PILES SANS MÉTAL

(Académie des Sciences, 17 octobre 1S53.)

Après avoir découvert la loi générale des décompositions électrolytiques, M. Faraday fut le premier à déclarer qu'elle comportait quelque restriction dans le cas où les liquides seraient capables de conduire Télectricité sans subir de décomposition. L'illustre savant anglais a même publié plusieurs faits à l'appui de cette supposition. Depuis lors, la plupart des physiciens ont soutenu l'opinion contraire; ils se sont accordés à défendre la loi de Faraday contre M. Faraday lui-même^ et à la considérer comme l'expression rigoureuse des faits. C'en est assez pour montrer que la question n'a pas été résolue; en effet, on ne pourrait encore citer aucune expérience qui prouve d'une manière décisive que les liquides soient capables de transmettre l'électricité sans être décomposés; rien non plus ne démontre qu'ils ne possèdent pas cette faculté à un faible degré. Les expériences qui ont eu pour résultat de faire passer un courant à travers un liquide, sans produire de décomposition sensible, ne sont pas concluantes, parce qu'on peut toujours supposer que le produit de la décompo-

4. Voir C. R. de VAc. des Se, t. XXXVII, p. bSO\BibL universelle de Genève^ t. XXIV p. 263; Cosmos, t. III, p. 652.

sîlion se réduit au fur et à mesure qu'il se forme; d'un autre côté, les essais qui montrent un accord parfait entre les résultats de la décomposition et la quantité d'électricité transmise, ne prouvent pas non plus qu'en opérant avec un courant plus faible, on n'eût pas réussi à le faire passer sans décomposition. La comparaison des dépôts obtenus dans divers électrolytes ne me paraît donc pas susceptible de trancher la question.

Le dernier travail publié à ce sujet est dû à M. Buff, Ce savant, après avoir opéré sur des courants très-faibles et dont l'action futjmaintenue constante pendant plusieurs jours de suite, crut devoir conclure que, conformément à la loi de Faraday, la plus petite quantité d'électricité transmise décompose son équivalent du liquide traversé.

Quelques soins que M. BuiT ait apportés à ces expériences, je n'ai pu me ranger à l'opinion qu'il exprime; au contraire, en vertu de certaines considérations que je vais énoncer, j'ai persisté à croire avec M. Faraday que les liquides possèdent un pouvoir conducteur propre et Indépendant de toute décomposition chimique. La nécessité d'admettre l'existence de cette propriété se présente d'une manière pressante lorsqu'il s'agit de ramener aux principes de l'électrochimie les réactions qui s'opèrent entre les liquides composés.

En effet, si le produit de^la combinaison directe conserve le même état physique, les électricités dégagées aupremier instant nepeuvent se neutraliser quen cheminant à travers tous milieux liquides; il faut donc, ou que la réaction s'arrête sous l'influence contraire des tensions électriques, ou qu'un courant s'établisse sans entraîner de décomposition. Comme en réalité la réaction se poursuit et s'achève, on doit en conclure ; l'' que les liquides sont conducteurs à la manière des métaux; 2" que cette conductibilité est sans doute très-faible, car eu égard aux épaisseurs infiniment petites où elle s'exerce, il suffit, pour lever tonte difficulté, que cette conductibilité ne soit pas rigoureusement nulle.

Ces réflexions ne me donnaient, il est vrai, aucune idée de la grandeur réelle du phénomène, et il me semblait possible qu'il restât à jamais inaccessible à l'observation ; néanmoins j'imaginai l'expérience suivante qui me parut susceptible de la mettre en évidence.

Que l'on prenne deux couples zinc et platine parraitement identiques, qu'on les réunisse pôle à pôle et qu'on intercale un galvanomètre entre deux des plaques de même sorte, il est clair que dans toute hypothèse et par raison de symétrie, il ne doit se manifester aucun courant, ni dans un sens ni dans l'autre; pour ceux qui n'admettent pas la conductibilité propre du liquide, toute action est suspendue; dans l'hypothèse inverse, il y a dans chaque couple une faible action, mais comme elles sont égales de part et d'autre, le fil conjonctif du galvanomètre ne doit livrer passage à aucun courant. Ceci admis, bornons-nous à rapprocher les plaques de l'un des couples; dans l'hypothèse qui écarte la conductibilité du liquide rien n'est changé; dans l'hypothèse inverse il y a diminution de résistance en faveur de l'autre couple, il doit l'emporter sur le premier; c'est en effet ce qui arrive.

Cette expérience est délicate et demande beaucoup de soin; mais on peut lui donner une autre forme qui en facilite le succès et en rend les résultats beaucoup plus apparents. On monte une pile à colonne, formée de disques de zinc et de cuivre alternativement superposés, et tous séparés les uns des autres par une rondelle de drap imbibée d'un acide. La pile étant terminée à ses extrémités par deux plaques du même métal, il est clair que le système est en équilibre. Cependant pour faire circuler le courant dans un sens déterminé, il suffit de doubler de deux en deux l'épaisseur des rondelles humides. 'Aussi tôt le courant chemine dans le même sens que si les rondelles les plus minces étaient totalement supprimées; elles jouent donc bien réellement le rôle de conducteurs métalliques.

Cette dernière expérience se présente comme un corollaire de la précédente, mais elle offre pour la démonstration un grand avantage en ce qu'elle permet d'accroître indéfiniment la tension du courant et d'amener tout naturellement la compensation des accidents qui compliquent le phénomène principal lors de l'apposition des deux couples.

La démonstration de la conductibilité propre des liquides mène à une autre conséquence non moins remarquable, c'est qu'on peut former des piles sans métal uniquement composées de dissolutions capables d'agir chimiquement sans précipiter les unes par les autres. Non-seulement on

arrive très-facilement à mettre de pareils courants en évidence, mais encore je démontre que toutes les fois qu'on superpose régulièrement, dans le môme ordre, les trois liquides conducteurs, on produit un courant qui affecte une direction déterminée. Si Ton prend, par exemple, Tacide sulfurique, la potasse et l'eau distillée, on obtient un courant qui assigne à celle-ci le rôle d'un simple conducteur métallique.

Mais pour que l'expérience fût plus démonstrative encore, je tenais à n'employer que deux liquides actifs et séparés par le produit de leur combinaison, comme la potasse, l'acide sulfurique et le sulfate de potasse en dissolution saturée. Pour cela on imbibe de ces différents liquides des rectangles de toile à voile qu'on superpose dans un ordre constant, de manière à former une pile d'une dizaine d'éléments; on la ferme à chaque extrémité par une épaisseur d'eau distillée recouverte d'une lame de platine, et l'on trouve au'galvanomètre que le courant chemine de l'acide sulfurique à la potasse immédiatement en contact, à l'inverse de ce qui arrive lorsqu'on emploie un arc conjonctif en platine. C'est qu'en effet le milieu conjonctif est ici la couche mince de sulfate de potasse qui se forme entre l'acide et l'alcali, tandis que l'action chimique porte sur la couche épaisse; là encore c'est la couche mince qui joue le rôle de conducteur métallique.

J'ai môme obtenu un courant avec une seule substance avide d'eau comme le chlorure de calcium employé à trois degrés de dilution différents; l'action chimique qui s'accomplit dans ces circonstances est un simple phénomène d'hydratation, cependant le courant est très-appréciable et chemine dans un sens qui semble indiquer que l'eau joue le rôle de base à l'égard du chlorure.

J'ai encore observé le courant résultant de l'action du sulfate de cuivre sur le sulfate de potasse en n'employant que ces deux liquides séparés par le résultat de leur mélange opéré dans le môme vase. On a ainsi l'avantage de faire agir deux liquides très-composés et de ne pas compliquer l'expérience des phénomènes d'hydratation qui se produisent avec un alcali et un acide libres. Le sulfate de potasse joue alors naturellement le rôle de base, et le sulfate double, qui s'ajoute à celui de la couche épaisse interposée aux deux Uouides actifs, donne un courant qui poursuit ensuite son chemin

du sulfate de cuivre au sulfate de potasse à travers la couche mixte résultant de leur mise en contact.

Quand on emploie pour former une pile trois liquides différents, on ne peut plus prévoir dans quel sens le courant doit se diriger, attendu que Ton n'a aucune donnée sur les valeurs respectives de leurs coefficients de conductibilité ; mais comme il est infiniment peu probable que l'équilibre se réalise, il doit arriver, et il arrive effectivement, qu'on observe un courant résultant.

Parmi les liquides propres à former des piles liquides, il faut compter l'eau distillée, car elle agit le plus souvent comme simple conducteur et parait, en conséquence, posséder, relativement au genre de conductibilité, un coefficient assez fort.

Eu résumé, je démontre^ par l'apposition des piles à métaux, que les liquides employés possèdent une conductibilité propre, et qu'en vertu de cette conductibilité, on peut former des piles sans métal, à grand nombre d'éléments, avec tous les liquides conducteurs qui ne précipitent pas les uns par les autres.

Il me semble encore résulter de ces expériences qu'on ne doit tenir pour vraie la loi de Faraday sur l'équivalent électrique, qu'à la condition de négliger les écarts insensibles qui proviennent de la conductibilité propre des liquides; qu'enfin ces derniers sont susceptibles de transmettre simultanément deux courants en sens opposés, l'un par voie de décomposition ou de conductibilité chimique, et l'autre par décomposition et par voie de conductibilité propre ou physique.

SUR LA