CHAPITRE TROISIÈME ACTIONS CHIMIQUES DU COURANT ÉLECTRIQUE

§ r - LOIS DE L'ÉLECTROLYSE ET APPLICATIONS

338. — Généralités. — Les phénomènes calorifiques, produits par le passage d'un courant, sont une conséquence nécessaire de la conservation de l'énergie et de sa transformation finale en chaleur. Mais nous allons maintenant étudier tout un ensemble de faits qu'il était impossible de prévoir à l'aide de ce seul principe et qui constituent une des branches les plus importantes de l'Électricité, branche à laquelle on a donné le nom d'Électrolyse. C'est en 1800, [peu de temps après rinvention de la pile par Volta, que deux savants anglais Carliste et Nickolson, découvrirent que les extrémités des conducteurs qui aboutissaient aux deux pôles d'une pile, étant plongées dans de Feau acidulée, se couvraient de bulles de gaz ; ils reconnurent facilement que l'un de ces gaz était de l'oxygène qui apparaissait au pôle négatif tandis que Thydrogène se dégageait au pôle positif. A partir de ce moment, les découvertes se succédèrent rapidement; et bientôt fut fondée une science nouvelle : TElectro-chimie, dont Faraday découvrit les principales lois.

339. — Définitions. — On a créé, pour définir les phénomènes de décomposition électro-chimique, un vocabulaire spécial dont voici les termes les plus usités qui sont d'ailleurs tous dus à Faraday. On appelle électrolyte tout corps susceptible de décomposition par le

DEPREZ, ÉLECTR. INDDSTR. — T. I., FASC. 2. 6

passage d'un courant. Les conducleurs ont reçu le nom A'électrodes ; le conducteur positif s'appelle Anode le conducteur négatif Cathode. Les produits de la décomposition ont reçu le nom à' ions ; ceux qui se dégagent au pôle positif sont considérés comme étant électrO'Uégatifs et sont appelés Anions, tandis que les éléments qui apparaissent au pôle négatif sont considérés comme électro-positifs et sont désignés sous le nom de Cathions.

340.— Lois de TÊlectrolyse. — Ces lois sont au nombre de trois.

Première loi. — L'intensité' chimique dît courant est la même en tous les points du circuit.

On appelle intensité chimique d'un courant, un nombre proportionnel au poids de Télectrolyte décomposé dans lunité de temps.

On démontre cette loi en plaçant, en divers points d*un même circuit, des voltamètres dont le type le plus connu est le voltamètre à eau.

Le voltamètre à eau (fig. 1G8) est uri appareil composé d'un vase en verre contenant deux petites éprouvettes à gaz dans l'intérieur

Fig. i6S

desquelles pénètrent des fils de platine qui traversent les parois du vase. Ce dernier étant rempli d'eau acidulée ainsi que les éprouvettes, si on met les fils de platine en communication avec les pôles d'une pile, l'eau est décomposée et l'on voit la cloche-éprouvette qui

CUAPITRE TROISIEME

recouvre la lame positive se remplir d'oxygène, tandis que Thydrogène se dégage dans Téprouvette qui recouvre la lame négative.

On peut constater en outre, si les cloches sont graduées, que le volume de l'hydrogène est constamment double de celui de Toxygène. Pour que la décomposition soit suffisamment rapide, il faut queTeau du voltamètre soit acidulée avec de Tacide sulfurique,

Plusieursde ces instruments, identiques entreeux,étantplacésàla suite Tun de Tautre dans le même circuit, donnent lieu à des dégagements de gaz identiques dans le même temps, ce qui prouve que rintensité chimique du courant est la même dans tous les points du circuit.

Deuxième LOI. — Si un courant électrique, après avoir traversé un conducteur^ se partage entre plusieurs autres conducteurs^ Fintensité chimique dans la branche principale est égale d la somme des intensités chimiques qui existent dans les branches secondaires,

La figure 169 montre la disposition à laquelle on a recours pour démontrer cette loi. Le courant total traverse d'abord le voltamètre A puis se divise entre deux branches contenant q)iacune un voltamètre B et B' ; ces deux branches se réunissent de nouveau en une seule contenant un quatrième voltamètre A'.

^ Fig. 169

L'expérience prouve que la somme des quantités de gaz recueillies dans les deux voltamètres B etB' est égale à la quantité rcciioil-

lie dans A laquelle, en vertu de la loi précédente, est égale à la quantité recueillie dans A'. Il résulte de là, que si on a plusieurs branches égales et parcourues par des courants égaux, les poids d*eau décomposée dans chacune d'elles seront égaux entre eux, et que leur somme sera égale^au poids d'eau décomposée dans la branche principale traversée par le courant total avant sa division en plusieurs autres courants.

On conclut de ces deux premières lois que Vintensité chimique d'un courant est proportionnelle à son intensité électrique, c'est-à-dire à la quantité d'électricité qui traverse le voltamètre dans Tunité de temps.

Troisième LOI. — Lorsqu'un même courant traverse successivement plusieurs voltamètres contenant, au lieu d'eau acidulée, des dissolutions salines telles que sulfate de cuivre, chlorure d'étain, azotate d'argent, etc., le poids du métal déposé à la cathode de chaque voltamètre est proportionnel à l'équivalent chimique de ce métal.

En prenant comme exemple les métaux que nous venons d'indiquer au hasard, on trouverait que le poids du métal déposé au bout d'un certain temps dans chaque voltamètre serait représenté par 32 pour le cuivre, par 108 pour l'argent et par 59 pour l'étain, tandis qu'un voltamètre à eau, placé dans le même circuit, dégagerait un poids d'hydrogène représenté par 1 .

Cette dernière loi n'est pas absolument générale. Il résulte, en effet, des recherches de Becquerel, que si deux sels différents d'un même fiiétal sont parcourus par le même courant, les poids de métal déposés dans les deux voltamètres ne sont pas égaux comme ils devraient Têtre d'après cette loi. Ainsi le protochlorure de cuivre CuCl et le bichlorure CuCP donnent lieu à des dégagements égaux, non pas de cuivre, mais de chlore, c'est-à-dire du métalloïde qui entre dans la combinaison.

L'énoncé de la troisième loi, telle que Ta formulée Faraday, ne serait donc exact que si les sels des différents métaux, soumis à l'action du courant, étaient représentés par des formules chimiques analogues.

Dans le cas contraire, cet énoncé doit être modifié et on doit y