DURÉE
DÉVIATION
contenu dans la case
contenu dans la
de l'aiguille
cuivre.
case zinc.
de rimmenioii.
aimantée.
Eau et 7: d'acide Mil-
Eau et ji d'acide
SI
furique , à laquelle
suKuriqUe.
on ajoute ^ d'acide
15 miniitea.
nitrique ou d'une dissolution saturée
de nitrate de cuivre-
Passons au cas où le cuivre plongeait dans une dissolution saturée de nitrate de cuivre , et le zinc dans une dissolution saturée de sulfate de zinc; on a obtenu alors les résultats suivants :
3« Tableau.
UQUIDE
contenu dans la case
cuivre.
LIQUIDE
contenu dans la
case zinc.
DURf:F.
de nmmersion.
DÉVIATION
de Taiguille
aimantée.
Dissolution saturée de nitrate de cuivre:
Dissolution saturée de sulfate du zinc.
15 minutes.
Ces résultats mettent en évidence Tinfluence produite par la réaction des deux dissolutions Tune sur Vautre, car le courant est plus intense dans ce cas-ci que dans les expériences précédentes; toutes choses égales d'ailleurs, et bien que le zinc ne soit pas attaqué avec autant de force que lorsque la dissolution était acide. Bans le 2* tableau, le mélange dès acides sulfurique et nitrique se trouvait dans la case cuivre; on Ta transporté dans la case zinc, alors on a eu:
4« Tableau.
LIQUIDE
contenu dans la case
cuivre.
LIQUIDE contenu dans la
case zinc.
Eau ^ d*acide sulfurique.
Eau 3V d*acide sulfurique, et j7 nitrique.
DURÉE de rimmersion.
15 minutes.
DÉVIATION
de l'aiguille
aimantée.
I)K L ELECTBICITE. 301
Les déviations ayant été successivement égales à 02« , Oi<> , 01* , le courant tendait donc ainsi à devenir constant. Nous verrons ultérimirenient les conditions à remplir pour construire les appareils à force constante. Il est prouvé seulement ici qu'en mettant dans la case cuivre de l'acide sulfuri^iue, cet acide attaque le cuivre, concqrremment avec Tacide nitrique qui s'infiltre peu à peu au travers da diaphragme^ et d'où résulte un sel de cuivre dont la décomposition dépolarise la lame de cuivn; et tend à rendre le courant constant. Tel est le princif>e des piles à courant constant^ comme on le verra plus loin.
En plongeant dans l'acide nitrique concentré et dans l'acide nitrique étendu divers couples métalliques^ on forme le tableau suivant^ dans lequel chaque métal est positif par rapport à celui qui le précède (Delarive).
Aride ■ilrfc|M eoncentié. Arfde niCriqd* ét«Ml«.
Fer oxydé Argent.
Argent Cuivre.
Mercure Fer oxydé.
Plomb Fer.
Cuivre Flomb.
Fer ^ Mercure.
Zinc Étain.
Étain Zinc.
Ces résultats montrent de suite l'influence de Taction chimiciue sur le dégagement de Télectricité , puisque Tordre des métaux change avec le degré de concentration de Tacide nitrique.
Un couple or et cuivre ne donne aucun effet quand on emploie le mercure comme corps liquide. M. Delarive a émis le doute que la formation d'un amalgame fût une véritable action chimique; mais cette assertion ne saurait être fcaidée^ attendu qu'il y a combinaison en proportions définies. 11 y a sans nul doute des effets électriques produits ; mais le multiplicateur ne peut les accuser^ attendu que les deux électricités trouvent plus de facilité à ee reeombiner sur la surface de contact de For et du mercure qu'à suivre le fil du multiplicateur (Becquerel).
Effets électriques dus au contact des gaz et des métaux inoxy* dables. Lorsqu'une lame de métal plonge dans un Uquide capable de réagir chimiquement sur elle ^ on a vu qu'il se produit un dégagement d'électricité dont on a donné les lois : ce dégagement
CAUSES DU DEGAGEMENT
est nul si la lame n'est pas attaquée, à moins qu'elle ne soit recouverte de substances solides ou gazeuses capables de réagir chimiquement sur le liquide. Nous avons étudié ce qui arrivait avec des substances solides; il nous reste à montrer comment se comportent les gaz dans la même circonstance.
Quand on décompose de Peau distillée avec deux lamés de platine plongeant dedans et en communication avec une pile voltaîqtie, si Ton interrompt la communication au bout de quelques instants, et qu'ayant détaché les deux lames des extrémités de la pile en les réunisse avec un fil en relation avec un multipUcateur^ il se produit un courant dirigé en sens inverse du premier^ c*estrà-dîre que la lame qui primitivement était le pôle positif devient le pôle négatif^ et réciproquement ; cet effet se reproduit également en opénnt avec im seul couple; peu à peu le courant diminue d^ntensité éi finit par disparaître. Le courant électrique qui se manifeste dans cette circonstance a reçu le nom de courant secondaire, etTaction en vertu de laquelle Teffet électrique se produit par suite dii transport des gaz sur les lames décomposantes^ porte le nom de polarisation des électrodes ou des lames décomposantes.
Pile secondaire. On peut , en réunissant plusieurs couples semblables au précédent, former une pile secondaire, comme l'a montré pour la première fois Ritter. On prend plusieurs bocaux, (fig. 66),
Fig. 66.
que l'on remplit d'eau acidulée ou même d'une solution de sulfiite de potasse, et l'on joint les vases par des arcs métalliques formés d*uB seul métal, de platine ou de cuivre, ab, a'b\ a"b*'y a"^b'", etc. ; cette réunion de vases ne donne lieu à aucun effet électrique, puisqu'on seul métal se trouve plongé dans le môme liquide conducteur. Mais si Ton fait passer pendant quelques instants un courant électrique dans le circuit, en mettant a en communication avec Pun despotes d'une pile, et b"" avec l'autre pôle, en interrompant le ciifcuit é* établissant la communication entre les deux extrémités a et b*"' et Uîi multiplicateur, on trouve alors que l'appareil fonctionne comme une pile» D'autres effets, en outre, sont produits, tels que ladécom-
DE L BLBCrHlCITB. 201»
rition de Teau^ etc. ; mais l'action do œttc pile secondaire est de irte durée et finit par s'anéantir quand les produits déposés sur clames by d, b*, a", etc...^ et qui donnent lieu au courant ont (paru. Là direction du courant secondaire est inverso de celui i circulait primitivement dans l'appareil , et cela par suite des actions chimiques produites sur le liquide ambiant. On peut employer toute autre disposition pour manifester le lénomàne. Une pile à colonne^ formée seulement d'une succession siondelles de cuivre et de drap humecté de sulfate do potasse , ODne un résultat analogue.
Les effets produits s'expliquent comme il suit : Quand deux lames B platine plongeant dans une solution salino font partie d'un cirnt voltaïque^ la surface de la lame positive se recouvre d'éléments cideset d'oxygène^ et la surface de la lame négative d'éléments IcaliDs et d'hydrogène. Les deux lames se trouvent donc dans le léme état que si la première avait été mise en contact avec une riotion acide^ et que l'autre eût été plongée dans une solutiorf alcane; dans les deux cas, les effets sont les mêmes. On a montré réoédemment ce qui arrive en mettant une lame dans ime solution 6 potasse y et l'autre dans de Tacide nitrique (Becquerel) ; on peut galeinent, en mettant en contact pendant quelque temps les lames veedu gaz hydrogène et du gaz oxygène, puis les plongeant dans 8 Peaa distillée, produire des effets analogues (Matteucci). On oIh ^t ainsi , en mettant en relation ces lames avec les extrémités *QQ multiplicateur, des déviations considérables: la lame recou- Brte d^oxygène prend à Peau Télectricité positive, et celle recou- ^ d'hydrogène, l'électricité négative; ces deux gaz, en réagisuit sur l'eau, donnent donc lieu à des effets électriques semblal)les ceux que l'on aurait obtenus directement dans la (combinaison de l^iygène avec l'hydrogène. Les lames œnservent pendant longinips cette propriété. Il est nécx^ssaire, pour la leur enlever au )ut de plusieurs heures, de les faire rougir. L'aiote se com(>orte, quand il adhère à une hune de platine, à Sgard de l'oxygène comme l'hydrogène , et relativement à celui-c 'iniiie l'oxygène. Ainsi des particules gazeuses adhérentes aux nws métalliques exercent, par rinUîmiédiaire d'un liquide coni<ïteur, la mémo action que des imrticules acides et alcalines, et 'Qvent constituer des couples voltaûiues. (Becquerel, Matteucci, ihoenbeîn, Peltier, etc.) Polarisation, Lorsque les lames métalliques recouvertes de gaz
S04 C4USKE DU DBOiGIMBNT
produîseDt des effets secondaires, od dit que les lames sontpolariséet. Nous avons montré dans le livre précédent , page 1 10, Vvaaploi que l'on avait fait de la polarisation pour déterminer les r^ ports existant entre les effets dus à l'électricité statique et à l'électricité dynamique. Dans la construction des. couples voltaîquo, on doit toujours avoir égard k ces effets, car non-seulement k résistance au passage qui résulte de la polarisaUon des lames isgmente la réeistance à la conductibililé du circuit, mus eueon les eiï'ets secondaires peuvent masquer quelquefois le résDltat qu l'on veut obtenir.
Nous citerons à ce sujet l'expérience suivante : supposws qiie l'on forme un circuit voltaique à l'aide d'un couple ordinaire , [it tine et zinc, ou cuivre et zinc, et d'un multiplicateur; l'aigdik ùmantée du multiplicateur se déviera, mais la déviation .ne soi pas constante; elle diminuera même au bout de quelque teu^. Mais, si on introduit dans le circuit un appareil à décomposer l'en, c'esl-Ëc-dire un vase contenant de l'eau acidulée et deux électrodes en platine, le courant du couple passera alors dans l'eau acidulée et dans le multiplicateur. Dans les premiers moments , l'aiguille aimantée sera vivement déviée; mais peu à- peu la déviation diimnuera et l'aiguille reviendra près du zéro. Cet effet provient de ce que les lames de [datine dans l'eau acidulég se pola^sent et drainent un coui-anl secondaire qui tend à détruire ctHnplétemeiit le premier courant. Nous verrons dans le chapitre suivant quedsos les piles à courant constant, pom* avoir le maximum d'effet, il M détruire la polarisation des lames métalliques.
Pile à gaz. M. Grove eut l'idée de rèh nir en pile des couples formées paf des lames de platine plongées ml-partie^Una de l'oxygène ou de l^ydrogène, mî-fWtie dans le liquide conducteur. Il (^lint \ ainsi ce que l'on nomme la pile à ga, dans laquelle il n'entre qu'un seul liqalde et un seul métal, et oii l'action électrique résulte des actions exercées par let lames auxquelles adhèrent l'hydrogène et l'oxygène, ainsi qo'on l'a démuitié par ce qui précède. On peut donner i chaque couple la disposition suivante :
. et H sont des tubes plongeant pv
Dff L ELECTRICITB» 205
îur extrémité inférieure <fans un ?ase rx)ntenânf de Teau acidute; ces tubes sont terminés à leur partie. supérieure par deux 0uil|es en cuivré A et B mastiquées convenablement; ils ren-* mraent deux lames de platine AC , BD^ qui occupent prelsque tçmte étendue du tube. On remplit les éprouvettes/ Tune d'oxygène, 'aiitre dliydrogène, mais de façon qu'une portion de chaque lame ilonge dans Teau acidulée contenue dans le vase inférieur. En aisant communiquer les deux fils AE et BP avec un multiplicateur, e premier, qui touche à la lame plongée dans Toxygène, donne de 'électricité positive, et le deuxième de la négative. Plusieurs élé- Dénis réunis peuvent produiredesdécoitiposîtions chimiques; Teau nème est décomposée.
La cause de la production d'électricité dans la pile à gaz dépend Je la combinaison lente des gaz dissous dans le liquide, sous l'ac^ âon des lames de platine. En effet, quand on décompose l'eau dans on voltamètre à Taiâe d'une batterie à gaz, à mesure que les volâmes des gaz provenant de la décomposition de l'eau augmentent duis le voltamètre, les volumes de l'oxygène et.de l'hydrogène de diaque couple à gaz diminuent dans la même proportion; cet effet montre que , dans chaque couple , il se forme de nouveau autant d'eau qu'il y en a de décomposée dans le voltamètre. Le résultat suivant vient à l'appui de cette explication : Lorsqu'une batterie à gaz reste sous une cloche privée d'oxygène , l'intensité du courant devient nulle; il reprend sa/orce quand on introduit de nouveau de l'air sous la cloche.
n résulte de là que du gaz hydrogène seul d'un côté en contact avec une des électrode^ et de l'eau acidulée ne peuvent constituer un couple; mais, aussitôt que de l'oxygène est introduit dans le li<Juide et qu'il arrive en contact avec le platine entouré d'hydrogène, hcombûoaison des deux gaz a lieu par l'intermédiaire du métal, et, quand le circuit est terminé par une seconde électrode, le courant électrique se manifeste. Ainsi il est probable que le développement de l'électricité provient de la combinaison de l'oxygène dissous dans l6 liquide avec l'hydrogène adhérent au platine , et que l'oxygène en contact avec la seconde lame ne sert qu'à empêcher la polarisation qui serait produite par le transport sur cette lame de l'hydrogène provenant de la décomposition du liquide conducteur, ^.'oxygène qui est dans le tube contenant la lame de platine positive se dissout donc dans le liquide, à mesure que celui qui était dissous précédemment se combine avec ^hydrogène.
306 G4USES DU DBGAGBIIBNT
Ce qui a lieu avec Poxygène et rbydrogène se produit égaleiofint avec d'autres gaz; le platine^ le charbon^ et les autres corps solides que 1 on peut employer comme conducteurs ne sont que les intermédiaires qui déterminent la combinaison des gaz et permet* tent la circulation de l'électricité.
Des observations de M. Jacobi viennent démontrer nettement cette combinaison des gaz dissous dans Feau sous Taction des lames de platine. On sait que lorsqu'on décompose Peau dans un voltamètre^ et que les gaz mixtes sont recueillis dans la même cloche, si les électrodes en platine plongent en partie dans le mélange de gaz, après que la décomposition a cessée on voit peu à peu les gaz dispaniltre. Mais on trouve également que dans les voltamètres^ lorsque le» lames décomposantes sont séparées des gaz mixtes^ le volume du mélange diminue toujours peu à peu^ même lorsqu'ily a 30 centimètres d'eau entre les gaz et les électrodes; ainsi, d^sce dernier ca8,la combinaison ne peut s'opérer que dans le liquide ^ à mesure que les gaz se dissolvent et viennent en contact avec les lames de platine. On a émis l'opinion que chaque gaz en contact avec le ptotine et Teau agissent séparénient pour produire un courant; mais oeh ne saurait avoir lieu dans la généralité des cas. Cependant .dans €e^ taines conditions, comme on va le voir, des effets de ce genre pea* vent se manifester.
Action de l'hydrogène sur le chlorure d'or en présence du platine. Si Ton place une petite éprouvette AB y faite avec un tube de 2 à 3 Fig. 68. millimètres de diamètre, et remplie de gaz hydrogène, sur un vase contenant une dissolution assez concentrée de chlorure d'or, au bout de quelques jours, si la température n'a pas sensiblement varié, le niveau du chlorure d'or à l'intériejur du tube est peu différent de ce qu'il était précédemment; mais si Ton introduit un til de platine auKlessous de Vér prouvette, de manière que ce fil «e trouve en partie plongé dans le gaz hydrogène , et en partie plongé par son autre extrémité dans le chlorure d'or, où voit alors le gaz diminuer de volume à Tintérieur, et même au bout d'un certain temps disparaître complètement si le fil de platine monte jusqu'en haut du tube. Mais en même temps que le gaz hydrogène disparaît, de l'or métallique se précipite sur la portion du fil de platine qui plonge dans la dissolution métallique. (E. Becquerel.)
DB l'bLBCTBICITÉ. 307
Ce fini met bien en évidence que le gaz hydrogène peut réduire une dissolution de chlorure d'or en présence du platine ; mais on peut objecter à cela :
!• Que le fll de platine peut être attaqué dans le chlorure d'or, et donner lieu à la réduction de l'or à sa surface ;
2^ Que Tair extérieur peut constituer avec Thydrogène de l'éprouvette, le liquide et le platine un couple à gaz.
On répond à la première objection en montrant par une expé« rience analogue à celle qui précède qu'un fil de platine bien décapé, en l'absence de l'hydrogène , ne se recouvre pas d'or quand on le fiiît plonger pendant quelque temps dans une solution de chlorure de ce métal aussi neutre que possible. La deuxième objection peut être évitée en opérant dans des tubes exactement fermés, et soustraits à l'action de Tair extérieur, comme on va le voir ciaprès.
Pour cela on dispose les appareils comme il suit : On fait passer un courant de gaz hydrogène ou du gaz sur lequel on veut opérer dans un tube effilé et ayant une petite pointe que l'on peut casser on fondre à volonté. En cassant ensuite une des pointes sous une solution de chlorure d'or, on peut en dilatant le gaz faire entrer un peu de chlorure d'or dans le tube, puis, en fermant de nouveau la pointe avec une lampe à alcool, on a un tube plein de gaz et renfermant une petite quantité de chlorure d'or. Si Ton a eu soin de jdacer dans le tube, avant le passage du gaz, un fil de platine, ce fil y reste enfermé après les différentes opérations que l'on a fait subir au tube pour le remplir de gaz et pour le fermer.
On a préparé d'après cette méthode des tubes de 3 à 4 millimètres de diamètre pleins d'hydrogène et pleins d'air, les uns sans fils métalliques intérieurement, d'autres avec des fils de platine , d'autres enfin avec des fils d'or; dans tous on a fait entrer une dissolution de chlorure d'or de manière à occuper -j^j de la longueur du tube. Aptes six semaines d'action on a cassé une des extrémités de chaque tube sous une cuve à eau, afin de reconnaître la partie du gaz qui avait été absorbée. On a trouvé les résultats suivants :
GAUSIS DU DiGAOBMBNT
