ÔS

En ajoutant quelques gouttes d'acide nitrique dans la case cuivre, le courant a augmenté d'intensité, quoique le cuivre fût attaqué, et qu'il dût en résulter un courant en sens inverse. Cet effet était dû, non-seulement à la réaction des dissolvants les uns sur les autres , mais encore à ce que l'acide nitrique, en attaquant le cuivre ,

2oa

CAUSES DU DEGAGEMiriT

facilitait le passage du courant du liquide dans ce métal et absorbait l'hydrogène naissant déposé par l'action du courant :

%• Tableau.

UQUIDE

contenu dans la case

cuÎTre.

LIQUIDE

contenu dans la

case zinc.

DUE£E de l'inneraion.

DËVIATIOII de raiguille aimantée.

Eau et -s^: d'acide sulfurique , à laquelle on ajoute ^ d'acide nitrique ou d'une dissolution saturée de nitrate de cui?re.

Eau et il d'acide •nlfurique.

15 minutes.

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 :

s* Tableau,

LIQUIDE

contenu dans la case

cuivre.

LIQUIDE

contenu dans la

case zinc.

DURÉE de rimmenion.

DÉVIATION de l'aiguille aimantée.

Dissolution saturée de nitrate de cuivre.

Dissolution saturée de sullàte du zinc.

15 minutes.

Ces résultats mettent en évidence Tinfluence produite par la réaction des deux dissolutions Tune syr Fautre^ 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. Dans le ^ tableau^ le mélange des acides sulfurique et nitrique se trouvait dans la case cuivre ; on l'a transporté dans la case zinc^ alors on a eu :

4« Tableau,

LIQUIDE

contenu dans la case

cuiTre.

LIQUIDE

contenu dans la

case zinc.

DURÉE de l'immersion.

DÉVIATION

de l'aiguille

aimantée.

Eau ^d'acide sulfurique.

Eau j!;: d'acide sulfurique, et ^nitrique.

15 minutes.

BB L BLBCTBICITB. 201

Les déviaii(His ayant été successivement égales à 6^^ , 64<^ , 61<^^ le courant tendait donc ainsi à devenir constant. Nous verrons ultérieurement 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 sulfurique, cet acide attaque le cuivre, concurremment avec Facide nitrique qui s'infiltre peu à peu au travers du diaphragme^ et d'où résulte un sel de cuivre dont la décomposition dépolarise la lame de cuivre et tend à rendre le courant constant. Tel est le principe des piles à courant constant^ conune on le verra plus loin.

En plongeant dans Pacide 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 oitriqoe concentré. Acide nitriqne étendu.

Fer oxydé Argent.

Argent Cuivre.

Mercure Fer oxydé.

Plomb Fer.

Cuivre Plomb.

Fer Mercure.

Zinc Ëtain.

Ëtain Zinc.

Ces résultats montrent de suite l'influence de l'action chimique sur le dégagement de Télectricité ^ puisque l'ordre des métaux change avec le degré de concentration de l'acide 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 fondée^ attendu qu'il y a com* binaison 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 se recombiner sur la surface de contact de Tor et du mercure qu'à suivre le fil du multiplicateur (Becquerel).

Effets électriques dus au contact des gaz et des métaux inoooydables. Lorsqu'une lame de métal plonge dans un liquide 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

103 CAUSES DU DéGÀGBMENT

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 môme circonstance.

Quand on décompose de Peau distillée avec deux lames de platine plongeant dedans et en communication avec une jûle voltalque, si l'on interrompt la communication au bout de quelques instants, et qu'ayant détaché les deux lames des extrémités de la pile on les réunisse avec un fil en relation avec un multiplicateur^ il se produit un courant dirigé en sens inverse du premier, c*estrà-^dire que la lame qui primitivement était le pôle positif devient le pôle négatif, et réciproquement; cet effet se reproduit également en cirant avec un seul couple; peu à peu le courant diminue d^intensité eA. finit par disparaître. Le courant électrique qui se manifeste dans cette circonstance a reçu le nom de courant secondaire, et l'action en vertu de laquelle l'effet électrique se produit par suite du 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 sulfate de potasse, et l'on joint les vases par des arcs métalliques formés d'un seul métal, de platine ou de cuivre, aô, a'b', a"h"y a^'b'''^ etc. ; cette réunion de vases ne donne lieu à aucun effet électrique, puisqu'un 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 l'un des pôles d'une pile, et b"" avec l'autre pôle, en interrompant le circuit e^ établissant la communication entre les deux extrémités a et b'"' et un multiplicateur, on trouve alors que l'qppareil fonctionne comme une pile. D'autres effets, en outre, sont produits, tels que ladécoip-

DE L*éLBGTAlCITB. 303

position de Teau^ etc. ; mais l'action de cette pile secondaire est de courte durée et finit par s'anéantir quand les produits déposés sur les lames by a! y b\ o!\ etc...^ et qui donnent lieu au courant ont disparu. La direction du courant secondaire est inverse de celui qui circulait primitivement dans l'appareil^ et cela par suite des réactions chimiques produites sur le liquide ambiant.

On peut employer toute autre disposition pour manifester le phénomène. Une pile à colonne^ formée seulement d'une succession de rondelles de cuivre et de drap humecté de sulfate de potasse , donne un résultat analogue.

Les effets produits s'expliquent comme il suit : Quand deux lames de platine plongeant dans une solution saline font partie d'un cir-* cuit voKaïque^ la surface de la lame positive se recouvre d'éléments acides et d'oxygène^ et la surface de la lame négative d'éléments alcalins et d'hydrogène. Les deux lames se trouvent donc dans le même état que si la première avait été mise en contact avec une solution acide^ et que l'autre eût été plongée dans une solution alcaline; dans les deux cas^ les eflets sont les mômes. On a montré précédemment ce qui arrive en mettant une lame dans une solution de potasse ^ et l'autre dans de l'acide nitrique (Becquerel) ; on peut également^ en mettant en contact pendant quelque temps les lames avec du gaz hydrogène et du gaz oxygène^ puis les plongeant dans de Feau distillée^ produire des effets analogues (Matteucci). On ob* tient ainsi ^ en mettant en relation ces lames avec les extrémités d*un multiplicateur^ des déviations considérables: la lame recouverte d^oxygène prend à Feau l'électricité positive, et celle recouverte d'hydrogène, l'électricité négative; ces deux gaz, en réagissant sur l'eau, donnent donc lieu à des effets électriques semblables à ceux que l'on aurait obtenus directement dans la combinaison de l'oxygène avec l'hydrogène. Les lames conservent pendant longtemps cette propriété. Il est nécessaire, pour la leur enlever au bout de plusieurs heures, de les faire rougir.

L'azote se comporte, quand il adhère à une lame de platine, à l'égard de l'oxygène comme l'hydrogène, et relativement à celui-c comme Toxygène. Ainsi des particules gazeuses adhérentes aux lames métalliques exercent, par l'intermédiaire d'un liquide conducteur, la même action que des particules acides et alcalines, et peuvent constituer des couples voltaïques. (Becquerel , Matteucci , Schoenbein, Peltier, etc.)

Polarmtion. Lorsque les lames métalliques recouvertes de gaz

204 C4USES DU DEGAGEMENT

produisent des effets secondaires^ on dit que les lames sont poterisées. Nous avons montré dans le livre précédent , page \ 10^ l'emploi que Ton avait fait de la polarisation pour déterminer les rapports existant entre les effets dus à Télectricité statique et à l'électricité dynamique. Dans lat construction des couples voltaîques^ on doit toujours avoir égard à ces effets^ car non-seulement la résistance au passage qui résulte de la polarisation des lames augmente la résistance à la conductibilité du circuit^ mais encore les effets secondaires peuvent masquer quelquefois le résultat que l'on veut obtenir.

Nous citerons à ce sujet Texpérience suivante : supposons que Ton forme un circuit voltaïque à Taide d'un couple ordinaire , platine et zinc, ou cuivre et zinc, et d*un multiplicateur; l'aiguille aimantée du multiplicateur se déviera, mais la déviation ne sera pas constante; elle diminuera même au bout de quelque temps. Mais, si on introduit dans le circuit un appareil à décomposer l'eau, c'est-à-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 diminuera et l'aiguille reviendra près du zéro. Cet effet provient de ce que les lames de platine dans l'eau acidulée se polarisent et donnent un courant secondaire qui tend à détruire complètement le premier courant. Nous verrons dans le chapitre suivant que dan^ les piles à courant constant, pour avoir le maximum d'effet, il faut détruire la polarisation des lames métalliques.'

^^^ «7. Pile à gaz, M. Grove eut l'idée de réu-

nir en pile des couples formées par des lames de platine plongées mi-partie dans de Toxygène ou de l'hydrogène, mi-partie dans le liquide conducteur. Il obtint ainsi ce que Ton nomme la pile à gaz, dans laquelle il n'entre qu'un seul liquide et un seul métal, et où l'action électrique résulte des actions exercées par les lames auxquelles adhèrent l'hydrogène et l'oxygène, ainsi qu'on l'a démontré par ce qui précède. On peut donner à chaque couple la disposition suivante :

et H sont des tubes plongeant par

DB L*ÉLBGTRIC1TB. 205

leur extrémité inférieure, dans un vase contenant de Teau acidulée; ces tubes sont terminés à leur partie supérieure par deux douilles en cuivre A et B mastiquées convenablement ; ils renferment deux lames de platine AC, BD^ qui occupent presque toute rétendue du tube. On remplit les éprouvettes^ Tune d'oxygène^ l'autre d'hydrogène^ mais de façon qu'une portion de chaque lame plonge dans l'eau acidulée contenue dans le vase inférieur. En faisant communiquer les deux fils AE et BF avec un multiplicateur^ le premier, qui touche à la lame plongée dans l'oxygène, donne de l'électricité positive, et le deuxième de la négative. Plusieurs éléments réunis peuvent produire des décompositions chimiques; l'eau même est décomposée.

La cause de la production d'électricité dans la pile à gaz dépend de la combinaison lente des gaz dissous dans le liquide, sous l'action des lames de platine. En effet, quand on décompose l'eau dans un voltamètre à l'aide d'une batterie à gaz, à mesure que les volumes des gaz provenant de la décomposition de l'eau augmentent dans le voltamètre, les volumes de l'oxygène et de l'hydrogène de chaque 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 force quand on introduit de nouveau de l'air sous la cloche.

Il résulte de là que du gaz hydrogène seul d'un câté en contact avec une des électrodes et de l'eau acidulée ne peuvent constituer un couple; mais, aussitôt que de l'oxygène est introduit dans le liquide et qu'il arrive en contact avec le platine entouré d'hydrogène, la combinaison 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 le 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. L'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 l'hydrogène.

S06 ClUSES DU DÉGàGBHENT

Ce qui a lieu avec Poxygène et l'hydrogène se produit également avec d'autres gaz; le platine^ le charbon ^ et les autres corps solides que Ton peut employer comme conducteurs ne sont que les intermédiaires qui déterminent la combinaison des gaz et permettent la circulation de Pélectricité.

Des observations de M. Jacobi viennent démonU*er nettement cette combinaison des gaz dissous dans l'eau sous l'action 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 disparaître. Mais on trouve également que dans les voltamètres^ lorsque les 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, dans ce dernier cas, 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 platine et l'eau agissent séparément pour produire un courant; mais cela ne saurait avoir lieu dans la généralité des cas. Cependant dans certaines conditions, comme on va le voir, des effets de ce genre peuvent se manifester.

Action de l'hydrogène sur le chlorure d'or en présence du platine. Si l'on place une petite éprouvette AB, faite avec un tube de â 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'intérieur du tube est peu différent de ce qu'il était précédemment; mais si l'on introduit un tll de platine au-dessous de Téprouvette, de manière que ce fil se trouve en partie plongé dans le gaz hydrogène , et en partie plongé par son autre extrémité dans le chlorure d'or, on voit alors le gaz diminuer de volume à l'intérieur, et même au bout d'un ceilain 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. Becxiuerel.)

DB l'BLICTHCITÉ. SOT *

Ce feît met biert en évidence que le gaz hydrogène peut réduire une dissolution de chlorure d'or en présence du platine ; mais on peut objecter à cela :

1» Que le fil de platine peut être attaqué dans le chlorure d'or, et donner lieu à la réduction de Tor à sa Surface ;

2*» Que l'air extérieur peut constituer avec Thydrogène de Péprouvette^ 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 Tabsence de Phydrogène , ne se recouvre pas d'or quand on le fait 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 l'air 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 eflilé et ayant une petite pointe que Ton peut casser ou 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 l'on a eu soin de placer dans le tube, avant le passage du gaz , un fil de platine, ce fil y reste enfermé après les différâtes 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 dian^tre pleins dliydrogène 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 i^^ de la longueur du tube. Après 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 :

CÀUSBS DU DEGAGEMENT

SUBSTANCES

REMFBRIIÉBS DANS LESTUBBS.