ACTION CHIMIQUE DE LA PILE

35o. Il paraît résulter de l’ensemble des faits actuellement connus , que toutes les particules des corps simples sont naturellement douées d’étals électriques divers , qui constituent une de leurs propriétés essentielles et non moins inaltérables que toutes les autres. On croit même que la diversité de ces états électriques peut expliquer les combinaisons qu’on attribuait autrefois à l’affinité. Si ces propositions étaient vraies, les molécules des corps simples devraient posséder une tendance naturelle à s’approcher de l’un ou l’autre des deux pôles d’une pile , suivant que ces molécules seraient elles-mêmes électro-négatives ou électro-positives ; et comme les deux pôles d’une pile peuvent acquérir des caractères électriques extrêmement prononcés , il s’ensuivrait que deux corps simples réunis devraient s’abandonner réciproquement pour se porter vers les deux pôles d’une forte pile.

Ce que nous venons d’indiquer comme propre à fortifier les deux propositions qui précèdent est précisément ce qui résulte d’expériences modernes qui ont exercé la plus grande influence sur la chimie , tant sous le rapport de la nouveauté des faits que sous celui de la théorie.

Nous allons exposer les principales actions de cet ordre, en indiquant les meilleurs moyens de les obtenir et l’explication qu’on en donne.

MM. Carlisle et Nicholson ont reconnu , pour la première fois , le 3o avril 1 800, que l’aclion d’une pile quoique très informe dégageait une odeur d’hydrogène; et en effet, en dirigeant le courant de la pile à travers un tube plein d’eau, on vit bientôt ce gaz s’accumuler, pendant que le

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fil qui servait de conducteur au pôle positif de la pile s’oxidait rapidement»

Aujourd’hui l’expérience se répète d’une manière plus simple et plus démonstrative. On se sert d’un entonnoir tronqué; l’ouverture inférieure est fermée par un bouchon de liège enduit de mastic ; on fait pénétrer de bas en haut, à travers ce bouchon, dçux fils de platine jusqu’il ce que leur extrémité paraisse dans la capacité de l’entonnoir. On verse.de l’eau dans cet entonnoir, et l’on renverse sur les extrémités des deux fils de platine deux cloches graduées, également remplies d’eau»

Tout étant ainsi disposé , si l’on fait communiquer les deux fils de platine avec les deux pôles d’une pile , on voit paraître h. l’instant une quantité innombrable de petites bulles de gaz qui couvrent d’abord les fils , s’en détachent bientôt, et s’élèvent par un courant ascendant vers le sommet des cloches. L’un des fils paraît produire beaucoup plus de gaz que l’autre; et, en effet, au bout d’un certain temps on trouve que l’une des cloches graduées contenant un volume de gaz , l’autre en contient exactement deux.

En examinant la nature de ces produits, on trouve que la cloche placée au dessus du fil qui représente le fil positif contient un volume d’oxigène pur, tandis que la cloche placée au dessus du fil qui représente le pôle négatif contient deux volumes d’hydrogène. Si l’on réunit ces deux gaz dans un eudiomètre et qu’on les enflamme par l’étincelle électrique , il se produit de l’eau sans aucun résidu gazeux.

Il reste donc démontré que l’action galvanique décompose l’eau en ses deux élémens, qui se portent vers les deux pôles de la pile.

Si les fds dont on fait usage pour transmettre h l’eau l’action galvanique sont formés de métaux oxidables ,

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comme le cuivre ou le zinc , l’hydrogène continue h se dégager sous forme de gaz , au pôle négatif, mais le fil du pôle positif se combine avec l’oxigène produit et s’oxide rapidement.

Si l’on tente l’expérience que nous venons de décrire avec de l’eau distillée , la décomposition marche avec une extrême lenteur, parce que ce liquide pur est un très mauvais conducteur du courant galvanique ; mais si l’on ajoute au liquide une petite quantité d’un sel soluble , ou mieux quelques gouttes d’acide, la décomposition de l’eau devient extrêmement rapide.

Aucun fait n’est certainement plus extraordinaire que

celui dont nous venons de détailler les circonstances.

Jusqu’à l’époque de sa découverte, on n’avait jamais pu séparer deux élémens d’un corps composé , qu’en combinant au moins l’un des deux avec un troisième corps ; et de plus les élémens séparés demeuraient à la place où ils avaient été isolés. Ici les deux fils de platine correspondent dans deux cloches différentes , en conséquence ils ne sont pas en rapport avec les mêmes molécules d’eau , et il semble que dans la cloche où l’on sépare de l’hydrogène , l’oxigène devrait être mis en liberté , et réciproquement pour l’autre cloche. IJne niasse d’eau continue fait communiquer les liquides des deux cloches ; mais dans quel endroit se produit la décomposition de l’eau , et comment les gaz sont-ils transportés invisiblement de ce point vers les fils de platine P On a fait diverses tentatives pour éclaircir ces difficultés. Si l’on fait arriver les deux pôles de la pile dans deux vases séparés contenant de l’eau , et qu’on fasse communiquer les liquides des deux vases par un conducteur métallique , les produits apparaissent dans le même vase , l’un au fil de platine , l’autre à l’extrémité du conducteur de communication. Si cette communication est établie au

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moyen d’un conducteur humide, comme une mèche d’amiante, Foxigène se produit dans un des vases et l’hydrogène dans l’autre.

II est impossible d’admettre qu’une molécule d’eau aille d’un pôle à l’autre pour y laisser ses deux élémens ; car, d’une part, on ne peut apercevoir aucun mouvement dans le liquide soumis aux expériences , et , d’une autre part , cette expérience réussit également bien avec un morceau de glace ou d’eau solide.

Voici l’explication que M. Grotthuss a donnée de ces singuliers phénomènes : on peut se représenter chaque molécule d’eau comme formée d’oxigène et d’hydrogène qui ne sauraient occuper le même lieu dans l’espace, mais dont les dispositions électriques opposées sont satisfaites parla combinaison , en sorte que ces molécules composées roulent confusément les unes sur les autres dans le liquide, ou sont agglomérées , sans direction particulière , par la cohésion dans le solide ,* cela posé , si l’on considère une file droite ou sinueuse de ces molécules se portant, comme une chaîne, du pôle positif au pôle négatif, on concevra que la molécule composée n° 1 , qui se trouvera la plus voisine du fil positif, tournera son côté oxigène qui est négatif vers le fd , pendant que son côté hydrogène fera également tourner de son côté la partie oxigène de la molécule n° 2, et ainsi de suite jusqu’à la dernière molécule qui touchera le fil négatif par son côté hydrogène. Dans cet état, si l’attraction du fil positif pour Foxigène de la molécule n° 1 est assez forte pour séparer son oxigène de son hydrogène , celui-ci devenu libre s’emparera de Foxigène de la molécule n° 2, dont l’hydrogène devenu libre agira de même sur Foxigène de la molécule n° 3, et ainsi jusqu’au fil négatif, ou la molécule hydrogène se dégagera sous forme de gax.

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Cette ingénieuse explication rend parfaitement compte des décompositions à distance, et du transport des élémens dans le liquide , et elle s’applique , sans plus de difficultés, aux corps solides, puisque nous sommes forcés d’admettre que les molécules de ces derniers sont réellement placées à des distances réciproques considérables , relativement à leur volume , cé*qui comporte la faculté de se tourner dans divers sens , ainsi que notre théorie l’exige.

Ce que nous venons de dire d’une seule file de molécules peut s’appliquer à toutes les files qui font communiquer chaque point de la surface d’un conducteur avec chaque point de la surface dJun autre.

On conçoit que si l’oxigène et l’hydrogène , qui ont une si grande affinité l’un pour l’autre, sont ainsi séparés par faction de la pile, elle devra à plus forte raison décomposer les oxides facilement réductibles; et en effet, si l’on dépose une petite partie d’oxide d’argent sur une lame «de platine communiquant avec le pôle positif d’une pile, et si l’on approche le fil négatif de l’oxide , on verra bientôt se produire un globule d’argent métallique au contact de ce fil.

Si les oxides sont moins facilement réductibles, il faudra les humecter, ce qui favorise la conductibilité.

Le célèbre appareil de Yolta n’aurait rendu que de faibles services h la science chimique, si son action s’était réduite à analyser ainsi spontanément des composés déjà connus; mais II. Davy , en essayant dès 1807 l’action d’une très forte pile sur toutes les substances qui pouvaient présenter quelque intérêt , réussit fort inopinément à décomposer les alcalis fixes, qui jusque-là étaient considérés comme des corps simples. On a depuis trouvé que toutes les prétendues terres avaient également des bases métalliques.

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Lorsqu’on soumet un morceau de potasse h l’alcooi (hydrate de potasse), en l’humectant un peu, à l’action des deux pôles opposés d’une forte pile , on ne tarde pas à apercevoir autour du fil négatif de petits globules brillans, qui brûlent avec beaucoup d’éclat dans l’air et même dans l’eau ; mais on conçoit que la grande avidité du potassium pour l’oxigène était un obstacle à l’obtenir et à l’accumuler en quantité notable. C’est M. Seebeck qui en a fourni le moyen : il consiste à creuser d’un trou le fragment de potasse et à remplir cette cavité de mercure; la potasse communiquant avec le fd positif, et le fil négatif plongeant dans le mercure , le potassium séparé s’amalgame peu à peu avec le métal liquide qui l’enveloppe et le protège contre l’action de l’air, en sorte qu’il suffit de chauffer l’amalgame pour volatiliser le mercure et obtenir le potassium pur.

Les acides sont décomposés comme les oxides par faction de la pile; pour les oxides, on conçoit que l’oxigène se porte toujours au pôle positif, et pour l’acide hydrochlorique , c’est le chlore qui prend ce caractère.

Les sels sont en général décomposés par la pile. Leur acide, partageant le caractère électrique de Foxigène, se porte au pôle positif, et leur base au pôle négatif; mais il peut arriver qu’une pile énergique décompose simultanément le sel , son acide et sa base. Au reste, les phénomènes produits sont très variables , et dépendent de la rapidité du courant galvanique et des caractères électriques plus ou moins prononcés des élémens divers du sel.

Il est très facile de rendre sensibles ces sortes de décompositions ; il suffit de placer dans un siphon de verre une faible solution de sel marin par exemple , et de la colorer avec le sirop de violette ou la teinture de chou rouge , les deux fds de la pile la plus faible étant plongés

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dans les deux branches de ce siphon, le liquide deviendra rouge du côté positif, et vert du côté négatif; en changeant les pôles de branches, la couleur bleue se rétablira d’abord , et les couleurs rouge et verte se reproduiront bientôt en sens inverse.

L’ammoniaque est depuis long-temps considérée par les chimistes comme un alcali fort analogue dans ses propriétés à la potasse et à la soude, s’en distinguant seulement par son état habituel de fluide aériforme. Il était donc naturel, après avoir découvert le potassium et le sodium, de rechercher par les mêmes voies l’ammonium, ou un métal formant la base de l’ammoniaque.

Les recherches, tentées d’abord par M. Seebeck et répétées ensuite par plusieurs chimistes , n’ont point conduit à ce but, mais ont fait découvrir d’autres circonstances curieuses.

Si l’on place dans une petite capsule d’hydrochlorate d’ammoniaque un globule de mercure, la capsule étant en communication avec le pôle positif et le mercure avec le pôle négatif, on voit ce métal se gonfler h vue d’œil et prendre cinq ou six fois son volume primitif. Si Ton interrompt le courant, tout disparaît peu à peu , et le mercure reprend son état primitif. On a , du reste, constaté que ce nouveau genre d’amalgame était un composé de mercure, d’hydrogène et d’ammoniaque en proportions fixes, susceptible de cristalliser à o° température, et qui peut être obtenu directement par d’autres voies que faction de la pile.

MOUVEMENS DÉTERMINÉS PAR l’àCTÎON DE LA PILE.

35 1 . S’il est possible de se rendre compte des actions moléculaires ou chimiques par les caractères électriques de

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la pile et des molécules composantes des corps qui sont soumis à son action , il n’est pas aussi facile de se rendre compte de certaines actions mécaniques que les courans de la pile exercent sur des masses, de manière à les dé* placer et à les agiter avec plus ou moins de violence; aussi nous nous bornerons à exposer quelques uns de ces curieux phénomènes, sans essayer d’en fournir l’explicacation, qui nous paraît jusqu’ici au dessus de la portée de nos théories.

Si l’on partage la capacité d’une capsule de verre par une cloison membraneuse de vessie ou de baudruche, si fou remplit à moitié la capsule d’un liquide conducteur, et que l’on fasse communiquer un côté avec le pôle positif d’une pile et l’autre avec le pôle négatif, on observe que, pendant l’action du courant , le liquide passe h travers la membrane, en sorte que son niveau s’élève du côté négatif, en s’abaissant du côté positif. Le phénomène devient encore plus sensible au moyen d’un tube de verre fermé par un bout d’une peau de vessie; ce tube étant plongé dans un vase rempli d’un liquide conducteur, et contenant lui-même du liquide au même niveau que le vase , si l’on plonge le fil positif de la pile dans le liquide extérieur et le fil négatif dans l’intérieur du tube , on verra bientôt le liquide s’élever dans le tube contre l’action de la pesanteur, et h plusieurs pouces au dessus du niveau extérieur.

Si l’on place dans une capsule de verre large et peu profonde une certaine quantité de mercure , et qu’on le recouvre d’une couche d’acide sulfurique concentré, en plongeant les fils de platine des deux pôles d’une pile ordinaire dans l’acide sulfurique, le mercure se livre aussitôt à une violente agitation, et l’acide qui le recouvre paraît lui-même entraîné par de rapides courans dans sa surface de contact avec le métal. Si les deux fils sont op-

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posés Pun à I autre suivant un des diamètres de la masse du mercure , elle s’alonge en tournoyant vers le pôle négatif. Si les deux fils présentent un angle droit, la masse de mercure tourne rapidement en s’approchant du pôle négatif; si l’un des fils est placé au dessus du mercure, celui-ci se soulève et s’amoncelle, ou se déprime et se ride comme sous l’influence d’un souffle violent. Tous les acides concentrés et les dissolutions salines produisent des phénomènes analogues; mais une solution alcaline laisse le mercure dans le repos le plus absolu , pourvu que^ ce métal soit très pur ou qu’il ne contienne que des métaux électro-négatifs comme l’or et l’argent, tandis que des atomes d’un métal électro-positif, comme le potassium et le zinc, suffisent pour rendre à la masse mercurielle sa mobilité; en sorte que, par exemple , sous une solution de potasse , en touchant un instant le mercure avec le pôle négatif, il se produit assez de potassium pour communiquer à toute la masse de mercure la propriété de se mouvoir sous l’influence du courant.