CHAPITRE IK

a tention des physiciens sur cette partie de la physique , qui est, à « mon sens, le chemin des grandes découvertes, v

La classe des sciences accepta avec reconnaissance Toffre du premier consul, et le concours fut aussitôt ouvert: elle déclara qu'elle n'exigeait pas que les mémoires lui fussent directement adressés; qu'elle couronnerait, chaque année, l'auteur des meilleures expériences qui seraient venues jusqu'à elle , et qui auraient fait avancer la marche de la science ; que le grand prix , enfin, serait donné à celui dont les découvertes formeraient dans l'histoire de l'électricité et du magnétisme une époque remarquable (*). L^enthousiasme que Napoléon avait montré pour cet admirable instrument s accrut encore quand on répéta devant lui l'expérience de la décomposition des sels avec la pile (16'). Il était entouré alors de Berthollet, Monge, Corvisart et Chaptal. Il fut frappé d'étonnement en voyant le transport des éléments des sels à leurs pôles respectifs. Après un instant de silence , se retournant du côté de Corvisart, son médecin, il lui adressa ces paroles remarquables: « Docteur, voilà l'image de la vie : la colonne vertébrale est la pile, « le foie le pôle négatif, la vessie le pôle positif. » Nous tenons ces détails de Chaptal.' Quoique cette comparaison ne repose sur aucun fait, on ne peut s'empêcher de penser qu'il n'y ait des effets électro-chimiques produits dans les fonctions organiques. La même idée, au surplus, est venue plus tard à Wôllaston, sans qu'il eût eu connaissance probablement des paroles de Napoléon.

Thenard et Hachette , en juin 1801 , montrèrent les effets d'incandescence obtenus avec des piles à larges surfaces et produisant une grande quantité d'électricité avec une faible tension.

La même année, Tromsdorff (17) produisit des phénomènes de combustion remarquables avec une pile de cent quatre-vingts couples .

(♦) Le prix annuel tie 3,000 francs fut adjuge', la première fois, en 180G, à Erman, de Berlin, pour sa découverte des propriétés conductrices différentes que présentent certains corps pour les deux électricités.

En 1808, il fut décerné à sir Uumpluy Davy, pour les rcclierciies consignées dans un mémoire ayant pour titre : Backerian lecture on some chemical agencies o/eleclricUy, ainsi que pour la décomposition des alcalis cl la découverle du potassium et du sodium.

En 1809, il ne fut pas décerné de prix, et, en 1810 , il fut partagé entre Gay- Lussac et Thenard , pour leurs recherches électro-chimiques.

Depuis 1810, ce prix annuel ne fut plus décerné, quoi(iue jusque en 1815 l'annonce de ce prix fût insérée dans les programmes. Le prix de 60,000 fr. n'a jamais (té donné.

84 DE l'rlECTBIGITË et du MAGMETISMB.

Dyckhoff (18) forma une pile avec des couples de cuivre et de zinc séparés par une couche d'air. Dix couples produisirent, à l'aide du condensateur, sur un électromètre, le même effet qu'une pile de Volta composée de cinq couples.

Davy composa également des piles avec des éléments de diverses natures ; il trouva que des combinaisons de plaques métalliques et de liquides différents pouvaient être rendues actives, non-seulement lorsque les métaux éprouvaient une oxydation, mais encore lorsqu'il se passait seulement un changement chimique dans quelquesunes de leurs parties. Il renversa à volonté les pôles d'une pile (19) et se servit à cet effet de l'appareil à couronnes de tasses : si Ton monte l'appareil avec des plaques de cuivre et de fer, et que l'on verse de Peau dans les verres, le cuivre, suivant lui, dans son contact avec le fer s'électrise négativement et dégage de l'hydrogène ; le fer s'électrise positivement et s'oxyde. Avec une dissolution de sulfure de potassium les effets sont inverses.

Davy chercha à prouver que ces résultats ne contredisaient en rien la théorie du contact; mais les raisons qu'il donna ne sauraient être adoptées aujourd'hui. L'inversion tient à ce que, dans le premier cas, le fer est le métal le plus oxydé, tandis que, dans le second, c'est le cuivre.

Ritter (20) composa un couple de charbon bien calciné et de peroxyde de manganèse, un autre de plombagine et de zinc, qui produit plus d'effet qu'un couple de zinc et d'argent.

La pile verticale de Volta présentant de grands inconvénients en augmentant le nombre des couples, Gruikshanks y remédia en rendant la pile horizontale et renfermant tous les couples métalliques verticaux dans une auge en bois.

Pepys (21) construisit un appareil très-énergique, composé de soixante paires de plaques carrées de zinc et de cuivre, de 6 pouces anglais de côté, distribuées en deux auges, suivant le procédé de Gruikshanks, mais avec des additions particulières : il obtint avec cette pile des effets de combustion très-remarquables. Des effets du même genre, mais sur une plus grande échelle, furent obtenus par MM. Popys, Allen, Howard etTilloch'22).Tout en s'occupant de modifier les piles, on cherchait aussi les causes qui influent sur leur énergie. Un grand nombre de faits démontraient tous les jours que la théorie* de Volta avait besoin d'être modifiée pour être en harmonie avec les observations nouvelles.

Pepys (23) fit fonctionner une pile successivement dans l'air et

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dans le gaz oxygène. Avec l'oxygène seul , l'énergie était considérablement augmentée. Dans Tair^ Faction s'arrêta quand il n'y eut plus que de Tazote ; Toxygène était toujours absorbé.

MM. Biot et Frédéric Cuvier (24) reconnurent que la pile avait une action propre et indépendante de Pair .extérieur, qui peut cependant en augmenter la force dans certaines circonstances.

Dans un autre travail, M. Biot (25), en mesurant la tension électrique avec la balance de Coulomb, démontra que, bien qu'à la rigueur Toxydation développe de l'électricité, les effets de cette cause n'étaient pas comparables avec ce que donne le contact des mé« taux sans cesse alimenté avec le sol. On voit par là combien la théorie du contact avait jeté de profondes racines dans les esprits, puisqu^on n'osait pas encore y toucher; on sait aujourd'hui que dans les piles de ce genre l'oxygène n'a d'action qu'au pôle négatif où le gaz absorbe l'hydrogène qui se dégage.

Après Fabroni, Wollaston (25') posa en principe que l'oxydation du métal était la cause principale de la i)roduclion d'électricité dans la pile. Il démontra en premier lieu que Faction chimique de IVilec- Iricité fournie par les machines était la même (jue celle que l'on obtenait avec la pile; qu'il suffisait pour mettre ce fait en évidence de concentrer toute l'action décomposante en un seul point , en se servant de l'extrémité d'un très-petit fil métallique pour transmetire l'électricité. Il obtint ainsi, avec rélectricité des machines, la décomiyosition de l'eau et des sels métalliques; l'identité entre les deux espèces d'électricité fut ainsi démontrée. Wollaston alla même jusqu'à avancer que les effets électriques de frottement dépendaient également de l'oxydation; mais les expériences qu^il lit à ce sujet laissaient beaucoup à désirer.

Gaulherot (26) s'attacha aussi à démontrer que la charge de la pile provenait d'une action chimique; dans une lecture faite à la Société philotechnique le i2 brumaire an ix, il réclama la priorité sur Wollaston.

Ritter publia en 1805, à Leipsig, un ouvrage (27) renfermant un grand nombre d^expériences sur la plie.

Il vit quelquefois une aiguille composée de deux petites lames, l'une de zinc et l'autre d'argent et librement suspendue, se placer dans le méridien magnétique, le Kincvers le nord et l'argent vers le sud, et dont les extrémités étaient faiblement attirées et repoussées par les deux pôles d'un aimant. 11 obtenait probablement cet effet quand les deux lames étaient recouvertes d'une couche d'hu-

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midité. SMi eût songé à analyser le phénomène, il aurait peut-être devancé CErstedt et Ampère dans la découverte de Télectro-magnétisme. Ritter tira seulement de ses expériences la conséquence que la charge de la pile n^a lieu qu'autant qu'il y a réaction chimique, et qu^elle est d'autant plus forte que cette réaction est plus énergique.

Il a encore avancé que les acides et les alcalis donnent aux métaux des tensions électriques opposées, suivant que ces liquides sont très-concentrés ou étendus d'eau (28). Enfin il a conclu de ses recherches que toute oxydation par la voie humide avait toutes les conditions de la chaîne voltaïque ; mais Texplication qu'il a donnée de la charge de la pile est tellement obscure qu'il est difficile d'y trouver la véritable théorie.

Bucholtz publia un travail intéressant sur l'action chimique des chaînes électriques formées de dissolutions salines d'inégale densité superposées et d'une lame métallique (28')

Piles secondaires. L'étude des décompositions électro-chimiques conduisit à la construction des piles secondaires : Erman avait annoncé, et même Volta avant lui, que si dans une pile isolée on fait communiquer les deux pôles avec une bande de papier mouillé, chaque moitié prenait l'électricité du pôle avec lequel elle communiquait. Si l'on enlevait ce conducteur imparfait avec un tube de verre, l'équilibre ne se rétablissait pas instantanément; l'une restait positive, l'autre négative. Cette distribution de Télectricité ne saurait exister dans une bande de papier humide : le bout en rapport avec le pôle positif se recouvre d'acide et de 'gaz oxygène, et l'autre d'alcali et de gaz hydrogène; les quantités d'acide et d'alcali allant en diminuant depuis les extrémités jusqu'au centre, le bout acide devient positif, le bout alcalin négatif : telle est l'explication du fait observé.

La pile secondaire, imaginée par Ritter (29), est fondée sur des effets du même genre; elle est formée de disques d'un même inétal et de cartons humides ; inactive par elle-même , elle le devient quand ses deux extrémités ont été mises en communication avec les deux pôles d^me pile, et son action est d'autant plus forte que cette dernière est plus énergique. Les piles secondaires ne fonctionnent uniquement que par la réaction, les unes sur les autres, des substances gazeuses, acides et alcalines, déposées sur les faces opposées de chaque carton, par l'action décomposante de l'électricité. . Les physiciens de la période dont nous esquissons l'histoire

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avaient remarqué que les bouts de fil de métal qui avaient servi à la décomposition de Teau étaient polarisés, c'est-à-dire étaient aptes à former un couple voltaïque; cet effet était du même genre que le précédent. QErstedt avait reconnu également qu'un conducteur métallique qui avait fait partie pendant quelques instants d'un circuit voltaïque jouissait de la propriété d'exciter la grenouille. Il en était de méme^ a-t-il dit^ mais à un moindre degré , en faisant passer dans le fil la décharge d'une batterie électrique. Piles sèches, L^expérience ayant prouvé qu'il fallait détruire le zinc dans les piles pour les faire fonctionner, on chercha néanmoins^ mais en vain, s'il n'était pas possible d'arriver au même but sans employer de liquide. En 1803, Hachette et Désormes (30) remplacèrent le liquide dans les piles ordinaires par la colle d'ami* don. Deluc trouva, en 1809, une combinaison de couples qui fonctionnaient en apparence sans l'intermédiaire d'un liquide. Son appareil consistait en une colonne formée de disques de zinc et de papier doré d'un côté seulement, entassés les uns sur les autres, le zinc en contact avec la face dorée. L'humidité suffisait pour charger la pile qui a été improprement nommée pile sèche. En 4812, Zamboni (31) apporta quelques perfectionnements à l'appareil de Deluc. Il entassa, comme ce dernier, en les pressant les uns contre les autres, des milliers de disques de papier dont l'une des surfaces était étamée et l'autre recouverte d'une couche très-mince de peroxyde de manganèse broyé avec un mélange de farine et de lait. L'humidité servait encore à charger la pile. La circulation de Félectricité étant très-lente, on ne put obtenir ni effets de décomposition, ni effets calorifiques, quoique ces appareils donnassent des étincelles avec un condensateur. Ces piles, qui cessent de fonctionner au bout d'un certain temps , quand le papier a perdu toute son humidité/ sont de peu d'utilité, à raison de l'irrégularité de leur action et de la très-faible quantité d'électricité mise en jeu.

§ IV. Continuation des effets calorifiques, chimiques et physiologiques de la pile. — Premières recherches de Davy. — Théorie de Grotthus.

Depuis les premières observations sur les décompositions chimiques opérées avec la pile, on avait négligé l'examen des phénomènes de chaleur produite pendant les décompositions. Davy (32)

38 DE l'Électricité kt du magnétisme.

s'occupa de cette question, et préludait ainsi aux brillantes découvertes dont il devait enrichir plus tard les sciences physico-chimiques. Il s'attacha à déterminer Faction de Télectricité voltaïque sur la production de la chaleur, et les changements qu'elle occasionne dans différents fluides.

Fourcroy, Vauquelin et Tbenard avaient prouvé qu'il vaut mieux employer, pour les phénomènes de chaleur, des batteries à larges qu'à petites surfaces; Davy se servit également d'une pile à grandes surfaces, qu'il chargea avec différents liquides : avec de l'eau pure les effets étaient très-faibles ; ils étaient plus forts avec une dissolution de sel marin; plus forts encore avec Tacide nitrique , puisque la décharge était suffisante pour rougir un fil de fer d'un certain diamètre. Quand la batterie était en pleine activité et que le fil plongeait dans l'eau , celle-ci entrait promptementen ébullition.

En terminant les deux conducteurs plongés dans l'eau par deux petits morceaux de charbon bien calciné ou un morceau de charbon et un fil de métal , on vit une abondante production de gaz , et les extrémités du charbon parurent d'un rouge blanc quelque temps après le contact. Il obtint également des étincelles dans les acides nitrique et sulfurique. En prenant pour liquide intermédiaire l'alcool et réther, les gaz résultant de la décomposition étaient des mélanges d'oxygène et de gaz inflammable. L'incandescence du charbon dans le chlore fut maintenue au rouge blanc pendant près de deux heures; le volume du chlore diminua très-peu, et il se forma une quantité abondante de matière blanche sur le charbon qui paraissait être du chlorure de mercure. Ces expériences étaient déjà empreintes d'un certain caractère d'originalité, et on les répète aujourd'hui facilement à l'aide des piles à courant constant, dont il sera question plus tard.

Berzélius et Hisinger reprirent les expériences de Nicholson, Carliste et Cruikshanks, en s'attachant surtout aux réactions produites sur les fils conducteurs plongeant dans des dissolutions. Avec de l'ammoniaque concentrée et des fils de fer, ils obtinrent de l'hydrogène au pôle négatif et de l'azote au pôle positif; une petite quantité d'oxyde de fer fut dissoute ; avec l'ammoniaque étendue, l'eau seule fut décomposée. En variant les expériences, ils arrivèrent aux conséquentes suivantes : 1° l'eau et les sels sont décomposés avec dépôt de leurs éléments à leurs pôles respectifs, ce que l'on savait déjà ; 2** la quantité de substances décomposées est en proportion de leur affinité et de leurs points de contact avec les con.

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ducteurs ; 3* les phénomènes de décomposition sont déterminés par l'affinité des parties composantes pour le conducteur, autant que ce dernier peut entrer en combinaison avec elles.

Brugnatelli trouva que le sang de bœuf, placé sur la lame positive, se décolorait et se coagulait, tandis qu'il prenait seulement une couleur noire au pôle négatif. Le lait se coagulait également au pôle positif et prenait une odeur acidulé agréable , tandis que le pôle négatif se couvrait de sucre de lait. La salive ne donnait qu'un léger caillot au pôle positif. L'urine déposait de l'urée au pôle positif et du phosphaté d'ammoniaque à l'autre pôle. Le blanc d'œuf se coagulait au pôle positif.

Larcher, Daubencourt et Zanetti (34) étudièrent également l'action de la pile sur la bile, Turine, le lait et le sang. Aldini montra que Ton séparait de l'urine différents sels qui s'y trouvaient; que ce phénomène avait lieu en partie sur la bile; que le sang et le lait se coagulaient promptement quand ils étaient soumis à l'action de la pile; qu'en faisant passer la décharge à travers les glandes parotides, il en résultait une sécrétion salivaire.

Grottbus (34'), qui s'était beaucoup occupé de recherches électrochimiques, donna une théorie des décompositions opérées avec la pile, théorie qui est restée dans la science, et dont voici les bases : L'eau, ou ime dissolution quelconque, soumise à l'action de la pile , est une véritable pile secondaire, en ce sens que tous les éléments se polarisent comme une bande de papier humide communiquant par ses deux bouts avec les pôles d'une pile ; de même, l'eau pure contenue dans un tube recourbé et placée dans le circuit voltaïque conserve pendant quelque temps la faculté de faire contracter la grenouille. Cela posé, voici comment Grotthus explique la décomposition de l'eau : Considérons, dit-il , une molécule d'eau composée d'une particule d'oxygène et de deux particules d'hydrogène ; à l'instant où l'action voltaïque commence , la polarité se manifeste entre les molécules élémentaires de l'eau : l'oxygène étant attiré par le pôle positif, et l'hydrogène par le pôle négatif, on est porté à croire que chacun de ces deux principes, au moment où le circuit est fermé , acquiert un état électrique contraire à celui du pôle qui l'attire; et comme le môme effet se produit sur toutes les particules de l'eau, il en résulte qu'en les prenant deux à deux, les principes homogènes se repousseront, tandis que les principes hétérogènes s'attireront alternativement. A l'instant où l'oxygène passe à l'état de fluide élastique par l'attraction

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du pôle positif, son hydrogène repousse, en vertu de cette électricité, riiydrogène de la molécule d'eau voisine et se combine avec Toxygène de celle-ci en même temps que la molécule d^hydrogène repoussée transmet son mouvement à la suivante; ainsi de suite jusqu'àla dernière particuled'hydrogène, qui prend l'état gazeux quand elle touche le pôle négatif. On explique ainsi pourquoi il n'y a que les molécules d'eau situées aux extrémités des fils conducteurs qui soient décomposées. Grotthus a comparé avec raison ce qui se passe alors à Teffet produit quand on fait frapper une bille d'ivoire suspendue par un fil sur une série d'autres billes également suspendues, et qui se touchent toutes: l'impulsion communiquée à la première est transmise successivement à toutes les billes intermédiaires jusqu'à la dernière, qui, ne pouvant la transmettre, est chassée avec une force égale à l'impulsion première.

Travaux électro -physiologiques et effets thérapeutiques de V électricité. Après la découverte de la pile, on multiplia les expériences dans le but de démontrer qu'au moyen de l'électricité on pouvait reproduire les mouvements et les contractions dus à Pacte de la volonté, ainsi que ceux qui en étaient indépendants. Galvani expérimenta sur une tête de bœuf récemment tué avec une pile à colonne chargée avec l'eau salée. Une des oreilles fut mise en communications avec l'un des pôles, et l'autre avec un naseau. Aussitôt les yeux s'ouvrirent, les oreilles se dressèrent, la langue s'agita et les naseaux s'enflèrent.

Aldini montra ensuite que, pour obtenir les plus fortes contractions, il fallait établir l'arc des oreilles à la moelle épinière ; dans ce cas les paupières s'ouvraient, le globe de l'œil roulait sur luimême comme dans la plus violente fureur.

Le docteur Andrew Ure, en opérant sur le corps d'un pendu, im- ' médiatement après l'exécution, avec une pile de deux cent soixantedix éléments chargée avec de l'eau acidulée, un des pôles ayant été mis en communication avec la moelle épinière, l'autre avec le nerf sciatique, à Finstantmême tous les muscles du corps se contractèrent de mouvements convulsifs. En faisant mouvoir un des conducteurs de la hanche au talon, le genou plié, la jambe fut lancée avec tant de violence qu'elle faillit renverser une personne qui avait essayé de prévenir Fextension. Le docteur parvint à imiter le jeu des poumons, à faire mouvoir les doigts et les muscles du visage, et à imiter le jeu des paupières. Tous ces mouvements étaient désordonnés et ne représentaient qu'imparfaitement ceux qui sont produits sous l'em-