II

674 90t;ttCft8 M L'ÉLÈCfAlClTÉ.

L'augmeûtôtioû d'effet dû à ee que M. Grove nomme k Hcuy iion voltaîque est doûC bien sensible.

Parmi les causes qui diminuent là résistance au padsage dans un voltamètre, nous avions signalé * le réchauffement et Tébranlement des électrodes, et plus particulièrement de l'électrode négatif. M. Beetz a réussi à démontrer que l'effet de ces deut actions tient à ce qu'elles diminuent ou détruisent la polarisation des électrodes. Il a remarqué que lorsque te courant est faible, la destruction ou diminution de polarisation par le réchauffement est, comme je l'avais déjà observé, plus sensible pour Vélecirode négatif, mais qu'elle devient la même pour tous les deut quand le courant est fort, ce qui tient à ce que la force électromotrîce de réleclrode polarisé par l'hydrogène est très-supérieure à celle de Télecirode polarisé par l'oïygène ; d'où résulte que la différence entre eut, sous ce rapport , doit être bien plus sensible lorsque le courant, et par conséquent les deut polarisations, sont faibles. Du reste, l'influence de la température sur la polarisation des électrodes doit varier noti-seulement avec la force du courant, mais avec la nature des électrodes eut-mêmes et du liquide électrolytique placé entre eut.

11 nous reste encore, avant de terminer ce paragraphe, à traiter quelques points qui s'y rattachent. Nous devons d'abord faire mention d'une nouvelle classe de couples gazent découverte par M. Gaugain, en faisant des recherches sur la thermo-électricité, et que nous avons déjà signalée en passant '. Le plus simple de ces couples est celui qu'on obtient en mettant en présence, à ube température élevée, deut tubes en verre qui contiennent, l'un de l'air, Tautre de la vapeur d'alcool. M. Gaugain a réussi à produire avec ces couples, qu'on peut disposer bout à bout de manière à en former une véritable pile, tous les effets des couples hydro-électriques ordinaires. Il a reconnu que la nature des fils métalliques qui servent à mettre les tubes de verre en communication, soit avec

< Toin6 11, pages 16 et d48.

< TomeU, page 362.

ÉLECTRICITÉ PRODUITE fAR LES ACTIONS CHIMIQUES. 675

le sol, soit avec le cotidénsaleuf) D*iûflue point sur les résultats, et que ces fils fie Jouent par ôonséquent que le rAle de âimples conducteurs. En formant Ufie sérié de couples ga^éui atec Fair, Toxygène, TaBole, Tacide carbonique, Thydrogène, lés * vapeurs d'eau, d'alcool ou d'éther^ M. Gaugain n'a trouvé d'actifs que ceuï dans lesquels l'un des deUx éléments était l'air ou Toiygène, et l'autre l'un des fluides élastiques différents dé ces deux gaz ; il avait soin de boucher le tube de verre aui deux bouts quand il le remplissait d'un fluide élastique autre que l'air ou l'une deë vapeurs. Il est disposé à conclure de ses recherches que l'électricité provient uniquement d'une action qui s'exerce entre l'oxygène et le verre qui est amené à l'état de fusion, et que le second fluide élastique ne joue que le rôle d'un simple conducteur. Nous serions plutôt disposés à croire, tout en admettant l'action de l'oxygène sur le verre fondu, que les phénomènes observés par M. Gdugaih rentrent tout à fait dans ceux de la pile à gaz de Orove, avec cette différence que le liquide élecirolytique qui sépare les deux fluides élastiques est du verre fondu, au lieu d'une dissolution d'acide sulfurique; or, que le verre fondu puisse servir de liquide électrolytique, c'est ce que démontrent des expê* riences récentes de Buff, qui non-seulement eti a obtenu la décomposition par un courant voltalque^ maià a même réussi à l'employer en cette qualité dans la construction d'uUe pile.

Un autre point dont nous avons encore à parler, c'est la propriété découverte par M. E. Becquerel, que possède l'hydro-* gène d'opérer, sous l'influence du platine, la réduction d'Une dissolution de chlorure d'or, que ni l'hydrogène seul, ni le platine seul ne sont capables de réduire.

On place une petite éprouvette remplie de gaz hydrogène, de S à 3 millimètres de diamètre^ dans un vase conteûant une dissolution de chlorure d'or, de manière qu'elle y plonge par son extrémité ouverte. Au bout de quelques jours, si la température n'a pas sensiblement varié, le niveau du chlorure d'or dans l'intérieur du tube est resté à peu près le même ; mais si l'on introduit un fil de platine au-dessous de l'éprouvette , de manière que ce fil se trouve en partie plongé dans le

t)7(i * SOURCES DE l'Électricité.

gaz hydrogène, en partie plongé par son autre extrémité dans le chlorure d'or, on voit alors le gaz diminuer de volume à l'intérieur y et même au bout d'un certain temps disparaître I complètement si le fil de platine va jusqu'au haut du tube. En même temps que l'hydrogène disparaît , de l'or métallique se précipite sur la portion du fil de platine qui plonge dans la dissolution métallique. Cette action se manifeste dans des tubes fermés, et dans lesquels il n'y a pas trace d'air atmosphérique; l'effet n'est point dû à l'action du liquide sur le platine, puisque le platine seul ne l'exerce point et qu'il ne reste pas trace de platine dans la dissolution après l'opération. Si l'on remplace le fil de platine par un fil d'or, la réduction du chlorure dans l'hydrogène n'a plus lieu. Cet effet est évidemment le résultat d'une action locale, c'est-à-dire d'un courant moléculaire qui part des particules d'hydrogène adhérentes à la surface du platine, à l'endroit où ce métal touche la surface de la dissolution de chlorure d'or, traverse une petite couche de cette dissolution, vient aboutir à la partie du platine qui y étant plongée n'est plus recouverte d*hydrogène, et y dépose l'or. L'affinité de l'hydrogène pour le chlore est ici suffisante à elle seule pour déterminer la formation du circuit voltaïque, et par conséquent Télectrolysation de la dissolution.

Enfin il nous reste à parler d'un phénomène que nous avons déjà mentionné en passant ', et qui consiste dans cet état particulier que peut prendre le fer, en vertu duquel il devient inattaquable par les acides et peut jouer dans bien des cas le rôle du platine; état que M. Schoenbein, qui en a fait une étude toute particulière, a désigné sous le nom àepasstvùéf en w^^eWsLUi fer passif le fer qui le possède.

Déjà Bergmann et Kirwan avaient remarqué que le fer employé pour précipiter l'argent de sa dissolution perd cette propriété au bout d'un certain temps; Keir montra que le fer employé ne peut plus précipiter l'argent , non-seulement de la dissolution où il a été d'abord plongé , mais d'aucune autre. Braconnot ayant remarqué que l'acide nitrique concentré n'at-

» Tome II, paaf :ifl2.

taque pas le fer, Herschell examina de près ce sujet; il observa que le fer doux et décapé, plongé dans l'acide nitrique de 1,40, commence par brunir; puis qu'il se produit une eflPervescence pendant laquelle le liquide devient rougeâtre; toute action cesse bientôt et le fer a acquis la propriété de n'être plus attaqué; une légère friction ne lui enlève pas celte propriété, mais il la perd, si on le frotte trop fortement; il la perd également si on le touche dans un liquide électrol y tique avec un métal oxydable ; le fer, dans cet état , peut résister à l'action d'un acide très-fort. Mais de tous les physiciens, M. Schoenbein est celui qui a fait l'étude la plus détaillée de ce sujet ; aussi ce sont ses travaux qui nous dirigeront essentiellement.

Lorsqu'on chaufTe jusqu'au rouge l'une des extrémités d'un fil de fer, et qu'après son refroidissement on le plonge dans de Tacide nitrique de 1,35 de densité, cette extrémité n'éprouve aucune action de la part de l'acide, tandis que le même acide agit vivement sur l'extrémité du fil de fer non chauffée. Un fil de fer passif ou inactif peut rendre passif un qui ne l'est pas. Il suffit pour cela de les placer dans l'acide nitrique de 1,35 de densité, après les avoir mis en contact, en ayant soin d'introduire le premier le fil passif ; les deux fils n'éprouvent alors également aucune action chimique; il en est de même quand on les sépare. On peut même rendre passif un fil de fer qui déjà éprouve une vive action dans l'acide nitrique, en plongeant dans le circuit acide un fil de fer déjà passif, et en mettant en contact les deux fils par celles de leurs extrémités qui sont en dehors du liquide. Le platine, le charbon et tout métal non oxydable peuvent, aussi bien que du fer déjà passif, donner par leur contact la passivité à un fil de fer qui ne la possède pas. Un couple de fer et platine entièrement plongé dans l'acide nitrique ne donne aucun effet quand on chauffe graduellement l'acide, sauf lorsque l'acide commence à entrer en ébullition; le fer alors est attaqué, et ne tarde pas à être dissous.

Le fer passif peut rester très-longtemps, trente jours et plus, dans de l'acide nitrique, sans perdre sa propriété de n'être pas attaqué; il la conserve quand on le retire de l'acide, lors

678 SOURCES pi L^SLEÇTIUCITÉ.

même qu on Tôxpose à l'air ou qu'on U plonge d^ns de Twu pure ou dans l'ammoniaque; mais dès qu'on fpoUe sa surface, il redevient actif.

Un fil de fer passif jouit de toutes les propriétés d'un fil de platine ; ainsi il peut servir d'éleotrode positif k une pile dans une dissolution acide quelconque, aussi bien sulfurique que nitrique» et l'oxygène s'y dégage dans la proportion vouluoi pendant que le dégagement d'hydrogène a lieu k l'électrode négatif, qui est de platine. Ainsi encore, de même que le platiqe, il ne précipite plys le cuivre ^t les métaux oxydables de leurs dissolutions respectives, propriété sur laquelle nous re* viendrons dans le chapitre de la sixième partie, qui sera consacré aux applications chimiques de l'électricité. Quand la pile est une pile simple composée d'un seul couple, si l'on em*ploie un fil de fer passif comme son électrode positif, tandis qu'un fil de platine est son électrode négatif, il n'y a aucune décomposition eq plongeant les deux fils dans une dissolution d'acide sulfurique, tandis qu'il y a un fort dégagement d'hydrogène autour du fil de pUtine quand on prend pour l'autre électrode du fer ordinaire ou du métal oxydable. On peut également produire moment^^nément ce dégagement d'hydrogène en metti^nt un instant en contact dans le liquide, le fer passif qui forme le couple fer et platine avec un métal oi^ydable, te) que du siqc, de l'étain, du f uivre au, même de l'argent ; mais le dégagement de gaz qui a lieu ensuite sur le platine ne dure que peu de secondes.

On peut encore rendre passif un Ql de fer eq ^'çn servitnt dftqs de l'eau acidulée ayec l'acide sulfurique, comme électrode positif d'uq fort couraqt produit par un seul couple, et dont l'électrode négatif est un fil de platine. La décomposition de l'e^u n'a p^s lieu d'une manière sensible; mais si l'on touche un instant l'électrode de fer avec celui de platine dans le liquide méme> 1a décomposition s^ lieu vivement dès qu'on les sépare l'un de l'autre, pour cesser un instant après. On produit le même eff^t en louf^hant le fer avec un métal oxydable dans le même liquide* Mais le fait le plus curieqi^ est que si op réunit» eitérieurement aq liquide, les deux fils qui servent d'éléc-

ÉLECTRICITÉ PRODUITE ^AR |iS6 ACTIONS CHIMIQUES. 679

Irodes pgr un til de cuivre, on obtient aacore uq dégagemwt d'bydrogène très«-momentané, comme le précédant, au momtiil où Ton enlève le fil de cuivre qui unissait les deui^ éleotrodes. Le fil de cuivre ne doit avoir que 7 à 8 centimètres de longueur et que 1 à 1 ^ millimètre de diamètre. Quand il e«t plus long ou plus mince, on obtient un dégagement d'hydrogène pendant le temps même où Von s'en sert pour réunir leséleotrodeSi et ce dégagement augmente à mesure qu'on allonge le fil jui" qu à ce qu'il ait un peu plus de 5 mètres de longueur. Au moment où l'on enlève le fil de cuivre qui établissait la communication entre les éleotrodes, le dégagement d'hydrogène devient beaucoup plus vif qu'il n'était pendant que la commu* nication existait, mais il ne dure pas longtemps, et la décom* position s'arrête. Lorsque le fil de cuivre est excessivement long 9 de telle façon que probablement il ne transmet plus qu'une proportion très-minime du courant, les choses se passent comme si les électrodes u étaient pas unis par une communica**' tion conductrice.

Tous ces efTets, et bien d'autres dans \e% détails desquels U nous est impossible dentrer, et qui ont été, pour le plus grand nombre, observés par M.Schoenbein, tiennent évidemment à la propriété que possède le fer de se recouvrir d'une pellicule d'oxyde qui le rend inattaquable par certains acides. Ilq rentrent ainsi dans les phénomènes des polarités secondaire!, qui sont dus également à des dépôts opérés sur la »urfece des métaux. Faraday, qui a émis le premier cette opinion, remarque qu'en effet toutes les circonstances qui sont propres k rendre le fer passif sont celles qui doivent déterminer la formation de cette couche superficielle d'oxyde; telles sont son réchauffe» ment, sa combinaison voliaïque dans un liquide électrolytique avec un métal non oxydable. Il paraîtrait que cette couche d'oxyde ne peut pas former de sels avec les acides, et par coniiéqueul n'a pas de tendance h se combiner avec euX, ce qui expliquerait pourquoi ils n'attaquent pas le fer qui en est reqou* vert, lequel se conduit soit chimiquement, soit voltaïquemenl, comme du platine. Ainsi nous avons vu qu'on ne peut décom-* ppser Veau acidulée avec le courant d'up simple couple ordi*

()80 80UIIGBS DE L*ÉL£CTRIGITÉ.

naire, si les deux électrodes sont en platine ; il faut pour cela que le positif soit attaquable par le liquide électrolytique. Or le fil de fer passif n'étant pas attaquable, la décomposition n'a pas lieu s'il sert d'électrode positif. Mais si on unit Toltalquement ce fer dans le liquide avec un métal oxydable tel que le zinc , on détermine sur sa surface un dégagement d'hydrogène qui doit le désoxyder, et par conséquent lui rendre son activité chimique ordinaire. Il est facile d'expliquer de la même manière l'expérience curieuse de M. Schoenbein que nous avons rapportée plus haut. Quand le fort courant a traversé la solution acide au moyen de deux électrodes, l'un le négatif en platine, l'autre le positif en fer, celui-ci est devenu passif par le premier dégagement d'oxygène qui a eu lieu à sa surface, et la décomposition s'est arrêtée; on a alors réuni par un fil de cuivre gros et court, c'est-à-dire par un très-bon conducteur, les deux électrodes; ce fil a servi à la fois à conduire le courant et à former un couple entre les deux électrodes; ce couple formé a détruit la passivité du fer, et l'eau a été décomposée; mais quand on supprime le conducteur, le courant recommence à passer entre les deux électrodes, l'eau est décomposée au premier moment , puis le fer redevient passif, etc. Si le fil de cuivre qui réunit les électrodes est trop long, le phénomène n'a plus lieu, parce que le fil devient trop mauvais conducteur, soit pour dériver le courant qui continue à passer en grande partie entre les électrodes, soit pour permettre à ceux-ci de former un couple suffisamment actif, vu l'imparfaite communication qu'il établit entre eux; ce qui prouve que cette influence de la longueur ne tient qu'à la diminution dans la conductibilité du fil qu'elle occasionne, c'est qu'on obtient le même résultat en faisant usage d'un fil court et mince d'un métal peu conducteur, tel que le fer ou le platine.

On se demandera peut-être comment, en formant un couple avec le fer et le platine qui ont servi d'électrodes, on peut rendre au fer son activité comme on le fait en le mettant en contact dans le liquide avec un métal oxydable; cela tient à ce que le platine joue le même rôle que jouerait le zinc ou tout autre métal oxydable par l'effet de la polarisation que lui a impri-

ÉLEGTRlGiTÉ PRODUITE PAR LES ACTIONS CHIMIQUES. 681

mée le même courant qui a rendu le fer passif. Ce courant, en portant sur le fer Voxygëne qui a déterminé la formation de la couche d'oxyde à laquelle est due la passivité, a développé sur le platine une couche équivalente d'hydrogène, d*où résulte que ce métal, en contact ensuite avec le fer positif, devient l'élément positif du couple qui dégage, en décomposant Teau sur le platine, de Foxygène qui le dépolarise, et sur le fer de l'hydrogène qui désoxyde la surface de ce métal et lui rend ainsi son activité chimique.

M. Martens avait attribué la passivité du fer à une modification physique que ce métal aurait éprouvée, de nature à changer ses rapports voltalques; M. Schoenbein, tout en estimant que cette modification consiste uniquement dans une altération imprimée au fer en ce qui concerne ses propriétés chimiques, ne semblait pas présumer que cette altération provînt de la formation d'un oxyde particulier. C'est à M. Beetz qu'on doit d'avoir mis hors de doute l'existence de cette couche d'oxyde dans le fer rendu passif; il a démontré , contrairement à M. Martens, que la couleur bleue que prend du fer quand on le chauffe est due à la formation d'une légère couche d'oxyde, et il a fait voir que si cette couche se forme quelquefois dans l'hydrogène à la chaleur rouge, cela tient à la décomposition de l'eau que renferme ce gaz ', de sorte que si on parvient à avoir le gaz parfaitement desséché et parfaitement pur^ la coloration n'a plus lieu, même à une très-haute température.

M. Beetz s'est assuré, en chauffant un fil de fer dan&.uin bain métallique et en ayant soin d'empêchet^ l^Œ de conserver une couche d'air adhérente à sa surface, que te fil n'est point passif et qu'il est même positif quand il forme un couple avec un fil de fer très-poli. Il a démontré, par des expériences multipliées et faites avec beaucoup de soin, qu'ûl suffit de frotter ou de laver dans un acide un fil de fer qui a été rendu passif par l'action de la chaleur ou par celle de l'acide nitrique, pour détruire sa passivité, parce qu'on enlève ainsi la pellicule d'oxyde à laquelle tient

^ Cette même coloration que prend le fer à une très-haute température dans le gaz hydrogène, disparait à une température moins élevée par la réduction que l'hydrogène fait éprouver à la couche d'oxyde.

682 sûURGi;8 m l'^iectbicit^.

C6^e pa^^ivité* Il «st facile d^e^^pliquer, par la formatiop ou la réduction dt cette couche d^oi^yde i tou^ les phéDomèaes divers que présente le fer quant à sa passivité et à son activité chimique, loi^squ'il sert d'él^ctrpde dans un liquide électrolytique. C'est ainsi que lorsqu'on forme un couple dans Tacide nitrique de 1,40 avec un fil de fer ordinaire et un fil de lèr passif, le second rend le premier passif comme le ferait un fil de platine, en déterminant un courant qui Toxyde légèrement, tandis que lui-même se désoxyde. Il devient alors actif à son tour, et c'est le second qui est rendu passif; le phépomène reçommepce, les deux fils ayant ainsi clxapgé de râlç, et il peut liie repouveler indéfiniment de la même manière.

Le bismuth, le picliel et le cobalt sont ausceptiblis df devenir passifs comme le fer, soit par Tefi'et de la chaleur» ^it par Teffet de leur emploi comme électrodes positifs dans la décomposition électrolytique de Veau acidulée. M. Andrews, qui le premier a démontré la passivité du bisQ^utb, la obtenue en mettant ce piéla] en contact avec du platipe dans Vacide nitrique de la densité de 1,40; il suffit môme, pour se procurer une surface passive de bismuth, de remplir uu tube de cuivre de bismuth en fusion et de faire une section dans le culot ainsi refroidi; plongée dans Tacide nitrique de 1,40, cette section n'est pas attaquée. Il est évident que la passivité, dans ce cas comme dans cçlui du fer, est due à la for*mation d'une couche mince d'm^yde sur la surface des métauXi couche qui se forme même sur le bismuth à la température ordinaire, ainsi que le prouvent les teiptes colorées de oe métal. M. Beetz avait déjà constaté la passivité du nickel; elle a été confirmée par M, Nicklès qui l'a établie également pour le cobalt; il a trouvé que, pour que l'état passif do ces deu^ métaui^ soit stable, il ne suffit pas de les plonger dans l'acide nitrique de 1,40, qu'il faut les bleuir à la lampe à alcool ou sur un feu de charbon et les plopger tout bouillants dans cet acide,

Il est donc évident que la passivité n'est qu'un phénomène purement électro-chimique provenant de Timpossibilité où se trouvent les oxydes de certains mélau)^, lorsqu'il Q9 sont qu'à

un faible degré d'oxydation, de former des sels avec le» acid«fi nitrique ou sulfurique. Il résulte de oe défaut d'affinité quo les métaux dont il s^git ne peuvent forn^er avec le platine des couples voltalques, nouvelle preuve, comme le remarque M, Schoenbein, du rôle que joue Taffinité chimique dans la production de l'électricité voltaïque, et nouvel argument par conséquent, contre la théorie du contact. Envisagée de cette manière, la passivité n'est que l'effet de la présence d'une couche mince d'une substance hétérogène (upe pellicule d'oxyde) sur la surface d'un métal, ce qui justifie la place que nous avons donnée à son étude dans ce paragraphe.

Un dernier phénomène électrique qui provient du dépôt de couches hétérogènes très-minces sur la surface des métaux, est celui de la production de courants électriques per l'action de la lumière sur ces dépôts, quand ils sont d'une luature particulière. M. Ë. Becquerel a obtenu en effet des courants électriques très-prononcés, en déterminant des actions chimiques au moyen delà lumière sur des plaques métalliques de platiqe, par exem-r pie, recouvertes d'une couche impressionnable telle qu'uqe couche de chlorure, d'iodure ou de bromure d'argent. Une plaque ainsi préparée est plongée dans l'eau acidulée avec une autre plaque également de platine, mais dont la surface est parfaitement uetle, et qu fait communiquer l'une et l'autre avec les deux bouts d'un galvanomètre. Dèa qu'on fait agir un rayon de lumière sur la couche impressionnable, on détermine un courant électrique dans lequel la lame recouverte de cette couche prend l'électricité positive, comme le ferait du per-r axyde de plomb; effet dû à la combinaison avec l'hydrogène de l'eau, sous l'influence de la lumière, du chlore, du brome ou de l'iode de la couche dont la lame de platine est recouverte, et par conséquent à la décomposition chimique de cette couche. M. E. Becquerel a tiré p^rti de cette propriété pour construire, sous le nom à'aciinomètre ilêeiro^cMmique^ un appareil qui lui permet d'apprécier, avec la plus grande sensibilité, l'énergie avec laquelle les rayons de la lumière agissent sur une combin^son chimique, et par conséquent 4e comparer sous ce rapport les rayons de divers? réfrangibilité et les modifications que

684 SOURCES DE l'électrigité.

leur imprime leur passage à travers des écrans de natures diverses. La solution dans laquelle les deux lames sont plongées est une solution étendue de sulfate de soude; les deux lames sont d'argent; Tune est décapée et a sa surface bien nette; Tautre est recouverte d'une couche d'un sous-chlorure particulier d'argent^ qui est violet^ et qui est de toutes les couches impressionnables celle qui est la meilleure^ parce qu'elle donne au galvanomètre, un effet électrique qui est en rapport avec l'action chimique produite ^ Elle a, en outre, la propriété de recevoir des impressions colorées de la part de tous les rayons lumineux également, et de plus de prendre elle-même une teinte semblable à celle du rayon qui l'a impressionnée; c'est comme une espèce de rétine inorganique. Nous ne pouvons entrer ici dans les détails de construction et de préparation de l'appareil de M. Becquerel et des différentes parties dont il se compose, non plus que dans l'exposition des résultats qu'il a obtenus en s'en servant ; ce serait sortir des limites que nous nous sommes imposées, vu qu'il s'agirait des propriétés de la la lumière et non plus de celles de l'électricité, car elle n'est ici que le moyen employé pour obtenir un appareil destiné à un tout autre genre d'études.

$ 4. Frodvetlon d'éleetrlelté dani la eombiutlon et pmr VmeUmm combinée de la clialear et de l'aflnlté cMml^ae.

Une fois qu'il est bien prouvé que toute action chimique donne naissance à de Télectricité» il est évident que la combustion, qui est une des actions chimiques les plus prononcées, doit en dégager aussi. L'étude de l'état électrique de la flamme a attiré l'attention des physiciens dès les premiers temps qu'on s'est occupé d'électricité. C'est surtout sous le rapport de l'influence qu'elle exerce sur les corps déjà électrisés en leur soutirant leur électricité et en s'en chargeant, que la flamme a été envisagée : Dufay, Winkler, Watson, Franklin, Priestley avaient

< On produit ce sous-chlorure en se servant de la lame d'argent sur la sorface de laquelle on veut qu'il se trouve, comme électrode positif dans de l'adde chlorhydriqne ; il faut aToir soin de n'employer qu'un courant de faible Inteuité.

ÉLECTRICITÉ PRODUITE PAR LES ACTIONS CHIMIQUES. 68;i

fait déjà beaucoup d'expériences sur ce pouvoir des flammes. Humboldt n'avait pas trouvé à cet égard de différences entre les diverses espèces de flammes, telles que celles d'une mèche à huile, d'une bougie, du phosphore, de l'hydrogène et du soufre. Il attribuait l'action de la flamme à la conductibilité de l'ensemble des substances qui en émanent, telles que particules charbonneuses, vapeurs d'eau, acide carbonique, etc. Yolta, qui s'est beaucoup occupé de ce sujet, croyait que la propriété de la flamme de décharger les corps électrisés tenait au courant d'air qu'elle détermine, et à ce qu'en même temps elle rend l'air conducteur en le chauffant et le raréfiant. Nous avons vu * que Riess, après avoir analysé avec beaucoup de soin la faculté des flammes et des substances en combustion, telles que le charbon, de soutirer l'électricité des corps qui en sont chargés, avait démontré qu'elles agissent comme une multitude de petites pointes; mais il faut pour cela que les filets de vapeur qui se forment dans la combustion, ainsi que les molécules qui jouent le rôle de pointes, soient d'une nature conductrice; tel est le cas, par exemple, avec la vapeur d'eau et les particules de charbon.

En étudiant le pouvoir conducteur des corps en combustion, on n'avait pas tardé à voir qu'il présente des anomalies. Ainsi on avait remarqué que le charbon, lorsqu'on en modère la combustion, décharge inégalement l'électricité positive et la négative, et qu'il en est de même de la lampe aphlogistique de Davy ^ ; ce qui ne tient point, comme Ermann l'avait cru, à une propriété particulière du fil de platine incandescent, mais bien aux pointes de vapeur qui s'élèvent de ce fil. C'est l'électricité positive que \a, lampe de Davy transmet le mieux à un conducteur en contact, tandis que c'est la négative qui est le plus facilement communiquée dans les mêmes circonstances par une pointe de charbon en combustion. Nous allons voir que cette

* Tome H, page 91.

* On sait qae dans la Hampe aphlogistique de Davy, un ûl de platine tourné en hélice est tenu incandescent par la vapeur d'alcool qui vient brûler à sa surface, phénomène qui tient, comme nous l'avons vu plus haut page 350, à une série d'oxydations et de réductions qo'éprouve le Al de platine.

686 SOVlKtS n L*iLKCTftWlTÉ.

inégalité d'action dans la propriété condUdtrice pour les déui éleotrieités dans ces deux cas n*eBt qu'apparente, et tient à ce que, dans Tun et dans Tautre, il y A Ube produotion même d*électricité par Teffet de la combustiod.

Yolta avait déjà mis en évidence Télectricité dégagée dans la combustion du charbon^ en ne se servant, pour activer cette combustion^ que d*un faible courant d'air^ afin qu'elle né fût pas trop vive, car, sans cette précaution, les signes électriques étaient fort peu sensibles. Mais c'est M. Pouillet qui a constaté le premier^ par des expériences décisives, la production d'électricité dans la combustion, soit du charbon, soit de l'hydrogène. Il a trouvé, conformément à ce qui a lieu dans le dé* veloppement d'électricité par les actions chimiques , que le charbon se charge d'électricité négative^ et Tacide carbonique qui s'en échappe d'électricité positive: pour obtenir ce résultat, il a taillé en cylindre un morceau de charbon bon conducteur; puis, après avoir enflammé une de ses extrémités, il Ta placé par l'autre bout sur une plaque de métal en communication avec le plateau supérieur d'un condensateur; il à alors soufflé sur le charbon, au moyen d'une vessie remplie d'air, pour entrettnir la combustion dans sa partie supérieure seulement ; le plateau inférieur étant mis en communication avec le sol, il a réussi i charger le supérieur d'électricité négative. Pour recueillir l'électricité positive dont se charge l'acide carbonique, il faut placer le cylindre de charbon à quelque distance au-* dessous de la plaque de métal qui communique avec le plateau du condensateur, en ayant soin de le mettre lui-même en corn-* munication avec le sol. L'acide carbonique cède son électricité à la plaque à mesure qu'il s'élève contre sa surface^ Dans la combustion de l'hydrogène, Toxygène s'électrise positivement, et l'hydrogène négativement; pour recueillir l'électricité négative de l'hydrogène, on adapte à la vessie qui le contient un tube de métal qu'on fait communiquer au condensateur, et à l'extrémité duquel on enflamme le gaz, ou bien on ajusté au plateau du condensateur un long fil de platine dont l'extrémité est roulée en spire étroite qu'on fait plonger soigneusement en totalité dans l'intérieur de la flamme. On recueille l'électricité

ÉLECTKICITÉ ^ÊObtlTt fAtl LES ACTIONS CHIMIQUES. 687

poritite de l'oxygène en présentant la même spire de platine à quelque distance de la flamme ; il faut avoif soin de lui donner un diamètre plus grand que celui de la flammé, de manière qu'elle puisse Tenvelopper. Elle peut prendre même, à Une distance de plusieurs millimètres, Télectricité positive dont Tair ambiant s'est également chargé. Il est plus probable que c'est la vapeur d'eau et non l'oxygène qui, dans la combustion de l'hydrogène, prend l'électricité positive comme l'acide oarbonique la prenait dans la combustion du charbon.

Les phénomènes électriques qui accompagnent la combustion sont moins simples que cela ne paraîtrait, d'après les résultats obtenus par M. Pouillet ; c'est surtout dans l'électricité que dégagent les flammes que les anomalies sont sensibles. M. Hankel s*est assuré, au moyen d'une lame de platine placée au-dessus de la flamme d^une lampe à alcool, que celle-ci se charge d'électricité positive, pourvu que la lampe commu-^ nique avec le sol. Il faut que la lampe Soit en métal ; si elle est en Verre, on place un fil de platine à la base de la mèche ou dans l'alcool qu'on fait communiquer avec le sol. On re* cueille de l'électricité négative en faisant communiquer avec le condensateur, soit ce fil, soit la lampe, et en mettant la lame dé platine qui est au*dessus de la flamme en communication avec le sol j ces conditions sont indispensables pour avoir des signés électriques. En prenant, comme avec une espèce de sonde, au moyen de fils de platine enfermés dans des tubes de Verre, et dont l'extrémité seule est à nu, l'électricité des différentes par*ties de la flamme, M. Hankel leur a trouvé des tensions très-*différentes. Avec une petite flamme de gaz hydrogène sortant d'un robinet en laiton qui communiquait avec le sol, il a obtenu des signes d'électricité positive qui allaient en croissant d'intensité à mesure que le platiné qui la soutirait s'approchait de l'extrémité de la flamme> et qui était à son maximum à cette extrémité même. Les effets étaient semblables, seulement Télectricité était de nature contraire, quand la lame de platine communiquait avec le sol, et le robinet avec le condensateur.

Outre les signes de tension, M. Hankel a obtenu des courants électriques en faisant communiquer le fll d'un galvano-

688 SOURCES DE l'électricité.

mètre d'une part avec une lampe, d'autre part avec une lame de platine placée au-dessus de la flamme ; le courant était dirigé dans la flamme, du haut en bas. Il faut, dans ce cas, pour que le courant soit un peu fort, que la combustion ait autant de vivacité que possible; c'est pourquoi on doit tenir la lame de platine, non pas horizontalement, mais un peu inclinée au-dessus de la flamme. La présence du métal n*est pas indispensable pour le succès de l'expérience ; on peut le remplacer par un conducteur humide, même par la main mouillée. Afin de s'assurer de la part que peut avoir dans l'intensité du courant une variation dans la conductibilité même de la flamme, M. Hankel a introduit dans le circuit le courant d'un petit couple, de manière qu'il fût dirigé dans un sens contraire à celui du courant de la flamme; le premier courant étant constant, il a été facile de s'assurer, d'après les variations dans l'effet observé, que l'intensité du second augmentait bien avec l'étendue et la vivacité de la combustion. Un fait assez extraordinaire observé par M. Hankel, c'est que la flamme d'hydrogène donne des résultats précisément contraires à ceux de la flamme à alcool, soit qu'on étudie son état électrique au moyen du condensateur, soit qu'on le constate au moyen du galvanomètre; ainsi le courant chemine de bas en haut dans la flamme d'hydrogène quand le circuit est fermé, au lieu de cheminer de haut en bas, comme avec la flamme d'alcool.

Becquerel qui déjà, avant les recherches de Pouillet, avait étudié l'état électrique de la flamme d'alcool et de celle d'hydrogène, était arrivé à croire que le phénomène de la combustion n'est pas la seule cause de l'électricité dégagée. Il avait remarqué que les fils ou lames conductrices prennent de Télectricité négative ou positive qu'ils communiquent à la flamme, suivant le degré de température qu'ils acquièrent en étant chauffés par elle; il en avait conclu que la flamme exerce une action électromotrice sur les corps qui entrent en contact avec elle , et que par conséquent les lames ou les fils métalliques qu'on y plonge ne jouent pas simplement le rôle de conducteurs. Les expériences de Hankel ne sont pas de nature !i réfuter complètement cette idée, puisque ce physicien est

toujours obligé, pour percevoir rélectricité, de mettre la flamme en contact avec des corps hétérogènes, lors même qu*au lieu de métaux, ce sont des conducteurs humides ou la main.

M. Buff, qui a fait une étude toute particulière de la nature électrique de la flamme, est arrivé à un résultat semblable. Après avoir constaté, par des expériences délicates, que Tair, rhydrogène, l'acide carbonique et la vapeur d'eau sont trèsmauvais conducteurs jusqu'à 400*, il a réussi, en les réchauffant jusqu'à une température plus élevée encore, à les faire traverser par le courant de deux couples de Daniell; il a trouvé de plus que ces corps gazeux, lorsqu'ils sont à une température très-élevée, peuvent développer de l'électricité dans d'autres corps conducteurs, tant solides que gazeux, mis en contact avec eux. Mais il a constamment observé, en plongeant les deux bouts de platine du galvanomètre dans des parties différentes de la flamme, que le courant allait du fil le plus chauffé à celui qui l'était le moins, d'où il a conclu que l'effet provenait d'un courant thermo-électrique.

Cependant, quand il s'est servi du condensateur,Buff a obtenu de l'électricité positive en touchant, avec un fil de platine en communication avec le condensateur, la partie extérieure de la flamme, et de la négative en pénétrant dans la partie in térieure ; ce résultat est indépendant de la température des fils, qui donnerait un effet contraire de nature à diminuer l'intensité de celui qui est observé. Les corps des lampes, quand elles sont en métal, soutirent l'électricité négative de la partie intérieure de la flamme si on les met en communication avec le sol, tandis que tout conducteur, tel qu'une lame de métal, du bois humide, ou même la main humectée, soutire l'électricité positive de la partie extérieure. Si avec une lampe à alcool on a un effet inverse de celui qu'on a avec l'hydrogène, comme l'a observé Uankel, cela tient, ainsi que Buff s'en est assuré, à ce que le conducteur métallique est en contact avec la mèche, et par conséquent se trouve humecté d'alcool; alors c'est l'effet thermoélectrique des métaux qui l'emporte, le fil qui est recouvert d'alcool étant nécessairement moins chaud que l'autre. Aussi, dès qu'au lieu de toucher avec la mèche le fil qu'on introduit II. 44

690 80LRGES DR l' ÉLECTRICITÉ.

dans l'intérieur do la flamme, on Télèvo un ptu au-dessus, on ne Toit plus se produire le fait exceptionnel. Ainsi donc on peut regarder comme établi que toute flamme^ celle d*une lampe à alcool aussi bien que celle d*une lampe à huile ou celle de l'hydrogène, répand dans Tair extérieur qui l'entoure, de Télectricité positive dès qu'on conduit dans le sol l'électricité néga* tive de la partie intérieure. Tous ces phénomènes sont, suivant M. Buff, des effets thermo-électriques dans lesquels les gaz et les vapeurs sont aussi bien des corps agissant que les métaux; ils n'ont, par conséquent, aucun rapport avec les phénomènes chimiques de la combustion ; aussi ce physicien pose4-il comme principe, que lorsqu'on forme un circuit thermo-électrique avec de l'air, de l'hydrogène ou de la vapeur d'alcool, du charbon ou du métal, il se développe un courant électrique qui se meut à travers l'air, de la place de contact la plus chaude à la moins chaude.

Les recherches de M. Buff, comme celles de M. HankeU laissent donc encore indécise la question de savoir si l'électri*» cité qu'on obtient en introduisant des corps solides dans les flammes a une origine purement thermo-électrique, ou si elle dépend, sinon en totalité, du moins en partie, du phénomèni de la combustion. M. Grove a cherché à la résoudre de la manière suivante. Il se sert de deux fils de platine de 15 centimètres de longueur et de î millimètre de diamètre environ» qui sont roulés l'un et l'autre en hélice à l'une de leurs extrémités, pendant qu'ils communiquent par leur autre extrémité, au moyen d'un fil de cuivre isolé, avec le fil d'un galvanomètre sensible; l'une des petites hélices est placée entière* ment dans la partie jaune de la flamme d'une lampe à alcool soumise à l'action du chalumeau, tout près du sommet du cône bleu, et l'autre hélice est disposée près de l'orifice du courant d'air à la base du cône bleu, soit à la racine de la flaomie ; les deux hélices sont à une distance l'une de l'autre de 5 àôcen» mètres. L'hélice qui est dans la flamme pleine arrive à l'état incandescent rouge-blanc; l'autre qui est à l'origine de la flamme est seulement rouge^erise. Le galvanomètre indique une déviation de 6% l'hélice qui est près de rorifice jouant la

rôle du zinc ou de métal positif dans cette espèce de couple^ par rapport à Tautre qui joue le rôle de métal négatif.

Il est facile de s'assurer que Teffet observé n*est point dû à un courant thermo-électrique développé aux points de jonction des fils de platine et de cuivre ^ car il n'est point altéré quand on chauffe seulement Fun de ces points de jonction par une lampe à alcool. D'ailleurs , le léger courant thermo-électrique qu'on peut obtenir ainsi, chemine en sens contraire du courant dont il s'agit, ce qu'on peut constater aisément; et de plus le courant thermo-électrique exige , pour être perçu , un galvanomètre à fil court, tandis qu'il faut pour l'autre un galvanomètre à fil long. Ce n'est pas non plus un courant thermoélectrique dû au réchauffement inégal des deux hélices de platine, car on peut éloigner l'hélice qui est daos la flamme jaune, de manière qu'elle soit moins chauffée que celle qui est à la base de la flamme, sans changer pour cela le sens du courant. Si l'on approche l'hélice qui est à la base de la flamme du côté de celle qui est vers le sommet, la déviation du galvanomètre diminue, mais elle conserve sa direction jusqu'à ce que les fils soient devenus très-voisins , cas dans lequel le courant de la flamme cède le pas au courant thermo-électrique, dont le sens dépend de celle des deux hélices qui est la plus chauffée.

Des file de zinc , de fer et de cuivre ont été substitués à l'un des fils de platine ; le courant a eu lieu également, mais plus fortement quand les fils oxydables étaient dans la flamme pleine et les fils de platine à la base de la flfi^nme, que dans le cas inverse. Cette différence tient probablement à ce que les fils oxydables étant plus épais, ils produisaient quand ils étaient dans la flamme pleine un effet de refroidissement qui facilitait le développement d'un courant thermo-électrique, di' rigé dans le même sens que le courant propre de la flamme.

On peut obtenir un effet bien plus prononcé en unissant Taction simultanée de ces deux courants. C'est ce que M. Grove a obtenu en formant avec une lame de platine un petit cône d'un peu plus d'un centimètre de profondeur et d'autant de largeur, et en remplaçant par ce petit cône suspendu dans un

692 SOURCES DE l'électricité.

anneau de platine rhélice placée dans la flamme pleine; Vautre hélice étant toujours à la base de la flamme. Le petit cône devait être rempli d'eau, et l'on y renouvelait cette eau en la versant goutte à goutte au moyen d'une pipette. M. Grove a réussi à obtenir ainsi une déviation du galvanomètre de 20* et même de SO"", dont le sens était le même que celui de la déviation qui avait eu lieu dans ses premières expériences. Quand le c6ne rempli d'eau était placé à la base de la flamme et rhélice en haut, la déviation n'était plus que de 5"".

M. Grove conclut de ses recherches qu'il existe dans la flamme un vrai courant voltalque qui est complètement indépendant de la thermo-électricité, ce qui le conduit à regarder ce courant comme résultant de la production de l'électricité qui a lieu dans le phénomène de la combustion, ainsi que le prouve l'expérience par laquelle M. Fouille t charge un condensateur d'électricité négative en faisant brûler un morceau de charbon sur sa surface. Dans les expériences qui précèdent, le platine, qui est à la base de la flamme , là où l'action chimique commence , joue le rôle du zinc du couple, et le platine qui est au haut, là où la combustion et par conséquent l'action chimique est terminée, le rôle du métal négatif ou conducteur.

Ce qui fait que ce courant propre, dû à la combustion, a pu être observé par M, Grove d'une manière bien distincte du courant thermo-électrique, c'est que l'emploi du chalumeau, en donnant à la flamme une direction bien déterminée , y sépare nettement les portions où la combustion s'opère de celles où elle est opérée, tandis que dans les flammes ordinaires ces portions sont mêlées, et circulent d'une manière confuse les unes parmi les autres.

M. Becquerel, malgré les expériences de M. Grove, a persisté à ne pas voir comme Bufi^, dans les courants électriques dégagés dans la flamme , autre chose que des effets thermoélectriques. Il remarque que, si on plonge l'un des bouts du platine dans l'alcool de la lampe maintenu à 0^ par de la glace fondante , et que l'on fixe à l'autre extrémité du galvanomètre un cylindre de platine rempli aussi de glace, on n'a de courant, en plaçant ce cylindre dans l'intérieur de la flamme,

que lorsque la glace qull renferme étant fondue , le cylindre peut se réchauffer, preuve que le courant est thermo-électrique. Cela est vrai dans ce cas, mais il n'en résulte point qu*il ne puisse exister un courant électro-chimique, quand au Ueu de mettre la lame ou le fil de platine dans Talcool on le place dans la flamme à sa base même, condition nécessaire pour que ce courant puisse s'établir, conmie nous allons le Toir. M. Becquerel place encore symétriquement les deux spirales en platine S et S' dans la même section horizon taie de la flamme F d'une lampe à alcool L (flg. 321 ) , de manière à atteindre la température rouge, et dans ce cas il n'y a pas de courant; mais si au moyen d'une seconde lampe et du chalumeau, on chauffe l'une des spirales jusqu'au rouge blanc, il se produit un courant qui va de la spirale rouge cerise à la spirale rouge blanc. Le courant a donc une direction inverse de celle qu'il possède, quand l'une des spirales est dans l'alcool à la température ordinaire , tandis que l'autre est dans la flamme avec une température qui ne dépasse pas Tincandescence; ce qui prouverait que les propriétés thermoélectriques du platine changeraient à des températures élevées. Une autre manière de constater le même résultat consiste à

Fîg. 324.

Fig. 322.

placer les deux spirales , tenues au moyen de deux supports qui permettent de les faire monter et descendre (fig. 322], l'une à l'extrémité S' visible de la flamme F, l'autre à sa base S dans sa partie bleue, et à une distance de trois décimètres de la

première. Il se produit un courant qui va de bas en haut dans la flamme; en élevant successivement la spirale inférieure jusqu^à quelques millimètres de distance delà supérieure, le courant augmente d'intensité, et cette augmentation est encore plus considérable si Ton chauffe avec une seconde lampe et un chalumeau la spirale supérieure. Le fait qu*il n*y a aucun courant quand les deux spirales étant placées dans l'enveloppe eité* rieure de la flamme , elles sont à la même température , et qu'il suffit d'en chauffer fortement une sans les changer de place pour qu'il y ait courant, conduit M. Becquerel à conclure que le courant est thermo^électrique , et qu'il doit en être de même de celui qu'on obtient avec les deux spirales inégalement chauffées, placées Tune au sommet, l'autre à la base de la flamme; d'autant plus qu'on augmente l'état positif de celle qui est au sommet en la cliaufiant davantage. Mais dans sa manière d'opérer le réchauffement, M. Becquerel apporte une grande modification à l'expérience en introduisant l'action d'une seconde flamme qui peut jouer un autre rdle que celui de réchauffer simplement la spirale.

Nous croyons donc que, malgré les expériences ingénieuses de M. Becquerel, nous devons admettre avec M. Grove qu'il y a deux courants dans la flamme, l'un thermo-électrique, l'autre dû à une action chimique. Quant à ce dernier, M. Hatteucci nous parait en avoir trou\é la véritable cause». Lorsqu'il s'agit d'une flamme d'alcool ou d'hydrogène, ce qui revient au même, voici ce qui se passe. L'une des lames est en contact avec l'oxygène de l'air ambiant, l'autre avec l'hydrogène; ces deux lames

> M. MaUcucci, dans ses recherches sur Télectricité de la flamme, commence par déterminer la conductibilité électrique de diiïérentes flammes, en s'en ser- Tant pour transmettre au moyen de deux fils de platine le courant de deux coqpies de Daniell. Lorsque les fils ne sont plus qu'à deux ou trois millimètres de distance dans la flamme d'une lampe à double courant d'air, il s'apenroU que U flamme commence à devenir conductrice, probahleracnt par une cause semblable à eelle qui fait que le courant est transmis à travers des gaz élevés k une hiota température dans les expériences de M. E. Becquerel (p. 103). Les flammes de cire et d'acide stéarique sont sensiblement plus conductrices que celles d*al* cool, si on a soin d'empêcher la formation sur les flls de platine d'une couche àe matière noirr qui empêche la transmission du courant.

ÉLECTRICITÉ PROmJlTE PAR LES ACTIONS CHIMIQUES. 695

sont iéparées par une couche de vapeur aqueuse formée par h, combusiioD ; on a donc ainsi une véritable pile à gaz comme celle de Grove, avec cette différence que Téleclrolyte est ici la vapeur d'eau. Le sens du courant est parfaitement d*acoord avec cette explication, et on voit pourquoiM. Becquerel n'obtient pas d'effet en mettant l'une de ses spirales dans l'alcool ou en les mettant toutes les deux en contact avec la partie extérieure de la flamme et par conséquent avec l'oxygène. Quand il en réchauffe une avec le dard du chalumeau , il est évident qu'il la met en contact non plus avec l'air et par conséquent avec l'oxygèncy mais bien avec l'hydrogène ou la vapeur d'alcool de la nouvelle flamme; il doit doQC la rendre positive, comme cela a lieu effectivement. A l'appui de son explication, M. Matteucci cite un grand nombre d'expériences, d'abord celles par lesquelles il a constaté, au moyen d'une spirale en platine qu'il fait communiquer avec le condensateur, qu'on n'Obtient aucun signe électrique en dirigeant sur elle différentes parties d'une flamme d'hydrogène bien isolée; tandis que si en la tenant tou* jours plongée dans la flamme de l'hydrogène, on en place une semblable en communication avec le sol à 3 ou 4 centimètres au-dessus, on trouve à l'électroscope des signes marqués et constants d'électricité négative analogues à ceux (|ue donnerait une lame en contact avec l'hydrogène dans un couple à gaz de Grove, dont l'autre lame serait en contact avec de l'oxygèpe et communiquerait avec le sol. En faisant communiquer la seconde spirale avec le condensateur et la première avec le sol, on obtient des signes prononcés d'électricité positive. Si l'on se sert de spirales de platine noircies, soit platinées, les effets sont les mêmes, mais seulement plus forts. En remplaçant les lames de platine par des métaux oxydables, on a des sigùes électriques moins nets et les phénomènes deviennent complexes, parce qu'une partie de l'électricité dégagée doit provenir de la décomposition de la vapeur d'eau par ces métaux chauffés au rouge. A l'appui de l'analogie qu'il établit entre le phénomène de l'électricité delà flamme et celui de Télectricité produite dans un couple à gaz, M. Matteucci cite une expérience, dans laquelle il a obtenu des signes très-forts de tension électrique

en plaçant deux lames de platine platinées ^ Tune dans de l'hydrogène, Tautre dans de l'oxygène, les deux gaz étant renfermes dans deux cloches renversées sur la même cuve qui était elle-même remplie d'eau pure ou légèrement acidulée, dans laquelle les deux lames plongeaient en partie.

Pour prouver l'existence des polarités secondaires dans les fils de platine qui plongent dans différentes parties de la flamme, M. Matteucci dispose deux fils de platine de façon qu'ils puissent être en contact, l'un avec l'intérieur de la flamme d'une lampe à alcool et l'autre avec sa surface ou avec sa pointe; la déviation du galvanomètre indique que le courant va dans la flamme de la base à la pointe. On éteint la flamme, on laisse refroidir les fils, puis on ferme le circuit avec de l'eau; on a un courant très-fort dirigé dans le même sens que celui qu'on obtenait avant que l'eau eût remplacé la flamme. Ces deux courants sont donc dus évidemment à la même cause, et si le premier est plus faible , cela tient à l'imparfaite conductibilité de la flamme, ou plutôt de la vapeur d'eau, qui éprouve la décomposition éleclrolytique de la part de l'hydrogène et de l'oxygène adhérents respectivement aux deux lames de platine, entre lesquelles cette vapeur est interposée.

M. Grove, tout en admettant les idées de M. Matteucci sur l'origine du courant électro-chimique de la flamme, ne croit pas que ce soit l'eau à l'état de vapeur qui joue le rôle de l'électrolyte, mais bien la flamme elle-même qui formerait une chaîne électro-chimique dans laquelle chaque particule de charbon ou d'hydrogène se combinerait avec la particule voisine d'oxygène et ainsi de suite, en déterminant une série de combinaisons et de décompositions avec excès d'oxygène à l'une des extrémités de la flamme, et excès d'hydrogène carboné à l'autre. Cependant rien ne prouve que la vapeur d'eau à une haute température ne puisse pas éprouver une décomposition électrolytigue; les phénomènes de la polarité électro-chimique des gaz découverts par M. Grove lui-même, que nous avons décrits plus hauts * sont tout à fait favorables à cette supposition que

^ Tome 11, pages 402 et suiv.

légitiment, comme nous le verrons plus loin, d'autres faits relatifs au rôle que joue la vapeur d'eau dans la production des phénomènes électriques attribués au contact , et dans sa propriété conductrice pour Télectricité.

M. Malteucci explique d'une manière analogue Torigine de rélectricité qui est dégagée dans la combustion du charbon ; il remarque avec raison que la forme et la position du charbon sont indifférentes au succès de Texpérience, ce que M. Gaugain a confirmé^; mais il ajoute, ce qui est également exact, que pour que l'expérience réussisse, il faut que l'air soit humide; de plus, il y a toujours dans le charbon ordinaire de l'hydrogène qui brûle avec le charbon même, et par conséquent formation d'eau. Cette eau est décomposée par le charbon incandescent comme elle le serait par un creuset de fer chauffé dans lequel on la projetterait, et elle doit, par sa décomposition, rendre le charbon négatif pendant que l'hydrogène et l'acide carbonique emportent l'électricité positive. Le point sur lequel insiste le savant italien en faveur de sa théorie est qu'il est impossible de trouver des signes d'électricité dans la combustion du charbon pur dans le gaz oxygène sec, non plus que dans celle des métaux, tels que le fer et le zinc ; d'où il conclut que, pour qu'il y ait développement d'électricité, il faut la décomposition d'un électrolyte, et que la simple combinaison des deux éléments ne suffit pas. Nous examinerons plus loin jusqu'à quel point cette opinion est fondée.

Avant de terminer ce paragraphe, nous dirons quelques mots d'une classe particulière de courants que M. Becquerel a désignés sous le nom de pyro-électriques y et qui sont aussi, comme ceux de la flamme, dus à l'action combinée de la chaleur poussée à un haut degré et de l'affinité chimique. Ces

> M. Gaugain trouve qu'on réassit très-bien à charger un condensateur d'électricité négative au moyen de la combustion du charbon, en ayant soin de choisir un morceau de charbon bon conducteur, puis de l*aUumer, et après Tavoir mis en communication avec le plateau du condensateur, de placer à 2 ou 3 millimètres de la surface enflammée, une spirale de platine ou tout autre conducteur qu*on fait communiquer avec le sol. Il faut en commençant attiser pendant quelque temps la combustion avec un soufflet.

698 flOURClS Dl L*ÉLKCTRICITÉ.

courante sont produits toutes les fois que des substanees mé* talliques sont en contact avec des substances Titreuses à Tétat de fusion ignée, ou tout au moins ramollies par la cha« leur. Si on introduit dans un fourneau rempli de charbons allumés une tige de fer doux et une de cuivre, en relation chacune avec Tune des extrémités d*un galvanomètre, on n*a pas de courant, tandis qu'on en obtient un si la tige de cuivre est en« veloppée d'un tube de verre, pourvu qu'on pousse la température jusqu'au point de fusion de ce verre. Le courant aug* mente d'intensité à mesure qu'on chauffe à partir du point où le verre se ramollit; puis, lorsquon est parvenu au point de fusion, le courant a atteint son maximum et demeure constant. Le courant va du fer au cuivre à travei*s le charbon et le verre; le fer s'oxyde et le cuivre reste intact, comme cela aurait lieu dans un couple hydro-électrique.

Le dégagement de rélectricité a donc une origine purement chimique, provoquée seulement par la chaleur ; car si lorsque le verre qui entoure le cuivre étant fondu partiellement, il arrive que ce métal touche le fer, il n'y a plus d'effet, contrairement à ce qui devrait arriver si le courant était thermoélectrique. On obtient un effet semblable en remplaçant le fer par un morceau de charbon de cornue taillé en cylindre , qui éprouve une véritable combustion.

Pour avoir des effets plus prononcés et plus durables, M. Becquerel place dans un creuset de terre une lame de cuivre qu'il recouvre de verre pilé dans lequel il fait pénétrer une tige de fer ; puis il place le creuset dans un fourneau à réverbère. 0 réussit également bien à se procurer un courant fort et constant en introduisant deux longues tiges, l'une de fer, l'autre de cuivre, dans un creuset rempli de verre pilé auquel il ajoute 0,25 de carbonate de soude pour faciliter la fusion. Quoique d'autres substances vitreuses puissent jouer le même rôle que le verre, celui-ci a paru préférable dans tous les essais qu'on a faits.

M. Buff, de son côté, à la suite d'expériences sur la conductibilité du verre chauffé, est parvenu à construire une pile dans laquelle le liquide électrolytique est remplacé par le

verre. Il a placé les uns au-dessus des autres, et dans le même ordre, des disques de laiton doré, des disques de sine découpé et des plaques minces de verre; puis il a attaché des fils de platine au premier disque et à celui qui recouvrait la dixième plaque de verre : la pile ainsi formée avait 4 centimètres de hauteur. Les plaques furent pressées les unes contre les autres, de manière à pouvoir être soumises au courant d'air chaud d'une lampe d'Àrgand. Cette pile, au bout de peu de temps, pouvait produire une divergence de 10 milliinètreft à rélao* Urosçope à feuilles d*or. Quand les disques étaient chaufiéi, un contact de quelques secondes produisait une diverg^ice de 35 millimètres au moins. Une pile semblable, et qu'on a sw* vent employée, n'avait rien perdu de sa force éûctromotriee primitive au bout de cinq mois.

$ ë, ApplicaiiOB des prlneipe* ««t préeMeai à 1* eoiiflte«etloii •t à 1» *kéoHf) é99 éittêrmmtm pilM TolteXftses.

Nous avons établi d'une manière générale la théorie de la pile voltalque dans le § 1 ; mais nous ne pouvions pas, avant d'avoir achevé l'étude du dégagement de l'électricité dans les formes diverses que revêt l'action chimique , apprécier toutes les causes qui peuvent influer sur la puissance de cet appareil, ni indiquer les modifications par lesquelles on peut l'augmenter. Maintenant que cette étude est complète, il nous est &cile de faire l'analyse détaillée de tout ce qui se passe dans un circuit dont la pile fait partie, et de trouver les moyens de donner à son action toute l'énergie dont elle est suseeptible.

Un circuit voltalque fermé peut être envisagé, ainsi que nous Tavons déjà remarqué, comme un système de conducteurs dans lesquels Télectricité se propage par une suite de décompositions et de recompositions des électricités de leurs molécules eonsé» cutives. Ces décompositions et recompositions des éleetrioités sont accompagnées dans les liquides électroly tiques qui eerventi charger les couples de la pile, et dans ceux qui se trouvent dans les voltamètres quand il yen a dans le circuit, de la décomposî* tion et de la recomposition des molécules elles-mêmes. L'actiim

700 SOURCES DE l'électricité.

est la mémey ou équivaleDte dans chaque couple et dans le voltamètre, ainsi que le prouve Texpérience, et la seule différence c'est que le couple renferme un ou deux corps qui, en vertu de leur affinité chimique pour les éléments du liquide dont il est chargé, déterminent la formation de la chaîne polaire, laquelle ne continue dans le voltamètre que parce que la polarité y est transmise par rintermédiaire des électrodes et des conducteurs métalliques au moyen desquels ils communiquent avec les couples. On peut donc considérer les voltamètres comme des couples inactifs introduits dans le circuit, et on doit remarquer que leur introduction affaiblit le courant, non-seulement parce qu'elle occasionne une résistance de plus comme le ferait Tintroduction de tout autre conducteur additionnel, mais parce qu'elle crée une force électromotrice contraire à celle du couple ou de la pile voltaïque elle-même. En effet, dès qu'un voltamètre ou couple inactif est interposé dans le circuit, la décomposition du liquide dont il est chargé détermine une polarité secondaire sur les surfaces de chacun de ses électrodes; polarités dont l'effet est de produire un courant dirigé en sens contraire de celui qui les a déterminées* C'est donc une force électromotrice créée par l'action même du courant qui doit être retranchée de la force électromotrice du couple ou de la pile , quand on veut reconnaître la force électromotrice réelle du courant qui parcourt le circuit.

Mais ce n'est pas seulement dans les voltamètres que se développe cette force électromotrice contraire; elle se produit aussi dans les couples eux-mêmes, quand le circuit est fermé depuis quelques moments. En effet, dans chaque couple il y a un métal actif, le zinc ordinairement, et un métal inactif, platine ou cuivre ; pendant que le circuit est fermé, le zinc s'oxyde, puis se dissout à l'état de sulfate, en supposant que le liquide excir tant soit une dissolution d'acide sulfurique , du moins tant que le liquide est encore acide et n'est pas saturé de sulfate ; mais le platine oulecuivreserecouvrentsoitd'hydrogène,soitde zinc ou d'oxyde de zinc provenant de la décomposition d'abord de l'eau acidulée, ensuite du sulfate dissous. Or ces dépôts impriment au métal surlequel ils ont lieu une polarité secondairedontl'effet est

ÉLECTRICITÉ PRODUITE PAR LES ACTIONS CHIMIQUES. 70i

de faire naître un courant dirigé dans un sens contraire à celui du courant que doit produire l'action du zinc sur le liquide, et par conséquent de diminuer notablement cette dernière. Comme ces polarités secondaires sont produites également sur le métal inactif de chaque couple, elles s'ajoutent les unes aux autres comme s'ajoutent les actions électromotrices des zincs, et cellesci peuvent dans certains cas être assez amoindries pour finir par devenir nulles. La pile alors n'exerce plus d'action; c'est ce qui arrive aux piles qui ont été pendant quelque temps en activité, ainsi que l'ont reconnu tous les expérimentateurs, parmi lesquels nous citerons M. Marianini, qui a fait une série d'expériences sur l'affaiblissement qu'éprouvent les piles voltalques pendant que leur circuit est fermé durant un temps plus ou moins long, et sur le temps pendant lequel il faut laisser leur circuit ouvert pour qu'elles recouvrent tout ou partie de la force qu'elles ont perdue. En général, c'est dans les premiers moments où le circuit vient d'être fermé ou ouvert, que la diminution ou l'augmentation de la puissance sont les plus prononcées; puis il arrive un moment où la puissance de la pile ne diminue ou n'augmente plus. Un fait assez important et qui aurait dû mettre M. Marianini sur la voie de la cause des phénomènes qu'il avait observés , c'est que l'affaiblissement n'a lieu dans une pile qu'autant que son circuit est fermé, et qu'il suffit même que ses pôles ne soient pas bien isolés pour qu*il'se manifeste. Il varie avec la nature des couples et principalement avec celle du métal inactif. M. Marianini a remarqué qu'il avait lieu également avec des piles sèches dont on réunissait les pôles au moyen d'une bande de plomb. Deux piles de Zamboni de 1500 couples chacune, ayant eu leurs pôles ainsi réunis, on vit déjà au bout d'une minute leur tension mesurée à la divergence des feuilles de l'électroscope, descendre de 14* à 6** et au bout de 20 minutes à 2*. Le circuit ayant été rouvert au bout de 21 minutes, la tension était revenue à 14''. Des contacts répétés et rapprochés produisent le même effet qu'une communication continue. Enfin, il est facile de rendre à une pile la force qu'elle a perdue en la faisant traverser par le courant d'une autre pile, mais dirigé en sens contraire du sien. Tous ces effets sont

702 90U1CIS U L'iLSCnUCITÉ.

OM coii8é(itteiioe naturelle de la polarisatioD qu'occasionnent sur les plaques inaotives des couples, lee dépôts provenant de la décomposition électroly tique de leur liquide; dépôts qui disparaissent, du moins en partie, par Faction dissolvante du liquide quand le circuit est ouvert, et qui sont détraits encore mieux par la formation de dépôts de nature contraire, que détermine un courant inverse transmis à travers la pile. Il est facile de s'assurer de Texactitude de cette explication, en examinant de près ces plaques et en s*en servant pour former des couples avec des plaques semblables, mais qui n'ont pas servi; elles jouent toutes le rôle de métal positif par rapport à ces dernières.

L'effet que détermine sur le courant d'une pile l'interposition entre ses couples de diaphragmes métalliques, soit couples inactifs, tient à la même cause que celle qui résulte de la polarisation des métaux inactifs ou des lames d'un voltamètre; un voltamètre, comme nous l'avons dit, n'étant lui-même qu'un couple inactif interposé entre les deux métaux d'un couple actif. Aussi l'influence de la nature des substances doot sont faits les couples inactifs s'explique-t-elle très-bien, la diminution que leur interposition fait éprouver au courant étant en rapport avec la facilité qu'ils ont à conserver les dépôts qui se forment à leur surface; ainsi ceux sur lesquels le liquide exerce une action chimique n'arrêtent presque pas le courant, parce que les dépôts se dissolventàmesurequ'ilsseforment. Au reste, nousavons déjàdémontré que c'était là la véritable cause de la résistance au passage, par les expériences , au moyen desquelles nous avons prouvé que cette résistance s'affaiblit et devient même nulle quand on fait usage de courants alternatifs et se succédant très-rapidement, avec lesquels la formation des dépôts est impossible ^

L'une des causes qui contribuent le plus à diminuer la polarité secondaire des plaques inactives des couples dont se compose une pile en activité, c'est la présence de Toxygène. Déjà, en 1801, Pepys, et plus tard Biot et Cuvier, avaient montré, en plaçant une pile à colonne surmontée d'une cloche, qu'il y avait absorption d'oxygène si les pôles de la pile étaient réunis, et

* Tome H, pages 143 etsuiv.

ÉLECTRICITÉ PliODUiTK FAUT U8 ACTIONS CHIMIQUES. 703

que dans le vide ou dans Tatote le courant de cette pile était fortement affaibli. On avait attribué eette influence de l'oxygène à ce que sa présence facilite Tozydation du métal attaquable du couple; mais dernièrement , M. Adie et après lui M. Yiard ont démontré par des expériences exactes et nombreuses que c'est par son action sur la plaque négative ou inactive du couple, que Toxygène exerce son influence. Ainsi quand deux plaques du même métal sont mises Tune dans de Teau bouillie, Tautre dans de Teau qui renferme de Foxygène en dissolution, les deux liquides étant séparés par une cloison poreuse, c'est toujours la seconde plaque qui est négative par rapport à la première. Ce résultat, d'accord avec ceux que nous avons vu avoir été obtenus déjà par Matteucci et par Grove, s'explique de la même manière que rétablissement du courant dans la pile à gaz, la polarisation des molécules successives du liquide et leur décomposition et recomposition étant facilitées par la présence de Toxygène sur Tune des lames, qui détermine le sens de la polarisation et par conséquent celui du courant. Mais l'influence de Toxygène est bien plus marquée quand les couples sont formés de deux métaux différents; c'est ce que M. Yiard a constaté avec diverses combinaisons voltalques, telles que zinc avec platine^ argent y cuivre et fer 5 fer avec platine, argent et cuivre \ cuivre avec platine et argent^ et enfin argent avec pla^ fine. Différents liquides ont été employés pour éiectrolytes, en ayant soin dans chaque cas de les placer dans deux comparti** ments dont l'un renfermait le liquide privé autant que possible d'oxygène, tandis que l'autre contenait le même liquide aéré avec l'oxygène. Les expériences ont été faites de la même manière que lorsque les lames étaient homogènes, savoir, en plongeant l'une des lames dans le liquide privé d'air et l'autre dans le liquide aéré; c'était toujours la présence de l'oxygène sur la lame négative qui augmentait la force du courant, augmentation due évidemment à l'absence de polarité secondaire pour cette lame, à cause de l'absorption opérée par l'oxygène sur rhydrogène naissant à mesure qu'il était dégagé à sa surface par le courant.

Pour mesurer et comparer l'absorption de l'oxygène qui a

704 SOURCES DE L'ÉtECTRICITÉ.

lieu dans les couples de nature différente, M. Viard a combiné son appareil de manière que Télectrolyte pût être à Tabri du contact de Tair; puis, plaçant au-dessus de chacun des éléments du couple une petite cloche graduée remplie d^oxygène, il a pu déterminer les absorptions» soit dans le cas où le circuit était fermé, soit dans celui où il restait ouvert. Les couples successivement soumis à re;cpérience étaient des couples zinc-platine, zinc-argent y zinc-cuivre et zinc-Jer; les éleclrolytes étaient successivement, avec chaque couple, de Teau pure, des dissolutions de sulfate de potasse et de chlorure de sodium ; les expériences duraient de vingt à vingt-cinq jours avec l'eau pure, et seize heures seulement avec les autres liquides. Voici le résultat de l'absorption mesurée par l'élévation du liquide dans le tube rempli d'oxygène pour deux des couples choisis aux deux extrémités de l'échelle :