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de — a

Enfin, M. Wiedemann a essayé d'édifier une théorie de l'électrolyse, ens'appuyant sur le principe de la conservation de la force. Il part de cette donnée que la majeure partie du travail accompli par le courant dans l'électrolyte n'apparaît point à l'extérieur, le travail consommé étant en grande partie régénéré à nouveau. Ainsi, dans l'électrolyse du sulfate de cuivre au moyen d'électrodes en cuivre, le travail dépensé pour précipiter le métal de la solution sur l'électrode négatif est compensé par le travail que développe au pôle positif la disso-

EFFETS DE L'ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE

lution d'une égale quantité de cuivre. En outre, La séparation des éléments dans chaque molécule de la solution consomme un certain travail ; mais la recomposition de ces éléments avec ceux des molécules voisines rend libre la même quantité de travail. Gomme travail extérieur accompli il ne reste donc que : 1" le transport d'une certaine quantité de métal sur l'électrode négatif; 2° le transport sur l'électrode positif d'une certaine quantité de sel, ce qui augmente la concentration de la liqueur dans cette partie de l'électrolyte ; 3° dans le cas où le liquide est divisé en deux portions par une cloison poreuse, la translation en masse du côté de l'électrode négatif d'une certaine quantité de solution non décomposée; 4° enfui, il disparaît une grande quantité de travail qui est absorbé par le frottement mutuel des molécules que le courant met en mouvement ; le travail ainsi perdu reparaît sous forme de chaleur, et comme , d'après ce qui a été dit plus haut, la chaleur développée par un courant est proportionnelle à la résistance des conducteurs , nous devons en conclure que les obstacles qui s'opposent au mouvement imprimé par le courant sont directement proportionnels à cette même résistance. Cela nous explique la relation qui existe entre la transmission de l'électricité et la décomposition chimique, ainsi que les eflets mécaniques qu'on observe dans l'électrolyte.

Nous n'avons pas besoin de faire remarquer que les considérations précédentes ne sauraient, en aucune façon, prétendre à constituer une théorie rigoureuse; elles avaient surtout pour but de jeter plus de clarté sur les phénomènes électrolytiques. Récemment M. Clausius a soulevé des objections sérieuses contre la base même de la théorie de Grotthus. Pour que les éléments d'un composé se séparent, il faut employer une certaine force; aussi longtemps que le courant ne l'a pas acquise dans l'électrolyte, il ne peut pas y survenir de décomposition chimique; et par contre, une fois la limite franchie, la décomposition devrait atteindre un grand nombre de molécules à la fois, car elles se trouvent toutes placées sous l'influence de la même force. Or c'est ce qui n'arrive pas: le plus faible courant, on l'a vu, détermine une décomposition qui croît avec l'intensité du courant. M. Clausius écarte la difficulté en invoquant sa théorie de l'état liquide (cf. § 284^): il admet, en général, que les atomes constituants d'une molécule matérielle ne sont pas réunis les uns aux autres d'une manière fixe et invariable, mais qu'ils exécutent des vibrations dans toutes les directions; dans les liquides, les trajectoires décrites par les atomes seraient assez grandes pour qu'un élément positif pût facilement pénétrer dans la sphère d'activité de l'élément négatif d'une autre molécule, et vice versa. Un élément devenu libre de cette manière chemine dans l'intérieur du liquide jusqu'à ce qu'il rencontre un élément de nom contraire avec lequel il se combine. Si un courant traverse l'électrolyte, il tend à pousser tous les éléments positifs vers le pôle négatif, et tous les éléments négatifs vers le pôle positif; les premiers se rendront donc en plus grand nombre sur l'électrode négatif, et les seconds sur l'électrode positif. Jusqu'ici cette hypothèse n'a pas encore été appliquée à l'explication détaillée des phénomènes électrolytiques.

[326h. Galvano-caustique chimique. — Tandis que la galvano-caustique thermique utilise les effets calorifiques du courant de la pile pour porter à l'incandescence des cautères métalliques destinés à détruire les tissus par ustion (cf. § 322a), c'est aux effets chimiques que la galvano-caustique chimique emprunte ses moyens de cautérisation. Nous avons vu, § 324e, qu'en faisant passer un courant galvanique à travers une substance animale , vivante ou morte, on opère la décomposition des sels minéraux renfermés clans les par-

W I :NDT, Physique médicale. '10

de l'électricité

lies placées sur le trajet de l'électricité; les acides se rendenj à l'électrode poi sitif et les alcalis à l'électrode négatif. Or les éléments ainsi séparés réagissent sur les parties avec lesquelles ils si; trouvent en contai !. Si les électrodes sont inaltérables, c'est sur les tissus que se porte l'action des acides et des alcalis et il en résulte une cautérisation semblable à celle que produisent les caustiques potentiels : au pôle positif on obtient une eschare dure et rélractile comme celle que déterminent, en général, les acides ; au pôle négatif, l'eschare due à la présence des alcalis, est molle et non rétractile. 11 est bien entendu que la cautérisation se limite aux parties directement en contact avec les électrodes.

La galvano-caustique chimique exige l'emploi d'une pile à forte tension, car les tissus organiques qui sont interposés dans le circuit offrent une grande résistance au passage du courant ; il s'ensuit qu'il faut augmenter la résistance intérieure en associant les couples en série. On doit , d'ailleurs , choisir des éléments à petite surface, pour éviter autant que possible les effets calorifiques. Les piles de Gaiffe, de Ruhmkorff, de Pincus, décrites précédemment (voy. §§ 309j, 309li, 309 ') sont très-propres à cet usage.

La forme à donner aux électrodes est nécessairement subordonnée à la disposition des parties qu'on veut cautériser. En général , on se sert d'aiguillemétalliques que l'on implante dans les tissus à une certaine distance l'une de l'autre.

Si l'on veut obtenir des effets de cautérisation aux deux électrodes, il. faut les choisir en métal inattaquable par les produits de décomposition; l'électrode positif devra donc être en platine ou en acier doré ; pour l'électrode négatif, on pourra prendre du cuivre ou de l'acier, car ces métaux ne sont pas attaqués par les alcalis. Quand un seul des électrodes est destiné à agir, on applique l'autre à la surface du corps ; c'est de cette manière qu'on procède lorsqu'il s'agit de cautériser des rétrécissements de l'urèthre.

C'est cà M. Cisinelli, de Crémone, en 1860, que revient l'honneur d'avoir érigé la galvano-caustique chimique en méthode bien définie, d'en avoir compris le mode d'action et la portée.

— On a aussi utilisé l'action coagulante de l'électrode positif sur le sang pour la cure des anévrysmes ; ce mode d'application de la méthode électrolytique constitue ce qu'on appelle la galvano-puncture.]

[Bibliographie : Cisinelli, Dell' azionc chimica dell' ellectrico sopra i tessuti organici viventi e délie sue applicazioni alla terapeutica ; Crémone 1862. — -A. Tripiei:, La galvano-caustique chimique (Annales de V ' électrothérajne , janvier 18G3 ; Arch. gén. de médecine, janvier 1866). — Scoutetten, De la méthode électrolytique dans ses applications aux opérations chirurgicales {Bull, de VAcad. de médecine, 11 juillet 1865, t. XXX, p. 969). — Cit. Sakazin, art. Cautère (Nouv. Dict. de méd. et de chir. 2>rat., 1867, t. VI, p. 582). — Malles et Tripier, De la guérison durable des rétrécissements de l'urèthre par la galvano-caustique chimique, lr0 édition. Paris 18G7: 2e édit., Paris 1870.]

327. Polarisation galvanique. Résistance au passage. — Les réactions chimiques que produit le passage du courant galvanique dans un conducteur liquide modifient la composition de ce dernier; il peut en résulter un affaiblissement d'intensité du courant, soit parce que la résistance du liquide augmente,

EFFETS DE l'kleC.TRICITK DYNAMIQUE.

soit parce que les produits de décomposition donnent naissance à un courant secondaire marchant en sens contraire du courant principal. Le plus souvent c'est la dernière de ces causes, désignée assez improprement sous le nom de polarisation galvanique, qui rend inconstants les courants dirigés à travers les liquides. La résistance n'augmente que lorsque les électrodes se recouvrent à la suite de Pélectrolyse d'un dépôt mauvais conducteur, comme par exemple, une couche d'oxyde.

Les produits de décomposition gazeux constituent la source la plus fréquente de [a polarisation galvanique; tel est le cas qui se présente dans Pélectrolyse de l'eau ou des'solutions aqueuses : l'oxygène devenu libre à l'électrode positif et l'hydrogène déposé sur l'électrode négatif forment un couple gazeux qui engendre un courant marchant en sens inverse du courant primitif, c'est-à-dire allant de l'hydrogène à l'oxygène à travers le liquide. Gomme la force électromotrice qui produit ce courant secondaire est due au contact des gaz avec les électrodes métalliques, sa grandeur dépend aussi de la nature des métaux employés : elle est , par exemple, bien plus considérable avec des électrodes en platine qu'avec des électrodes en cuivre. Tous les électrolytes qui donnent naissance à des ions gazeux se comportent comme l'eau : ainsi en est-il de l'acide nitrique, de l'acide chlorhydrique etc. Dans Pélectrolyse des sels alcalins, où l'acide se rend au pôle positif et l'alcali au pôle négatif, le contact des électrodes métalliques avec des liquides hétérogènes engendre de son côté des courants secondaires qui renforcent notablement celui que développe le couple gazeux.

On démontre l'existence des courants de polarisation, en interrompant au bout d'un certain temps le courant primitif, et en mettant en communication avec un galvanomètre les électrodes qui plongent dans l'électrolyte : on observe alors une déviation de l'aiguille aimantée, plus ou moins grande, selon Pin- . tensité du courant secondaire ; mais ce dernier s'affaiblit très-rapidement et ne tarde pas à s'arrêter. C'est qu'en effet, le courant de polarisation décompose à son tour l'électrolyte, et comme il marche en sens contraire du courant primitif, il transporte l'oxygène sur l'électrode où se trouve l'hydrogène et réciproquement; les deux gaz en présence se recombinent pour former de l'eau, et peu à peu les électrodes se dépouillent de la couche gazeuse qui donnait naissance au courant secondaire. De' là un moyen fort simple de détruire la polarisation des électrodes : il suffit de supprimer le courant primitif et de fermer le circuit en réunissant les électrodes par un fil conjonctif.

On attribuait autrefois à ce qu'on appelle la résistance au passage, l'affaiblissement qu'éprouve le courant quand un conducteur liquide est introduit dans le circuit, car on supposait que le courant éprouvait une résistance à son -entrée dans le liquide et à sa sortie. S'il en était ainsi, l'intensité du courant dans un circuit qui renferme un électrolyto

serait donnée dans tous les cas par l'équation : I = = , Ri représentant la

1 1 Ri + Ke + >' 1

résistance intérieure, Ke la résistance extérieure, et r la résistance au passage.

Admet-on, au contraire, comme nous l'avons fait plus baut, que dans la majorité des cas, L affaiblissement du courant est dû à l'intervention d'une force électro-motrice agissaut en sens contraire, alors l'intensité du courant résultant sera exprimée par l'équa-

tion :I= — — . — dans laquelle c désigne la force électro-motrice duc h la polarisera -H Ko

DE L'ÉLECTRICITÉ

tiôn. Dans cette dernière hypothèse , la polarisation serait indépendante de l'intensité du courant et de l'étendue do la surface des électrodes; d'après Les expériences dfe MM. Beetz et PoggendorfF, cette loi n'est suffisamment exacte que pour les courants très-forts; quand les courants sont faibles , la polarisation n'est pas constante; elle augmente jusqu'à un certain maximum avec l'intensité des courants et par suite aussi avec la grandeur des électrodes. C'est seulement à partir du moment où ce maximum est atteint que l'équation 1= ^~ -j^ peut s'appliquer en toute rigueur, et qu'elle permet

alors, par l'emploi des méthodes indiquées précédemment, de déterminer la valeur de la force électro-motrice e due à la polarisation. On a trouvé que l#. force électro-motrice développée par des électrodes de platine plongeant dans l'eau varie entre 1,8 et 2,8, si on la rapporte à celle d'un couple de Daniell prise pour unité. Il suit de là qu'on ne peut décomposer l'eau dans un voltamètre qu'en employant au moins trois couples de Daniell ou deux de Grovc.

La formulo I = ^ — ~~ p montre immédiatement que dans une pile la force électro- Ki + Ke

motrice de polarisation e a d'autant moins d'influence sur l'intensité du courant que la force électro-motrice E du couple principal estplus grande. Si, au contraire, E est égal à e ou même plus petit que e, l'intensité du courant ne tarde pas à devenir nulle. D'un autre côté, lors même qu'on a:E < e, jamais le courant ne peut changer de sens, aussi longtemps que le circuit primitif reste fermé; car l'inversion du courant produirait aussitôt une polarisation qui aurait pour effet de renforcer le courant primitif. L'action du contre-courant engendré par la polarisation ne peut donc prévaloir au point de renverser le sens du courant primitif; elle peut, tout au plus, l'annihiler complètement; mais elle ne va pas au delà. Du reste, avec un courant d'une intensité donnée, la polarisation galvanique n'acquiert jamais du premier coup son maximum; elle ne disparaît pas non plus instantanément quand on rompt le circuit de la pile et qu'on réunit les électrodes par un fil conjonctif: elle augmente dans le premier cas et diminue dans le second avec une vitesse décroissante. Des secousses imprimées aux électrodes, la diminution de la pression hydrostatique à laquelle ils sont soumis, l'élévation de la température , ce sont là autant de causes qui diminuent l'intensité de la polarisation.

328. Destruction de la polarisation dans les piles à courant constant. — Nous avons déjà fait remarquer (cf. § 309) que l'inconstance de la pile de Volta et des piles analogues est due au courant secondaire engendré par la polarisation des éléments. Dans un couple formé, par exemple, d'une lame de zinc et d'une lame de cuivre plongeant dans une solution étendue d'acide sulfurique , de l'oxygène se porte sur le zinc et de l'hydrogène sur le cuivre; il est vrai que l'oxygène s'unit au zinc et donne un oxyde qui avec l'acide sulfurique produit du sulfate de zinc; mais l'hydrogène, par son contact avec le cuivre auquel il adhère, engendre un courant secondaire un peu plus faible, sans doute, que le courant qui se produirait entre l'oxygène et l'hydrogène, assez fort toutefois pour affaiblir considérablement le courant primitif. Dans ce cas, la force électro-motrice résultant de la polarisation est à retrancher de celle de la pile ; l'effet produit est par conséquent le même que si la force électro-motrice de la pile était variable. La force électro-motrice résultante diminue progressivement à partir du moment où on ferme le circuit de la pile, et elle descend jusqu'à un minimum qui approche parfois de zéro. Cependant cette dernière limite n'est jamais complètement atteinte, lors même qu'on a e > E ; car, comme nous l'avons vu plus haut, le degré de la polarisation dépend de l'intensité du courant, et quand ce dernier est fortement affaibli par le développement d'une grande

EFFETS DE L'ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE

force électro-motrice secondaire c , la polarisation produite a aussi une valeur relativement minime, Dans une pile composée de plusieurs couples, le courant résultant s'aftaiblit d'autant plus vite cpie le nombre des éléments est plus grand, c ar en même temps l'intensité du courant primitif augmente.

Nous avons indiqué § :i()9 le moyen employé dans les piles à courant constant pour détruire la polarité secondaire des éléments, moyen qui consiste à empêcher, par un choix convenable des métaux et des liquides, le dépôt de produits pouvant engendrer un contre-courant.

328a. Électrodes non polarisables. — On peut s'opposer à la polarisation des électrodes qui conduisent le courant à travers un liquide, de la môme manière qu'on empêche la polarité secondaire des éléments d'une pile. Des électrodes sur lesquels la polarisation ne peut se produire sont dits impolarisables.

Les électrodes de ce genre qu'on emploie le plus fréquemment sont formés de lames de zinc amalgamé plongeant dans une solution de sulfate de zinc. On s'en sert surtout dans les expériences électro-physiologiques, soit pour faire passer des courants constants à travers des parties animales, soit pour recueillir les courants engendrés par les tissus musculaires et nerveux. Dans un cas comme dans l'autre, il faut prendre garde que les tissus sur lesquels on expérimente ne soient mis en contact avec un liquide qui pourrait les attaquer.

'dPuc/ict dit

Fig. 351. — Appareil à électrodes non polarisables, pour l'étude des courants musculaires et nerveux.

Quand l'électrode est destiné à porter le courant sur un point du corps, de manière à produire une excitation , on lui donne la forme d'un tube de verre fermé à sa partie inférieure par un bouchon en argile plastique , et rempli d'une solution de sulfate de zinc dans laquelle plonge une lame de zinc amalgamé ; à la partie supérieure du tube est soudée latéralement une lige de verre qui s'engage dans une monture métallique reliée à un support par l'intermédiaire d'une articulation dite genou à coquille, qui permet d'amener l'électrode dans

DE L ELECTRICITE

toutes les positions imaginables. La lame de zinc, portée par la monture métallique, est mise en communication avec l'un des pôles d'une pile constante. Quant au bouchon d'argile, on peut lui faire prendre la forme la plus convenable pour l'approprier à celle des parties animales sur lesquelles on l'applique.

Pour recueillir le courant propre des nerfs ou des muscles, on emploie le dispositif suivant : deux auges en verre V,V (Fig. 351) sont remplies d'une solution de sulfate de zinc, dans chacune desquelles plongent d'une part une lame de zinc amalgamé Z, de l'autre un coussinel de papier à filtrer p qui se replie au dehors et s'appuie sur le bord de l'auge; ce coussinet est imbibé luimême de solution de sulfate de zinc. Les lames de zinc sont mises en communication avec les deux fils du galvanomètre G . Le tissu dont on veut étudier les propriétés électriques est placé entre les deux coussinets de papier et complète ainsi le circuit. La Fig. 352 représente la manière dont on dispose un

muscle pour observer un courant propre dirigé en dehors de l'organe de la surface longitudinale à la section transversale naturelle. Dans la Fig.

353, la section transversale est artificielle.

Au lieu de lames de zinc plongeant dans une solution de sulfate de zinc, on a aussi employé comme électrodes non polarisables des lames de cuivre dans du sulfate de cuivre ou des lames de platine dans de l'acide nitrique fumant; ces derniers surtout sont à l'abri de la polarisation, car l'hydrogène mis en liberté réduit l'acide nitrique à l'état d'acide hyponitrique, tandis que l'oxygène oxyde de nouveau ce dernier composé. L'amalgation du zinc remplit le même rôle dans les électrodes impolarisables que dans les piles à courant constant.

Au reste, il n'est pas plus possible d'obtenir des électrodes absolument impolarisables que des piles à courant parfaitement constant; de faibles dépôts des produits de décomposition ne sont pas à éviter. L'inconstance d'une pile est due aussi jusqu'à un certain point aux changements qui surviennent dans la concentration et la composition des liquides. Cette cause existe également dans le dispositif de la Fig. 351 , et c'est pour cela qu'en général cet appareil constitue à lui tout seul un électro-moteur, très-faible il est vrai. On peut s'assurer qu'il engendre par lui-même un courant galvanique : si , en effet , on réunit les deux coussinets de papier par un troisième coussinet trempé dans une solution de sulfate de zinc, on observe une déviation plus ou moins grande de l'aiguille du galvanomètre. La méthode dite de compensation permet de neutraliser l'effet de cette force électro-motrice constante, qui ajoute son action à celle du tissu en expérience.

Eïg. 352. — Muscle de grenouille à surface naturelle, dépose sur les coussinets de l'appareil à électrodes non polarisables.

Fig. 353. — Muscle de gréhouille à section transversale artificielle.

MAGNÉTJSME.