Polarisation des électrodes. — La pile à gaz de Grove

peut être considérée comme une application d'un phénomène connu depuis longtemps sous le nom de polarisation des élec-

384 TKAITE D'ELECTRICITE STATIQUE.

trodes, et qui avait déjà été utilisé pour la construction de piles dites secondaires.

Gautherot, en 1801 (*), fit l'observation curieuse que deux lils de platine ou d'argent, ayant servi à décomposer de l'eau, jouissent de propriétés électriques particulières. Il plongea deux fils pareils dans de l'eau salée en faisant communiquer les extrémités avec les pôles d'une pile; puis, quand l'eau fut en pleine décomposition, il détacha les bouts qui touchaient la pile et, les appliquant sur la langue, il éprouva pendant quelques instants la même saveur brûlante que si ces fils eussent été encore en communication avec une pile. Ces mêmes extrémités plongées dans l'eau provoquaient une petite décomposition.

Peu de temps après, Ritter (2) profita de cette polarité produite par une pile galvanique pour construire un électromoteur ne renfermant qu'un seul métal et un liquide. Il forma une colonne de disques métalliques séparés les uns des autres par des rondelles de carton humide, et mit les extrémités de cette colonne en communication avec les pôles d'une pile de Voila. Au bout d'un temps plus ou moins long, suivant le nombre des rondelles, il supprima les communications, et reconnut que la colonne jouissait maintenant de toutes les propriétés de la pile électrique. Elle pouvait servir à charger un condensateur, provoquer des secousses électriques, décomposer l'eau, etc., mais avec une énergie rapidement décroissante. Les pôles de cette pile secondaire étaient de mêmes signes que ceux de la pile qui l'avait excitée, de sorte que, si l'on fermait le circuit par un conducteur, le flux d'électricité entre les rondelles et les disques de métal était de sens contraire à celui qu'avait provoqué la pile principale. Ritter considérait son appareil comme un condensateur d'électricité galvanique, ce qui n'est pas tout à fait inexact.

Si la pile secondaire est formée avec de l'eau pure et un métal non oxydable, comme le platine, les deux faces de chaque disque se couvrent de couches de gaz (hydrogène et oxygène) qui proviennent de la décomposition de l'eau, et se trouvent ainsi dans le même état que les lames de la pile de Grove.

Il en est de même dans l'expérience suivante de M. Matteucci.

' Histoire du Galvanisme, par Sue, t. II, p. 210.

-, Journal de Physique, de Desmazures, t. LVII, p. 545 (4805).

Deux lames de platine, communiquant entre elles par le fil d'un galvanomètre , sont placées dans des cloches qui renferment Tune de l'hydrogène, l'autre de l'oxygène, puis plongées dans l'eau : l'aiguille est fortement déviée. La moindre différence dans l'état physique des métaux suffit pour produire un effet analogue. Si des lames de platine parfaitement propres sont plongées en môme temps dans l'eau, elles ne produisent pas de courant; mais il suffît de les introduire l'une après l'autre pour que la différence de leurs états physiques provoque une déviation momenlanée du galvanomètre (M. Becquerel).

914. La force éh*ctromotrice due à la polarisation du platine par les gaz n'est pas une quantité constante. Quand deux lames pareilles communiquent avec les pôles d'une pile faible, la force électromotrice de polarisation, nulle au début, croît d'une manière continue, d'abord proportionnellement à la quantité d'électricité qui s'écoule, comme l'a montré M. Becquerel f1), puis d'une manière plus lente jusqu'au moment où les gaz se dégagent en abondance (*). Cette force électromotrice est naturellement de signe contraire à celle de la pile, de sorte que la décomposition s'arrêtera à un certain point si la force électromotrice de la pile n'est pas supérieure au maximum de polarisation des électrodes. De même, quand il se produit un dégagement de gaz clans la pile, comme cela a lieu pour les couples de Volta, il s'y développe aussi une polarisation; si, après avoir fermé la pile pendant quelque temps, on isole les pôles de nouveau, la différence de potentiel des extrémités se trouve diminuée de toutes les forces électromotrices de polarisation.

Enfin M. Gaugain (5) a montré aussi que, dans la pile à gaz de Grove, l'oxygène que contient l'une des cloches ne sert qu'à dépolariser l'électrode enfermée dans cette cloche. Quand on se borne à considérer le couple à l'état de repos, on peut remplacer l'oxygène par de l'acide carbonique ou par de l'eau privée de gaz sans que la force électrornotrice soit modifiée. 11 suffît même que la lame de platine de l'autre cloche soit plongée dans de l'eau contenant de l'hydrogène en dissolution.

(') Comptes rendus de V Académie des sciences, t. XXII, p. 384 (1846).

{') Gaugain, Comptes rendus de l'Académie des sciences, t. XLI, p. 1164 (1855}.

(8) Ibidem, t. LXIV, p. 364 (1867).

915. Les gaz ne sont évidemment pas les seuls corps capables de produire la polarisation des électrodes. Ainsi, quand deux lames de platine communiquant avec un galvanomètre sont humectées, l'une par un acide et l'autre par une base, puis plongées dans l'eau, elles produisent un courant intense de faible durée. Si donc deux lames de platine se trouvaient entourées de couches semblables par suite de l'action d'une pile électrique, elles donneraient lieu à une polarisation des électrodes dont il faudrait tenir compte. Cette question a donné lieu à un grand nombre de travaux sur lesquels nous ne pouvons pas insister ; nous nous bornerons à citer le parti que M. Planté j1) a su tirer de la polarisation de lames de plomb pour construire des piles secondaires d'une très-grande intensité.

La polarisation des électrodes est la cause la plus importante d'affaiblissement des piles électriques. Dans les couples de Volta, le cuivre se couvre, quand la pile est fermée, d'une couche d'hydrogène qui donne une force électromotrice de sens contraire et une résistance considérable. L'avantage des piles à deux liquides consiste surtout dans la suppression de ces couches de gaz. Dans le couple de Daniell à sulfates (908) il n'y a pas de polarisation sensible. Quand l'appareil fonctionne, le cuivre se recouvre d'une couche de cuivre, le zinc se dissout; la proportion du sulfate de zinc augmente et celle du sulfate de cuivre diminue, mais la résistance du couple ne change pas d'une manière appréciable, tant qu'il y a du sulfate de cuivre, et les contacts successifs ne sont pas modifiés. La force électromotrice reste donc sensiblement invariable.

Un autre problème à résoudre est de former les pôles d'une pile par des substances qui ne donnent lieu à aucune polarisalion quand on les emploie pour faire passer le courant dans des corps étrangers. On peut alors, comme l'a fait M. Du Bois-Reymond dans ses expériences d'électro-physiologie, terminer les pôies par des tiges de zinc communiquant avec des corps humides, tels que du papier ou des morceaux d'argile, imprégnés de sulfate de zinc. Ces deux solutions de sulfate de zinc formeront des électrodes non polarisables .

(4) Annales de Chimie et de Physique) ¥ série, t. XV, p. j.