ACTION DE L'AIR SUR LES .COUPLES A UN SEUL ÉLECTROLYTE
NON DÉPOLARISANT
Dès 1801, Van Marum avait montré que la pile de Volta gagnait en force lorsqu'elle était placée sous un réservoir rempli d'oxygène.
Vers la même époque (1801) Pepys constata que, lorsqu'une pile fonctionnait dans l'air, il y avait absorption de gaz, que la présence de l'oxygène augmentait l'action de la pile, et que l'azote tendait à l'arrêter.
Quelque temps après, Biot et Cuvier observèrent également une absorption gazeuse avec une pile formée de disques de zinc, de cuivre et de drap imbibé d'une solution de sulfate d'aluminium. En même temps, ces savants remarquèrent que l'action de la pile se ralentissait pour se ranimer après l'introduction d'une nouvelle quantité d'air.
Adie(i848) remarqua qu'un petit élément, zinc-platine, qui dans l'eau aérée donnait une déviation de 3,5 degrés, en donnait une de o,5 degré seulement dans l'eau bouillie ; il reconnut, en outre, que la présence de l'oxygène était simplement utile, mais non nécessaire, dans la production du courant.
Viard (i85o) a étudié d'une manière plus précise le rôle de l'oxygène libre dans les piles, et voici les conclusions auxquelles il est arrivé.
1^ Lorsque deux lames de même nature sont plongées dans le même électrolyte en présence de quantités suffisantes d'oxygène dissous, la lame oxygénée est positive (i) par rapport à la lame non oxygénée ;
(1} Charbon ou platine des piles ordinaires.
Il8 PILES ÉLECTRIQUES
2^ Dans les piles simples, formées par deux métaux différents, Tintensité augmente avec la quantité d'oxygène dissous;
3* Dans les piles, l'oxygène intervient par sa présence sur la lame positive, et sa présence au pôle négatif (zinc) ne modifie pas sensiblement ou diminue Tintensité du courant.
PILES A ELECTROLYTE DEPOL.\RISANT
Pile de Broglio. — Zinc-charbon, solution concentrée de bisulfite de potassium ou de sodium. Le zinc se dissout dans ces solutions sans dégagement d'hydrogène et, par conséquent, il n'y a pas de polarisation de Tclectrode de charbon.
Sa f. é-m. serait, d'après Broglio, à peu près égale à celle du couple au bichromate, mais sa durée beaucoup plus longue.
Dans cette pile, le zinc est attaqué, même en circuit ouvert.
néaction chimique : Formation de sulfite de zinc, de sulfite alcalin et d'hydrosulfite SO^KH ou SO^NaH.
Pile de Roberts (i852). — Etain-platinc, acide azotique étendu. L'intensité de cette pile, d'après Moigno, serait très considérable. 5o petits éléments de ce genre, de i6 centimètres de hauteur et ii centimètres de diamètre, seraient capables de dégager 21 cm^ de gaz tonnant à la minute.
Réaction chimique : Il se dégage de l'oxydç azoteux
PILES A ÉLECTROl^YTE DÉPOLARISANT 1 19
Az'O, et il se forme de Tacide métastannique Sn*0** (H^O)*, de l'azotate d'ammonium et de l'azotate d'étain.
Pile de Boettger (1867). — Vase en charbon recouvert extérieurement d'un vernis et rempli d'une solution de sulfate ferrique. Dans cette solution plonge un cylindre de zinc amalgamé.
Réaction chimique : Réduction du sulfate ferrique en sulfate ferreux et formation de sulfate de zinc.
Pile de Pabst (1884). — Fer forgé-charbon, solution étendue de chlorure ferrique. E = 0,78 volt.
Réaction chimique : Réduction du chlorure ferrique en chlorure ferreux.
Pile de Figuier (i863). — Zinc-charbon ou fercharbon, solution concentrée de chlorure et de sulfate ferrique.
D'après Figuier, un seul élément décomposerait l'eau, ce qui fait supposer sa f. é-m. égale au moins à 1 ,5 volt. Lorsque la pile s'est épuisée, on fait passer dans Je liquide un courant de chlore, qui ramène les sels ferreux formés à l'état de sels ferriques.
Réaction chimique : Le chlorure et le sulfate ferrique sont réduits par Thydrogène à Tétat de chlorure et de sulfate ferreux. Lorsqu'on emploie le zinc, il se forme, en outre, du chlorure et du sulfate de zinc.
Pile de Fonvielle et Dehérain (i858). — Zinc"?cuivre, bioxyde d'hydrogène additionné d'un dixième d'acide chlorhydrique. Courant plus fort qu'avec le couple de Wollaston.
Pile de Desbordeaux (1844). — Zinc-cuivre, solu-
I90 PILCS éLECTBIQUlS
tion de sulfate de zinc contenant un peu de sulfiatê de cuivre. Les couples sont disposés comme ceux de la pile de Wollaston. Cette pile présente le grave inconvénient de former des couples locaux, par suite du dépôt du cuivre sur le zinc.
Pile de Laurie (1881). ^ Zinc^s-charbon, solution d*iode dans de Tiodure de zinc. E = i volt. Le zinc est attaqué même en circuit ouvert.
Pile de Defonvielle et Humbert. — ZincHs-charbon, eau saturée de chlore additionnée d*un dixième diacide chlorhydrique.
On fait passer de temps à autre un courant de chlore dans le liquide.
Réaction chimique : Le zinc attaque l'acide chlorhydrique et donne du chlorure de zinc et de l'hydrogène; mais celui-ci, au lieu de se dégager, se combine au chlore et reforme de l'acide chlorhydrique.
de Eiseninann (1886). — Zinc^g-charbon, solution de tungstate de sodium.
Cette solution s'obtient en faisant dissoudre dans 35ocm^ d'eau 3o g. de tungstate de sodium, et 5 g. de phosphate de sodium, et en ajoutant à cette dissolution une petite quantité d'acide sulfurique.
Pile de Mouthiers (1867).— Zinc-charbon, solution concentrée de sulfate ferreux.
Réaction chimique : Le zinc se dissout avec dégagement d'hydrogène, et il se précipite de l'hydrate ferrique, résultant de l'oxydation de l'hydrate ferreux.
II peut paraître étrange, au premier abord, que l'hy-
PILES A éLECraOLYTE DÉPOLARISANT 121
drate ferreux puisse s'oxyder, alors qu*il se trouve en présence d'un réducteur tel que Thydrogène (H + cal.); mais cela n'a rien d'étonnant, puisqu'il résulte des expériences de D. Tommasi que l'hydrogène dégagé dans ces conditions n'est pas apte à réduire l'hydrate ferrique.
Ce fait est encore un des nombreux arguments en faveur de la théorie de D. Tommasi sur l'état naissant des corps.
Pile de Laurie (1886).— Cadmium-platine, solution d'iodure de cadmium additionnée d'iode. E = 1,076 volt.
La plaque de cadmium est animée d'un mouvement rotatoire assez rapide, de manière à traverser le liquide excitateur à raison de deux ou trois tours par seconde. La force motrice est fournie par un mouvement d'horlogerie.
Pile de Ajntnonnet (1886).— Fer-charbon, eau régale étendue d'eau. E = i,3 à 1,1 volt.
La réaction chimique principale est représentée par réquation suivante :
a Fe -h 6 HCI + a AzO» H = Fe^Cl^ -|- 4 H«0 + 9 AzO.
Mais il se forme, en outre, une petite quantité d'azotate de fer et d'hydrate ferrique qui se dissout dans le chlorure ferrique.
Pile de Fyte (1837). — Zinc-fer, solution contenant du sulfate de cuivre, de l'azotate de potassium et du chlorure de sodium.
Pile de Zaliwski-Mikorski (i86g). — Cuivrecharbon, mélange d'acide sulfurique et d'acide azotique étendus d'eau.
129 PILES ÊLCCTRIQUES
Pile de D. Tommasi (1866). — Magnésium-platine ou magnésium-charbon, solution de sulfiate mercurique dans de l'eau saturée de chlorure de sodium. L'opération se fait à chaud ; le liquide refroidi, on le filtre. E = 1,7 volt.
Pile de Lobstein. — La pile est formée d*une cuve en plomb, au fond de laquelle se trouve placées une lame de zinc et une lame de cuivre.
La solution excitatrice contient :
Acétate de plomb 400 grammes
Chlorure de sodium 400 »
Acide sulfuriquc looo »
Eau 1000 »
Cette pile a été imaginée par Lobstein pour 1 étamage galvanique du fer.
Pile de "Wlieatstone. — Amalgame de zinc pâteux contenu dans un vase poreux ; solution de sulfate de cuivre, cuivre.
C'est une pile Daniell à un seul électrolyte.
Béaciion chimique : Décomposition du sulfate de cuivre ; formation de sulfate de zinc et dépôt de cuivre métallique sur Télectrode positive.
de Gladstone et Tribe (1872). — Cuivreargent ; solution à 6 pour cent d'azotate de cuivre.
La lame de cuivre plonge entièrement dans la solution, tandis que la lame d'argent, qui a la forme d'une cuvette aplatie, n'est en contact avec la solution que par sa partie inférieure seulement. Les deux lames sont disposées horizontalement par rapport au liquide.
Réaction chimique : L'azotate de ' cuivre se décom*
PILES A ^LECTROLYTE DÉPOLARISANT 193
pose avec formation d'oxyde cuivreux qui se dépose sur l'argent, et le cuivre du couple entre en dissolution et régénère l'azotate*
Les formules suivantes peuvent servir à rendre plus intelligibles le changement et le transport chimiques.
Avant le contact :
m Ag -f O -f (Az03jK:u + (AzQ*)sCu + n Cu.
Après le contact :
m Ag -f eu«0 + (Az03)«Cu + (Az05)«Cu -|- (n-2)Cu.
Cette action se continue évidemment jusqu'à ce que le cuivre se soit épuisé ; Toxygène étant fourni par Tair, de là le nom que Ton a donné à ce couple de pile à air.
En employant une solution d'azotate de cuivre désoxygénée, on obtient un courant excessivement faible, et encore ce courant est-il dû, probablement, à la difficulté que Ton a de supprimer complètement Tair de la solution et à une certaine quantité d'oxygène condensée à la surface de Targent.
