L'EAU DU SEL

Poids de Teau ajoutée.

Poids du sel hydraté.

Poids du sel anhydre.

Nw 1 . . .

Les densités de ces diverses dissolutions ont été prises à

QUATtllÈMÉ BiÉMOlkE. lll

là température commune de 24**. Elles sdhl Inscrites dàiis le tableau suivant :

DENSITES.

Dissolutions.

Somme des poids

ou densité calculée.

Densités observées.

Différences.

Rapports.

Pour mesurer les indices de réfraction avec tout le degré de précision que ce genre de recherches comporte, il faudrait opérer sur de la lumière solaire, ou mieux encore sur un spectre à raies brillantes, comme ceuK de MM. KirchhofF et Bunsen. N'ayant pas à ma disposition d'appareil convenable, j'ai dû opérer sur un spectre à lumière continue, en pointant la lunette d'un théodolite de Brunner, appartenant au Lycée, sur le jaune d'autant plus mal défini que la dissolution contenue dans le prisme à liquide était plus fortement colorée en bleu. Malgré cette évidente imperfection du procédé employé, les résultats que j'ai obtenus résolvent d'une manière suffisamment nette la question que je m'étais posée. Il y aurait là sans doute le sujet d'un travail important à effectuer, tnaiâ qUe je ne pouvais aborder ici que secondairement. Une correction toutefois devait être apportée à mes résultats avant de lés comparer entre eux.

On admet généralement que l'indice de réfraction d'un

corps croit proportionnellement à la racine carrée du rap-

i port - de la densité à l'élasticité de Féther du corps, ou à

la racine carrée de la densité è, si l'on admet que l'élasticité e reste la même dans tout l'espace. En désignant donc par i l'indice de réfraction , et par A une constante , nous aurons 2*=A5; et si nous admettons que dans une dissolution saline il y ait simple superposition des atmosphères de l'eau et du sel, nous aurons

en désignant par ^, la densité de l'éther de Teau et par ^2 la masse éthérée de l'unité de poids du sel dissous- d'où

tî=A5,+A5iP.

Cette dernière formule, toutefois, n'est vraie qu'autant que l'on peut admettre que la dissolution de p dans 1 gramme d'eau occupe 1 centimètre cube, comme l'eau elle-même, auquel cas la dissolution aurait une densité égale à 1 -f-jo, ce que j'ai appelé densité calculée. La densité vraie est généralement moindre, et l'indice observé s'en trouve diminué d'une quantité correspondante. La vraie formule serait donc

ou bien

t2 = (Ao\+A^,p)i,

»a ^ = A^4 + A»jp,

dans laquelle je désigne par i l'indice observé, par d la densite observée, et par d' la densité calculée.

En adoptant cette correction, voici à quels résultats je suis conduit.

INDICES DE REFRACTION.

Dissolutions.

Indieeft observes.

Carrés corrigés des indices.

Résultats calcula de la formule A.

Différences.

Formule A : t^ - = C = 1,7844 -f 0,52947 p

En comparant les résultats fournis par la formule A avec

d' les produits P -7 contenus dans la troisième colonne du ta- ^ a

bleau, on voit que l'accord est complet pour les sept premières lignes ; il cesse dans les deux autres, et Técart est très marqué dans la dernière. Remarquons cependant que cet écart est exagéré par le calcul même. La comparaison doit se faire non entre les nombres i ,8893 et 1 ,8780, mais entre leurs -racines carrées 1,3745 et 1,3707, dont la différence est 0,0038. Remarquons d'autre part que les dernières dissolutions, étant presque saturées, se trouvaient très forte ^ ment colorées, et que le spectre qu elles fournissaient s'arrêtait presque au jaune verdâtre, en sorte que l'expérience a réellement dû fournir des résultats trop forts. Je crois donc pouvoir considérer mon point de départ comme suffisamment établi ; et, sans citer d'autres séries analogues condui-

lia RKGHËROHBS fiiUR L'iUeTRIGITÉ.

sant aux mêmes conséquences, j'aborde la question des conductibilités.

L'évaluation des conductibilités de mes neiif dissolutions salines a été faite par la méthode différentielle de M. Becquerel, modifiée cependant de la manière suivante. L'équivalence de la résistance de la dissolution était obtenue par

' M. Becquerel au moyen du rhéostat Wheatstone ; or il est

Impossible de fixer d'une manière précise la température que prend le fil conducteur de cet appareil sous l'influence du courant qui le traverse, et comme la résistance de ce fil

^ monte avec sa température, il en résulte une cause d'incerti-

tude dans l'évaluation des résistances. J'ai donc ajouté à mon rhéostat une série de fils de platine de longueurs graduées, renfermés chacun dans un tube plein d'eau, dont un thermomètre indiquait la température et pouvant isolément être introduits dans le circuit. Le rhéostat ne fournissait que le complément nécessité par la faible différence qui existait entre les résistances de deux fils successifs. L'erreur ainsi se trouvait sinon annulée complètement, du moins considérablement réduite.

Les résultats que j'ai obtenus par cette méthode sont ren-

! fermés dans le tableau suivant : ici c'est la conductibilité elle-

i m^me qui est proportionnelle à la masse ; c'est donc cette con-

k diJCtibilité que j'ai multipliée par le rapport -y, ce qui m'a

donné les nombres de la troisième colonne.

fUirMiMB MÉMOIRI. iiS

CONDUCTIBILITES.

Conductibilités en millionièmes,

DisMhitioni. Obtertée*. Gorrifées. Galcaléet. UMnami.

Formule B : C = 0,00000054 -{- 0,0000280 p.

On ne peut pas espérer apporter dans Tévaluation des conductibilités le degré de précision que comporte la mesure des indices de réfraction ; les résultats précédents ne m'ont cependant pas satisfait.

Tous les résultats de la deuxième colonne ont été obtenus à une température à peu près constante ; cependant, quand on considère la grandeur du coefficient d'accroissement de conductibilité des dissolutions salines pour une variation de température de i*", on comprend qu'il faut que la température de toutes les dissolutions soit rigoureusementla même, ou que Ton corrige les résultats obtenus de la variation de température. 11 peut résulter de ce premier chef des écarts de 3 à h centièmes dans la valeur des conductibilités observées ; mais il est une autre cause d'erreur plus diHicile à éviter entièrement, même dans le procédé de M. Becquerel, et qui provient des résistances au passage.

116 RECHERCHES SUR L'ÉLECTRICÎTÉ.

Dans ce procédé, on partage le courant d'une pile entre deux circuits comprenant chacun l'un des fils d'un galvanomètre différentiel et une colonne de la dissoln^îon sur laquelle on opère.

L'une de ces colonnes est réglée une première fois, et ne change plus pendant la durée de l'expérience; l'autre, au contraire, à laquelle fait suite le rhéostat, éprouve des variations dans sa longueur que l'on compense par des variations inverses dans la longueur du fil du rhéostat. Il semble donc qu'onsesoit mis complètement à l'abri de l'influence des résistances au passage. Mais quand on considère combien la valeur de ces résistances, même pour le cuivre plongeant dans sa dissolution, est mobile avec l'intensité du courant, avec l'état variable des surfaces des électrodes, avec le degré d'aération des liqueurs, on comprend qu'il doive régner encore une grande incertitude dans les résultats; qu'une erreur de 3 ou 4 centièmes est encore fort possible, et que ces deux causes d'erreur pourraient à la rigueur suffire pour expliquer les écarts présentés par le tableaiï IV, si leur régularité n'excluait pas cette interprétation. La méthode différentielle d'ailleurs n'est applicable qu'aux dissolutions de facile élec-trolyse, comme les sels de cuivre et de zinc. Pour les sels alcalins, la résistance au passage est si considérable et les erreurs qui en découlent si grandes, qu'on ne peut plus compter sur rien.

J'ai donc changé le procédé opératoire ; voici celui auquel je me suis arrêté.

Une cloche à tubulure A (fig. 1) a été fermée à sa tubulure par un bouchon verni à la cire à cacheter et traversé par un fil de platine C. Cette cloche est posée sur un godet plein de mercure dans lequel plongent le fil de platine et l'un des bouts du circuit; elle contient en outre un amalgame de zinc distillé qui recouvre Textrémité supérieure du fil de

QUATIUÈUE MÉMOIRE. 1*7

platine, et enfin la dissolution alcaline sur laquelle je veus opérer.

Au nailieu de la cloche est suspendu verticalement un tube de verre bien cylindrique, B, fermé inférieurenient par un morceau de baudnicbe à ballon , H, qui ne permet aux dissolutions de se mélanger qu'avec une extrême lenteur. Dans ce tube je verse la même dissolution que dans la cloche, la baudruche De servant qu'à empêcher les traces de sel de zinc qui se fonuent pendant l'expérience de passer dans l'intérieur du tube. Cependant lorsque la dissolution sur laquelle je veux opérer ne supporte pas le contact de l'amalgame de zinc , je la remplace dans la cloche par une dissolution à même acide et dont la conductibilité soit le plus près possible de la conductibilité cherchée. C'est là une condition défavorable, mais dont j'apprécierai plus loin l'influence. Un thermomètre très sensible est placé verticalement dans la cloche, à côté du tube.

116 RËGHERGHES SUR L'ÉLECTRICITÉ.

Dans ce pretkiier tube, qui reste fixe, s'en meut un second^ F (fig. 2), par le moyen d'une créojaillère. Ce dernier n été formé par la partie supérieure d'un petit flacon coupé à la moitié de sa hauteur, il est fermé à son extrémité inférieure par un morceau de baudruche à ballon, G, serré par un fil sur son bordy et par son col il est mastiqué sur un gros fil de cuivre E, verni avec soin sur toute sa partie située au-dessus

du flacon mobile. C'est par ce fil de cuivre que le flacon est suspendu verticalement à la crémaillère. Ce flacon ettflti est rempli par une dissolution de sulfate de cuivre quand j'opère sur Iss sulfates, de nitrate de cuivre quand j'opère sur les nitmtes) etc. Quand l'appareil est en repos pendant quelque temps, an peu de la dissolution du sel de cuivre passe dans le tube fixe, qui prend une légère teinte bleue, surtout avec les nitrates ; mais quand le tjouraot passe, l'effet est beaucoup moins prononcé, parce que le courant a pour teodauce très nMtrquèe de porteries dissolutions qu'il traverse dans lé setis de ^ propagation, et par conséquent du tube fixe au tube mobile^ J'examinerai plus loin l'influence de cette cause d'erreur qui est réelle, quoique faible, lorsque j'opère sur des sels alcalins dont l'acide forme un sel insoluble avec le cuivre.

J'ai donc constitué avec mes dissolutions une véritable pile

OUATftIËlIE MÉMOIRE. 410

Daniell dont la constance n'est pas parfaite, mais est èepèn-* dànt suffisante.

L'opération est conduite de la manière suivante : Lé vase mobile F étant à son point le plaa bas, àtiqilel IM lei^ deux baudruches sont à 2 centitnètres environ Tutle de Fautre, et le circuit étant ouvert, je prends le zéro de tuft boussole. Je ferme le circuit, dans lequel est compris une de mes résistances en platine r, et je mesure Fintensité i du courant ; je note en même temps la température t de cette résistance. Une minute après là fermeture du circuit, j'enlève r, et je mesure l'intensité i^ du courant. Je soulève le tube mobile à son point le plus haut ; j'obtiens une troisième intensité i^ du courant, et je note la température delà dissolution. J'interromps le circuit, je reprends le zéro, et je recommence la même série d'expériences en sens inverse, en laissant toujours écouler une minute entre deux déterminations successives. Les expériences ont toujours été croisées comme je viens de l'indiquer, mais j'ai quelquefois changé l'ordre dans lequel se suivaient les expériences. Lorsque la boussole était tranquille, je négligeais aussi quelquefois de reprendre le zéro au milieu de la série. Chaque série complète dure environ un quart-d'heure ; à chaque série je renouvelle la dissolution préparée à l'avance. Le détail de toutes mes expériences donnerait à ce mémoire une longueur démesurée; j'en indiquerai donc quelques-unes seulement, afin de bien faire comprendre la méthode. Les résultats bruts et les calculs auxquels ils ont donné lieu sont déposés dans les archives de l'Institut, où ils pourront être consultés par tous les physiciens qui en auraient le désir.

Dans les tableaux qui suivent, oo correspond à l'interruption du circuit ; r est la résistance en platine ; /, la résistance de la colonne de la dissolution introduite dans le circuit par l'élévation du tube mobile ; p, la résistance du reste du circuit.

120 RECHERCHES SLR L ÉLECTBICITÉ.

Je ne ramène les intensités de courant et les résistances à leurs unités normales qu'à mesure des besoins, pour éviter des calculs inutiles. Par la même raison, la valeur de A obtenue pour la force électromotrice a besoin d'être multipliée par un facteur constant pour être ramenée à l'unité correspondante; cette réduction étant sans influence sur le résultat cherché, je la néglige.