CHAPITRE IT
En expérimentant avec des tubes de cire , Davy obtint un mélange de soude et de potasse; la substance acide se trouva être un mélange d*acides chlorhydrique et nitrique. Un morceau de marbre de Carrare, dans lequel on avait pratiqué une cavité^ donna de la soude et de la chaux. Davy attribua leur présence à ce que lé marbre de Carrare avait été exposé, à une des époques géologiques, à l'action de Teau de mer. Plusieurs autres substances minérales lui donnèrent le même résultat , et il en conclut qu'il y avait peu de pierres qui ne continssent des matières salines en combinaison ou disséminées mécaniquement dans leur substance.
Davy n'a jamais opéré une décomposition chimique sans qu'il n'y eut production d'acide nitreux. L'alcali volatil paraissait aussi se former en très-petite quantité au commencement dans Teau purifiée contenue dans les vases d'or; il expliqua la production de l'acide et celle de cet alcali par la combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène, à l'état naissant, avec l'azote deTair atmosphérique tenu en dissolution dans l'eau; en prenant effectivement toutes les précautions possibles pour que Peau très-pure ne renfermât pas d'air, il ne retirait de l'eau chimiquement pure que de l'oxygène et de Fhydrogène.
Davy ayant constaté les effets de l'action électrique sur le verre, pour en retirer l'alcali qu'il contenait, voulut voir jusqu'à- quel point le même mode d'action agirait sur les corps solides insolubles ou difficilement soliibles dans l'eau. Il opéra, en conséquence, la décomposition de l'eau dans des coupes de sulfate de chaux, de Imryte ou de stronliane cristallisés, de fluorure de calcium et d'autres substances également cristallisées. Les parties constituantes des corps furent séparées et déposées à leurs pôles respectifs.
Il étudia ensuite les diverses circonstances qui accompagnent les décompositions des combinaisons solubles mélangées ensemble et mises dans des coupes en agate réunies par des fils d'amiante, et en communication avec la pile au moyen de fils de platine. Les acides étaient déposés dans la capsule positive, et les bases dans la capsule négative. Il en était encore de même en expérimentant avec deux coupes remplies d'eau distillée, l'une de sulfate de chaux et l'autre d'agate, la première (X)mmuniquant avec le pôle positif, et la seconde avec le pôle négatif. La chaux fut recueillie dans la coupe d'agate, et Facide sulfurique resta dans celle de sulfate de chaux. Dans d'autres circonstances, il opérait avec trois capsules. Les deux capsules extrêmes ayant été remplies avec une dissolu-
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tion de chlorure de sodium et la capsulï3 intermédiaire avec une solution de sulfate d'argent, aussitôt que le circuit fut fermé, la soude commença à paraître dans le tube négatif et le chlore dans Paulre; mais le chlore, suivant Davy, en traversant la solution de sulfate d'argent, produisit un précipité pesant, et la soude un précipité léger; il en tira la conséquence que, lorsque les éléments des sels soumis à l'action de la pile rencontrent, sur leur passage, des corps avec lesquels ils peuvent former des combinaisons insolubles, ces combinaisons s'effectuent aussitôt et se précipitent. Aujourd'hui cette explication n'est plus admissible; les surfaces liquides servant de surfaces polaires comme les surfaces métalliques, quand il doit se former des produits insolubles, ces produits restent à la surface de contact des deux liquides, de mênîe que les gaz se dégagent sur les lames décomposantes.
Davy soumit à l'expérience des substances animales et végétales qui donnèrent les mômes résultats.
Dans un mémoire qui frappa vivement l'attention publique (^1), Davy chercha à établir les bases d'une nouvelle théorie électro-chimique. Il tâcha d'abord de déterminer, par le moyen d'instruments très-délicats, l'état électrique d'une solution acide et d'une solution alcaline simple, isolées dans leur contact avec les métaux. Les résultats furent nuls; il n'en fut pas de môme en expérimentant avec des substances acides et alcalines, sèches et solides. Ainsi, les acides oxalique, succinique, benzoïque, etc., parfaitement secs, dans leur contact avec le cuivre, prirent l'électricité négative, et le métall'électricité positive. L'acide phosphorique solide, très- sec, se comporta de môme par rapport au zinc. Avec la chaux sèche, la magnésie et la strontiane, le métal devint au contraire négatif. Dans aucun cas la potasse ne donna de résultat satisfaisant; dos faits observés, il en déduisit les conséquences suivantes :
Dans les décompositions et les changements produits parrélectricité, les différents corps qui possèdent naturellement dos affinités chimiques paraissent incapables de se combiner ou de rester en combinaison, lorsqu'ils sont mis dans un état électrique différent de celui qui leur est propre.
Parmi les substances qui se combinent chimiquement, toutes celles dont Ténergie éloctrique est bien connue présentent des états électriques opposés, telles que le cuivre et le zinc, l'or et le mercure, le soufre et les métaux, les substances acides et alcalines, etc. En supposant donc, dit Davy, une liberté parfaite dans le mouvement
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des particules des corps en contact, o^s particules doivent s'attirer l^une Tautre, en vertu de leurs pouvoirs électriques, et si ce pouvoir est assez grand pour leur donner une force attractive supérieure au pouvoir de l'agrégation, il se formera une combinaison qui sera plus ou moins forte, suivant que les énergies seront plus ou moins balan* cées; les signes d'électricité disparaîtront, et il se produira de la chaleur et de la lumière par la réunion des deux électricités.
Davy regardait encore comme nécessaire pour établir des relations entre les affinités et les forces électriques, de montrer que, lorsque deux corps vont se combiner, en élevant leur température, on exalte en même temps leur pouvoir électrique.
Telles sont les bases de la théorie électro-chimiqiie de Davy, qui a régné dans la science pendant vingt ans et qui n'est plus adoptée. Celles de ces bases qui concernent les effets électriques produits au contact est inadmissible; ces effets provenaient dans ses expériences, non du contact, mais du frottement qu'éprouvaient les corps en les séparant, comme M. Becquerel (41') Ta démontré; les acides secs, ainsi que les terres sèches, n'élant pas conducteurs de l'électricité, ne pouvaient donner d'électricité dans leur contact avec les métaux; il devait donc y avoir une action mécanique produite, comme, du reste, l'expérience l'a prouvé.
Suivant Davy, le mode d'action de l'électricité sur les corps parait être de rétablir Téquihbre électrique naturel de leurs particules. Il considérait toutefois, et avec raison, l'action chimique des liquides sur l'un des éléments des couples métalliques dans la pile comme indispensable pour la circulation de Télectricité , de même que la décomposition du liquide traversé par la décharge quand le circuit est fermé. Il pensait que cette manière de voir conciliait le principe du contact avec les opinions émises par quelques ph^ciens sur l'origine chimique de l'électricité.
Les applications de l'électricité voltaïque à la chimie, à l'industrie et aux sciences naturelles, ont contribué à jeter un grand éclat sur les travaux de Davy. Il considéra la pile comme un moyen puissant de retirer des minéraux et des substances organiques les matières acides et alcalines qu'elles contiennent. Ainsi, un morceau de libre musculaire, ayant été soumis pendant cinq jours à l'action d^une pile de centcinquante couples, devint sec et dur, et ne laissa aucune trace de matière saline à l'incinération : la potasse, la soude et l'ammoniaque avaient été transportées au pôle négatif; les trois acides minéraux et l'acide phosphorique, au pôle positif. Il obtint des résultats semblables
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en soumettant à Taclion de la pile des feuilles de plantes et des corps vivants. Ainsi il observa que, lorsqu'on mettait les doigts bien lavés en contact avec de Teau distillée dans la partie positive du circuit, il se manifestait rapidement une substance acide ayant les caractères d'un mélange d'acides sulfurique, chlorhydrique et phosphorique. Du côté négatif on trouvait une substance alcaline fixe. On trouve là Texplication du phénomène observé par Sulzer (voir page 23). Davy conçut déjà la pensée d'introduire dans les organes des animaux des substances acides, alcalines et même métalliques, dans le but de modifier quelques-unes de leurs parties constituantes.
Dans un autre mémoire (42) il indiqua comment on devait agir avec la pile comme moyen de décomposition, et fit usage de sa méthode pour rechercher les bases des terres et des alcalis. Dans les premiers essais qu'il fit sur la décomposition des alcalis en dissolution dans l'eau, il s'aperçut que la présence de l'eau était un obstacle à la production du phénomène. Il soumit ensuite à Texpérience de la potasse à l'état de fusion ignée : pendant toute la durée de l'expérience, il vit paraître autour du fil négatif une lumière très-intense, et au point de contact, une colonne lumineuse qui paraissait due au développement d'une matière combustible; le platine était fortement attaqué du côté positif. N'ayant pu recueillir la matière combustible, il employa l'électricité comme agent commun pour la fusion et la décomposition : il remplit ce double but en humectant légèrement la potasse, qui fut placée sur une lame de platine, mise en communication avec le pôle positif d'une batterie de deux cent cinquante couples, et fermant le circuit avec un fil de platine en relation avec le pôle négatif. Une action très-vive se manifesta, la potasse se fondit aux deux points électrisés. Du côté négatif il ne se dégagea aucun gaz, mais onj découvrit de petits globules qui avaient un éclat métallique très-brillant et^rûlaient avec explosion et une flamme vive à l'instant de leur formation; ces petits globules étaient le potassium, base de la potasse : il obtint de la même manière le sodium avec la soude.
Il prouva ensuite que la vive déflagration qui avait lieu était due à la décomposition rapide de l'eau qui fournissait au nouveau métal de Toxygène pour s'oxyder et former de la potasse.
Ayant cherché à obtenir les métaux de la baryte et de la strontiane, il vit également une lumière brillante et une inflammation au pôle négatif. En soumettant à Pexpérieuce de l'acide borique humecté , il vit paraître à la surface négative une matière combus-
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tible de couleur fonciîe (lui lui parut (Mrc le résultat d'une décomposition.
Dans un autre mémoire (43), après quelques essais, il conçut ridée d'enlever Toxygène aux terres avec le potassium : n'ayant pu réussir, il employa le mercure pour former un amalgame avec les nouveaux métaux; cette fois les résultats furent plus satisfaisants.
Tandis quHl était occupé de ces recherches; il reçut, au commencement de juin 4808, une lettre de Berzéliusqui lui annonçait que, conjointement avec le docteur Pontin, il était parvenu à décomjx)ser la baryte et la chaux en les électrisant négativement en contact avec le mercure; il répéta aussitôt l'expérience avec sa grande bal-* terie, et obtint l'amalgame de barium , qui , projeté dans l'eau, la décomposa, et le mercure devint libre. La chaux et la stronliane donnèrent des résultats analogues. Quant à la magnésie, il fallut continuer l'opération pendant longtemps pour produire Tamalgame : Faction de ce dernier sur Teau était très-lente; l'opération fut plus facile en employant le sulfate de magnésie mouillé, au lieu de la magnésie.
Il obtint des quantités assez notables de ces nouveaux métaux eii soumettant à la distillation leur amalgame, hors du contact de Pair; les nouveaux métaux furent appelés potassium, sodium, barium, strontium, calcium et magnésium.
L'alumine, la silice , la zircone et la glucine, soumises au même mode d'action, ne donnèrent aucun indice de décomposition; il fut obligé, pour opérer leur réduction, d'avoir recours à un autre procédé, fondé sur l'affinité du potassium pour les métaux des terres : il mit dans un creuset de platine un mélange d'une partie de silice et de six parties de potasse qu'il maintint en ignition, et établit ensuite la communication avec sa grande pile. Le creuset fut mis en rapport avec le pôle positif, et la masse alcaline fondue avec le pôle négatif, au moyen d'une tige de platine : il se fit aussitôt une effervescence, et des globules brillants s'élevèrent à la surface; il se forma autour de la tige des écailles métalliques brillantes, qui blanchirent au contact de Pair et firent effervescence' (ians Peau. L'addition de quelques gouttes d'acide chlorhydrique en dégagea aussitôt de la silice; l'alumine se comporta de même, ainsi que la zircone. Ce procédé a été mis depuis en pratique, mais avec plus d'avjintagc.
Une autre question attira vivement son attention, ce fut celle de la formation, de la nature et des propriétés de l'amalgame produit
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par l'ammoniaque au pôle négatif. Ce nouveau composé provoqua une vive polémique entre Davy, Berzélius, d^une part, Gay-Lussac et Thénard de Tautre. Les premières expériences pour obtenir cet amalgame sont dues au docteur Seebeck (44), qui le découvrit dans les premiers mois de 1808, en faisant réagir, au moyen de la pile, le mercure sur le carbonate d'ammoniaque : dans cette expérience, le mercure augmente graduellement de volume, et, quand il est devenu quatre ou cinq fois plus étendu que dans son état primitif, il devient solide et d'une consistance molle ; il publia le fait sans en donner de théorie. Berzélius et Pontin annoncèrent à Davy qu'ils étaient parvenus à combiner le mercure avec la base de l'ammoniaque, qu'ils appelèrent ammonium; Pammoniaque, suivant eux, était un oxyde à base ternaire (45). Davy adopta la théorie de Berzélius ( 46 ) relativement à l'existence de l'ammonium; mais il n'en fut pas de même de Gay-Lussac et do Thenard (47) , qui démontrèrent que Tamalgamc ammoniacal était formé de mercure, d'ammoniaque et d'hydrogène, puisqu'on agitant cet amalgame parfaitement sec, dans un tube long et étroit rempli d'air, la combinaison était détruite sans que Pair fût aucunement moditié. Depuis, cette opinion a été adoptée.
Les expériences de Davy sur les décompositions chimiques firent supposer à Wollaston (48) qu'il existait peut-être un mode d'action analogue dans le système des sécrétions animales, et qu'une décharge électrique, moins intense que celle que l'on observe dans la torpille, pourrait servir à Pexphcation de plusieurs phénomènes, tels, par exemple, que la rapidité des communications de l'influence nerveuse dans les diverses parties des corps vivants. Wollaston fit, à cette occasion, une expérience très-simple pour démontrer qu'on pouvait décomposer une solution de sel marin avec un seul couple voltaïque; aussi en tira-t-il cette conséquence, entrevue déjà par Napoléon , que la surabondance acide que Ton observe en général dans l'urine paraît indiquer dans les reins un état électrique positif, et dans les vaisseaux du foie un état négatif.
Aussitôt après les découvertes de Davy , Gay-Lussac et Thenard (49) se livrèrent à une suite de recherches physico-chimiques, à l'occasion d'une grande pile donnée à l'École polytechnique par Napoléon; ils s'appliquèrent particulièrement à déterminer l'influence que pouvaient exercer sur l'action chimique le nombre des couples et la nature du liquide; ils furent ainsi conduits à plusieurs conséquences importantes , en prenant pour mesure de l'énergie
CllAPLTlΠ11. .51
chimique la quantité do gaz fournie dans un temps donné par la décomposition de Teau : ce fut le premier emploi du voltamètre; mais ces questions ne pouvaient être résolues complètement à cette époque^ attendu que Ton ne connaissait pas les moyens exacts de trouver le pouvoir conducteur des solides et des liquides.
Les travaux de Davy avaient eu un tel retentissement que l'Académie des sciences de l'Institut de France lui décerna^ en 1808^ le prix annuel du galvanisme dont il a été fait mention précédemment.
• § VI. Phénomènes physiques produits avec de fortes piles;
effets lumineux et calorifiques.
M. Biot (50) avait annoncé que la production de la lumière était due au passage rapide de Pélectricité au travers de l'air, qui , étant fortement comprimé, s'échauffait, et dégageait alors assez de chaleur pour qu'il y eût émission de lumière. Davy examina jusqu'à quel point cette opinion était fondée; on savait déjà que les couleurs de la lumière varient suivant la force de l'étincelle et la pression du gaz qu'elle traverse , et qu'elles dépendent aussi de la nature du corps dont on tire des étincelles (54).
Davy (52) disposa un appareil dans lequel il avait fait le vide sur le mercure, sur d^autres métaux en fusion et sur diverses dissolutions 5 en opérant la décharge d'une bouteille ou d'une batterie, il obtint les résultats suivants : le vide mercuriel parfait est perméable à l'électricité, et il devient lumineux, soit par l'étincelle ordinaire, soit par la décharge d'une bouteille de Leyde. Quand le tube est très-chaud, la lumière électrique se montre dans la vapeur mercurielle avec une couleur verle vive et de grande intensité; à un froid de 20" au-dessous de zéro du thermomètre de Fahrenheit, la lumière est excessivement faible; pendant l'ébullition du mercure , la lumière a le plus grand éclat.
Les conséquences suivantes résultent de toutes ses expériences : la lumière électrique dépend principalement de quelques propriétés qui appartiennent à la matière pondérable à travers laquelle passe l'électricité ou qu^elle entraîne avpc elle ; l'espace où il n'y a pas de (juantité appréciable de cette matière est capable d'offrir les phénomènes lumineux , mais cela résulte probablement de ce que les particules superficielles des corps, entraînées par les décharges électriques, deviennent incandescentes, et produisent alors les apparences lumineuses observées.
Ô2 , J)K LÉLHtTHIClTÉ ET DV MAGiNETISME.
Celle dernière opinion, qui a été une des bases de sa théorie électro-chimique-, a été partagée par Berzélius, qui pensait que la chaleur était produite dans les combinaisons chimiques de la même manière que dans la décharge électrique.
Les effets calorifiques dont nous venons de parler n'étaient rien, comparés à ceux que Davy obtint en 1813, avec la pile de Tlnstitution royale de Londres, composée de deux mille couples présentant une surface de 128,000 pouces carrés. Ayant fait passer entre deux . pointes de charbon placées à peu de distance Pune de l'autre la décharge de cette énorme pile, il se produisit une lumière dont on ne pouvait comparer l'éclat qu'à celui du soleil; toutes les substances infusibles ou jugées telles, placées entre les deux pointes de charbon, ne purent résister à une chaleur aussi forte et entrèrent en fusion. Tous ces effets ayant eu lieu dans le vide, Davy ne put admettre pour cause de la chaleur et de la lumière la combustion du charbon ; il en tira la conséquence que l'une et l'autre devaient être attribuées à la réunion des deux électricités. Les particules de charbon enlevées par l'action de l'électricité, et transportées de la pointe de charbon positive à la pomte négative, constituaient le conducteur servant à la circulation du courant. L'arc voltaïque obtenu dans ces conditions est utilisé maintenant, dans certains cas • spéfciaux, comme puissante source de lumière.
A la même époque, Children faisait construire une pile d'une grandeur remarquable, dans laquelle chacun des éléments avait une surface de 3-2 pieds carrés anglais ; des fils de platine qui avaient jusqu^à 2 lignes de diamètre et d'une certaine longueur, furent rougis, et même fondus; les métaux et les oxydes infusibles à la chaleur de nos fourneaux, entrèrent en fusion. Ces expériences furent faites de 1813 à 1815.
Wollaston fondit un fil très-fin de platine avec un seul couple voltaïque de la plus petite dimension : cette expérience et d'autres observations antérieures lui démontrèrent que, pour avoir les plus grands effets de chaleur, il fallait augmenter dans chaque couple voltaïque la surface du cuivre relativement à celle du zinc, celle-ci devant être deux fois moindre; c'est d'après ce principe qu'a été construite la pile dite à la Wollaston.
Effets physiques différents produits par chacune des deux électricités, Trémery (53) a reconnu qu^ea faisant passer la décharge d'une bouteille de Leyde entre deux pointes placées Tune d'un coté d'une carte, l'autre sur la face opposée, la carte était per-
