SULFATES SO*M
Salfate d'hydrogène. . . C=
. — d'hydrog.etpotass. C:
— d'ammoniam C:
— de potassium .... C:
— de sodium C:
-^ de magnésium. ... G:
— - de zinc C:
— de fer C:
•» de manganèse. ... C:
— de cuivre C:
-— de cadmium C
180 RECHERCHES SUR l'BI^EGTRICITÉ.
CHLORURES CIM.
ChlofUre d^hydrogèhe. C=0,OO0OOÔ9O4-)),000ld5^p i==0,015
^ d'atiimbniUm; 0= 44+ 43T8ji j=:0,e«5
— Ù6 potassium Gt:^ â4 4-;. . ; .4044p 8=x:0,030
— de sodium G= Se-f- 4036p a«aO,030
— de magnésium... C= 344- 938p ^=0,035
— de calcium C= 00 -j- 824 p ^=0,640
— de stroDtium C= ^9-}-.. 7<0p 3=0,045
— de baryum C= 24 + 560p 3=0,046
— de zinc C = 00+ 773p 3=0,030
— deferrosum C= 28 + 799p 3=0,045
— de ferricum C= 42 + 856p 3=0,022
— de cuivre C= 36 + 592p
— de mercure C= 02+ Ô06p
NITRATES ÀzO^M.
Kitrate d'hydrogène.. C=i=0,00000<66 + 0,0003077p 3==i0,02O
«-« d*ammonium G» 89+ 983p 3asft0)030
— de potassium C= 22 + ..747p 3=0,036
— de sodium C= 32 + 573p 3=0,030
— de strontium C=: 17 + 383p 3=0,032
— de baryum C±= 32 + 355p 3=0,020
— de plomb C= 27+ 258p 3=0,055
— d'argent C= 30 + 329p 3=0,025
SEli DE POTASSE.
Chlorure C==^b, 00000024 +0,0004049p 3=0,030
Cyanure C= 00+ 4043p 3=0,04
•romure €=== 00 + ;.734p 3^=0,015
ïodure C= 45+ 525p 3^=0,035
Chlorate C= 4 4+ 673p 3=0,045
Bromate G= 44+ 3e2p 3=0,050
lodate C= 20 + 237p 3=0,050
QUÂTRltliE MÉMOIRB. ISl
Sulfate 0=0,00000029+0,000061 2p ^=0,040
Sulfite C= 37 + 620p 3=0,020
Hyposalfate S^O^KO. . C= 44 + 470p 3=0,053
Hyposulfate S^O^KO. . C= 22+ 490p »
Azotate C= 22 + 747p 3=0,035
Phosphate tribasique. . C=: w . . 00 + 655p 3=0,040
Arséniate C= 11 + 300p »
Oxalate C= 21 + 721 p 3=0,020
Acétate C= 55+ ...... 41 Op 3=0,644
Citrate C= 26 + 381 p 3=0,030
Les divers résultats consignés dans ce mémoire nous conduisent aux considérations suivantes :
La formule des indices de réfraction des dissolutions de sulfate de cuivre est
Si, au lieu de prendre comme variable le poids p du sel dissous dans un gramme d'eau, je prends le nombre w d'équivalents du sel occupant dans la dissolution un volume égal à celui qu'occupe un équivalent d'eau, la formule devient :
Le rapport des densités de l'éther conducteur du mouvement lumineux dansTeau et le sulfate de cuivre, dont l'équivalent serait supposé occuper le même volume, serait donc de :
A la même température de 2&% le rapport des conducii^
bilités de l'eau et du sel serait, dans la même hypothèse, et en partant de la formule du tableau IV :
de
Mais sije pars de la formule plus complète obtenue à 10"* (tabl. IX), et que je lui fasse subir la même transformation, j'obtiens :
Or, d'après cette dernière formule, la conductibilité du sulfate de cuivre deviendrait nulle dès que n serait égal à 0,0367, ou dès que le volume occupé par un équivalent de sel de cuivre serait égal à 27,2 fois le volume occupé par l'équivalent d'eau. Il est bien évident qu'une formule qui a été calculée dans des conditions aussi restreintes que la précédente ne saurait être étendue comme je viens de le faire. J'ai d'ailleurs indiqué la raison qui me la fait considérer comme incomplète. On comprendra du moins comment il se fait que la condensation d'une substance donnée accroisse indéfiniment son indice de réfraction, tandis qu'elle produira un effet inverse sur sa conductibilité, du moins au delà d'une certaine limite. Dans les dissolutions salines sur lesquelles j'ai opéré, les éléments salins sont relativement très écartés ; entre eux existe un champ très étendu sur lequel peut s'établir le mouvement électrique. Cet établissement y est relativement facile et la transformation du mouvement électrique en chaleur peu active. Dans l'eau, au contraire, le rapprochement des éléments matériels est tel, que la densité de l'éthery varie d'une manière rapide d'un élément à
l'autre, condition défavorable à rétablissement du mouve* ment électrique, favorable au contraire à sa transformation rapide en chaleur. Dans les métaux, nous avons bien un rapprochement analogue des particules matérielles; mais la grande conductibilité calorifique de ces corps montre que le mouvement calorifique peut se transmettre facilement de l'une à l'autre, et que, par conséquent, la variation de den* site de Téther est peu marquée dans l'intervalle qui les sépare. 11 existe, en effet, une grande analogie entre les causes qui favorisent la transmission du mouvement calorifique dans un corps et celles qui y favorisent la trans* mission du mouvement électrique. Enfin , si dans les gaz, les intervalles des éléments matériels sont considérables , la densité de l'éther y est par contre excessivement faible. Ajoutons que dans l'évaluation des conductibilités des gaz, on ne tient pas assez compte ni de la couche du gaz, qui adhère même dans le vide à la surface des métaux, ni du changement brusque de densité de l'éther en passant du métal au gaz, ou réciproquement.
Le rapprochement des deux formules :
correspondant toutes deux au sulfate de cuivre, mais à deux températures difi*érentes, montre que la chaleur agit à la fois sur le sel de cuivre et sur l'eau, mais d'une manière bien plus prononcée sur celle-ci que sur celui-là. Cette action consisterait dans une diffusion plus grande des atmosphères éthéréas par l'influence de la chaleur.
Le terme indépendant de p représentant la conductibilité de l'eau, il semblerait qu'il dût rester constant. Remarquons toutefois que la faiblesse de la conductibilité de l'eau pure
13& RECHERCHES SUR l' ÉLECTRICITÉ.
tient, uou à la faiblesse de ses atmosphères éthérées, mais à la variation trop rapide de leur densité entre deux éléments matériels. La superposition des atmosphères salines , en affaiblissant l'influence de ces variations, permet à une por^ tion plus grande des atmosphères aqueuses de participer au mouvement électrique. De plus , ainsi que je l'ai déjà dit, c'est sur ce terme constant que la suppression du ternie an f?^ exerce surtout son influence.
L'alcool et l'éther sont encore moins conducteurs que l'eau ; mais quand ils contiennent un sel métallique en dissolution, ces dissolutions conduisent l'électricité comme celles que l'on obtient avec l'eau. On peut trouver là uue source nouvelle de réactions chimiques dignes d'intérêt.
Si nous passons enfin aux tableaux qui représentent d'une manière approchée les conductibilités relatives des divers sels, nous voyons que ces conductibilités décroissent d'une manière générale avec le degré de stabilité de ces sels, fait contraire à une opinion que l'on retrouve assez généralement exprimée dans les traités d'électricité. Sous ce rapport, F hy* drogène serait à la tète de tous les métaux ; cela suffirait toutefois pour montrer que ces deux faits , stabilité et conductibilité d'un sel ne sont pas liés par une relation simple.
Passant des divers mét£^u$ ^n combinaison avec un même acide aux combinaisons formées par un même métal, le potassium, avec les divers acides ou corps haloïdes, noas voyons la même relation se reproduire pour le chlore, le cyanogène, le brome et l'iode. Mais les chlorures conduisent mieux que les azptates, les azotates n^ieux que les sulfates. L'oxygène paraît affaiblir notablement la conductibilité des composés où il entre : ainsi, les chlorates, bromates, iodates, conduisent moins bien que les chlorures, bromures, iodures. Toutefois l'influence du corps simple métalloïde combiné avec l'oxygène reste prépondérante dans son composé. De là
probablemeut les conductibilités élevées de l'acide azotique et des azotates, et celles du cyanogène et des cyanures.
Il y a certainement un rapport intime entre la grandeur des atmosphères éthérées des métaux, leur conductibilité électrique et celles de leurs sels, d'une part, et de l'autre les quantités de travail moléculaire qui résultent de leurs combinaisons chimiques. Jq copsidère, ei) effet (voye? le résumé page 105), ce travail moléculaire comme étant une pqrtion de la puissance vive normale à ces atmosphères avant la combinaison, portion qui deviendrait disponible par suite de la condensation de ces atmosphères par l'effet de la combinaison. Jllais cette liaison est elle-même sou$ la dépendapce de la loi encore inconnue de la variation des densités de Téther autour de chaque élément matériel. Les faibles ressources dont je dispose, et surtout le petit nombre d'heures que je puis consacrer par semaine à mas recherches, ne m'ont pas permis d'élargir davantage le champ de l'expérimentation. Pour que les données que celle-ci peut fournir produisissent tout leur effet utile, il faudrait d'ailleurs que l'analyse vint à son secours en s'appiiquant à formuler les lois de la distribution des atmosphères éthérées autour des particules matérielles, en prenant pour point de départ non plus les phénomènes d'élasticité dans les solides, phénomènes trop complexes et qui ne laissent à l'expérience qu'un champ trop restreint, mais les phénomènes d'élasticité dans les gaz d'abord, et surtout les phénomènes de réfrangibilité simple et de conductibilité électrique et calorifique. On pourrait ainsi négliger dans une première approximation la forme des éléments matériels des corps, et l'on provoquerait l'app^^tioii de nouvelles données expérimentales permettant d'entrer plus avant dans l'étude de la constitution n\oléculaire des corps.
Béa eaa«rs de l'affatMIssemeiit du eonrant résaltant de «on passade d'un eondneteur à an antre.
Les résistances qu'un conducteur solide ou liquide f)ppose aîi passage d'un courant sont simples et nettement définies. Elles sont résumées dans la formule suivante :
dans laquelle :
T est le travail résistant par seconde ;
6 et k^ des coefficients constants ;
5, la section du conducteur ;
p, sa longueur réduite ;
/, sa longueur vraie ;
c, la conductibilité du conducteur normal ;
- , le rapport des conductibilités du conducteur employé et
du conducteur normal. Le même accord n'existe plus entre les physiciens relativement à la résistance au passage
Cette résistance au passage d'un métal à un autre métal (pour conserver l'expression de Fechner) a été spéciale* ment étudiée par M. Peltier. Les résultats obtenus par cet habile physicien sont trop connus pour que je les transcrive ici.
M. E. Becquerel a repris les expériences de M. Peltier ; il formule de la manière suivante ses résultats, qui du reste sont d'accord avec ceux de M. Peltier.
V Lorsqu'un courant électrique circulant dans un circuit » métallique composé de deux métaux arrive à la surface » de séparation de ceux-ci , alors l'élévation de température » restant la même dans le reste du circuit, celle qui a lieu à la )> surface de séparation dépend du sens du courant , Finten- » site électrique ne changeant pas. Si sa direction est la même » que celle du courant thermo-électrique produit en chauf- » faut ces métaux , alors l'élévation de température à la » surface de jonction est la moins forte. Si cette direction est » inverse de celle du courant électrique auquel donnerait » lieu réchauffement, alors l'élévation de température est » la plus forte. Il y a même des métaux qui dans le premier » cas donnent un abaissement de température au-dessous de » la moyenne. »
M. E. Becquerel, reconnaissant que les effets calorifiques qui se manifestent aux surfaces de jonction des métaux indiquent un changement de résistance à la conductibilité, a cherché à déterminer directement la valeur de cette résistance et à voir si elle varie avec le sens du courant; mais il n'a, dit-il, obtenu que des résultats qui sont du même ordre que ceux auxquels donneraient naissance les variations de température des soudures ; en sorte qu'on tournerait dans un cercle vicieux: car (( on ne sait si le changement de résistance est dû au changement de température, ou bien si ces variations de température sont dues au changement de résistance. »
Si les variations de température n'étaient pas dues à des changements de résistance, il serait fort diflTicile de trouver leur origine. Je reviendrai sur ce point ; mais dans le présent mémoire je n'apporte aucun fait nouveau sur cette partie de la question. Je ne m'y occupe que des résis-
188 REGHEEGHBS SUR L'iLBGTRIGITÉ.
tances ao passage entre deux conducteurs dont Yim au moins est liquide.
Un grand nombre d'électriciens se sont occupés de la vésiUh tance au passage dans cette dernière cmidition. MM. lUiter, de la Rive et Maiianini paraissent être les premiers qui en aient reconnu Teiistence; MM. Feohner, Ofam, Peggen* dorff, Len2, Vorsselmann, de Heer, H. Buff, E. Becquerel, Gaugain» en ont fait successivement l'objet de leurs re* cherches.
MM. Fecbner et Poggendorif attribuent cette résistance à une propriété particulière de F électricité : ce serait une résistmnce passive, selon l'expression de M. Poggendorff. Obm, niant l'eitistence de cette résistance passive, attribuait les efiTets observés à une force éieciromoirice inverse qui diminue d'au* tant la force électFomotrice de la pile s ce serait donc une résisia$iee active. M. de la Rive n'attribue la réstatane^ au passage qu'au dépôt de gaz qui s' effectue sur les électrodes mises en contact avec les conducteurs liquides pendant le passage du courant, et l'opinion généralement admise aujoor* d'blii est que la résistance au passage est due à la polarisa-tiou dea électrodes par le fait de ce dépôt gaaeux.
C'est à ce point de vue que la question a été envisagée par M. E. Becquerel dans son mémoire déjà cité (tome XX^ Annales de physique ei de chimie ^ ISA 7). L'auteur y diatiogpe deux cas :
1"* S'il n'y a pas dépôt de gaz ou de matière étrangère ans électrodes, ou, en d'antres termes, s'il n'y a pas de polarisation, la perte au passage, si elle existe, est très faible et inappréciable aux appareils.
Voici le tableau qu'il donne des réaultata q))^9US par lui sur ce point.
CINQUIÈME MÉMQllfi. 439
l. ~ Dmalutian de sulfate de cuivre renfermée dans un tube de verre vertical^ disques de cuivre servant d'électrodes,
L«n(pi«ars rQinp)én«iiUirM ^u $\ 4e pUtiqt
Hauteur de U colonne ^-^ ""^^^fc.— ^"^^—i -^ -^
liquide traversée. observée?. calculées.
4 4 8,5 inillim, 07
08,5 66,5 fi7,0
On ne peut en effet trouver dans ces résultats aucune trace de résistance au passage ; car si elle eût existé, la longueur du fil de platine correspondant au contact des disques aurait été bnisquement accrue, tandis qu'elle est légèrement plus faible (158) que la longueur calculée (158,8).
2° S'il y a dépôt de gaz, et par suite polfirisation de Tun ou de l'autre des électrodes, la perte au p^S3^ge devient cposidérable ; elle varie avec l'intensité du courant et peut s exprimer par 1^ formule :
dans laquelle r est la longueur d'un fil de platine dont la résistance serait la même que la résistance au passage, C et A, des paramètres variables avec la nature des liquides et des électrodes.
M. Gaugain a aussi étudié les effets de la résistance au passage (Comptes rendus de l'Académie des sciences y 1865, t. XLI, p. 1164) ; mais il s'est exclusivement occupé de la mesure de la résistance active, ou de la force électromotrice développée par la polarisation des électrodes de platine epiployées d^ns l'électrolysation d'une solution aquQuse (rès étendue d'aide sulfurique. Voici le résijmé d§ ses conclusions :
lAO RECHERCHES SUR L ÉLECTRICITÉ.
l*" La force électromotrice de polarisation des électrodes va croissant avec la durée de Télectrolysation. Dans beaucoup de cas, il faut prolonger la décomposition de l'eau pendant une heure pour que cette force atteigne son maximum.
2* Quand le courant est assez énergique pour produire un dégagement abondant de gaz , Tintensité du courant peut varier du simple au décuple, sans que la valeur de la force électromotrice de polarisation éprouve une augmentation notable.
S"" Quand le dégagement de gaz est très faible ou à peine sensible, l'intensité de la force électro motrice de polarisation augmente avec celle du courant.
La résistance au passage est-elle une force active ou passive, ou tient-elle des deux à la fois ?
Cette résistance tient-elle exclusivement au dépôt de matières gazeuses à la surface des électrodes, et est-elle nulle quand ce dépôt est nul, ainsi qu'il semble résulter des expériences de M. E. Becquerel ?
La résistance active ou force électromotrice inverse estelle variable avec le temps et avec Fintensité du courant, ainsi qu'il résulte des expériences de M. Gaugain? Cette variation, lorsqu'elle existe , est-elle un phénomène dépendant de la résistance elle-même ou de circonstances étrangères au fait principal du changement de conducteur ?
Telles sont les questions que je me propose d'examiner dans ce mémoire.
Mes premières recherches sur les résistances au passage remontent à Tannée 18A6. Elles sont insérées dans les Mémoires de l* Académie des sciences et lettres de Mont^
GIMQUI&ME MÉMOIRE. lAl
pellieTy année 18A7, p. 2i, et dans les Annales de physique et de chimie^ 3* série, 1846, p. âOl.
Généralement j*ai vu la résistance au passage augmenter quand l'intensité du courant diminue, mais augmenter moins rapidement que la raison inverse de l'intensité du courant. De plus, tandis que dans son mémoire {Annales de physigne et de chimie^ t. XX), M. E. Becquerel admet que cette résistance peut être exprimée d'une manière assez approchée par le binôme :
j'ai toujours trouvé dans mon premier travail que l'intervention d'un troisième terme était nécessaire, et j'avais admis la formule :
J'ajouterai que ce troisième terme est demandé même par les résultats de M. E. Becquerel.
Voici en effet le premier des tableaux contenus dans le mémoire de M. E. Becquerel.
II. — Dissolution du sulfate de cuivre. Lames positives, platine;
lames négatives, cuivre.
Intensités.
Résisisnces R observées.
Calculées.
Différences.
Cette dernière différence n'est certainement pas de Tordre des erreurs d'expériences, d'autant plus qu'elle se reproduit partout dans le même sens.
iht RECHBAQtlCi BUR L'tLBISTlIIGITÉ.
Voici maintenant quelques-uns des résultats ramenés aux unités normales, auxquels je sois arrivé dans ce premier iravail.
î. — - Àciae sulfurique étendu dans lequel plongent deux lames de
zinc amalgame.
Rétittilicbt etiealétt.
Intensilés da courant. Résistanees observée*. Kormule A. l^oHiAtite fi. 648,9 4t),5 49,5 20,4
Formule A: r= 42,46 H r-
, 6447 465744 Formule B : r= 44 ,26 -^ : —-.
Les résultats calculés de la formule binôme A sont en désaccord trop évident avec l'observation, pour que cette formule soit acceptable ici. La formule fe donne au contraire une concordance asse2 satisfaisante. Remarquons de plus que la résistance au passage, qui a d'abord été en croissant, finit par déiHt)!tre d'une manière très marquée, bien que le courant tohtinue à faiblir^ Nous verrons plus loin un cas où la décroissance de r est continue.
DURQUIÊME MiMOtltE. 1|8
II, — Acide thlorhydrique étendu dam lequel plongent deux
lames de zinc nmalgamé.
InleositÀ.
RétiaUncw obiervéw.
ftésistaneei calculées
Formule B:
m. — A^ide ntSfhfjart* éicfiéfU. Laméi de «trti? tmialgàmé.
iDtomitét.
Résitlanee* observées.
[Résistances calculées
lâ,4
Les mêmes faits se reproduisent même dans le cas où il n'y a pas de polarisation apparente.
