A SULFATE DE CUIVRE
Petit modèle, Tase poreux, 6 cm. de
diam. et 11 de haat 9 à 10 ohms. 40 g. de cuivre.
Moyen modèle, 6 cm. de diam. et 1 5
de haut 5 à 6 — 60 à 70 —
Grand modèle (élément disque), 8 cm.
de diam. et i3 de haut.... » 4 — 100 à 126 —
TABLEAU COMPARATIF ENTRE LA POLARISATION DE L'ÉLÉMENT LECLANCHÉ ET L'ÉLÉMENT DE CLARK ET MUIRHEAD
Résistance du circuit.
100 ohms
Temps.
I minute
Perte de la force électromotrice due à la polarisation
EléiMnt LeeliKhé(i) Démest GUrk «t iBirbead (2) 1,5 pour cent i pour cent 5 a
Si rexpérience continue, Télément Lcclanché continue à baisser, tandis que Télément platiné reste constant.
Maiche a proposé, il y a quelque temps, de régénérer la pile Leclanché, en soumettant Télément épuisé à un courant contraire fourni par une dynamo. L*électrolyse des sels de zinc formés ramène le sesquioxyde de manganèse à rétat de peroxyde, tandis que du zinc se précipite sur le cylindre de zinc.
(i) Sur une résistance de 70 homs un élément sec Lcclanché- Barbier (voir page 275), du plus petit modèle, débitant 20 milliampères au début, donnait encore ig,5 au bout d'une heure : la polarisation n'était donc que de 2,5 % pour la nouvelle pile.
(2) Voir page 277.
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pôle ] la piU dite i glomérèe à | ques mob (fig. 76).
tu,. 71), - Pll.:<».1.«djnd»«.
|ïnn» un modUo plus rtcent on a supprimé le eh)
bon collecteur, et l'on a donaé à l'aggloméré la forme d'un cjliadre creux au centre duquel on a placé le bâton de zinc.
LECLAllCHE
BARBlE.R- BREVETE!-
La fig, 77 représente le modèle courant du nouvel élément à agglomère cylindrique, système Leclanché- , Barbier.
174 ptLES £lbctriques
La fig. 78 représente uq autre modèle de l'élémeot Leclanché-Barbier à grande surface, zinc circulaire et zinc central. La &g. 79 montre le zinc avec son bouchon de bois et son petit tube isolant de caoutchouc.
Il existe une nouvelle disposition de la pile Lcclanché imaginée par E. A. Wildt F..i. 7t. Fio. 79- (1887).
L'L'lOment consiste en un vase en terre ordinaire moulé duns lequel il y a trois saillies, une au centre du fond et unt; de chaque côté, près du rebord supérieur.
Ces saillies servent à maintenir une cloison courbe en verre, percte do trous coniques. Dans l'espace limité par cette cloison est placée une tige de charbon entourée de charbon concassé et de bioxyde de miinganèse. La partie supérieure de chaque compartiment est fermée pour empiicher l'évaporation et pour maintenir la tige dans une position centrale.
NOUVEAUX AGGLOMERES POUR TILKS LECLANCHE (HtNDEit ET F*anc:keh, iKSti)
Peroxyde de manganèse 40 partie»
Craphilc 44
Goudron {braij 9
Soufre 0.6
Eau 0,4
Ces substances sont réduites en poudre fine, mélangées,, moulées dans des formes métalliques, puis comprimées. et finalement, après dessication. chauffées graduellement' jusqu'à 35oo,
Elément Leclanché à liquide Immobilisé.— On
^ est parvenu ô rendre transportabics les élémeots Le-
^k clanché, grâce à l'immobilisation préalable des liquides,
^LDesruelles a obtenu ce- résultat en remplaçant la solu-
^Hiion de chlorured'ammonium par des filaments d'amiante
^^Bu de laine de verre préalablement trempés dans cette
^^■lémc solution, et Guérin en employant une dissolution
^^^bile à chaud d'agar-agar, sorte d'algue que l'on trouve
^^■ens les pays d'extrême Orient, et qui, en se rcfroi-
^^Bissant, devient une gelée solide et élastique.
I Pile sèche de Leclanché-Barbier (i), — Les
avantages de cette nouvelle pile ( llf-. 8o)
sur les éléments précédents du m&me
type (figures 76, 77 et 78) seraient,
d'après les inventeurs, les suivants :
l" Elle est livrée prt>te â fonctionner sans aucune manipulation ;
a" L'absence de liquide la rend applicable à des services pour lesquels l'usage des piles ordinaires serqit impossible ou au moins difficile, matpropre et coûteux;
3" Entretien nul jusqu'à épuisement et durée égale ;
4» Elle peut fonctionner dans toutes les positions.
(1) Celle pile renferme une substance 'iuc les diquent pas. laquvllc est destinée k absorber lu 9 rur« d'ammaniurQ.
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PILES AU PEROXYDE DE MANGANÈSE
Pile de Tyer. — Vase en verre, partagé verticalement en deux compartiments par une plaque de porcelaine percée de trous. Dans l'un des compartiments se trouve le zinc, et dans l'autre un charbon entouré d'un mélange de peroxyde de manganèse et de charbon concassé. On remplit l'élément avec une solution de chlorure d'ammonium.
Pile de Clark et Muirhead (1876). — Zinc contenu dans un vase de porcelaine percé de trous, entouré de charbon concassé, préalablement platiné, et de peroxyde de manganèse, charbon platiné, solution de chlorure d'ammonium.
Pile de Hoivell (1879). — Cette pile se compose d'un vase extérieur en grès dans lequel se trouve placé un autre vase de mémo nature, mais percé latéralement de trous. Au dedans de ce dernier vase est introduit un vase poreux contenant un zinc et une solution de sulfate d'ammonium, dans laquelle sont versées quelques gouttes de mercure. Un mélange de peroxyde de manganèse et de charbon concassé remplit, avec l'électrode de charbon, l'espace compris entre le vase extérieur et le vase troué. On mouille ce mélange avec de Tacide sulfurique étendu, additionné d'une petite quantité de sulfate de manganèse. £= 1,6 volt.
Pile de Leuchs. — Zinc, solution de potasse caustique à i5 7o'î ^'^^c poreux, bioxyde de manganèse, charbon. E= 1,9 volt.
de Gaiffe n" i (1875). — Zinc, solution de chlorure d'ammonium ; vase poreux contenant un char-
bon autour duquel on a disposé des couches superposa et alternées de bioxyde de manganèse et de charbon à grains, comme le montre la fig. 8a.
E = 1.45 volt.
PUe de Gailfe n» a (1878). — Zinc, solution de chl^ rure dv zinc ; cylindre creux de charbon (fig. 83) ser\'aiit
Fio. 113. - Pil» G
à la fois de vase poreux et d'élément collecteur, 1 dans lequfl se placent par couches superposi^es grains de bioxyde de manganèse et de charbon.
Pile de Payerne ;(i85.3).— Zinc, eau acidulée ; v
poreux, mélange de peroxyde de manganèse et acide sulfurique.
D'après Payerne, ce mélange, qui ne dégage pas d'oxygène à la température ordinaire, absorberait très facilement l'hydrogène provenant de l'action du zinc sur l'eau acidulée.
Suivant Le Roux, pour que le mélange de perûxydc de manganèse et d'acide sulfurique devienne efticacc, il faut le chauffer entre 70" et 80".
DtfOLARISAST ; OSVDE DE CUIVRE
Pile de Denys (1870). — ZincHg, eau ordinaire. salée ou acidulée:
vase poreux, acide sulfurique étendu et oxyde cuivrique, cuivre.
Cette pile a été proposée pour remplacer l'élément Daniell, sur lequel elle aurait, suivant Denys, les avantages sui-
V^JHtS.
M n'y aurait que très peu de sulfate de cuivre de formé à la fois, il n'y aurait pas de réduction directe en dehors de celle qui
Giipernn.
. . ^ : cuivrï longue
oxyit it cuinrc. — C, fil de
. ... trtlïpoui
p61e ptrtitif. — D.ipinkdeii' ' "
I 1 dclillon
fiiipporlfcpiriinc lui» de lillonj .
bile. — F, borne do p4lg n«^Iif. '
lierait de l'action du courant.
uBu
P11.F.S électuiijues
11 ne se formerait pas de cuivre réduit dam pores du vase poreux et la surface du zinc resterfl| beaucoup plus nette.
Pile de F. De Lalande et G. Chaperon (1881). ■ Zinc^'B-cuîvre ou fer, entouré d'oxyde cuivrique, solutiot de potasse caustique (i| à 3o ou 40 pour cent. E^OiU volt. Grand débit. R =^ 0,25 ohm (a).
Le zinc occupe la partie supérieure de l'élément.
L'oxyde cuivrique est contenu dans un récipient (
le qui Vient d ti t laiton imalgami k
granJc turface [ dccnie — a, rourerde f Ai
igiic lunw cnlimlic ta (pfral*^ j
(■} Ls pofAsid esl pTÛféruble â la soucie, parce qu'uUu im d» pas aaissnncj A des sels grimpants.
(9} Pour d«B surfaces polaires d'un décimilre curré, eapaote'fl 5 ceatiroËlrea luoe de l'aulre.
PILES A l'oxyde de cuivre a8l
cuivre ou en fer, qui occupe la partie inférieure de l'élément et qui sert en même temps d'électrode positive (Bg. 84).
Dans certains modèles le vase extérieur au lieu d'être en verre est en fer et sert par conséquent d'électrode l positive (Bg. 85 et fig. 86).
De Lalande et Chaperon ont également construit un élément à auge, représenté par la fig. 87.
Pour empêcher la carbonatation de la potasse, on recouvre les éléments à auges d'une couche d'huile lourde de pétrole.
L' élément Lalande- Chaperon présente l'avantage de ne consommer les produits qu'il contient qu'en proportion de son travail. Le zinc"e et l'oxyde cuivrique ne sont, en effet, nullement attciqués parla solution alcaline.
néactions chimiques .
Quand les pôles sont réunis, l'eau est décomposée, l'oxygène se porte sur le zinc et produit de l'oxyde de zinc qui se combine à la potasse pour former un zincalc alcalin, pendant que
agg PILES ÉLEcrniquEs
l'hydrogène réduit l'oxjde cuivrique à l'état mëtatllqdi
L, «uppùi
)li! de fer formint le p/ilc positif — B. couche d'oi^dc il
! Fond de l'iuge — C. Boroe se fiiant cunire li plaqiie de ci
— [), PlBijue de linc amilgame, Bxie ■ nns lime de liïlon aaKlgti
I itolalcur de ]■ plique de ilne. — M. borne du pdle a^ltt
On a donc :
i» Zn-|-2H»0=Zn(0H|î-fHi; ^ j Zn(OH,s + 3KHO=Zn(OK}9+2H*0-„ ^ j Hî + CuO = H*0 + Cu.
Réaction thermique. L'oxydation du zinc dégage 83i cal. La combinaison de cet oxyde avec la potasse dégi environ 8 cal. D'autre part, la décomposition de l'oxyi cuivrique absorbe 40,4 cal. On a donc, pour la chi dégagiJe dans cet élc-mcnt,
C = (83,6 cal. + 8 cal.) — 40.4 cal. = 5i .2 cal.
En appliquant la formule E = --^ ou £ = 0.0431 J (Voir: Calcid de la f. é-m. des piles, pages 70 à 83), i trouve une valeur sensiblement égale à 1,10 volt.
La f. é-m., mesurée directement, est, on le voit, peu plus faible que colle indiquée par la théorie. ( doit tenir probablement à ce que la chaleur de diss lion de l'oxyde de zinc dans la potasse n'a pas Hé 11
PILES A L'OXYDE FERRIQUE SSS
surée directement, mais déduite de considérations théoriques.
Régénération de l'élément. — En traitant la pile épuisée comme un accumulateur, c'est-à-dire en y faisant passer un courant inverse, on ramène les divers produits à leur état primitif; le cuivre absorbe intégralement l'oxygène, et l'alcali se régénère pendant que le zinc se dépose ; mais l'état spongieux du zinc déposé oblige à le soumettre à une manipulation ou à le recevoir sur un support de mercure.
DÉrOLARISANT : OXYDE DE PLOMB
Pile de Morgan (1881). — Zinc, solution de chlorure d'ammonium ; litharge, plomb.
La litharge est placée au fond du vase et entoure la partie inférieure de l'électrode de plomb.
Béaction chimique. Formation de chlorure double d'ammonium et de zinc, dégagement de gaz ammoniac et réduction de Toxyde de plomb à l'état métallique.
Pile de Gaiffe (1872). — Zinc, solution de chlorure d'ammonium; minium (Pb'O^), plomb. E = o,5 à 0,6 volt.
Le minium occupe le fond du vase et entoure la partie inférieure de l'électrode de plomb.
Cet élément ne travaille qu'en circuit fermé.
DÉPOLARISANT I OXYDE FERRIQUE
Pile de Claniond(i874). — Zinc, solution de chlorure d'ammonium; vase poreux contenant de l'oxyde fcrrique (Fe-O^) obtenu par précipitation et des fragments de coke, le tout tassé autour d'une électrode en charbon.
PtLSS iLECTKIQOBS
Pile de Brémond (1884). — Dans un vase poreux
on dispose un cylindre en cbarbon entouré d'un mélange d'oxyde ferrique et de charbon en poudre, et le tout est enveloppé d'un grillage serré en fiMe fer. L'élément, ainsi constitué, est plongé dans une fosse d'aisance. Le grillage en fer est le pôle négatif.
Béaction chimique. Formation de sulfure de fer et réduction de l'oxyde ferrique (i).
1)K POLARISANT : SULFATBS DE MERCURE
Pile de Marié-Davy (iSSg). — Zinc, eau pure ou acidulée; vase poreux contenant une pftte' épaisse de sulfate de mercure, au milieu de laquelle se trouve une électrode en charbon.
E=i,3à 1,5 volt.
On prépare la pAte de sulfate de mercure en délayant dans l'eau ce sel préalablement bien pulvérisé.
On peut monter cet élément avec du sulfate mercuriquc (SO' Hg\ du sulfate mercureux {SO' Hg-), ou du turbith minéral (SO'Hg') (21, sans que la f. é-m. varie d'une manière sensible. La fig. 88 représente
Fie. su.
Pile de Miriii-Darv.
lion U>u<-*n''t(l! ■
une pile de deux éléments.
(I) RéaclioD peu probable (D, T.)-
(a) Le turbith minÊral est ce composé jaune qui prend nalusnce
PILES AU SULFATE DE MERCURE a85
Sur les lignes télégraphiques, c'est le sulfate mercureux qui est employé exclusivement à cause de sa plus longue durée.
