CHAPITRE II

Eiïets |)hy8fque$.

Changement d^élastieité des métaux. Lorsque l'électricité circule dans les métaux, Tarrangement moléculaire peut se trouver modifié. Nous citerons à cette occasion les rf)servations faites par Peltier, 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 spire d'un gros fil de cuivre rosette; les deux extrémités supàneures éxnergées étaient soudées pour former un couple voltaïque. Au bout de plusieurs mois, la portion émergée du fil de cuivre, très-ductile dans son origine, devint tellement aigre, qu'elle se rompait sous un faible effort; la portion émergée gardait àpeuprès saductibilité, du moins elle la conservait plus longtemps. La cassure du fil aigri offrait un grenu terne, qui indiquait non-seulement un nouvel arrangeaient moléculaire, mais encore une cémentation avec l'un des éléments de la dissolution*

Ce même foit de la fragitttédesfilsse représenta pfais taid, iors de

*2d2 EFF£TS DUS

rétablissement de longs fils de cuivre rosette tendus horizontalement et destinés à soutirer l'électricité de Fatmosphère pour la conduire dans le sol. Ces fils^ ainsi exposés aux alternatives des saisons, des agents atmosphériques et aux courants électriques^ devinrent aigres, cassants , et on fut obligé de les renouveler au bout de deux ans. 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 Tinfluencç d'un courant permanent.

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 ccmiparé 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, soit 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 disparaît entièrement avec le courant lui-même, quelque longue qu'ait été la durée de son action.

S"" La grandeur de 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 due à une action propre du courant, pu bien si elle est seulement une conséquence de l'élévation de température.

Ainsi, à moins d*une action très-prolongée, une action rapide ne produirait que de faibles changements dans les propriétés des corps.

Oxygène électriséy ou ozone. On sait que la chaleur a la propriété de modifier certains corps simples tels que le soufre, le phosphore, le carbone, et que plusieurs oxydes métalliques, sans perdre de leur poids, éprouvent sous son influence de véritables transformations isomériques. L'électricité peut-elle donner lieu à des effets analogues?

Les différents résultats que présente Toxygëne soumis à l'action de décharges électriques^ ou bien produit sous l'influence des courants électriques^ semblent devoir être expliqués ^ du 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.

Yan 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 électriques. Les résultats de ses recherches sur Télectrisation de l'oxygène démontrèrent que, dans ce gaz^ une succession d'étincelles électriques développe une odeur caractéristique^ et qu'une fois ce gaz soumis à cette électrisation préalable^ il acquiert la faculté de se combiner rapidement au mercure, effet qui n'a Jieu que très-lentement à la température ordinaire.

Ces résultats importants furent en quelque sorte oubliés pendant longtemps. Vers l'année 1840, M. Schœnbein eut l'occasion de remarquer l'odeur qui accompagne la production du gaz oxygène lors de la décmnposition de l'eau par la pile, odeur qui rappellait celle du 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 l'acide sulfurique, l'acide azotique, ou l'eau contenant des sels très-oxygénés, produisent l'oxygène odorant à un haut degré, mais que certains sels, tels que les chlorures, bromures, iodures, le protosulfate de fer, etc., dissous dans l'eau, ne donnent lieu à aucun effet de ce genre. Il montra vgn-

394 BFriTS DOS

lemmit cpie le gaz odorant perd son odeur quand on FftgHe avec du charbon^ du mercure^ du fer, etc.

M. Schœnbein eiamma^ en outre^ leg effets curieux de polarisa^ tion électrique^ produits en plongeant des lames de platine ou d'or dans le gaz odorant émanant du pôle positif d'une pile, puis en faisant usage de ces lames comme d'électrodes pour manifester te courant électrique qui prend naissance lorsque les lames attachées aux deux extrémités du fil d'un nmltiplicateur s(mt plongées dans un liquide conducteur. Il reomnut que des lames ainsi préparées se polarisaient très-fortement, de façon à être négatives par rap* ^pori à d'autres lames plongées préalablement dans l'oxygène pur mais non odorant; cette 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'une bonne machine électrique manifestèrent également des phénomènes de polarisation. D'après ces premières recherdbes> M. ^œnbein ne pensa pas devoir se prononcer sur la nature da composé odorant; il lui donna cependant le nom d'ozone^

Le même physicien a fait connaître une méthode chimique permettant d'obtenir une quantité plus considérable d'ozone que par tout autre procédé : elle consiste à faire agir de l'oxyg^fie humide> on de Tàir 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 l'eau ^ et celle de l'aur dans lequel on fait éclater une série d'étincelles électriques» Mais nous ne parlerons pas ici des procédés chimiques de préparation de cette substance; il ne sera question que de l'iafluence de l'électricité pour donner lieu aux effets que Ton étudie.

Plusieurs physiciens et chimistes se sont occupés depuis de cette question; nous allons faire conncdtre les diiférentes pi'opriétésde l'oxygène électrisé, telles qu^elles résultent de leurs recherdie», après avoir donné les modes de préparation les plus simples.

Quand on veut examiner l'action des étincelles électriques de l'oxygène sec et isolé, on soude au milieu d^un tube de verre

CB deux fils de platme a et 6; ce tube est effilé à son extrémité

A l'électbigitb. %9à

B et étranglé seulement ^n A. Oo fait alors arriver Toxygàne seo et pur par la partie du tube C^ puis on ferme à la lampe l^extrémité B^ lorsque le tube est rempli depuis longtemps d'oxygène pur; au moment de la fermeture du verre^ et pour éviter Texcèa de pression dans Tintorieui* de l'appareil « on ouvre ua orifice qui a été ménagé sur la partie du tube qui amène l'oxygène en C^ afin de laisser échapper Texcès d'oxygène, lorsque la pointe B du tube se trouve fermée) on fond ensuite à h lampe la partie A du tube : on a dono enfermé ainsi de l'oxygène pur et sec dans le tube AB.

n est facile de faire passer simultanément des étincelles électri" ques dans une série de tubes préparés comme nous venons de rin->

rig» 109.

diquer; dans ce but, on les juxtapose de façon que le fli a' d'un second tube communique avw le fil b du premier tube, et ainsi de suite; on attache le fil a du premier tube à un conducteur placé près d'une nmchine électrique, et le second fil b" du dernier tube à un fil 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 en présence de la machine électrique, avec une sphère conductrice en cuivre B, et exciter les étincelles entre le conducteur M de la n^chine et la sphère. La distance qui doit exister entre la sphère conductrice et le conducteur M dépend de la distance des fils a, 6, dans l'intérieur des tubes, du nombre de ces tubes et de la force de la machine. On a souvent mis en expérience cinq ou six tubes pleins d^oxygène; le gaz contenu dans ces tubes présente alors les propriétés suivantes, après l'action de Tétincelle (E. Freray et E. Becquerel) :

1° Il est fortement odorant;

2° Il bleuit immédiatement le pairier ioduré et amidonné;

EPPIT8 DOS

30 II détermine à froid l'oxydation de l'argent ; Â* Une dissolution d'iodure de potassium lui enlève immédiatement son pouvcHr oxydant.

En un mot^ on a constaté sur ce gaz électrisé toutes les propriétés qui caractérisent Tozone et qui ont été étudiées par MM. Schœnbein , Marignac^ Dekrive^ etc. . .

Dans la crainte que Foxygène dégagé du chlorate de potasse ne contint des traces d'un corps étranger donnant lieu aux effets que nous avons signalés, ce gaz a été soumis aux agents de purification les^plus énergiques : on Ta mis en contact, à plusieurs reprises^ avec de la potasse et de l'acide sulfurique^ et on l'a fait passer dans un tube de porcelaine chauffé au rouge. Après ces différentes purifications, Foxygène^ sotums à Faction de l'étincelle électrique^ est devenu odorant et a pris un pouvoir oxydant très*énergique.

On a reconnu également que Foxy^ne 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 l'électricité, comme Foxygène du chlorate de potasse.

Lorsqu'on veut montrer Faction de Fétincelle électrique sur Foxygène de l'air atmosphérique, sans prendre toutes les précautions minutieuses des recherches précédentes, on se borne à enduire une feuille de papier d'une légère colle d'amidon, avec un peu d'iodure de potassium, et on fait sécher une bande de ce papier humecté au moment de s'en servir; elle bleuit immédiatement par Faction de Fozone, l'iode de Fiodure de potassium étant mis en liberté. Si alors on prend une large bande de ce papier humide, qu'on Fapplique sur vm conducteur positif d'une machine électrique, et qu'on promène au-dessus du papier à i ou 2 centimètres de distance une pointe métallique tenue à la main, le papier bleuit en face de la pointe (Becquerel).

Si l'on veut démontrer Factiœi de Foxygène électrisé sur une dissolution d'iodure de potassium, on mtroduit de Foxygène très-pur dans un petit tube eudiométrique AB, placé sur une dissolution d'iodure de potassium recouverte d'huile. Alors, en faisant passer des étincelles électriques entre les deux extrémités des fils de platine soudés au haut du tube, et en prenant les précautions indiquées plus haut pour faire éclater les étincelles entre les pointes, on voit que Foxygène est absorbé d'une ma-

Fig, 91.

mjl

A L BI^EGTBICITB. 297

nière régulière et que là dissolution prend une teinte jaune trèsmarquée. Il faut plusieurs heures d'action avec un tube d'un trèspetit diamètre^ et une forte machine électrique^ pour av(»r une absorption complète (Fremy et £. Becquerel ).

Si l'on veut démontrer les pr(q[>riétés oxydantes de Toxygène provenant de la décomposition électro-chimique de l'eau ^ riq[)pareil suivant est d'ua usage facile.

Fig. 92,

De Teau distillée^ légèrement acidulée^ est placée dans un tube en U,C; le gaz oxygène provenant du pôle positif passe dans une série de tubes laveurs a, a' a", et traverse ensuite des tubes comme MN^ dans lesquels se trouvent les corps qui doivent être soumis à Tinfluence 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 troisième tube ne précipitait pas par le chlorure de barium : l'oxygène , en traversant les trois tubes laveurs^ se trouve donc entièrement débarrassé de l'acide qu'il entraîne en sortant du tube en U.

Cet appareil permet en outre d^abaisser la température du tube dans lequel Teau est décomposée.

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

i<> La production de Pozone dans le passage des étincelles élec- Iriques s'arrête à un certain moment; en tout cas^ la quantité d'oxygène modifié n^est qu'une faible fraction du volume de gaz employé.

Lors de la décomposition de Peau acidulée par la pile^ la production de Fozone est indépendante de la présence de l'azote. Seulement il faut avoir soin de maintenir Fappareil à décomposition à basse température.

298 irrars om

D'après les expériences de M. Soret, en refMdisssnt f appareil à déoompos|W Feau jusqu'à— 7* et au delà, la prq[)ortion é'cmtiè, par rapport à l'oxygène produit^ ne dépasse pas 0>0048, soit les Y^ du volume ; en ne refroidissant pas, la proportion diminue beau*' coup et peut être insensible. Ueau acidulée par Tacide sulfurique donne plus d'ozone que l'eau acidulée par l'acide chromique*

9f* L'ozone est détruit en passant à travers un tube chauflé à 300 ou 400* (Schœnbein, Marignac, etc.).

3° L'ozone est un agent d'oxydation très-énergique.

Il décompose l'iodure de potassium; l'iode es^ mis en liberté (Sqhœnbein).

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

Le sulfate et l'acétate de manganèse noircissait rapidement, et donnent de l'hydrate de sesquioxyde de manganèse.

L'hydrate de protoxyde de plomb se change en une poudre jaune qui est du mbiium hydraté, donnant de l'oxyde puce de plomb avec l'acide azotique.

Le caoutchouc s'altère rajHdement et devient oissaat; aussi dans la disposition des appareils, faut^ renoncer à l'emploi des tubes de cette nature.

L*ozone est facilement absorbé par les métaux. L^argent poreux se tranforme en une matière noire; l'argent, le fer et le zinc se recouvrent d'une couche d'oxyde ; l'humidité toutefois est indispensable pour déterminer cette oxydation (Schœnbeih, Marignac, Fremy, E. Becquerel, etc., etc.).

L'ozone ne parait subir aucune altération de la part de l'eau, de l'acide sulfurique concentré, de Pammoniaque ou de l'eau de baryte.

À'^ V^meile électrique qui se manifeste lors de la rupture des circuits voltaïques forme un véritable arc voltaiûpie contenant des molécules de platine très«-divisé. Cet arc ne communique pas à Toxygène un pouvoir oxydant particulier et ne le rend pas odorant; mais^ en agissant à la fois comme mousse de pJatineet comme électricité, il peut déterminer rapidement des combinaisons ds gaa entre eux : sous son influence , on a pu combiner directement Tapote à l'oxygène pour former de l'acide azotique, Tazote à l'hy* drogène pour produire de l'ammoniaque, l'acide sulfureux à l'oxygène pour engendrer Tacide sulfurique.

S*" Les étincelles produites par on appareil d'induction électrique qui sera décrit plus tard agissent exactement connue celles des machines ordinidres; elles rendent Foxygène odorant^ et perniettent^ en prenant certaines précautions, de répéter toutes les expé* riences qui sont faites au moyen de la machine ordinaire.

e^* L^oxygène pur et sec enfermé dans des tubes de verre , en même temps qu'une bande de painer amidonné et ioduré, a |^ être électrisé par influence, au moyen d'une série d'étincelles venant lécher extérieurement la surface du tube. Le papier a commencé à bleuir apvè& le passage de quelques étincelles. Cette coloration tient à l'électrisation de Toxygène, et non pas à la décomposition de riodure; car aucun effet n'a lieu dans l'hydrogène pur placé dans les mêmes conditions. Ce fait est d'autant plus remarquable , que Poxygène est ici électrisé sans l'intervention de (Us métalliques, et , par conséquent, hors de la présence de particules transportées par rétincelle électrique.

7^ L'oxygène préparé par les méthodes les plus diverses, telles que la calcination des oxydes de manganèse, de mercure et d'argentj, la décomposition du chlorate de potasse, celle de Feau au moyen de la pile, acquiert des propriétés oxydantes très-marquées, lorsqu'on Ta soumis à l'influence de l'électricité. Ces propriÂés se manifestent sur de l'oxygène qui a été chauffé au rouge et soumis aux modes de purification les plus énergiques.

L'oxygène odorant provenant de la pile, qui perd ses propriétés oxydantes après l'action de Tiodure de potassium, peut reprendre son activité chimique jet son odeur , lorsqu'on le soumet à Tactton de l'étincelle électrique. Cette expérience peut être répétée sur le même gaz un grand nombre de fois»

Tous ces faits démontrent que le pouvdr oxydant de l'oxygène électrisé n'est pas dû à la présence d^un corps étranger ccmtenu dans ce gaz.

S*" Lorsqu'on enferme dans une série de tubes de verre de Foxygène pur et sec , qu'on soumet le gaz à l'action de l'étincelle âec* trique , et qu'on casse ensuite une des extrémités de ces tubes pour reconnaître le volume de gaz qui est devenu immédiatement absorbable par l'iodure alcalin, on reconnaît que, pendant plusieurs heures , la modification augmente prop(M*tioimellement au temps de l'électrisation, et qu'ensuite elle parait diminuer, parce que Tétin» celle détruit probablement Faction qu'elle produit d'abord. Ainsi ^ l'oxygène pur et sec devient odorant et actif sous Faction de Félec-

900 EFFITS DUS

tricité; mais Teffet ne se développe que sous Tinfluence d'une certaine quantité d'eau introduite ultérieurement.

^ Lorsqu'on étudie l'action de l'oxygène électrisé sur certains corps absorbants (iodurè de potassium, mercure humide, etc), pouvant s'emparer immédiatement de Toxygène qui a subi l'influence électrique, et soustraire ce gaz à Paction décomposante d'un excès d'électricité, on voit alors que Toxygène est absorbé d'une manière régulière à mesure que le nombre des étincelles électriques qui le traversent augmente ; si l'action est suffisamment prolongée, ce gaz peut même présenter unetd)sorptiontîomplète.

Afin de démontrer que l'azote atmosphérique qui peut s'introduire dans les tubes eudiométriques n'exerce aucune influence sur les absorptions que nous avons signalées, on a introduit dans des tubes pleins d'oxygène pur de l'iodure de potassium et de l'argent humides, puis on a sondé leurs extrémités à l'aide du chalumeau. On a 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 rintérieur et les remplir entièrement, ce qui démontre que le vide s'y était produit, et que par conséquent Foxygène était devenu entièrement absc«*bable à froid par l'argent et les iodures alcalins. On doit ajouter que , pour rendre cette expérience décisive, on avait reconnu d'abord que l'eau, les parois du verre et les fils de platine ne pouvaient pas absorber l'oxygène; que l'eau n'est pas nécessaire pour développer l'activité de Poxygène, mais bien pour faire réagir l'oxygène électrisé sur l'iodure; et que, de plus, llodure de potassium n'est pas décomposable par l'influence de l'étincelle électrique.

Les conclusions précédentes depuis le n" 4, proviennent delà même suite de recherches (Fremy et E. Becquerel ).

Comment l'étincelle électrique agit-elle sur Poxygène ? produitelle une électrisation permanente des molécules de ce gaz , ou bien détermine-t-elle une modification isonïérique? Ces questions sont difficiles à résoudre et sortent du domaine de l'expérience. On peut seulement rapprocher les propriétés remarquables qu'acquiert l'oxygène, par l'action des étincelles électriques, de la faculté que possède iîe gaz de devenir magnétique sous l'action des aimants, comme on le verra dans le troisième volume. Ces effets magnétiques, qui sont exagérés dans l'oxygène, quand on les compare à

A L*£LBCTRIC1TÉ. 801

ceux qui sont produits par les autres gaz^ semblent indiquer que Toxygène peut être modifié pm* Féiectricité plus facilement que les autres fluides aérifiques.

Nous avons exposé avec détails les différents résultats obtenus avecToxygène électrisé^ en raison de Pimportance du sujet; du reste^ ce corps est le seul dans lequel on ait observé jusqu'à présent des effets de ce genre.