avons fait presque toujours, sur des couches superficielles très minces, le procédé est tout à fait rigoureux. Lorsqu'on verse des couches épaisses (1°%-2°%), il faut tenir compte théoriquement des variations de capacité qui se sont produites. En fait, ces dernières demeurent faibles et ne peuvent en aucun ças charger le signe des résultats.

Naturellement, avec ce dispositif, on recueille en plus du courant de convection le courant d’ionisation proprement dit. Mais nous savons que ce dernier est toujours très petit par rapport au premier. Nous connaissons d’ailleurs l’action des couches superficielles sur lionisation. On pourrait donc, s’il le fallait, introduire une correction relauve au courant d’ionisation. L'expérience montre qu’on peut s’en dispenser.

Nous donnons, ci-dessous, quelques observations relauves aux liquides les plus importants.

[I. Benzine. — La benzine et les liquides du même

groupe (pétrole, térébenthine, etc.) coupent entièrement et immédiatement la production des particules neutres.

On remplit la cuve d’eau distillée (150°%) et l’on y place un morceau de zinc. Le voltage appliqué est de 475 volts. En ajoutant deux gouttes d'acide chlorhydrique pur, la réaction s’amorce, l’électromètre donne des déviations énormes : 250 divisions en 3°, 5°, 7°,4, 17, 22°. L'effet baisse très vite parce que la réaction diminue. On ajoute quatre gouttes d'acide, les effets deviennent énormes, le spot sort de l’échelle en +, EE

Très rapidement on verse à la surface du liquide 15 gouttes de benzine. Tout de suite l’électromètre donne néant. Si l’on attend quelques minutes, on constate des effets extrêmement faibles, le spot décrit toute l’échelle en 300 secondes. En examinant la cuve on aperçoit alors la benzine rassemblée au milieu de la surface sous forme de tache bien circulaire de 4°" à 5° de diamètre. Cette tache ne recouvre pas tout le liquide. Elle laisse libre un espace annulaire par où peuvent sortir quelques bulles très fines qui ont dévié tangentiellement à la surface. On ajoute un peu de benzine de façon à remplir toute la cuve. L'effet devient rigoureusement nul pour les charges des deux signes ; le déplacement du spot ne dépasse pas 6 divisions en 2 minutes.

IL. Alcool amylique. — L'alcool amylique agit aussi nettement sur les centres neutres que sur les centres chargés.

On commence par régler la réaction comme ci-dessus, de façon à obtenir des eflets très gros (toute l'échelle en 2 à secondes).

Si l’on ajoute alors un peu d'alcool amylique, l'effet devient nul pendant un instant, puis il reprend très vite une valeur appréciable, tout en demeurant dix fois plus

faible qu'auparavant. Si l’on verse ane couche d’alcool amylique épaisse (1°" environ), les effets des deux signes redeviennent nuls et le demeurent indéfiniment. L’expérience est d'autant plus démonstrative que dans ce cas la présence de la couche à pour effet d'augmenter notablement le champ efficace. L’écartement du liquide initial et du plateau était de 3°" environ. Cet écartement est réduit du tiers par l'addition de la couche d’alcool amylique. D'ailleurs, nous savons que les courants de convection varient proportionnellement au champ efficace. La suppression des effets par l’alcool amylique doit donc être considérée comme tout à fait rigoureuse.

Ajoutons que nous avons vérifié ce point en augmentant beaucoup l’activité de la réaction. On verse dans le liquide 15 gouttes d'acide chlorhydrique. Le dégagement d’hydrogène devient intense ; un grand nombre de bulles viennent éclater à la surface de l’alcool amylique. Malgré cela, les effets restent très faibles; on peut les considérer comme, pratiquement nuls. [| nous a semblé qu’en traversant la surface de séparation entre l’eau acidulée et l'alcool amylique, les bulles d'hydrogène deviennent un peu moins fines et s'élèvent moins régulièrement.

IT. Alcoo! éthylique. — L'alcool éthylique à 95° se comporte comme l’alcool amylique, quoique d’une manière un peu moins nette.

Si l’on verse sans précaution à la surface du liquide un peu d'alcool à 95°, on n'obtient pas une couche séparée, et l’on constate simplement la réduction des effets au ou au + environ.

Une couche d’alcool mise avec précaution (2""-3"m) peut surnager sur l’eau acidulée pendant quelques minutes avant de disparaître. Les effets sont diminués énormément; ils passent au + de leur valeur initiale. Si la couche est nettement séparée et le dégagement gazeux pas trop

tumultueux, on observe néant à l’électromètre. L'effet reste très faible, si, par agitation, on réalise le mélange des couches.

Ici encore, 1l nous a paru qu'à la traversée de la surface de séparation, les bulles deviennent plus grosses et moins nombreuses.

IV. Éther. — L'éther sulfurique donne des résultats tout à fait nets. En couche, même très mince, il supprime entièrement les courants de convection. Seulement, il s’évapore très vite et les effets reviennent progressivement pouvant reprendre une intensité presque égale à leur intensité primilive. Une couche de 2"", tant qu'elle se maintient, supprime complètement les effets de convecuon.

V. Acétone. — L’'acétone du commerce diminue les effets, même lorsqu'elle est versée en couche très mince (i®®-2mm), Elle forme alors une pellicule bulleuse, blanchâtre par opalescence. En couche assez épaisse (2°), elle donne pratiquement néant. Toutefois, en mélangeant les couches par agitation, on fait réapparaitre des effets notables. De plus, durant les premiers instants, on observe souvent, avec l’acétone ordinaire, au lieu d’une diminution un.accroissement d’effets.

Nous avons attribué ces irrégularités aux impuretés contenues dans l’acétone du commerce. Nous avons pris alors Pacétone pure du bisulfite, qui demeure parfaitement himpide au contact de l’eau.

Avec l’acétone pure, on n’observe plus de diminution nette des eflets. Il semble même que ceux-ci augmentent, peut-être en apparence seulement (par suite de l’augmentation du champ efficace). |

Si l’on ajoute beaucoup d’acétone, de façon à former une couche épaisse, on continue à observer à l’électro-

mètre des courants très notables. Ces courants ne diminuent pas quand, par agitation du liquide, on produit le mélange des couches.

L'acétone pure se comporte donc tout autrement que l'alcool ou l’éther.