ÉNERGIE CALORIFIQUE ET ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

On observe que pour 1 équivalent cV électricité (1), c’est-à-dire i la quantité d’électricité qui dégage 1 gramme d’hydrogène, il y a , décomposition de 1 équivalent de sel et de 1 équivalent^ /2 molécule) d’eau, c’est-à-dire qu’il y a en apparence un travail double de | celui indiqué par la loi de Faraday. Cette anomalie disparaît si : l’on regarde la décomposition de l’eau comme une réaction seconi daire résultant de l’action du potassium.

Le travail chimique intérieur qui produit l' électricité dans chaque , couple de pile est équivalent au travail chimique produit dans un point quelconque du circuit extérieur. — Ainsi pour 1 gramme d’hydro gène mis en liberté il se dissoudra dans la pile une quantité équivalente de zinc, soit 33 grammes et si l’électrolyte est un sel de zinc, c’est aussi 33 grammes de zinc qui seront mis en liberté. Cela suppose nécessairement qu’il n’y a d’action chimique dans la pile que lorsque le courant est fermé.

69. Relations entre l’énergie calorifique et l’énergie électrique. — L’action chimique qui a lieu dans la pile est la source non seulement de la force électromotrice, mais aussi d’une production de chaleur. Si le circuit extérieur n’offre pas de résistance sensible, le courant ne produit aucun travail et l’électricité développée est sans cesse restituée à la pile qui s’échauffe alors proportionnellement à l'action chimique. Si au contraire le circuit offre une grande résistance, le courant effectue un travail physique, chimique ou mécanique. Si le circuit est formé par un fil fin de métal, il s’échauffe; s’il est formé par un voltamètre, le courant effectue une décomposition chimique. C’est ce que A. Favre a démontré expérimentalement. Si, comme il l’a fait, on introduit une pile dans le moufle du calorimètre à mercure, le courant étant formé

(1) Les unités électriques adoptées aujourd’hui sont :

Le volt (unité de force électromotrice E).

L’ohm (unité de résistance R).

L’ampère (intensité I).

Le coulomb (quantité).

Le farad (capacité).

Un ampère correspond à G7mer,02 d’argent, déposé par minute , soit 0m8r,62 ou 8CC,93 d’hydrogène.

Un ohm est la résistance offerte par une colonne de mercure de 1 m ,02 sur 1 millimètre carré de section ou par un fil de cuivre de môme section et de 63 mètres de long.

Étant eoDnues la résistance et l’intensité, la force électromotrice (le volt) est donnée par la formule E = IR.

INTRODUCTION

par un fil gros et court, la chaleur dégagée par la pile sera celle provoquée par la dissolution du zinc. Mais si le fil est fin et situé en dehors du calorimètre, il s’échauffera et la chaleur cédée au calorimètre sera d’autant plus faible. Il en sera de même si l’on intercale un voltamètre dans le circuit. Dans ce cas, il y aura moins de chaleur extérieure dégagée, mais production d’un travail chimique équivalent.

La chaleur qui mesure l’énergie chimique est aussi proportionnelle à l’énergie électrique. Ainsi MM. Marié-Davy et Troost ont déterminé la force électromotrice développée par l’union des bases et des acides ; les nombres obtenus se sont trouvés proportionnels à ceux qui expriment les quantités de chaleur dégagée.

70. Décompositions électrolytiques. — A la décomposition de l’eau acidulée signalée plus haut, il ne sera pas inutile d'ajouter d’autres exemples de décompositions électrolytiques.

Décomposition de la potasse. — La potasse solide, étant introduite dans le circuit de la pile donne de l’oxygène au pôle positif, de l’hydrogène et du potassium au pôle négatif; si le potassium rencontre l’air, il s’enflamme. Si le pôle négatif est formé par du mercure, ce métal s’empare du potassium. Cette expérience est célèbre ; elle a conduit Davy à la découverte du potassium.

Electrolyse de V acide chlorhydrique et des chlorures. — L’acide chlorhydrique concentré donne volumes égaux de chlore et d'hydrogène, le premier se dégageant sur l’électrode positive (qui doit dans ce cas être en charbon de cornue) ; le second sur l’électrode négative. Si la solution est étendue, le chlore est mélangé d’oxygène.

Les chlorures métalliques se comportent comme l’acide chlorhydrique, sauf que l’hydrogène est remplacé par le métal au pôle négatif. L’électrolyse peut s’effectuer sur les chlorures maintenus en fusion ( electrolyse sèche ) ou sur leurs dissolutions aqueuses.- L’électrolyse sèche des chlorures a permis à M. Bunsen de préparer certains métaux : le lithium, par exemple. Dans le cas des dissolutions, la décomposition peut se compliquer de l’action qu’exercent le métal et le chlore sur l’eau. Ainsi une solution de chlorure de potassium fournira au pôle négatif de la potasse et non du potassium, celui-ci décomposant l’eau avec dégagement d’hydrogène, et le chlore dégagé au pôle positif pourra se trouver mélangé d’oxygène ou remplacé par ce gaz.

décompositions électrolytiques.

Electrolyse des sels oxygénés dissous. — Deux cas généraux se présentent : ou bien le sel se scinde, au moins en apparence, en acide et base se séparant, le premier au pôle positif, la seconde au pôle négatif, ou bien le métal du sel se dépose au pôle négatif cl l’acide se porte au pôle positif avec dégagement d’oxygène.

Introduisons une solution de sulfate de potassium, colorée par du sirop de violettes dans un tube en U. Cette solution est mise en rapport avec une pile par deux lames de platine plongeant dans le liquide sans se toucher. On voit bientôt la colonne du liquide communiquant avec le pôle positif se colorer en rouge, et la colonne négative en vert. La première contient de l’acide sulfurique libre ; la seconde, de la potasse. C’est l’expérience fondamentale de la doctrine électro-chimique de Berzelius, d’après laquelle le sulfate de potasse se dédouble d’après l’équation