CHAPITRE IX

repris les expériences^ reconnut que l'on pouvait obtenir la décomposition de Teau avec une lame de métal et un liquide , ou bien en substituant l'air au métal ou au liquide; il montra aussi que les sels pouvaient être décomposés par Faction des décharges, en disposant convenablement les appareils, pour qu'il se produisît dans la masse une circulation de Télectricité; ainsi l'électricité libre, en parcourant les dissolutions conductrices, agit de même que les courants.

M. Morgan (6), en 1799, était parvenu à décomposer Falcool et les huiles, à l'aide des étincelles électriques; Davy avait obtenu également des décompositions du même genre. M. Melli (7) a repris ces recherches, et a émis Topinion que ces effets chimiques de Fétincelle devaient être rapportés à l'élévation de température qui l'accompagne toujours. M. Grove (8) a fait voir que Fétincelle pouvait polariser les molécules des gaz, et MM. E. Fremy et E. Becquerel ont montré (9) que si , dans la plupart des cas, la décomposition chimique qui résulte de l'action des décharges est, pour ainsi dire, complète, il peut se produire des actions particulières et spéciales, comme nous le verrons en traitant de l'ozone, ou de l'oxygène possédant une propriété remarquable par l'effet des étincelles.

M. Masson (iO), qui s'est occupé de la même question avec l'appareil d'induction de Ruhmkorff, a pris pour conducteurs polaires une tige en pointe et un conducteur de platine terminé en boule; la pointe est devenue le siège d'une décomposition abondante, tandis qu'on apercevait à peine sur la boule un dégagement des gaz. L'effet produit était dû évidemment à une différence de tension : le gaz recueilli à la pointe était un mélange d'oxygène et d'hydrogène, avec un excès de Pun ou de l'autre de ces gaz , suivant qu'elle était positive ou négative; quant à la boule, elle ne donnait que de l'oxygène ou de Fhydrogène, selon qu'elle était positive ou négative.

Du reste, nous rappellerons que lorsque Pélectricité libre se propage dans les liquides, il se produit les mêmes effets de décomposition qu^avec les courants électriques , lesquels sont soumis aux niénoes lois que l'on indiquera plus loin ; il n'y a de différence que dans la faible quantité d'électricité mise en jeu quand on opère avec l'électricité de tension.

Effets chimiques des courants* Les expériences faites depuis 1800, où Nicholson et Garlisle ont observé la décomposition électro-chimique de l'eau (Voyez page 30), ont mis en évidence les faits suivants :

216 DB LÉLECTBICITB ET ÙV MÂGNÉTISMB.

i"* Une dissolution aqueuse ou ignée n^est décomposée qu'autant qu'elle livre passage au courant;

2*» Lorsque la décomposition a lieu^ l'hydrogène, les métaux et les bases deviennent libres au pôle négatif, l'oxygène et les bases au pôle positif.

M. Faraday (H), dans ses travaux électro-chimiques, a découvert une troisième loi très-importante, c'est que les décompositions électro- chimiques ont lieu toujours en proportions définies; il l'a observée dans les conditions suivantes : lorsqu'on transmet un courant au travers de plusieurs dissolutions métalliques contenues dans des vases séparés, et placés à côté Pun de l'autre, mais communiquant ensemble au moyen de lames de platine, on trouve que les quantités de métal réduit sont proportionnelles aux équivalents de ces métaux.

Si l'on soumet au même mode d'action les sels métalliques fondus qui sont décomposés par ^électricité, on obtient les mêmes résultats.

La plupart du temps , quand on opère la décomposition électrochimique des sels dissous dans l'eau, la réduction du métal au pôle négatif est le résultat d'une action secondaire due à l'hydrogène naissant: on dit alors que cette réduction est due à une action secondaire ; dans ce cas, la quantité d'hydrogène dégagée étant en proportion définie avec les actions chimiques du même courant sur des corps fondus, la même loi s'observe.

On peut énoncer ainsi la loi qui régit ces décompositions en proportions définies : « Lorsqu^un courant électrique traverse une série de composés binaires , renfermant un équivalent de chacun des corps élémentaires, les quantités décomposées sont chimiquement équivalentes. »

Cette loi a été vérifiée par les travaux des physiciens, sauf les modifications qui vont être indiquées. M. Matteucci (12) étendit cette loi aux sels neutres, et chercha à démontrer qu'avec les composés organiques il en était de même. M. Daniell (13) a résolu la même question, par rapport aux composés binaires, tels que les sulfates de soude, de potasse, etc. ; il a montré que si un courant électrique qui, dans un temps donné, produit le dépôt d'un équivalent de métal, passe dans une dissolution de ces sels, on observe simultanément au pôle négatif un équivalent d'hydrogène et un de soude ou de potasse, parce motif qu'un seul équivalent de sulfate est décomposé, mais que l'hydrogène dégagé est dû à une action secondaire pro-

CHAPITBE IX. 217

venant de ce que le potassium ou le sodium réduit par le courant décompose Teau à froid; ainsi ce ne sont que les effets secondaires qui donnent lieu à une action décomposante double en apparence.

D'après les résultats précédents , on a pour mesure de la quantité d'électricité fournie par une pile, la quantité d^action chimique produite, soit sur Teau, comme MM. Gay-Lussac et Thenard rayaient employé les premiers (voir page 50) , soit par la décomposition d'un s^ métallique; l'appareil à décomposition porte alors le nom de voltamètre.

M. E. Becquerel (14), en 1844, a étudié les décompositions électro-chimiques en cherchant comment se comportent sous l'influence de Félectricité les composés ternaires et quaternaires, puisque, dans cette circonstance, un équivalent de métal se trouve uni à 2, 3, ou \ équivalent d'acide. Il a modifié comme il suit la loiénoncée plus haut : «Pour lin équivalent d'eau décomposé dans un voltamètre, il se transporte aii pôle positif, dans un appareil à décomposition qui se trouve sur la route du courant et qui contient une combinaison binaire ou ternaire, etc., un équivalent de l'élément acide ou électro négatif, et au pôle négatif la quantité correspondante de métal.»

Ainsi cette quantité peut être égale, ou double, ou la moitié, ou les f de ce qu'indiquait la loi de M. Faraday, et c'est le corps qui se transporte au pôle positif qui fait loi , et non pas celui qui se porte au pôle négatif, comme on l'avait cru auparavant; ce dernier résultat n'a lieu que pour les composés binaires.

La conclusion suivante a également été déduite des recherches de M. E. Becquerel : « Lorsque le courant traverse en même temps une combinaison 'chimique binaire, et un mélange de deux ou plusieurs combinaisons binaires, la décomposition se fait toujours en proportions définies de manière que la somme des quotients obtenus en divisant le poids des éléments électro-négatifs déposés au pôle positif par leurs équivalents chimiques respectifs, est toujours égale au quotient du poids de l'élément électro-négatif déposé au pôle positif dans la combinaison binaire par son équivalent électrique.

En ayant égard aux résultats qu'il a obtenus, M. E. Becquerel a nommé équivalent électrique la quantité d'électricité nécessaire pour décomposer un équivalent d'une combinaison formée par la réunion d'un équivalent d'acide et de la quantité correspondante de base. Il a également déduit de ses recherches « que si un équivalent d'un corps, soit simple, soit composé, se combine avec un

318 DE l'ÉLECTRTCITÉ BT DU MAGNÉTISME.

011 plusieurs éléments d'un autre, si le premier joue le rôle d'élément électro-négatif ou diacide dans la combinaison, le dégagement d'électricité qui résulte de leur action chimique est tel qu'il se produit toujours un équivalent d'électricité. » Ainsi la quantité d électricité dégagée dans les actions chimiques ne dépendrait que du corps qui joue le rôle d'acide dans la combinaison. M. Magnus (14-') dans un travail récent très- intéressant a été conduit à des résultats analogues.

Les effets de la décomposition électro-chimique en proportions définies varient suivant la température^ la nature du dissolvant et celle du composé dissous^ et suivant la nature des électrodes et l'intensité du courant : c'est ce que les recherches de plusieurs physiciens ont montré. D'après ces mêmes motifs, comme M. E. Becquerel (15) l'a prouvé , les corps dissous aident à la décomposition électro-chimique de ce liquide.

Si plusieurs sels sont mélangés. Faction décomposante, tout en ayant lieu en proportions définies, ne se porte pas simultanément sur les deux sels : c'est sur le plus décomposable que l'action décomposante du courant s'exerce ; mais, comme Ta montré M. Becquerel (16), si l'on augmente la proportion de Tautre, l'influence de la masse se fait sentir, et le dernier sel peut être décomposée l'exclusion du premier,

M. Faraday a reconnu que dans le dégagement des gaz provenant de la décomposition de Peau, il y avait souvent proportionnellement plus d'hydrogène que d'oxygène ; cela provenait de la solubilité de ce dernier gaz, et on peut, en se servant de fils et d'une dissolution de potasse, diminuer cet effet et s'opposer à la disparition du gaz. 11 se forme également de l'eau oxygénée au pôle positif^ qui fait disparaître une partie du gaz en vertu d'une action secondaire; c'est ce que les expériences plus récentes de MM. Jamin, Leblanc, Soret, et celles de M. Meidenger (16*), ont montré.

MM. Daniell et Miller (17) ont signalé les premiers une inégalité de décomposition aux deux pôles de la pile. En séparant en deux parties, au moyen d'une membrane, un vase contenant de l'eau acidulée, qui est traversée par un courant faible, il ne se dégage pas de gaz, et l'acide est en excès au pôle positif. En substituant à l'eau acidulée des dissolutions salines de sulfate de cuivre ou de zinc, par exemple, le métal déposé au pôle négatif provient uniquement du sulfate qui se trouve dans la case où plonge cette électrode.

CHAPITBB IX. 2f9

M. Pouillet (18) a fait. des observations du même genre en opérant la décomposition d'une dissolution de chlorure d'or dans des tubes en U. MM. Hittorf (i9) et d'Alméida (20), sont arrivés à des résultats semblables. Ce dernier a analysé les phénomènes dontil est question, et il est arrivé à montrer que, dans le cas où Ton observait des différences d'effets aux deux pôles , la réduction des matières provenait d'une action secondaire due à Thydrogène naissant ; dans ce cas, Teau était directement décomposée par le courant; dans d'autres, le sel seul était décomposé. Il a montré qu'avec les sels neutres, ce dernier effet était obtenu, mais que s'ils étaient même légèrement acides, Teau était en général décomposée plus facilement que les sels. On comprend que si Tun et l'autre de ces effets ont lieu à la fois, c'est-à-dire si l'action décomposante se porte simultanément sur l'eau et le sel, on peut avoir des quantités inégales, mais variables, de décomposition aux deux pôles.

La loi de décomposition des liquides en proportions définies exige que toute l'électricité qui passe soit efficace pour les décomposer, M. Faraday, à l'origine de ses recherches, avait admis que des courants peuvent toujours être suffisamment affaiblis pour traverser l'eau sans la décomposer. M. Matteucci (21) montra qu'en» augmentant la dimension des électrodes, on affaiblissait assez le courant électrique pour que Tiodure de potassium ne présentât pas d'iode au pôle positif. M. Foucault (22) a appuyé cette manière de voir; il en est de même de M. Despretz (23), qui a montré que de faibles courants pouvaient traverser pendant longtemps de l'eau sans que l'on eût apparence de décomposition. M. Masson (24) a émis une opinion du même genre, en montrant que l'électricité formée dans un appareil d'induction pouvait passera travers l'alcool . et faire bouillir le liquide, sans qu'il y ait trace de décomposition.

Mais il est un fait qui a été observé par M. Becquerel en 1846 (25), et qui consiste en ce que le moindre courant, la moindre décharge, même celle qui provient du frottement d'un bâton de gomme laque contre de la laine, suffit pour polariser les lames et leur donner le pouvoir de produire un courant en sens inverse du sens de la décharge, preuve de la présence des gaz oxygène et hydrogène provenant de la décomposition électro-chimique du liquide. Comment admettre la présence de ces gaz sans décomposition ? Si les bulles gazeuses ne se dégagent pas, c'est que les gaz restent en dissolution, et de là se répandent de proche en proche jusque dans l'atmosphère; ce fait ne nous paraît pas devoir être expliqué autre-

330 Dl l'ÉLICTBICTTB ET DO MAGHÉTISMK.

ment. M. Delarive, plus tard^ est arrivé par une expérience analogue à la même conclusion; il en a été de même de M. BufT. Quoi qu'il en soit^ et bien que cette dernière objection soit la plus sérieuse que l'on ait faite contre la conductibilité propre des liquides, on voit qu*en supposant même que cette conductibilité existe, et qu'il passe des traces d'électricité sans action efficace quand le courant est très-faible^ ce fait n'infirmerait pas la loi des décompositions chimiques en proportions définies , car rien n'indique que Teffet dont il est question ait lieu au moment où l'intensité du courant de\ient suffisante pour passer en décomposant abondanmient les combinaisons^ et qu'à ce moment toute Pélectricité n'agisse pas efficacement.

Nouvelle nomenclature électro-chimique . Quand une science fait de rapides progrès et qu'elle s'enrichit journellement de nouveaux phénomènes^ on se trouve quelquefois dans la nécessité de modifier la nomenclature des expressions employées. C'est alors que des noms différents sont donnés à la même chose; il en résulte momentanément une confusion dont la science se débarrasse peu à peu^ pour ne conserver que les noms qui expriment une idée et Xux sont véritablement utiles.

Aussitôt que l'on eut découvert l'action décomposante de la pile, on appela pôles les fils ou lames de métal plongeant dans les liquides et servant à transmettre le courant; mais, comme cette dénomination était impropre , puisqu'elle ne présentait à l'esprit que de fausses analogies, soit qu'on la comparât à celle qui s'applique aux pôles d'un cercle soit à celle d'un aimant, Ampère proposa de les appeler rhéophores porte-courants.

D'un autre côté , quand on eut supposé une origine électrique aux actions chimiques, les corps déposés au pôle positif furent appelés éleclro-négati/Sy les autres électro-positif s; ces dénominations, qui sont significatives, sont restées dans la science. La force déterminante qui opère la décomposition n'existe pas aux pôles, mais bien dans le corps décomposé, et, en considérant les pôles ou rhéophores comme les portes par lesquelles débouche le courant électrique dans le corps décomposé, M. Faraday les a appelés c7eo trodes. Il désigne ainsi la surface d'air, d'eau, de métal ou de tout autre corps qui borne l'étendue de la matière décomposée dans la direction du courant. Il a appelé anode la surface sur laquelle se déposent l'oxygène et les acides; cathode , la surface par laquelle sort le courant ; électrolytes, les corps soumis à la décomposition,

CHÀPITBB IX. 331

ions, les substances décomposées par le courant , et cassions les éléments qui se rendent à Tanode ou à la cathode.

Ces diverses dénominations ont été adoptées par les uns et rejetées par les autres; mais la plupart des physiciens ont conservé uniquement celles de pôlesy de corps électro-positifs et électro-né^ gatifsy de rhéophores, proposées par Ampère, et celles d'électrodesy d'électrolytes, proposées par Faraday; les autres n'ont pas été adoptées.

§ II. Comparaison des quantités d'action chimique dues à télec^ tricité provenant de différentes sources. — Travail chimique des piles.

M. Faraday (26) a comparé ensemble les effets produits par des décharges électriques et un couple voltaïque soit sur une aiguille aimantée, soit sur une dissolution; les résultats qu'il a obtenus lui ont permis d'évaluer approximativement les quantités absolues d'électricité unies aux particules des corps dans les combinaisons.

D'après cette comparaison , une quantité d'eau égale à 0«'^,06o exige pour sa décomposition un courant électrique continu pendant 3',75, et capable de maintenir pendant ce temps à la température rouge dans l'air un fil de platine de 2""°,4 de diamètre; or, quand on pense à la vitesse excessive de l'électricité , on doit en conclure que la quantité d'électricité qui passe pendant ce temps doit être excessive. M. Faraday a établi qu'il paraîtrait que 800,000 charges d'une batterie de quinze jarres de 2****, 032 chacune de hauteur et de 0"',586 de circonférence, seraient indispensables pour fournir l'électricité nécessaire à la décomposition de 0^,065 d'eau.

M. Peltier (27) a traité aussi cette question, mais avec des idées arrêtées sur la nature de l'électricité et ses rapports avec les affinités, idées qui ne sont pas généralement adoptées; il a transmis l'électricité à travers le circuit d'un multiplicateur, sans avoir pris les précautions nécessaires pour éviter les pertes. Les résultats auxquels il est parvenu sont plus considérables que ceux de M. Faraday.

M. Pouillet (28) s'est occupé également de la détermination de la quantité d'électricité nécessaire pour décomposer un gramme d'eau, en prenant pour unité celle qui passe dans un circuit bismuth et cuivre, dont la longueur totale, sous le rapport de la conductibilité, est équivalente à 20"" d'un fil de cuivre de !■"" de diamètre, et dont les deux soudures ont une différence de température

222 DE l'Électricité et du magnétisme.

égale à iOO«; il a donc rapporté les résultats à une unité d'électricité dynamique.

M. Becquerel (29), en suivant une méthode plus précise que les précédentes, a été conduit à des résultats qui donnent également une haute idée de la quantité d'électricité associée à la matière. Cette méthode repose sur la polarité qu'acquièrent des lames d^or servant à la décomposition de Feau. Ces lames se polarisent même quand elles servent à transmettre un courant thermo-électrique, ou une très-faible décharge d'électricité ordinaire; la question était donc de comparer ensemble les effets chimiques dus à Faction de la bouteille de Leyde et à celle du couple aux effets de polarisation obtenus; M. Becquerel a tiré de ses expériences la conséquence que pour décomposer 1 milligr. d'eau, il fallait 20,000 charges d'une batterie de I mètre carré, cliargée de façon à donner une étincelle à une distance de ll°"»,2o. La quantité d'électricité associée à l'oxygène et à Fhydrogène dans un milligr. d'eau, laquelle, si l'on peut s'exprimer ainsi, représente leurs affinités réciproques, serait donc capable de produire tous les effets de la foudre.

On a proposé de comparer les elfets des courants et des décharges au moyen de diverses unités dynamiques ; M. W. Weber (29^j a fait des recherches très-étendues sur cet important sujet : mais, comme les déterminations fondées sur les décompositions électro-chimiques sont très-simples et rigoureuses, elles ont été préférées jusqu'ici.

Travail chimique intérieur des piles. On a vu précédemment que l'action électro-chimique d'un courant était équivalente à la quantité d'action chimique donnant lieu au courant; cette loi est la plus simple que l'on puisse employer poiïi* définir l'intensité d'un courant en indiquant quelle quantité d'aclion chimique peut être produite dans l'unité de temps sur un corps décomposé électro-chimiquement. C'est également le moyen de déterminer les quantités d'électricité qu'une pile peut produire, d'après le travail chimique intérieur ou extérieur qui se manifeste simultanément.

M. Despretz (30), en déterminant les différentes réactions qui ont lieu, est arrivé à la conclusion que le travail chimique extérieur est représenté à moins d'un centième près par le zinc dissous dans l'intérieur du couple. Il en est de même dans les piles composées d'un certain nombre d'éléments, avec cette condition que le travail chimique extérieur du voltamètre est équivalent au travail chimique de chaque couple pris isolément. .

CHAPITBE IX. 228

§ III. Effets éiectrO' chimiques divers.

Réduction des métaux. Depuis la publication des travaux électro-chimiques de Davy, dont il a été question page 48, on s'est servi à plusieurs reprises de ses procédés pour la préparation des métaux : ainsi M. Bunsen (31), en prenant pour diaphragme un creuset de charbon, et s'aidant de Faction de la chaleur, a pu obtenir directement le manganèse, le chrome, le calcium et le barium. Quant au magnésium, il l'a produit en décomposant électro chimiquement le chlorure de magnésium fondu dans un creuset de porcelaine et chauffé au rouge (31').

M. Deville (32) a préparé l'aluminium avec le double chlorure d'aluminium et de sodium, maintenu à l'état de fusion , en prenant pour électrode négative une lame de platine, et pour électrode positive un cylindre de charbon; peu d'éléments suffisent pour obtenir ce métal.

Effets produits sur les composés organiques. M. Arthur Connel (33), en soumettant à Taction voltaïque des solutions alcooliques ou éthérées, et faisant usage du voltamètre, a été conduit aux résultats suivants :

!• L'eau qui entre dans la composition de l'alcool absolu est décomposée en ces deux éléments : l'oxygène devenu libre au pôle positif réagit sur l'hydro-carbure de l'alcool ;

2« En opérant sur la solution alcoolique d'un sel ordinaire, ce sel est décomposé électro-chimiquement : l'hydrogène se dégage, tandis que Toxygène entre en combinaison ;

3® L^éther rectifié n'est pas décomposé même avec des courants puissants; il en est de même quand il tient en dissolution de la potasse. Des sels dissous ne produisent également aucun effet: cela tient à ce que l'éther ne contient pas, comme l'alcool, de l'eau pour principe constituant. L'élher saturé d'acide chlorhydrique fait exception : il se dégage au pôle négatif de l'hydrogène retenant un peu de vapeur éthérée ; l'oxygène, au pôle positif, entre en combinaison.

Les effets produits dans les substances organiques dépendent de l'intensité du courant : si le courant est énergique, les substances sont entièrement décomposées; dans le cas contraire, leurs principes immédiats peuvent être séparés. Davy observa en effet , en soumettant à Faction voltaïque une feuille de laurier, que cette

324 DB l'£LECTBIG1TB ET DU MAGNÉTISMB.

feuille prit le même aspect que si elle eût été grillée^ les éléments électro-négatifs étaient d'un côté^ les élénaients élecfoopositifs de Tautre.

Pelletier et Gouerbe (34)^ en soumettant Fopium à Faction de courants d*une grande intensité, obtinrent au pôle négatif une substance soluble dansTalcool; la dissolution soumise à Tévi^poralioD donna des cristaux de morphine.

M. Becquerel (35)^ en soumettant de l'amidon à Faction d'un couple, a obtenu de la soude au pôle négatif; il en a été de même en opérant avec de la gomme arabique. Le mucilage de graine de lin ne donne que de la potasse ; les graines , pendant le travail de la germination^ donnent lieu à une réaction semblable.

En faisant passer un courant dans un mélange d'un voliune d'eau et de deux volumes d'alcool, et prenant pour électrode positive une éponge de platine, il ne se dégage pas d'oxygène, ce qui n'a pas lieu avec un fil de platine ; en opérant avec un mélange à volumes égaux d'eau, d'alcool et d'éther, on sent Vodeur d'éther acétique au-dessus de Téponge; en soumettant à l'expérience d'autres mélanges , on arrive à cette conséquence que ce mode d'opérer peut être employé avantageusement pour étudier la nature des principes immédiats des substances organiques.

M. Gay-Lussac (36) a trouvé que, lorsqu'on fait arriver un courant au moyen de deux fils de platine dans du jus de raisin conservé à Tabri du contact de l'air, la fermentation ne tarde pas à s'établir; il en est de même d'une dissolution sucrée qui, sans l'action du courant, ne fermenterait de longtemps; on ne sait pas encore au juste comment agit l'électricité dans cette circonstance. M. Golin a constaté que l'extrait de levure ou ferment soluble^ qui ne s'altère pas sensiblement à l'air, dont la solution perd la propriété, après avoir été filtrée, de faire fermenter l'eau sucrée, la reprend en y faisant passer un courant. 11 a reconnu (37), en analysant le phénomène, que la levure, dans un certain état, peut convertir en alcool ou en gomme la matière sucrée, selon que l'on emploie ou non l'action de ^électricité.

L'électricité, suivant son énergie, peut vaincre la force d'agrégation, et détruire la constitution organique. MM. Prévost et Dumas ont observé qu'en faisant passer une étincelle électrique au travers d'une petite goutte de sang , celle-ci prenait un aspect framboise, annonçant la séparation partielle d'une partie des globules éléhientaires qui la composaient; nous renvoyons du reste le lecteur^

CHAPITfiB IX. 33é

page 47^ aux expériences de Davy^ relatives à l'aclloQ voltaïque sur les chairs musculaires.

Brandt a observé que l'albumine^ ou blanc d'œuf^ se coagule au pôle positif. MM. Prévost et Dumas ont reconnu/ en outre, qu'il se formait au pôle négatif une substance analogue à la gelée par- /aitefiieRVIiRn«parente^ et possédant les propriétés du mucus; cet deux produits sont^ Pun de l'albumine combinée avec un acide, Tautre de l'albumine combinée avec un alcali.

M. Dutrochet, en reprenant cette question à l'aide du microscope^ a observé des faits intéressants qui montrent que ces deux combinaisons, en se rencontrant vers le milieu de Tintervalle qui sépare les deux électrodes, donnent lieu à un précipité d'albumine, qui lui avait semblé d abord avoir une organisation, mais qui , en réalité, n'était qu'un magma.

Emploi de V électricité comme moyen d'analyse chimique, M. Becquerel (38) a montré que, lorsqu'on décomposait électro-chiiniquement des dissolutions contenant du plomb ou du manganèse, ces deux métaux se suroxydaient au pôle positif, de sorte qu'il était possible de séparer facilement le manganèse du fer et le plomb de l'argent ou du cuivre avec lesquels ces métaux étaient combinés ; rénergie du courant doit être çn rapport avec la quantité de manganèse ou de plomb contenue dans la dissolution : ce procédé est tellement délicat, qu'on accuse la présence de un milligramme d'acétate ou de sulfate de manganèse dissous dans un gramme d'eau.

M. Becquerel (39) a donné un moyen de séparer Tor d^une dissolution qui contient du cuivre, du fer ou du plomb; Part consiste, en employant l'appareil simple, de prendre pour électrode positive le métal que l'on veut laisser dans la dissolution ; c'est ainsi que, dans le traitement électro-chimique, comme on le verra, lorsque Ton veut séparer l'argent du plomb, on se sert d'une électrode positive de plomb.

On peut faire usage encore, dans un grand nombre de cas, de la loi des masses, qui permet de retirer d'une dissolution une substance à l'exclusion des autres; il suffit pour cela de proportionner les rapports des quantités de substances dissoutes.

§ IV. Actions électro^himiques lentes.

Réduction des métaux et formation de divers produits cristallin ses. Les effets résultant des actions lentes peuvent former deux

236 DE L^ÉLECTRICrrR BT DU MAGNÉTISME.

séries : la première comprend ceux que Ton obtient directement avec ^électricité; la seconde^ les effets produits naturdlement dans les diverses formations terrestres avec le concours des forces électriques^ bien avéré ou probable. Passons en revue rapidement ces deux séries d'effets:

On avait remarqué que les objets en argent cpii séjoumaieDt longtemps dans une fosse d'aisances étaient transform^^ par un effet de cémentation, en sulfure d'argent cristallisé^ sans changer de forme; que les médailles de plomb recouvertes d'une feuille d'or très-mince s'altéraient beaucoup plus rapidement que celles qui n^étaient pas recouvertes; que le fer était d'autant plus altéré sous les influences atmosphériques ^ que sa surface était couverte çà et là d'oxyde : tous ces eHets avaient effectivement une origine électrique due à des actions de contact.

Bucholz (40) a observé le premier que les métaux^ leurs dissolutions et l'eau constituaient des couples voltaïques dont l'action était suffisante pour décomposer la dissolution avec réduction des bases. Dans chacun de ces couples il y a deux courants cheminant dans le même sens : courant dû à l'action de Peau sur le métal; courant provenant de la réaction des deux liquides l'un sur l'autre. Or ces effets n'ont lieu qu'avec les sels de cuivre, d'argent, etc., et nullement avec le zinc, le fer et Tétain , attendu que leurs dissolutions attaquent plus ces métaux que ne le fait l'eau; dans ce cas, il y a courant en sens inverse ; il en résulte que le principe n^est pas aussi général que l'avait avancé Bucholz.

D^un autre côté, Davy (4fi), dans le cours de ses recherches électro-chimiques, essaya de préserver le doublage en cuivre des vaisseaux de l'action corrosive de l'eau de mer, en fixant çà et là sur la surface du doublage de petites plaques de zinc ou de fonte plus oxydable que le cuivre, et rendant ainsi celui-ci négatif; mais on ne tarda pas à reconnaître que les feuilles de cuivre, tout en étant préservées, se recouvraient, en raison de leur état négatif, de carbonate de chaux et de magnésie, de coquilles et de plantes dont le poids retardait la marche du navire; on fut obligé de renoncer àœ mode de préservation-

On a cherché depuis à atteindre ce but en substituant au cuivre le bronze, composé de 94 parties de cuivre et de 6 d'étain ; les molécules de cet alliage pouvant être considérées comme autant de couples voltaïques, Teau de mer devait tendre sans cesse à enlever Fétain qui joue lerùle d'élément électro-positif. Des expérience^ faites

CHAPITBE IX. 227

en France et en Angleterre (42) parurent d'abord favorables à Tenaploi du doublage en bronze fondu et fixé avec des clous de même alliage ; mais de nouvelles expériences firent donner la préférence au doublage en cuivre. Le doublage en zinc n'a été adopté dans la marine marchande que pour des cas spéciaux..

La question des actions électro-chimiques lentes en était là lorsque M. Becquerel^ ayant analysé les effets électriques produits dans les actions chimiques, eut l'idée de faire servir ces mêmes effets à la production d'actions chimiques analogues à celles qui ont lieu dans les pai*ties de la couche terrestre où Teau et l'air pénètrent, et où il existe des substances sur lesquelles ils régissent; il a employé à cet effet des appareils simples ou composés, fonctionnant pendant des mois^ des années, et constituant des cou-' pies ou des piles à courant constant.

M. Becquerel (43) a montré d'abord, en 1827, qu^avec un couple thermo-électrique formé, de deux fils de cuivre réunis par un de leurs bouts, au moyen de deux crochets passés Tun dans l'autre, et plongeant les deux bouts libres dans une dissolution de sulfate ou de nitrate de cuivre, on décomposait la dissolution en chauffant à droite ou à gauche des points de jonction, au moyen d'une lampe à alcool; la même année (44), il fit connaître un appareil simple avec lequel on obtenait cristallisés les doubles chlorures^ doubles iodures, doubles sulfures métalliques et alcalins, puis les chlorures, les iodures et les sulfures simples métalliques, en décomposant électro-chimiquement les premiers; il décrivit en même temps une autre disposition pour obtenir directement les chlorures de cuivre et d'argent, ainsi que le protoxyde de cuivre cristallisé. L'appareil simple (45) pour obtenir cristallisés plusieurs oxydes métalliques, tels que .les protoxydes de cuivre et de plomb, etc., se compose d'un couple formé d^une dissolution concentrée d'un sel à base de cuivre ou de plomb et d'un autre qui ne l'est pas, et d'une lame de l'un de ces deux métaux ; la dissolution saturée est positive relativement à celle qui ne l'est pas, et attaque moins le métal que l'autre; le tout est disposé de manière à ce que les actions électro-chipaiques soient très-lentes. L'oxyde de zinc (46) cristallisé dans le système régulier s'obtient en faisant réagir lentement un couple zinc et platine sur une dissolution de zincate de potasse, etc.

M. Becquerel (47) a décrit un autre appareil, à l'aide duquel il obtient cristallisées diverses substances, et notamment le sooifre.

Le peroxyde d'argent cristallisé s'obtient facilement^ comme

77% DE l'eLSCTBICITÉ ET DU MàCKÉTISIIE.

Bitter l'a reconnu, au pôle positif d'une dissolution d'argent soumise à l'action voltalque. Les peroxydes anhydres de plomb et de manganèse se forment également au pôle positif.

Le peroryde hydraté jaune de plomb a été obtenu par M. Becguerel (49), en soumettant à l'action d'un courant provenant de quelques couples à courant constant, au moyen de deux lames de platine plongeant l'une dans une dissolution d'oxyde de plomb dans la potasse et l'autre dans de l'acide nitrique^ les deux liquides étant séparés l'un de Tautre avec un diaphragme^ et la dissolution mise en rapport avec l'électrode positive. Peu à peu, la lame de platine qui se trouve dans cette dernière se recou\Te d'un dépôt jaune de pe^ oxyde hydrate de plomb. Il a fait usage également (49) des appareils simples fonctionnant longtemps pour opérer la réduction de la silice, de la glucine^ de l'alumine, de la magnésie, etc., et obtenir cristallisés les corps simples dont elles dérivent, tels que le silicium^ le glucium, Taluminium, le magnésium, etc.

M. Golding-Bird (50), en 1837, a obtenu les mêmes réductions en moins de temps, avec les mêmes appareils, et employant en outre un couple à courant constant. Il a obtenu également par ce moyen l'amalgame de potassium.

M. Becquerel a reproduit électro-chimiquement l'altération qu'éprouve un objet en argent qui a séjourné longtemps dans une fosse d'aisance, lequel est transformé en totalité en sulfure d'argent cristallisé. Ses recherches à cet égard Tont mis sur la voie pour décomposer la galène (sulfure de plomb) par les actions combinées de Teau salée et du sulfate de cuivre. Le résultat a été 1® du chlorure de plomb en aiguilles; 2° du sulfate de plomb en octaèdres cunéiformes comme les cristaux naturels ; 3® du sulfure noir de cuivre non cristallisé.

Il a produit également les phosphates de chaux et de fer (51). Il a obtenu le phosphate de chaux, le carbonate de chaux, l'arragonite cristallisée et le plomb carbonate cristallisé, en faisant réagir pendant plusieurs années une solution de double carbonate de soude et de cuivTe sur un couple plomb et platine ; le cuivre carbonate bibasique , ou malachite , en cristaux aciculaires à l'aide des doubles décompositions et décompositions successives, en opérant d'abord électro-chimiquement, puis en ne faisant intervenir que les affinités. Ce procédé chimique consiste à faire réagir lentement une dissolution d'azotate de cuivre sur du calcaire poreux, qui ae recouvre de cristaux aciculaires de sous-azotate de cuivre que

chàpitbe IX. 329

Ton change en double carbonate de cuivre et de soude ^ puis en carbonate bibasique de cuivre^ au moyen d'immersions prolongées d'abord dans upe dissolution de bi-carbonate de soude^ puis dans une dissolution de sulfate de cuivre.

Le cuivre sous-sulfaté (brochantite) a été obtenu en faisant réagir lentement une dissolution de sulfate de cuivre sur du calcaire poreux; le spath calcaire (chaux carbonatée) rhomboïdal etTarragonite, dans la réaction à des températures différentes d'une dissolution de bicarbonate de soude sur du gypse. Les phosphates et ar$éniates métalliques ont été produits par des moyens analogues. M. Becquerel a montré que dans la terre de semblables réactions pouvaient avoir lieu.

M.- Cross (52) en 1837 a produit un certain nombre de composés cristallisés^ en faisant usage de piles formées d'un grand nombre d'éléments fonctionnant avec de Teau seulement pendant un temps plus ou moins long. Nous citerons particulièrement la silice ou quartz prisme^ la pyrite de fer, plusieurs sulfures, le sulfate de baryte, etc.

M. Becquerel avait opéré pendant longtemps à la température et à la pression ordinaires de Tatmosphère ; dans un travail récent (53) il a fait connaître le résultat de nouvelles expériences faites à des températures et à des pressions plus ou moins élevées, dans le but d'avoir une idée de ce qui avait dû se passer dans les terrains de sédiment lorsqu'ils furent recouverts par les roches d'épanchenient , telles que le granité, les porphyres, les basaltes, etc. Les expériences ont été faites dans des tubes de verre vert Irès-résistant, fermés à la lampe, et dans lesquels on avait introduit les substances solides et liquides destinées à réagir les unes sur les autres, ainsi que du sulfure de carbone, pour avoir une pression de 3 à 4 atmosphères, en maintenant les tubes à une température de iOO°.

Avec le gypse et le bicarbonate de soude, il a obtenu en quelques jours des cristaux nets et limpides d'arragonite ; c'est ce qui explique la présence de cette substance dans les basaltes et les terrains de trapp ; des cristaux de protoxyde de cuivre il a produit encore différents sulfures métalliques et les carbonates de cuivre vert et bleu cristallisés, ainsi que d'autres composés. Il a reconnu ainsi que les actions combinées de la chaleur et de la pression donnent une activité nouvelle aux effets des actions lentes résultant du contact des solides et des liquides, ce qui permet d'expliquer certains phénomènes géologiques qui n'avaient pu Tétre jusqu'ici.

Action de l'électricité à faible tension sur tes substances inso-

230 D£ l'électbicité et du 11 agnétishb.

lubies. Le procédé d'expérimentation employé pour faire réagir Pélectricité à faible tension sur des substances insolubles est trèssimple (54) : il suffit de meitre au fond d'un tube ces substances en parties très-divisées avec une dissolution convenablement choisie et une lame de métal oxydable^ puis de fermer le tube à la lampe. Avec une dissolution saturée de sel marin^ du carbonate de cuivre nouvellement préparé et une lame de fer, peu à peu le carbonate, de bleu qu'il était, devient noir, c'est-èndire anhydre, la lame de fer se recouvre de cuivre à Vétat métallique , et la décomposition est complète au bout d'un certain temps. En substituant au fer le plomb^ il y a décomposition du carbonate, formation de double chlorure de plomb et de sodium en cristaux rhomboédrique, de carbonate de plomb, et probablement de chloro-carbonate. Avec le carbonate d'argent, le plomb et Teau distillée, on a de Targent métallique et du carbonate hydraté de plomb. Les arséniates et phosphates métalliques sont également décomposés, avec formation de différents produits; on conçoit combien ce mode d'expérimentation est fécond en applications.

Actions lentes dans le sein de la terre. Toutes les fois que deux substances conductrices de l'électricité en contact sont mouillées par un liquide qui attaque Tune d'elleç, il en résulte des effets électriques donnant lieu à des actions chimiques. Des briiis d'herbes ou des radicelles de plantes décomposés jusqu'à la carbonisation, de l'oxyde de fer, peuvent servir d'électrodes négatives. On conçœt, dès lors, qu'à la surface et dans Tintérieur de la terre, surtout dans les roches ou les filons crevassés, il doit exister des couples voliaïques sans nombre produisant des réactions chimiques lentes.

Quant à la conductibilité propre de la terre, que les recherches sur la télégraphie électrique ont mise en évidence comme on le verra dans le chapitre XII , elle est due à Teau , qui se trouve en plus ou moins grande proportion dans les diverses formations terrestres. Ces formations, ayant souvent une grande étendue, peuvent servir à transmettre l'électricité à des distances considérables.

Les causes qui produisent des courants terrestres sont innombrables, comme on Ta déjà dit. Prenons pour exemple les argiles qui occupent souvent une vaste étendue de pays, et qui sont plus oa moins humides , en raison de leur perméabilité. Supposons qu^mc portion de ces argiles soit humectée d'eau chargée de sulfate de chaux, et Pautre d'eau seulement. Pendant le mélange des deux liquides, il y aura dégagement d'électricité; l'eau séléniteuse pren-

GiUBlTBR IX. 2S1

dra l'électricité positive, et Teau ordinaire rélectriciténégati/ve : ces deux électricités se recombinent par ^intermédiaire de tous les corps conducteurs qui se trouvent près de la surface de contact, et notamment des racines et radicelles carbonisées. D'autres terrains humectés de liquides différents, comme les terrains salés et ceux qui ne le sont pas, donnent lieu à des effets semblables; à Faide du galvanomètre et de deux lames de platine, on met en évidence ces effets (55). Si Pon substitue par la pensée airx lames de platine des corpuscules conducteurs, il en résultera des courants électriques qui agiront comme forces chimiques, et produiront une foule de réactions donnant lieu à des composés 'de nature diverse.

Les pyrites se changent en proto-sulfate de fer, au contact de Teau et de Tair, d'autant plus promptement qu'elles sont en contact avec une substance conductrice ; les pyrites aurifères (persulfure) éprouvent un autre mode de décomposition, auquel la présence de l'or contribue sans doute; elles perdent, par un effet de cémentation, leur soufre, qui est remplacé par ime quantité proportionnelle d'eau; le phosphate de fer peut se former dans les tourbières en vertu d'uno action électro-chimique, comme M. Becquerel Ta démontré (56).

Les principes généraux qui ont été exposés dans ce chapitre montrent comment l'électricité intervient dans la nature comme force chimique, en même temps qu'ils font connaître toute la fécondité de ce principe. C'est une nouvelle voie ouverte pour étudier les altérations qui ont lieu dans le corps du globe.