X. — Pile de Smée {\ élément

Le courant travei'se une auge c contenant une dissolution de sulfate de zinc pur, mais conservant une légère réaction acide au moyen de deux lames de zinc ordinaire décapées. Les lames et la dissolution sont purgées d*air.

Pilo de Smée seule :

Pile de Smée et auge c :

De ces nombres je tire :

J'ai donné ces deux séries dans leurs détails pour fournir, surtout par la dernière, un exemple de la manière dont mes expériences ont été conduites. Dans cette dernière expérience, je n'ai pris le zéro qu'au commencement et à la fin de l'expérience, parce que la boussole était calme. Dans beaiicoup de cas, la vérification doit se faire plus fréqueni-

ibà REGHEKCU£S SUH L'ÉLECTHIGITÉ.

ment. Ici, oe sont les valeurs corrigées de A, A' et b qu'il m'importe de connaître. J'ai supposé r = 100 à 0*, poor

simplifier les calculs. Au moyen des formules / = — et

2*'= .Q^, je déduis une première valeur de A. Et

comme r = 100 à 0° devient à r , r ss: 100 (1 + 0,002i|9 1), il me l'aut, pour corriger A de cette influence, la multiplier par (1 + 0,002 A9/) ; enfin, pour que A soit exprimé en fonction da nombre de calories qui représente It travail de combinaison des éléments chimiques de la pile, il me faut encore le multiplier par un facteur constant l,071ft (voyez VIP mémoire pour la détermination de ce coefficient). Le produit des deux facteurs (1 + 0,002A9 t) et 1,0716 est ce que je représente ordinairement par k. La force électromotrice de mon élément de Smée n'est ici que de 17228, au lieu de 18796. J'indiquerai dans le mémoîre suivant les causes qui la font varier. La lame de zinc ordinaire positive ayant été remplacée par une lame du même zinc, mais amalgamée» j'ai trouvé :

J'ai remis en place la lame positive de zinc ordinaire, et j'ai remplacé la lame négative de zinc ordinaire par la liune amalgamée, ce qui m'a donné :

J'ai donc en résumé, le courant passant :

Du zinc ordinaire au zinc amalgamé ^t ^^ ^ ^'^^

Du zinc amalgamé au titic ordinaire 6^ =2 5dÔ

Différence 690

Du ziiic ordinaire au zinc ordinaire 6 =z 750

Diflérmica iO

CINQUIÈME MfiMOIHB. 1^3

Cette différence dernière, (50, pourrait tenir, suit à des erreurs d'expérience, soit à de légères différences dans Tétat. des lames, comme nous verrons s*en manifester plus loin. Je lattribuerai plus volontiers à la conductibilité propre de Veau qui se trouve décomposée en proportion de sa conductibilité. La valeur de b pour l'eau étant de 8ftA6S, il> suiBt d'admettre que la conductibilité de l'eau soit les

HO

- ^-7--- = 0,002 de celle du sel de zinc.

daAoz

Nous aurions alors :

Le cuivre mé conduit à des résultats analogues.

Le courant passant au travers d'une dissolution de sulfate de cuivre, du cuivre amalgamé au cuivre amalgamé, 6, =70, que j'attribuerai, comme précédemment, à la conductibilité propre de l'eau. L'influence de l'eau est un peu plu^ marquée ici que précédemment, parce que la dissolution, moins chargée en sel, avait un pouvoir conducteur moindre.

Le courant du cuivre fortement martelé, décapé fa froid par Tacide, au cuivre noti amalgamé * &i ^^ÎTO

Du même cuivre martelé, décapé à la ponce, au cuivre non amalgamé. » * • " ^s ==^ ^"^^

Dq même cuivre martelé et décapé à la ponce au cuivre amalgamé ^4 == •^^

Du même cuivre recuit au cuivre non amalgamé 65 = 5âÔ

Du même cuivre recuit au cuivre amalgamé 60== 430

La différence 20 s'explique par les suivantes :

6^— 6^ = t0# 64— 6,=i240 fr|-.».=4«.

156 RECHERCHES SUR l'ÉLEGTRICITÉ.

Dans 62 la couche superficielle du cuivre fortement battu a été à peine entamée par l'acide ; dans 63, cette couche a été presque entièrement enlevée par la ponce, ou mieux la ponce a changé l'état de cette surface.

J'ai opéré de la même manière sur le sulfate de protoxyde de fer en dissolution, dans lequel plongeaient deux bouts d*uue forte aiguille à tricoter d'acier fondu trempé et poli ; seulement, comme le sulfate de fer exerce une action très active sur l'oxygène de l'air, jel'avais recouvert d'une couche d'huile d'olive.

Une première expérience m*a donné 6 = 8235

Une seconde 6=8233

Je supprime ordinairement le dernier chiffre, qui est incertain ; d'où :

On comprendrait difficilement le rôle que pourrait jouer la polarisation dans ces diverses valeurs de b.

On n'aperçoit pas trace de gaz ni sur le cuivre, ni sur le zinc, dans les expériences qui précèdent. Par contre, s'il n'y a aucune consommation de puissance vive sur les deux électrodes quand les phénomènes moléculaires s'y reproduisent identiquement dans un ordre inverse, on voit cette consommation grandir avec l'importance du phénomène purement physique de désagrégation effectuée.

J'ajouterai, bien plus, qu'alors même qu'il y a dépôt d'oxygène et d'hydrogène sur les deux électrodes de platine platiné, la résistance au passage n'est nullement le résultat de la tendance que présentent ces gaz à se combiner pour reconstituer de l'eau. S'il en était ainsi, en effet, la diffé • rence A — A' serait égale dans ce cas à 3AA62, chaleur de

combustion de l'hydrogène. Cette valeur A — A' serait, en outre, indépendante de la nature de la substance qui rend Teau conductrice^ pourvu, bien entendu, qu'elle fût sans action et sur Thydrogëne et sur l'oxygène. Or, il en est tout autrement. Je ne citerai pas les cas où l'eau est rendue con-^ ductrice par des sels de potasse, de soude, d'ammoniaqae, de lithium, de bai7um, dans lesquels A — A' dépasse SOOOO, parée que l'on pourrait, et avec raison, invoquer l'apparition . des métaux alcalins sur l'électrode négative ; mais je pren^ drai deux expériences où l'eau était acidulée par l'acide suU furique pur et par de l'acide phosphorique. Dans la première, j'ai trouvé A — A' = ô = 45900; dans la seconde, A' — A' r=: ô = 47600. C'est qu'en réalité ce n'est pas l'eau qui est décomposée, ce sont les sels conducteurs, sulfate et phosphate d'eau, et qu'aux 34462 calories absorbées par l'équivalent d'eau décomposé s'ajoutent les calories déga^ gés par l'effet de l'hydratation des acides sulfurique et phosphorique anhydres.

Le phénomène est double, je le répète.

1° La couche gazeuse déposée sur une électrode s'y com* porte comme un conducteur ordinaire dont la résistance pas* sive augmente avec l'épaisseur. Une pile de Smée, parfaitement purgée d'air, donne un courant d'intensité décroissante depuis la fermeture du circuit jusqu'au moment où le déga« gement des bulles de gaz apparaît sur le platine. Cette couche de gaz, qui sur le platine platiné a une épaisseur indépendante de l'intensité du courant après l'apparition des bulles, agit sur la résistance intérieure p qu'elle accroît d'une constante, et non sur la force électromotrice A de la pile. Mais si Ton substitue au platine platiné du platine blanc, de l'argent, de l'or, etc., l'épaisseur de la couche rgazeuse varie avec l'intensité du courant, p lui-même devient conséquemment variable» et dans le calcul de A déduit de la

formule i = , où p est considéré comme constant,

la variation de p est faussement reportée sur A.

2"" A côté de cette résistance pas$ive due aux dépôts gaieux, il en est une autre d'un tout autre ordre, qui affecte non pins p, mais A. Le dégagement gsseux accuse un travail moléeur laire négatif eflfectué. L'expression résistance active^ eu . mieux l'expression force éleciromotrice inverse est exactement en rapport avec la nature du phénomène, surtout si l'on attribue & cette force inverse la même signification qu'à la force directe. La force éleetromotrice directe, ainsi que nous le verrons (VP mémoire), est la représentation exaote du travail spécifique total des actions moléculaires, tant négatives que positives, qui ont lieu dans la pile. La force électromotrice inverse est à son tour la représenta* tion exacte du travail spécifique total des actions molécu*^ laires, tant négatives que positives, qui ont lieu dans Tauge traversée par le courant. Il n'existe absolument aucune dif<férence entre ces deux forces, et je me servirai indlfl^éremment de Tune ou de l'autre dans l'évaluation du travail spécifique des diverses actions moléculaires.

Si je reviens maintenait sur les nombres qui précèdent, pour en donner l'interprétation à ce point de vue, je trouve que ) équivalent, ou 3*2%ô de zinc en lames, pour se désa^ gréger d'une part, et se reconstituer de l'autre à l'état de xinc réduit par la pile, consomment 690 calories; que 32% 5 de zinc amalgamé et formant un amalgame concret cristalliQ, en consomment ô 20 pour se reconstituer de même à l'état de «inc réduit par la pile. L'amalgamation en a donc déjà consommé 170. Le passage du xinc de l'état de zinc laminé ^ l'état de zinc réduit par la pile comprend deux phases : la désagrégation du zinc laminé et sa séparation des matiirea étrangères qu'il contient, ce qui donne lieu à une consom-

GINQUitllK NiMOim. 469

matiôn de puissance vive ; de l'autre « la réagrégation du xinc sur la lame négative^ et sans doute la dissolution d'une partie des matières étrangères contenues dans le zinc« ces deax derniers faits restituant de la puissance vive. 600 est IK différence de ces deux sommes. La somme soustractive s'af* faiblit lorsque la lame négative est amalgamée, aussi la dif* férence remonte«t^elle à 1 210.

D'autres expériences faites également sur d'autres échantillons de sine m'ont donné :

LfO courant allant d'une lame de zinc ordinaire à du mercurepur recevant le zinc réduit i . .^

Moyenne dssai 430

Le courant passant d*une lame de zinc ordinaire amalgamé depuis vingt-quatre heures au mercure, b = 378

Le courant passant d'un bAton de zinc distillé et coulé et amalgamé depuis vingt-quatre heures au mercure. 5=464

Que l'on construise des piles de Smée avec ces diverses lames positives, et toutes ces différences reparaîtront en partie dans la valeur de leur force électromotrice; Aussi^ dans mes piles de Smée, j'emploie toujours un amalgame liquide de zinc distillé pour éliminer cette cause de variation.

Pour le cuivre, j'arrive aux résultats suivants, rapportés 4 i équivalent ou 31*", 5 du métal , chaleur dégagée :

Amalgamation de cuivre réduit par la pilç. .... -f" ^^^ calories. Amalgamation de cuivre en lame recuit — 360

Passage du cuivre en lame recuit au cuivre

réduit par I9 pile — 460

Passage du cuivre en lame martelé, décapé à la ponce, au cuivre réduit par la pile. — ftOO

Passaee du cuivre ea lame martelé, décapé à l'acide — W»

Pour l'acier foodu et trempé, les effels sont encore beau« coup plus prononcés. La décomposition de cet acier, la dissolution de ses parties solubles et la réagrégation d'une (Quantité correspondante de fer, donnent lieu en tout, et par équivalent du fer, à une consommation de 8280 ca<* lories.

Il ressort clairement de ce qui précède, que dans tout ira« vail ayant pour objet de fixer les affinités des métaux pour Foxygëne ou les acides d'après les quantités de chaleur dé« gagées pendant leur combinaison avec ces corps, il est indispensable de tenir compte de leur état moléculaire. Le fer que la pile place très loin derrière le zinc remonte au contraire à la première place, lorsqu'on tient compte de l'influence de son étal d'agrégation.

Les deux mémoires suivants étant consacrés à l'étude des forces électromotrices des diverses piles et des quantités de chaleur dégagées pendant la dissolution des métaux dans les acides, j'y reviendrai pour chaque métal sur les faits qui terminent ce mémoire.

J'ajouterai, en forme de conclusion de ce mémoire, que pour un courant arrivé à son état permanent :

l*" La résistance au passage due au gaz déposé est une résistance passive semblable à celle des conducteurs ordi* naires.

T La résistance au passage due à l'action chimique ou moléculaire qui s effectue est une résistance active, et l'un des éléments essentiels de la puissance électromotrice de la pile telle qu'elle est constituée avec son circuit.

S"" Cette seconde résistance existe encore alors même qu il n'y a pas dépôt gazeux, toute action chimique ou tout changement moléculaire pouvant la produire.

A"" Cette même résistance est indépendante du temps, pourvu que l'action chimique ou moléculaire qui la pro-

CiriQtJÈME MÉMOIRE. 161

duit soit elle-iiième indépendante du temps, c esl-à-dire que la pile ou l'auge ne change pas de nature.

5° La réfsistance active due an dépôt gazeux est indépendante du courant sur le platine platiné, une fois que les bulles se dégagent ; elle varie au contraire avec ce courant même après l'apparition des bulles sur le platine blanc, l'argent, For, etc. Dans tous les cas, elle varie ^vec le temps jusqu'à l'apparition des bulles.

6** La résistance au passage, indépendamment de tout dépôt gazeux et de toute action chimique, a une existence réelle, mais qui n'a pas encore été mesurée.

de* |lile«.

La théorie mécanique de l'électricité nous conduit, relativement à l'objet de ce mémoire, à des conclusions nettes, précises, que l'expérience vérifie encore d'une manière complète. Nous avons trouvé en effet (résumé, page lOâ), pour expression du travail moteur Tm par seconde :

Tm=^>-,

et connue dans une pile ordinaire dans laquelle il n'y a pas d'usure inutile, le travail chimique est évidemment proportionnel à la quantité de matière consommée par seconde, et

celle-ci à l'intensité -^ du courant, — est proportionnel lui-

fC c

même à ce que l'on est convenu d'appeler travail spécifique des combinaisons chimiques delà pile. D'un autre côté, nous avons trouvé également, page 102 :

qui devient