PHÉNOMÈNES ÉLECTRO-CAPILLAIRES
1041. Expériences de H. Beeqaerel. — M. Bccquerel (^) Considère comme due aux phénomènes de capillarité rélectricité qui se manifeste dans rexpérience suivante. Dans une cuiller de platine, qui communique avec Tun des fils d'un galvanomètre, il verse de Tacide chlorliydrique étendu, puis il plonge dans le liquide une éponge de platine tenue par une pince du même métal et communiquant avec Tautre fil. Au même instant, il se produit un courant qui va de la cuiller à l'éponge par le galvomètre ; mais, à mesure que les interstices de l'éponge se remplissent de liquide, le courant s'affaiblit peu à peu et finit par s'annuler. Pour recommencer ensuite l'expérience, il faut laver Téponge dans l'eau à plusieurs reprises, puis la chauffer au dard d'un chalumeau. Les résultats sont les mêmes avec l'acide nitrique, quoique moins marqués. Le charbon de bois plongé dans l'acide nitrique ou dans l'acide sulfurique donne aussi des courants dont la durée est même plus grande qu'avec l'éponge de platine, mais cette fois le courant va du charbon au galvanomètre. Ces phénomènes, dont le sens est quelquefois variable d'une expérience à l'autre, peuvent être attribués à l'influence des gaz que les corps poreux, et la mousse de platine en particulier, absorbent en grande abondance, ou même en partie à des changements de température. Il ne paraît pas démontré que la capillarité y intervienne directement.
1042. Depuis quelques années, M. Becquerel (•) a étudié d'autres phénomènes très-curieux, dans lesquels il attribue un rôle important aux actions capillaires. Lorsque deux liquides sont séparés par un espace très-resserré, comme une fente étroite dans un tube fêlé, ou l'intervalle de deux lames de verre appliquées Tune contre l'autre, ou les interstices d'une membrane poreuse, comme le papier parcheminé et le coUodion, le contact des liquides s'établit par des surfaces très-restreintes et il peut en résulter deseffets électriques particuliers, tout différents de ceux qu'on obtiendrait si les liquides étaient en contact par des sur-
*) AnnaUs de Chimie et de Physique, 2* série, t. XXIV, p. 341. (*) Comptée rendue de V Académie de» êciencet^ t. U(IV et suivants, passim.
DES SOURCES D'ÉLECTRICITÉ. 5i7
faces plus étendues. M. Becquerel a reproduit ainsi un certain nombre de composés cristallisés analogues à ceux que Ton trouve dans la nature : des sulfures métalliques, Taluminc à 5 équivalents d'eau, des oxydes métalliques, le silicate de cuivre, l'aluminate de magnésie, le fluorure de calcium, etc.
Le procédé d'expérience employé par M. Becquerel paramétre un moyen de constituer des couples qui présentent une résistance intérieure considérable et dans lesquels les échanges entre les dilTérenls liquides ne s'eiïectuent qu'avec une extrême lenteur. Les deux liquides qui sont séparés par un espace capillaire franchissent.l'un ou l'autre cet espace, ou le traversent tous deux en proportions différentes. Dès que le contact a lieu, il s'effectue entre eux des réactions chimiques qui donnent des corps nouveaux. Si l'un des produits se sépare à l'état solide, il reste un liquide intermédiaire, différent des deux premiers, qui modifie la force électromotrice ; les échanges qui ont lieu par diffusion s'opèrent très-lentement et Ton se trouve ainsi dans des conditions très-favorables à la formation de corps cristallisés. M. Becquerel pense que des pliénomcncs de môme nature sont réalisés dans les animaux et les végétaux, où les liquides de l'organisme circulent ainsi par des tubes très-étroits, analogues aux espaces capillaires d'un tube fêlé ou de deux lames de vent? rapprochées jusqu'au contact.
1045. Expériences de H. Lippinanii. — Les phénomènes de capillarité donnent lieu cependant à de véritables forces électromotrices, en relation intime avec la polarisation des électrodes. Supposons qu'une colonne de mercure, placée dans un tube capillaire, soit en contact avec de l'eau acidulée. Si l'on met le mercure et l'eau séparément en communication avec le pôle négatif cl le pôle positif d'une pile dont la force électromotrice est insuffisante pour décomposer l'eau d'une manière continue, le mercure se polarise et se recouvre d'une petite quantité d'hydrogène condensé. La surface de séparation des deux liquides est alors modifiée, et l'on conçoit que la constante capillaire, ou la tension superficielle, n'ait plus la même valeur que précèdennncnt. M. Lippmann (*) a constaté, en efïet, que les phénomènes de ca-
*) Annales de Chimie et de Pky$ique, 5« série» t. V^ p. 494.
pillarité sont alors modifiés ; il a déterminé par plusieurs méthodes la relation qui existe entre les changements de dépression capillaire et les valeurs de la différence de potentiel qu'on établit entre les deux liquides.
Un tube capillaire A (fig. 296), par exemple, parfaitement cylindrique, communique d'une part avec un vase plus large C renfermant du mercure, et d'autre part, à l'aide d'un siphon, avec un verre D contenant de l'eau acidulée par un dixième d'acide sulfurique, au fond de laquelle se trouve une couche B de mercure. Les deux masses de mercure peuvent être mises en communication avec l'extérieur par des fils de platine a et p. Si les fils a et p communiquent entre eux, le potentiel est le même
dans les deux masses de mercure, l'eau acidulée est à un potentiel différent déterminé par le contact des deux liquides, et le niveau du mercure s'arrête dans le tube capillaire en un point M, où il revient exactement quand on fait osciller la colonne liquide. La position d'équilibre est au contraire très-variable, comme on le verra plus loin, si les deux masses de mercure ne sont pas en communication ; c'est là la cause principale des perturbations, quiontétéobsei'véesdansla mesure, des effets de capillarité, surtout quand on opère avec le mercure.
La constance de la dépression capillaire dans ces conditions normales étant bien démontrée, on établit par une pile auxiliaire une différence de potentiel déterminée entre les deux fils a et p, en ayant soin que le mercure en M soit négatif, et l'on observe au cathétomètre le déplacement de la colonne de mercure. La nouvelle position d'équilibre est encore absolument constante, lorsque la dilTérence du potentiel ne change pas; on peut donc, au moyen d'un électromètre, déterminer la relation empirique qui existe entre ces deux quantités (*).
l*) La polarisation du mercure par Toxygène devrait donner des résultats de même ordre, mais Vexpérience n'est pas réalisable : la surface du mercure se ternit par une
Fig. 296.
lOW. Cette méthode présente quelques imperreclions, parce qu'il est diriicile (l'obtenir un tube capillaire dont le diamètre soit parfaitement constant, de sorte que les difTérences de niveau ne représentent pas exactement les changements de capillarité. Il vaut mieux ramener le liquide au même point dans toutes les expériences, à l'aide d'une pression auxiliaire que l'on détermine.
Pour cela, on effile à la lampe la partie inférieure d'un tube de Terre A (fig. "297* que l'on remplit de mercure ; on fait plonger la pointe dans un autre tube B contenant de l'eau acidulée et renfermant à la partie inférieure une couche de mercure. Quand on fait communiquer les deux niasses de mercure par des liis de e «t le» position* d'^uilil«« dcvien-
550 TRAITÉ DtLECTRlCITÉ STATIQUE.
platine a et (i, la surface de séparation des liquides dans la portion effilée s'arrête en un point où le diamètre est tel que les actions capillaires, déterminées par la tension superficielle normale des deux liquides, suffisent à équilibrer la pression de la colonne mercurielle ; on observe cette position avec un microscope à réticule M. Si l'on établit alors une différence de potentiel entre les fils a et g, la tension superficielle est augmentée, le mercure remonte, cl il est nécessaire d'augmenter la pression de la colonne pour ramener le ménisque au môme point. Un moyen très-simple est de faire communiquer l'extrémité supérieure du tube AB avec un manomètre H, par l'intermédiaire d'un tube de caoutchouc T à parois épaisses, que l'on comprime plus ou moins à l'aide d'un écrou E. On mesure alors la différence de pression accusée par le manomètre, et la différence de potentiel ou la force électromotrice correspondante.
1045. M. Lippmann a constaté ainsi que la tension superficielle augmente d'abord à peu près proportionnellement à la force électromotrice, jusqu'à un maximum qui a lieu pour une différence de potentiel égale à 0,9 de celle d'un couple Daniell ; la tension superficielle atteint alors 1,47 fois sa valeur normale. A partir de ce point, la tension superficielle diminue jusqu'à ce que la force élec^tromotrice devienne égale à celle de deux couples Daniell. Voici les résultats numériques, en prenant pour unité la force électromotrice d'un Daniell, la pression primitive étant de 750™™ pour la tension normale.
FOBCE
ACCROISSEMENT
FORCE
ACCROISSEMENT
