CHAPITRE il

ECfeU physiques.

Changement d*éla»tieité des méiaux. Lorsque ^électricité circule dans les métaux^ l'arrangement moléculaire peut se trouver modifié* Nous citerons à cette occasion les observations faites par Pellter^ et qu'il serait intéressant de reprendre de nouveau pour bien connaître toutes les particularités du phénomène.

Voulant suivre l'arrangement des molécules du plomb dans la réduction de l'acétate , Peltier employa une lame de zinc placée au milieu d'une large sfûre d'un gros fil de cuivre rosette; les deuxextré« mités supérieures émergées étaient soudées pour former uh couple voUaïque. Au bout de plusieurs mois^ la portion émergée du fil de cuivre^ très-ductile dans son origine^ devint tellement aigre^ qu'elle se ronij^ait sous un faible effort; la portion émergée gardait à peu près sa duct^bilité, du moins elle la conservait plus longtemps. La cassure du fil aigri offrait un grenu terne ^ qui indiquait non-seulement un nouvel arrangement moléculaire > mais encore une cémentation aveeTun des éléments de là dissolution*

(ie raéioeiùt de la fragilité des fils se rq[tréaeafa plus tard, lors de

réti^lissement de longs fils de cuivre rosette tendus horizontalemept et destinés à soutirer rélectricité de ^atmosphère pour laconduire dans le sol. Ces fils^ ainsi exposés aux alternatives des saisons, des agents atmosphériques et ^ux courants électriques^ devinrent aigres^ cassants , et on fut obligé de les renouveler au bout de deux mis. Des fils argentés n'eurent pas plus de durée; des fils de laiton cassèrent au bout de six mois. Les conducteurs abrités gardèrent bien plus longtemps leur ductilité^ mais finirent cependant par éprouver un changement moléculaire sous Tinfluence d'un courant pennanent.

Lorsque les courants sont faibles et les conducteurs' d'un grand diamètre^ les effets doivent être beaucoup plus faibles^ s'ils sont encore toutefois appréciables.

Dans les expériences précédentes^ on n'a pas comparé d'une manière certaine les changements dans la cohésion et dans l'élasticité des fils métalliques, M. Wertheim, qui s'est occupé de ce sujet, en déterminant les variations du coefficient d'élasticité des corps soit par l'allongement des fils^ soH par les vibrations^ a été conduit aux conclusions suivantes :

i<* Le courant électrique produit une diminution momentanée du coefficient d'élasticité dans les fils métalliques qu'il parcourt^ et cela a lieu par son action propre et indépendamment de la diminution qui provient de l'élévation de température. Cette diminution (tisparsdt entièrement avec le courant lub-méme^ quelque longue qu'ait été la durée de son action.

2^ La grandeurde cette diminution dépend de la force du courant et probablement aussi de la résistance que le métal oppose à son passage. ^

3^ La cohésion des fils est diminuée par le courant; toutefois la variabilité de cette propriété ne permet pas de distinguer si cette diminution est duc à une action propre du courant, ou bien sf èîle est seulement une Conséqujence de l'élévation de température.

Ainsi; à moins d'une action très-prolongée, une action rapide ne produirait que de faibles changemei^ts dans les propriétés des corps. •

Ojjci^ène éùctrisé, ou ozone. On sait que la chaleur a la^opriété de modifier certains corps simples tels que le soufre^ le phosphore, leciarbone, et que plusieurs oxydes^métalliques, safts perdre de leur poidS; éprouvent sous son influence de vérital)les transfo)rmations isomériqnes. L'électricité pout-elledonuer lieu à -des effets analogues?

A l'élictbigité. 303

- Les différents résultats que présente Toxygène soumis à Faction de décharges électriques^ ou bi^n produit sous Tinfluence .des p^urants électriques, semblent devoir être expliqués, dû moins jusqu'ici , par une action analogue. Nous devons dire que c'est le seul corps qui ait présenté jusqu'à présent des résultats de ce genre. . -

Van Marum^ ayant à sa disposition la grande machine électrique du musée de Teyler, voulut examiner quels seraient les effets résultant de l'action de très-fortes étincelles sur différentes substances, et principalement sur les gaz. Il reprit à cette occasion les expériences faites par divers physiciens, qui avaient reconnu, même avant Priestley, que les gaz éprouvaient des changements considérables par suite du passage des étincelles électHques. Les résultats de «es recherches sur Télectrisation de l'oxygène démontrèrent que, dans ce ^az, une succession d'étincelles électriques développe une odeur caractéristique, et cpi'une fois ce gaz soumis à cette électrisation préalable, il acquiert la faculté de se combiner rapidement au mprcure, effet qui n'a lieu que très-lentement à la température ordinaire.

^ Ces résultats importants furent en quelque sorte oubliés pendant longtemps. Vers Tannée 1840, M. Schœnbein eut Poccasîon de remarquer l'odeur qui accompagne la production du gaz oxygène lors de la décomposition de l'eau par la pile, odeur qui rappellait celle <lu phosphore et du soufre en combustion, et la compara à celle qui se manifeste dans les décharges électriques ou lorsque la foudre éclate. «

M. Schœnbein étudia alors avec soin les propriétés du gaz oxygène émanant du pôle positif dans un appareil à décomposer l'eau, lorsque le gaz conserve son odeur.

Il démontra que ce principe odorant peut se conserver indéfiniment dans des flacons bien fermés; que le développement' de ce principe au pôle positif dépend de la nature du métal jouant le rôle d'électrode positive , et de la nature du liquide décomposé; que le platine et l'or, seuls , dégagent l'odeur en question ; les autres substances oxydables ne donnant pas lieu à ces effets; .qu'enfin l'eau acidulée par Tacide sulfurique, l'acide tizotique, ou l'eau \Gontenant des sels très-oxygénés, produisent l'oxygène odorant à un haut degré, mais que certains sels, tels qua les chlorures, bromures, iodurés, le protosulfate de fer, etc., dissous dans l'eau ^ ne donnent lieu à aucun effe^t de ce genre. Il montra éga-

S94 iFFËTâ Df)^

lea>ent (p» le gaz odorant perd son odeur quand on Ta^te avec du diarbon^ du nàercure^ du f^r^ etc.

M., Scbœnbein examina^ en outre^ lés effets curieux de polarisation électrique/ produits en plongeant des lames de platine ou d'Qr dans le ga2 odorant émanant du pôle positif d^une pilé/ puis en faisant usage de ces lamés comme d'électrodes pour manifester le courant "tiectrique qui prend naissance lorsque les laines attachéeç aux deux extrémités du fil d'un multiplicateur scHit plongées dans un liquide conducteur. Il reconnut que des latiies ainsi préparées sa polarisaient très-fortement, de façon à être négatives pat rap port à d^autres lames plongées préalablement dans fôxygènepur mais^ non odorant; oette polarisation est toujours de peu de durée, et les effets étaient promptement détruits. Les métaux oxydables^ à l'exception du cuivre> ne présentèrent pas ces effets. Des lames de platine ou d^or mises à quelque distance d'une pointe émoussée d'un^ bomie miachine électrique manifestèrent également des phénomènes de polarisation. Diaprés ces premières recherches, M» Schœnbei'n ne peiisa pas^ devoir se prononcer sur la nature du composé odorant; il lui donna cependant le nom d'ozone.

(iC même physicien a fait epnnat (re uUe méthode' chimique permettant d'obtenir une quantité plus considérable d^)zone que par tout dutre procédé : dte consiste à fair^ agir de Poxygène ^umfde, ou de Tair humide, sur du phosphore à la température de 20 ou 25*»;, le gaz devient alors odorant, et acquiert toutes les propriétés du gaz émanant du pôle positif dans un appareil à décomposer Teàu, et celle de Tair dans lequel on fait éclater une série d'étincelles électriques. Maia nous né parlerons pas icr des procédés chimiques de préparàticHi de cette substance; lî ne sera question que de Finfluence de l'électricité pour donner lieu aux effets que Ton étudie..

Plusieurs physiciens^ chimistes se sont occupés dépuis àe cette question; nous allons. faire connaître les différentes pi-opriétés.djB l'oxygène électrisé, telles qù*dles résultent de leurs recherches, aptè3 avoir donné les modes de préparation lès plus siiiiples.

Quand on veut examiner l'action des étincelles électriqâes de l'oxygène sec et isolé, oh soudé au milieu d^un tube de ver»e

CB deux fils de platine a et 6; ce tube est effilé à son eitrémllé

L L'ÉLECTIICITB.

B et étranglé seulement en A. On ftit alord «river t'oxygène seC et pur par ia.parUe du tube G, pula on ferme ï \a lampti l'extrémité B, lorsque le tube est rempli depuis iongtemp* d'oxygène pat; att nvnneiit de la fermeture du verj<e, et pour éTiter l'esc^ de pression dans l'ioldrieuF de l'appareil, on ouvre un orifice qui h été ménagé suc la partie du tube qui amène L'oxygène enC, afin de- laisser éctupper 4'excès d'oxygène, lorsque la,. pointe B du tube se tA>uve fermée ; on fond ensuite k la lampe la parUe A du tube : on a donc 'enfermé ainsi de l'oxygène pur et sec d^s le tube AB< .' 11 est facile de faire passer simultanément des étincelles ^eolti^ ques dans use série de tubes préparés comme nous venons de l'ilv* rig. ton.

diquer; dans ce but> on les juxtapose de façon que la fli i^â'iin second tube communique avec le fil b du premier tube, et ainsi de suite; on attache le fil «du premier tube à un conducteur placé près d'unemachine électrique, et le second fil b" du dernier tube k un fit communiquant au sol. Pour que les étincelles éclatent vivement dans l'intérieur des tubes, on doit faire communiquer le fil de platine a^ qui est Bn présence de la machitie éleotrîque , avec une sphère conductrice en c\iiVre B, et exciter les étincelles entre le conducteur M de la machine et la sphère. La distance qui doit exister entre la. sphère cenductrice et le conducteur M dépend de la distance des fils a, b, dans l'intérieur des tubes, dn n(»Dbre de.ceS' tubes et de la force de la machine. On a souvent mis en expéoence cinq ou six tubes pleins d'oxygène; le gaz contenu dans ce.s ibbes présente alon les propriétés suivantes, après l'action de l'élincelle (B.Fremy etE. Becquerel):

1" Il est fortement odorant; .. -

2'Jl bleuit immédiatement le paper iodufé et amidtinnéi

3« 11 détermine à froid Toxydation de Targent; 4« Une dissolution d'Iodure de potassium lui enlève immédiatement son pouvoir oxydant. ,

En un mot^ on a constaté sur ce gaz électrisé toutes les propriétésqui caractérisent Tozone et qui ontété étudiées par MM. Schœnbein^ Marigûac> Delarive^ etc...

. Dans la crainte que Foxygène dégagé du chlorate de potasse ne contint des traces-d^uA corps étranger donnant Keu aux effets qoe nous avons signalés, ce gaz a été soumis aux agents de purification les. plus énergiques : on l'a mis en contact, à plusieurs reprises^ avec de la potasse et de Tacide sulfurique^ et on l'a fait passer dans un tube de porcelaine chauffé au rouge. Après ces différentes purifications, l'oxygène, soumis à l'action de Tétincelle électrique^ est devenu odorant et a pris un pouvoir oxydant trèsrénergrque.

On a reconnu également que l'oxygène préparé par toute autre méthode, telle que la calcination des oxydes de mercure et de manganèse, et purifié convenablement, se comporte, sous l'influence de Félectricité, conune l'oxygène du chlorate de potasse.

Lorsqu'on veut montrer Fàqtion de Pétincelle électrique sm* Toxygène de l'air atmosphérique^ sans prendre toutes les précautions ^minutieuses des recherches précédentes, on se borne kenduire une feuille de papier d-une légère coHe d'^idpn, avec un peu d'iodure de potassium, et on fait sécher une bande de ce papier humecté auitiomentde s'en servir; elle bleuit immédiatement par l'action de l'ozone, l'iode de Piodure de potassium étant mià en liberté. Si alors on prend une large bande de ce papier humide^ qu^oii rapplique sur un conducteur positif d'une machine électrique, et qu'où promène au-dessus du papier à 1 ou 2 centimètres de. distance une pointe métallique tenue à la main, le papier bleuît en face delà pointe { Becquerel ) .

Si Ton veut démontrer l'action de l'oxygène électrisé sur une dissolution d'iodure de potassium ^ on introduit de l'oxygène très- pur dans un petit tube ^udioniétrique AB, placé isur une dissolution d'iodure de potassium recouverte d'huile. Alors, en faisant passer des étincelles électriques entre lès deux ^Bxtrémiiés des fils .de platine soudés au haut du tube, et en prenant les précautions indiquées plus haut pour faire éclater les étincelles entre Içs pointes, on voit que l'oxygène est absorbé d'une itia-

Fig.'9i.

A L'iLICTRICITi.

3fl7

niëre ré([idîërc et que la diaBolulioa prend une teinte jaune trèsmarquée. Il faut pluiiieurs heures d'action avec un tube d'un trèspetît diamètre, et une forte machine électrique, pour aviûr iine absorption complète ( Fi«my et E. Becquerel ) .

Si l'on veut démontrer les propriétés oxydantes de l'oxygène provenant de la décomposition électnHiIiimique de l'eau, l'appareil suivant est d'un usage facile.

De l'eau di&tjllée, légèrement acidulée, est placée dans un tube en U,C; le gaï oxygène provenant du pôle positif passe dans une série de tubes laveurs a, a' a", et traverse ensuite des tubes conm» MN, dans lesquels se trouvent les corps qui doivent être soumis à fintluence de l'oxygène ozone -

L'oxygène entraîne toujours de l'acide sulfurique, qui est arrêté par le premier tube laveur; on a reconnu que l'eau du troisit'Kne tube ne précipitait pas par le chlorure do barium ; l'oxygène , en traversant les trois tubes laveurs, so trouve donc entièrement débarrassé rie l'acide qu'il entraîne en sortant du tube en U.

Cet appareil permet en outre d'abaisser la température du tube dans lequel l'eau est décomposée.

On a pu, h l'aide deg différents procédés d'expérimentation, arriver aux conclusions suivantes :

1° La production de l'ozone dans le passage des étincelles électriques s'arrâte à un certain moment; en tout cas, la quantité d'oxygène modifié n'est qu'une faible fraction du volume de ga> employé.

. Lors de la décomposition de l'oau acidulée par la pile, la production de l'ozone est indépendante de la présence tlo l'azote. Seulement il faut avoir soin de maintenir l'appareil ii décomposition à basse température.

308> trr^Ts Dtis

lyâpfte les expériences de M. Soret/ en refhridi&sant Vappai^il à déoômposer Peau juscfu'à •— l"" et au delà , la jprôportion d^ozdtie^ par rapport à J'oxygène produit, né dépasse pas 0^0048, soit leâ Y^ du volume ; en ne refroidissant pas, la iH^oportion diminue beaucoup et petit être insensible. L'eau acidulée par l^acide sutftirique (tame plus d'ozone que Feau acidulée par l'acide chrômiqucT;

2® L'ozone est détruit en passant à travers un tubé chauffiS à 300 ou 400° (Schœnbeîn, Marignac^ etc.).

3* L'ozone ^t un agent d'oxydation très*énergique«

n déconopose l'todure de pota^ium; l'iode est mis en liberté (Sdiœnbein).

Il jouit, comme le chlore^ de la propriété de tfansformer l'acide arsenieux en acide arsénîque. Ces deux réactionli peuvent servir à doser la proportion d'ozone que renferme un volume de gaz.

Le sulfate et l'acétate de manganèse noircissent rapidement, et donnent de Tbydrate de sesquioxyde de manganèse.

L'hydrate de protoxyde de plomb se change eu une poudre jaune qui est du minium hydraté, donnant de l'oxyde puce de plomb avec l'adde azotique*

L& caoutchouc s'altère rapidement et devient cassant; aussi dans la disposition des appareils, faut-il renoncer à l'emploi des tubes de celte nature.

L'ozone est facilement absorbé par les métaux. L^argent poreux setrsnforme en une matière noire; l'argent, le fer et le zinc se recouvrent d'une couche d'oxyde ; l^hùmîdité toutefois est indispensable pour déteiininer cette oxydation (âchoènbein, Marlgnae, Fremy, E. Becquerel, etc., etô.).

L'ozone ne paraît subir aucune altération de là part de l'eau, de l'acide sulftirique eonoefttré, de l'ammoniaque ou de l'eau de baryte.

4* L'étincelle élecfrique qui se manifeste lors de la rupture des circuits voltaïques forme un véritable arc voltaïque contenant des molécules de platine trës^divisé» Cet arc ne communique pas à Tok^ène un pouvoir oxydant particulier et ne le rend pas odorant; mail, en agissant à la fois comme mousse de platine et comme électricité, il peut déterminer rapidement des combinaisons de gms entre eux : sous son influence ,^ on a pu Combiner directement l'axotë à l'oxygène pour former de l'acide azotique , Tazotè à i*hy* drogèoiepour produire de l'ammoniaque^ l'acide sulftireurx à l'oxygène pour engendrer l'acide sulfûrique.

6* Les étiûoeUes produites par tin appareil dindttetioft éledHqtiê qui sera décrit plua tord agissent exactement comme Celles des maobines ordinaires; elles rendent Poxygëne odorant^ et pernietteB|> en prenant certaines précautiotis, de répéter toutes les expè* riences qui sont faites au moyen de la machine ordinaire.

&" I/oxygène pur et sec enfermer dans des tubes de Verre 3 etl n^ôme temps qu'une bande de papier amidonné et ioduré^ a pu être éleetrisé par influence^ au moyen d'une série d'étincelles venatit lécher extérieurement la surface du tube. Lé papter b commencé à bleuir après le passage de quelques étincelles; Cette coloration tient à rélectrisation de l*oxygène^ et non pas -à la décomposition de riodure; car aucun effet n'a lieu dMis l'hydrogène pur pfacé dftiis les mômes conditions* Ce fait est d^autant plus remarquable^ que Poxygène est ici éleetrisé sails Tinteryention de fHs métàlliqti'es, et , par conséquent, hors de la présence de particules' transportées par rétincellû électrique.

7^ L'oxygène préparé par les méthodes les pins diverses , tellelf que la calcination des oxydes de manganèse, de mercuite et d'argent, la décomposition du chlorate de potasse, celle de Feau aii moyen de la pile^ acquiert des propriétés oxydantes très^marquées, lorsqu'on ra soumis à rinfiuenoe de L'électricité. Ces propriétés se manifestent sur de l'oxygène qui a été chauffé au hnige et sotunis aux modes de purification les plus énergiqiies.

L'oxygène odorant provenant de la pile, qui perd ses propriétés oxydantes après l'actioade Tiodurede potassium, peut reprendre son activité ehimique et son odeur , lorsqu'on le soumet à l'action de l'étincelle électrique. Cette eipérienoe peut être, répétée sur lé même gaz Un grand nombre de fois.

Tous ces faits démontrent que le pouvoir oxydaift de l'oxygèûè éleetrisé n'est pas dû à la pr^ence d'un corps étranger contenu dans ce gaz. , .

8<^ Lorsqu'on enferme dans une série de tubes de'verre de Poxygène pur et sec , qu'on soumet le gaa à l'action de Vétkicelie élec^ trique, el^ qu'on casse ensuite une des extrémités dettes tubes pbtfT reconnaître le volume de gaz qui est devenu immédiatement absois bablepar Tiodure aloalin, on reconnaît que, pendant plusieurs heures » la modificationAugmente proportionnellement au temp9 de réiectrisation , et qu'ensuite elle paraît dimhmer, parce q[Uol*étlth celle détruit probablement l'action qu'elle |)roduit ti'âbord. Ainst» l'oxygène pur et sec devient odorant et actif sOttS Padiçn d& TéteO»

SOp EFPBTS DUS

tricité; mais Teflfel ne se développe que soas Tinfluence d'une

xerlaîne quantité d'eau .introduite ultérieurement,

9* Lorsqu'on étudie l'action de Toxygène éleôtrisé sur certains c<Brps absorbant^ (iodure de potassium^ mercure humide^ etc.)^ pouvant s'emparer immédiatement de Toxygène qui a subi l'influence électrique^ et soustraire ce gaz à inaction décomposante ^pxk excès d'électricité, on voit alors que l'oxygène est at)sorbé d'uqe manière régulière à mesure que le nombre des étincelles électriqiies qui le traversent augmente ; si l'action est suffisamment prolongéey ce gaz peut même présenter une absorption complète. ; Afin de démontrer que l'azote atmosphérique qui peut s'introduire dans les iuibes eudiométriques n'exerce aucune influence sur les absorptions que nous avons signalées, on^ introduit dans des tubes plems d'oxygène pur de Fiodure de potassiumet de l'argent humides, puis on a sondé leurs extrémités à l'aide du chalumeau. On ii soumis ces tubes pendant plusieurs jours à l'action de Pélectricité; l'étincelle, qui dans les premiers jours était d'abord très-brillante, est devenue de plus en plus pâle et bientôt presque invisible : à ce moment, <en cassant les tubes sous l'eau, on a vu le liquide se précipiter dans l'intérieur et les remplir entièrement^ ce qui démontre que le vide s'y était produit, et que par conséquent Poxygène était devenu entièrement absorbable à froid par l'argent et les iodures alcalins. On doit ajouter que,. pour. rendre cette expérience dédsive,. on avait reconnu d'abord que l'eau , les parois du verre et les fils de platine ne pouvaient pas absorber l'oxygène; que Teau n'est pas nécessaire.pour développer, l'activité de Poxygène, .flnais. bien pour îfiwrerréagir l'oxygène électrisé sur l'rodi^re; et que, de plus, riodure de potassium n'est pas décomposable par l'influence de l'étincelle électrique, lecs conclusions précédentes depuis le n^ 4 , proviennent . de la

- même suite de recherches (Fremy etE; Becquerel ). .

Comment l'étincelle électrique agit-elle sur Poxygène ? produitelle une électrisation permanente des molécules de ce gaz, ou bien djétermi^e-lrelle une modification isomérique? Ces 'questions sont 'difficiles à résoudre et sortent du domaine de l'expérience. Oja peut seul/sment rapprocher les propriétés remarquables, qu'acquiert Voiygène, par l'action des étincelles électriques, de la faculté que possède ce gaz de devenir magnétique sous l'action des aimants^ comme on le verra dans le troisième volume. Ces effets magnétiqoi^ qui sont exagérée, dans l'o^çygène, quand on les xiompare à

A L £LEÇTHIC1TE. 301

ceu); qui sont produits paries autres gaz^^ semblent indiquer que l'oxygène peut être modifié par l'électricité plus, facilement que les autres fluides aérifiques. , • ^ .

Nous avons exposé avec détails les différents résultats obtenus avec Toxygène ilectrjsé^ en raison de l'importance du sujet; du reste^ ce corps est le seul dans lequel on ait Qbservé jusqu'à présent des effets de ce genre.