CHAPITRE III

Dégagement de l'électricité dans les actions chimiques.

Nous avons indiqué jusqu'ici différentes causes du développement de l'électricité, mais on peut poser en principe que, toutes les fois que les molécules des corps perdent leur position d'équilibre par une cause quelconque, il ya dégagement d'électricité, Nous Favons prouvé quand elles sont ébranlées, séparées par des actions mécaniques ou soumises à l’action d’agents physiques comme la chaleur ; il s’agit de montrer actuellement qu’il en est encore de même quand les éléments des corps se séparent ou se réunissent pour former de nouvelles combinaisons.

Quiconque veutemployer l'électricité dans ces applications doit étudier les effets électriques produits dans toutes les actions chimiques, de quelque nature qu’elles soient, et examiner ensuite comment on peut utiliser ces effets pour opérer des combinaisons et des décom-

176 CAUSES DU DÉGAGEMENT positions. En chimie on se borne à faire concourir à l’action des affinités, la chaleur et quelquefois la lumière, et lon ne tient aucun compte de l'électricité dégagée dans de faibles réactions chimiques; on se prive par là d’une puissance énorme dont on peut disposer aujourd’hui pour donner une grande énergie aux affinités. Cette puissance, qui reste silencieuse dans les corps, est demeurée inconnue jusqu’au commencement de ce siècle ; mais ce n’est que depuis une vingtaine d’années qu’on est parvenu à démontrer les grands avantages que la chimie et industrie peuvent retirer d’une force qui pour l'énergie est supérieure à celle de la vapeur, et dont les applications auront peut-être un jour plus d'importance encore, attendu que les progrès de la civilisation amenant le défrichement des forêts et Pépuisement des houïllères , il arrivera une époque où le combustible sera assez rare pour qu’on ne puisse se procurer tous les métaux dont on a besoin. Alors force sera de traiter ceuxci par voie humide. L’électricité, à cette époque encore très-reculée, sera l’un des plus grands véhicules de l'industrie.

Les effets électriques produits dans les actions chimiques peuvent être observés avec l’électroscope condensateur décrit page 22, ou bien avec le galvanomètre figuré page 76, lequel est construit de manière à être plus ou moins sensible suivant les expériences. Dans le premier cas, on opère avec des vases inattaquables par les agents employés (vases d’or ou de platine) que l’on pose sur le plateau supérieur du condensateur ; dans le second, on termine les bouts du fil du multiplicateur par des lames métalliques ou par des vases conducteurs convenablement disposés.

On peut poser en principe général que, dans toutes les réactions chimiques qui s’opèrent entre deux corps, il y a dégagement d'électricité conformément aux lois suivantes :

1° «Dans les combinaisons chimiques, le corps qui s’oxyde, le « métal qui est attaqué, ou le composé qui se comporte comme « base, prend un excès d'électricité négative; le corps comburant, « le liquide qui réagit sur le métal, ou le composé qui se comporte «comme acide, prend le même excès d'électricité positive. »

2° « Dans les décompositions chimiques, les effets électriques sont «inverses de ceux qui se produisent dans les combinaisons; les « bases mettent en liberté de l'électricité positive, et les acides, « dans leur séparation d’avec celles-ci, emportent de nn « négative ( Becquerel). »

Il est nécessaire d'entrer dans les détails des expériences relatives

à chaque classe de corps, et aux différentes circonstances qui peuvent se présenter, pour que l’on puisse bien juger des effets produits. Ce sujet, du reste, est trop important pour que nous ne le traitions pas aussi complétement que possible.

Effets électriques produits dans la combustion et dans les flammes. Dans la combustion des corps, l'oxygène prend l'électricité positive; le combustible, l'électricité négative. Mais, pour observer le phénomène, il faut que les corps soient conducteurs; sans cela, la recomposition des électricités aurait lieu au contact, et suivrait immédiatement leur séparation : ainsi, avec le charbon, quiest conducteur, on peut mettre le phénomène en évidence; avec le soufre, qui ne l'est pas, on ne peut y parvenir.

On observe les effets électriques produits dans la combustion du charbon , en plaçant un cône de charbon verticalement à quelques centimètres au-dessous d’une plaque touchant au plateau inférieur d'un condensateur, et en faisant communiquer le charbon avec le sol ; lorsqu'on allume ce cône à sa partie supérieure, une colonne de gaz acide carbonique s’élève aussitôt, et transmet au plateau inférieur un excès d'électricité positive. Pour recueillir l'électricité négative du charbon, on le pose par sa base sur le plateau supérieur du condensateur, et on active le feu avec un léger courant d'air, afin d’enlever promptement le gaz chargé d’électricité positive (Pouillet). Mais dans ces conditions, ainsi que l’a fait remarquer M. Matteucci , on n’a d'effets bien marqués que quand Pair est humide.

À priori, on peut dire qu’un corps combustible, conducteur de l'électricité, en brülant, rend libre de lélectricité négative, et le corps comburant, de l'électricité positive; mais on éprouve des difficultés à mettre ce principe en évidence, attendu qu’on est dans la nécessité d'employer, pour recueillir les électricités dégagées, des lames, des fils ou des spirales en platine, produisant des effets thermo-électriques qui compliquent singulièrement les phénomènes que l’on veut observer.

Ces effets sont tellement complexes que nous croyons devoir les faire connaître avec détails.

Un fil de platine, plongé dans une flamme alimentée par un courant de gaz hydrogène, prend l'électricité positive ou négative, selon que la température est plus ou moins élevée, et la flamme, l'électricité contraire. En mettant celle-ci en communication avec le sol au moyen d’un autre fil de métal, on recueille avec un condensateur

l'électricité acquise par le fil de métal en contact avec la flamme.

En mettant en contact un fil de platine avec la flamme d’une lampe à alcool brülant dans un vase de cuivre en communication avec la terre, le fil prend un excès libre d'électricité négative; ce résultat est inverse de celui qu’on aurait dù trouver si les effets observés étaient dus uniquement à la combustion. On voit par là qu'il faut éviter l'emploi de fils de platine incandescents pour recueillir l'électricité des flammes, à moins de précautions particulières indiquées plus loin.

En faisant usage d’un multiplicateur de vingt-quatre mille tours, d’un couple voltaique de petite dimension, à courant constant, d’un commutateur destiné à changer la direction du courant, et de deux spirales en platine placées sur un plan horizontal à distance dans la flamme d’une lampe à alcool , l'aiguille aimantée , dans une expérience analogue à celles déjà citées page 95, à été déviée de 9 degrés; la flamme livrait donc passage au courant. En chauffant alors au rouge blanc, à l’aide du chalumeau et d’une autre lampe, celle des spirales qui était en communication avec le pôle positif du couple, Paiguille du multiplicateur marchait vers 90 degrés ; en chauffant l’autre spirale de la même manière, la déviation n’augmentait que de quelques degrés. En premier lieu, abstraction faite du courant du couple, c’est-à-dire le retirant du circuit, la spirale chauffée au rouge-blanc prenait à la flamme de l'électricité positive, d'où résultait un ‘courant thermo-électrique dans un sens contraire à celui du courant du couple. Par conséquent, l'accroissement de lintensité du courant ne pouvait provenir que d’une propriété thermo-électrique des fils de platine portés à une température élevée et qui n’avait pas encore été remarquée. Cette expérience prouve que la flamme livre passage à un courant thermoélectrique, résultant de l’inégal échauffement des deux spirales , la spirale qui a la température la plus élevée prenant à la flamme, quelle que soit le lieu où on la place, lélectricité positive. Le succès de cette expérience dépend de l’homogénéité parfaite des deux fils de platine dont les spirales sont formées, et de la précaution qu'il faut avoir de porter au rouge-blanc la spirale que l’on chauffe. I’aiguille peut être chassée, dans un multiplicateur de vingt-quatre mille tours , à 90 degrés. .

M. Grove, pour étudier l’électricité des flammes , se sert d’une lampe d’émailleur alimentée par l'alcool ou le naphte, et de deux fils de platine enroulés en hélices à l’une de leurs extrémités; ces fils. sont en communication avee un multiplicateur très-sensible.

DE L'ÉLECTRICITE. 179

Le dard de la flamme étant formé, l’une des hélices est placée dans la flamme jaune , au delà du sommet du cône bleu , et l’autre à la naissance de la flamme , juste au-dessus de la base du cône bleu; la distance entre les deux hélices, dans une expérience, était de 6"”,5. L’hélice placée au milieu de la flamme devint incandescente à la température blanche , tandis que celle qui fut mise à la base de flamme était à la température rouge-cerise; la déviation fut de 6 degrés, dans un sens tel que l'hélice inférieure était positive. En renversant la position des hélices, la déviation avait lieu dans uné position inverse.

M. Grove n’attribue pas ce dégagement d'électricité à un effet thermo-électrique, c’est-à-dire à un échauffement inégal des deux hélices , attendu, suivant lui , que la direction du courant ne change pas lorsque l’hélice supérieure est éloïgnée du centre de la flamme, de manière à s’échauffer moins que l’autre.

En avançant l’hélice inférieure vers celle qui était au-dessus; la déviation diminuait sans changer de direction; mais, quand les deux hélices étaient très-près , la direction du courant dépendait de Ja température relative des deux hélices. En substituant-à l’hélice inférieure un fil de zinc, la déviation était un peu moindre. Quand la position des fils était renversée, le courant était plus fort ; il en était de même avec le fer et le cuivre.

Le courant de la flamme paraissant différent du courant thermoélectrique , M. Grove a pensé qu’en les réunissant de manière à les diriger dans le même sens, il obtiendrait des effets plus marqués. A cet effet, il a substitué à l’hélice supérieure un petit cône de platine fixé à un fil de même métal , et il a fait tomber peu à peu dans ce cône, avec une pipette, de l’eau qui, en se vaporisant, le maintenait à une température inférieure au rouge ; la déviation fut alors de 20 degrés dans le même sens.

M. Grove conclut de ses expériences qu’il existe dans la flamme, quand on y plonge deux spirales de la manière indiquée précédemment, un courant voltaique d'une intensité assez forte, et dont Porigine n’est pas thermo-électrique. Ce résultat a de l’analogie avec celui annoncé par M. Pouillet, savoir que l’intérieur de la flamme est négatif, et l’extérieur positif.

Les expériences suivantes ne permettent pas d'en tirer cette conséquence (Becquerel) :

On prend une lampe à alcool, composée d’un flacon à col rempli d'alcool , dans lequel plonge une spirale de platine en communica-

tion avec l’un des bouts d’un multiplicateur.et une mèche de coton passée dans un tube de verre assujetti au col au moyen d’un bouchon. On allume la lampe, et l’on touche la portion de la mèche en contact avec la flamme avec une spirale en fil de platine , en communication avec lPautre bout du fil du multiplicateur; on a encore, comme ci-dessus, un courant dirigé de la spirale échauffée par la flamme à celle qui se trouve dans l'alcool: la déviation est de 10 degrés. La flamme étant conductrice de l'électricité , l’on place la seconde spirale, celle qui était en contact avec la mèche, ainsi que le fil de platine auquel elle tient , dans toute la longueur de la flamme , de manière à traverser toutes les enveloppes dont elle se compose , et à porter sa température au rouge clair : les effets électriques sont encore les mêmes, quant à la direction et à l'intensité; ils x’éprouvent non plus aucun changement en employant le dard du chalumeau. Ce courant a bien dans ce cas une origine thermique, car la spirale et le fil traversent toutes les enveloppes qui sont signalées comme ne possédant pas le même état électrique. Pour bien mettre en évidence cette origine calorifique, on entoure de glace la lampe , afin d’amener à zéro la température de la spirale plongeant dans l'alcool, et l’on substitue à l’autre spirale un vase cylindrique de platine, assez petit pour être immergé dans la flamme, et on leremplit de glace. Tant que celle-ci nest pas fondue, aucun effet électrique n’est produit ; mais, aussitôt qu’elle est fondue , l'aiguille aimantée, par sa déviation , annonce que le vase en s’échauffant est devenu négatif, de même que la spirale plongée dans la flamme ; le courant est donc thermo-électrique.

Cela posé , voyons ce qui se passe quand les deux spirales sont placées symétriquement dans la même section ho- 4 rizontale d’une flamme alcoolique, de manière à A atteindre la température rouge: l'aiguille aimantée du multiplicateur n’est pas dévié; mais si l’on vient à chauffer jusqu’au blanc éclatant lune des spirales avec une seconde lampe et le chalumeaur, il se produit un courant électrique qui va de la spirale rouge-cerise à la spirale chauffée au rougeblanc. Le courant est donc dans une direction inverse de celle du courant qui a lieu quand l’une des spirales, se trouvant dans l'alcool, est à la température ordinaire, tandis que autre, qui est dans la flamme, possède une température variant depuis quelques centaines de degrés jusqu’à l’incandescence.