CHAPITRE IV

EFFETS DE l'ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE

321. Effets du courant de dicharge. — La recomposition brusque des deux électricité.s s'accompagne de phénomènes lumineux, calorifiques, mécaiiiqu(*s et pliysiolo{(iqucs.

jNoiis ferons nMnarquer à cett** occasion que, d'après les curieuses exi^érienc«s de M. Gn.ssiot et de M. Hittorff, rêl(»ctricité ne traverse pas le vide absolu, et (|uo la i)rêsencc d*un milieu pondérable semble nécessaires à la propagation df» crt agent.)

Suivant la nature d<»s métaux entre lesquels jaillit l'étincelle, celle-ci pi-és<»nteune couleur différenti»; M. Kirchoflf a mimtréque le spectre de la luniière de rétincidle est identique à celui de la vapeur des métaux en présence (voy. § 170).

Le développement de chaleur produit par le courant de décharge est capable d'enfiammer les corps facilement combustibles. La foudre nous

702 DB L'ÉLECTRiaTÊ

offre un exemple de cet effet sur une grande échelle. Quand on réunit par un fil métallique deux conducteurs chargés d'électricités de nom contraire, ce fil s'échauffe, et si la tension électrique est très grande» il fond et devient incandescent.

D'après les recherches de M, Riess, V élévation de température dans l'arc conjonctifest directement proportionnelle au carré de la quantité d'électricité contenue dans le condensateur et en raison^ inverse delà sur face de ce dernier. Si l'on opère comparativement à la fois sur diffêreuis arcs conjonctifs, on trouve que leur échauffement est proportionnel à b grandeur de leur section, en raison inverse de leur longueur, et qu'il dépend, en outre, d'une constante qui mesure le pouvoir conducteur du métal employé.

Les effets mécaniques du courant de décharge se font remarquer en premier lieu sur l'air qui entoure le conducteur électrisé. Si le conducteur se termine en pointe, l'écoulement de l'électricité- s'accompagne d'un courant continu d'air; les particules gazeuses en contact avec la pointe se chargent d'électricité et sont ensuite repoussées. Quand la décharge e>t brusque, l'air éprouve une commotion violente qui produit un bruit plus ou moins intense. Sous l'influence de cet ébranlement, les corps légers sont projetés décote et d'autre; les solides non conducteurs, placés sur le trajet du courant, sont transpercés ou brisés. Si la tension électrique est assez énergique pour déterminer la fusion du conducteur traversé par l'électricité, les parties fondues incandescentes sont lancées au loin avec ure grande force.

[Quant aux effets physiologiques qu'on observe dans les parties vivantes placées sur le passage du courant de décharge, ils consistent en contracti^rs violentes des muscles et en sensations douloureuses.]

322. Prodoctioii de chtlev ptr le pa88ag;e ûm coir&at galfaaifie. Lais ie Jeik. - Le passage du courant voltaïque dans un circuit métallique de petite sej tion produit un dégagement de chaleur. L'échauffement du fil suit une t-î semblable à celle que nous avons donnée plus haut relativement au courait de décharge. D'après les expériences de M. Joule, lorsqu'un courant traverse un fil métallique homogène, la quantité de chaleur dégagée da^s r unité de temps est proportionnelle : V à la résistance que ce fil oitpose au passage de rélectt icité; 2" au carré de l'intensité du courant. Si donc on désigne parc la quantité de chaleur développée pendant l'anitetie temps dans un fil métallique dont la résistance est égale à l'unité par un coarant d'une intensité 1, la chaleur C dégagée en un temps / par un coanot d'intensité I, dans un circuit de résistance R, sera donnée par l'équation suivante :

C = cV^t. . . (I)

En remplaçant R par sa valeur tirée de la formule d'Ohm, il vient :

De là nous concluons que la quantité de chaleur dégagée dans un temf^i donné est proportionnelle au produit de la force éleclro-moiricr frf" Vintensité du courant.

EFFETS DE l'ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE 703

On peut facilement vérifier cette loi en faisant passer le courant d'une pile constante à travers un fil métallique entouré d'un liquide mauvais conducteur (eau distillée, alcool), et en mesurant avec les précautions nécessaires l'élévation de température survenue dans le liquide.

En appelant / et 5 la longueur et la section du fil, k son pouvoir conducteur spécifique, la résistance de ce fil aura pour expression -r-, en vertu

du § 3i3*. Mettons cette valeur de R dans l'équation (1), et nous obtenons :

C = cl'-^/. . . (3)

L'échaufferaent d'un conducteur de seconde classe, introduit dans le circuit, suit les mêmes lois. Attendu que dans ce cas le coefficient k est très petit, il en résulte qu'en général les conducteurs de seconde classe doivent dégager plus de chaleur. Mais il importe de faire une distinction : il survient facilement une décomposition chimique qui masque le développement de chaleur. Si, par exemple, nous faisons passer un courant à travers l'eau, la formation d'oxygène et d'hydrogène à l'état gazeux absr.rbe une certaine quantité de chaleur que Ton doit défalquer de la chaleur totale engendrée» par le courant. Quand, au contraire, les transformations chimiques qui s'accomplissent au sein du liquide sont telles que leurs eff'els caloriques se compensent exactement, la loi de Joule énoncée plus haut est directement applicable. Le cas se présente lorsqu'on prend pour liquide conducteur la solution d'un sel métallique et i>our électrode un fil du même métal, par exemple, des électrodes de cuivre plongées dans une solution de sulfate de cuivre ou des électrodes de zinc immergés dans une solution de sulfate de zinc : la quantité de métal qui est alors enlevée à l'électrode par lequel le courant de fiuide positif entre dans le liquide est égale à celle qui se dépose sur l'électrode qui recueille le courant à sa sortie du liquide, et ces deux actions neutralisent mutuellement leurs eff'ets thermiques.

Dans les piles qui fournissent un courant d'intensité constante, et où, par conséquent, l'action chimique suit une marche uniforme, la loi de Joule relative à la production de chaleur est vraie, non seulement pour le circuit extérieur, mais encore pour l'intérieur même de la pile. Désignons, comme précédemment, par Ri la résistance intérieure, et par R^ la résistance extérieure; la chaleur dégagée dans le liquide du couple, pendant un temps ^ est c Ri 1* /; la chaleur dégagée dans le circuit extérieur a pour valeur c Rrl*/; par conséquent, la quantité totale de chaleur est donnée par la formule :

C = 6» (H.-hR.H'/

S'il y a des dérivations dans le circuit, on n'a qu'à déterminer l'intensité du courant pour chaque portion du circuit, et on trouvera de la même manière la quantité de chaleur qui s'y dévelopi)e.

[322*. CrAlvano-canstiqiie thermique. — La propriété du courant galvanique (le porter au rouge les conducteurs métalliques qu'il traverse, a été utilisée en chirurgie pour cautériser et diviser les tissus organiques. Ce

mode de cautérisation est connu sous le nom de ffalvano-cauatique thermique.

Tout appareil destiné à la cautérisation galvano-thermique comprend deux parties essentielles : le cautère proprement dit et la source éleclriipie.

Le cautère consiste en un fil de platine dont les extrémités sont misei en communication avec les rbéopliores de la pile, de manière k fermer k

Fis. 414. — Mtmlis xrai d'un ci

Pio. Aie. rie. 413. l'M. 414.

Mancli* port*-c>Dt4r* ilaolrlqne. Km. 41t. — Profil du muelia irmé d'ao ckalir*

farina da painU.

Fio. 413. — CoBpa longitadiDal* da mucha datU

Fia. 415. — A. BirillaU dlrain an .

•'•oiaslcBl laa eheli tamiiBasdafllil^ Uni. — B. AiM cooptBtc. — C 0*Ml raid* dnqnal on outi* oa om ftcaa l — D. iBurtlau na la porla^^aatM • dei eoloDDM mèUlliqD** ^»i ftttm^.

tlgM loUruaro. — K. Ibtr«niMi ■uH" ■'adaptant lia «■ da U pila. — S nkp COBlean, repr^tenté de face. tlp* dlapoid u fsms da ça Mitra ilii*«-

circuit. On a choisi le platine, parce qu'étant un des métaux les na" bons conducteurs de l'électricité (voy. le tableau delà p. 695), il offre* plus grande résistance au passage du courant, et, par coasêqu^ot, l'i* chauffe le mieux (cf. § 322) ; comme, en outre, le platine est trèftf" cilement fusible, on peut le porter à l'incandescence, sans risquer i(k fondre.

La communication entre le cautère et les âls de ta pile a lieu parn>termédiaire d'un manche isolant, en bois ou en ivoire (fig. 412, iii*'

EFFETS DE l/ÉLECTRICirÉ DYNAMIQUE 705

) disposé de manière qu'on puisse fermer ou ouvrir h volonté le ait. A cet effet, le manche est traversé dans le sens d^ sa longueur par c tiges de cuivre (flg. 413) isolées Tune de l'autre. Les deux bouts de tiges métalliques situés à Tune des extrémités du manche sont mis en munication avec les fils de la pile ; les bouts opposés se |prminent en \B creux dans lesquels on engage les extrémités du cautère ; des vis de «ion maintiennent la fixité des rapports. Dans TépaiSseur du %inche int, Tune des tiges de cuivre est coupée obliquement, et Tune des ions tend naturellement à s'écarter de l'autre; pour établir la contiédu circuit, il suffit de presser sur un bouton qui fait saillie hors du iche, et qui ramène au contact les deux portions de la tige brisée, uivant le but qu'on se propose d'atteindre, diverses formes ont été doni au cautère proprement dit, c'est-à-dire à la partie du circuit qui doit portée à l'incandescence.

antôtle fil de platine est replié à angle aigu et représente ainsi une sorte tylet (fig. 412) qui permet de cautériser les trajets fistuleux étroits et la ité des dents cariées.

'antôt le fil de platine est aplati et recourbé de manière à figurer une te lame de couteau (fig. 413 et 414). On s'en sert alors pour couper par on, si on emploie le tranchant, ou pour cautériser de petites surfaces, u rapplique à plat.

ne forme extrêmement utile, toutes les fois qu'il s*agit de diviser les tisdans une grande étendue, par exemple, pour l'ablation des tumeurs, pour iputatipu.des membres, est Vanse coupante .

/indication à remplir, dans ce cas, consistait à obtenir un circuit cautént dont on put faire varier à volonté la longueur. Â cet effet, les tiges alliques qui traversent le manche porte -cautère sont surmontées de deux longements en cuivre qui se fixent en D (fig. 415); une lame d'ivoire, rposée entre ces deux colonnes métalliques, empêche le courant de passer xrtement de l'une à l'autre et le force à circuler dans l'anse B ; celle-ci est née d'un fil de platine, mince et flexible ; chacun des chefs de ce fil s'ene dans une ouverture pratiquée à l'extrémité de la colonne métallique respondante, et va s'enrouler sur un barillet d'ivoire A. Les parties du emprises entre l'anse B et les barillets d'ivoire, ne faisant pas partie du mit de la pile, ne s'échauffent pas ; quant à Tànse, on peut en augmenter m réduire la longueur en enroulant plus ou moins le fil de platine sur les illets.

lomme sources électriques, il importe de choisir des couples à grande fiace et eu petit nombre, car la résistance du circuit extérieur étant revement peu considérable, il faut diminuer autant que possible la résisoe intérieure en augmentant la surface des éléments ou en associant les iples en batterie (voy. § 313*"); de cette manière, on obtient une grande msité de courant, et, par suite, un grand développement de chaleur. Le iicien devra, du reste, avoir présentes à l'esprit les lois relatives à l'échauf' lent des fils métalliques traversés par un courant (cf. § 322) et il aura à difler la combinaison des couples voltaîques suivant les circonstances, liiddeldorpf a employé dans son appareil galvano-caustique des couplet Grove modifiés, comme le montre la figure 416 qui représenta une ooope

Phyt. Méd., r «dit. i&

DK L'éLBCrttICITB

horizoQtalti d'uQ de ces couples. Le collecteur se compose de six feuilles da idatinep, p, p..., qui, réunies ensemble par un de leurs côtés loogitsdinaux, forment une étoile d'une grande surface, t^e cylindre de zinc Z porte SUT sa face intérieure six bandes longitudinales du même métalqais'élèreDt normalement à la paroi interne, et qui augmentent ainsi la surface de l'élément électro-moteur. Le vase portai D, rempli d'acide nitrique, est recou- Tert d'un obturateur en verre destiné à empêcher les vapeurs d'acide hrponitrique de se répandre dans l'air.

Quand la pile n'a pas k fonctimner, on retire le vase poreux avec soncoDtenu et son couvercle pour le mettre dans un bocal contenant de l'acide nitrique ; l'appareil est ainsi toujours prêt à servir.

Quatre couples semblables k ceUi que nous venons de décrire composent la pile de Middeldorpf. Un oHlunotaleur d'une construction spéciale, placé entre les quatre couples, permet de les associer, soit en série, soit en batterie, soit deux à deux. M. Broca s'est servi de la pile de Grenet au bichromate de potasse, qui

I'm, 410. — Conpla d* OniTS modidé. ■Dplaj'i dau la plia ds Ulddsldarpr. D. DlapbraBnii ponaz. — f, p, p, Lama ds plalina —V. Vaa' •kUrianr. — Z. C/lindn de liac.

Flu. in. — Pl!« d* Grinst, an bichronat* da polan*, approprida à U («lT*»*>eawM|B* iÊminlqus. — A. Cintira tUoiriqaa.— B. Chduia qui raafanM la* tUiMaUda U pilaL — CVaa oonteniDl un« tolution de birtaromila de potaue. — D. Banlltet à l'aida doqa«l •• taaiAa fw •Dira itt éiimtaU. — E. Rbdophana

Mt repi^sentèâ dans la âg. 4i7. Les éléments de cette pU«,

EFFETS DE L'ÉLECTRICtTÂ DYNAMIQUE 707

plaques de zinc et de charbon, sont disposés dans un châssis à rainures B, qui plonge dans un liquide contenant 100 grammes de bichromate de potasse et 100 grammes d'acide sulfurique par litre d'eau. Deux tubes, qui arrivent jusqu'au fond du châssis, amènent l'air chassé par un soufflet D; nous avons vu (§ 309^) que cette insufflation de gaz avait pour but de détacher l'oxyde de chrome qui, déposé sur les plaques decharbon, devient une cause d'affaiblissement du courant.

La galvano-caustique thermique présente, sinon dans tous les cas, au moins dans un grand nombre, des avantages marqués sur la cautérisation par le cautère actuel ordinaire ; les principaux de ces avantages consistent dans la possibilité de brûler ou de couper des parties profondes inaccessibles au cautère actuel et aux instruments tranchants, la limitation exacte des effets de l'opération, la rapidité et la facilité de la cautérisation. Employé à la place du bistouri, le cautère galvano-thermique empêche les hémorragies et, fait non moins important reconnu par M. Sédillot, il prévient les douleups consécutives à l'opération.]

[BibUographie : John Marshall, The employmeut of the heul of electricily in pratical surgery

{MedicO'Chirurg. Tram. London, 1851, l. XXXIV, p. 221). I.BROT d*Étiollb8, De la cautérisation éCavant en arrière; de V électricité et du cautère

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21 janvier 1857, t. VII, p. 280).

J. RioNAULD, Note fur un nouveau mode de cautérisation {Comptes rendus de V Académie des

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de Paris, 5 novembre 1856, t. VII, p. 205). Ll ukmm, Sur une modification de l'appareil gai vano* caustique {Bulletin de V Académie de

méd. , 10 novembre 1857, t. XXIII, p. 75). Cattin, De la galvano-caustie dans les opérations chirurgicales; dissert, inaug. Paris, 185S. Blanchbt, De Vemploi du feu en chirurgie, et en particulier du cautère actuel^ du eau»

tére galvanique et du couteau galvano-caustique ; dissert, inaug. Paris, 1862. DupLOMB, De la galvano-caustique, du couteau galvano-caustique et de Va/nse coupante à

échelle graduée d'Eugène de Séré; dissert, inaug. Paris, 1862. CoLLiN, De la galvanO'Oaustie ; àxwwi. inaug. Strasbourg, 1868.

OiAy iWÊiO, Middeldorpf s Instrumenten- Apparat sur G alvanokaustih, tic, Breslau, 1869. Jaxa-Kwiatkowski, Amputation des membres par la méthode galvano-caustique; disserl.

inaug. Strasbourg, 1870.] Brums, Die Galvanochirurjie oder die Galvanocaïutik und BUctrolysis bei chirurgie'

chen Krankheiten. Tubin-jeu, 1870.

HiLNVBNUR, Du cautère électrique. Thèse de Pari*, 1872. Bœckbl, De la galvano-caustique thermique ek de quelques appareils propres à en laciliterro'

pération. Soc, méd, de Strasbourg, 1872. Bœckkl etREDsLOB, Nouvel appareil pour la galvano- caustique. Coin jit.iîeful. Acad, se> iS73. Gariel, Cautérisation, in Dict, encycl. Paris, 1877. Julliard, Comparaison du thermo-cautère et du galvano-caustic. Gaz, des hâp, 1877. ]

323. Effets limi&tiix dam le circnU et à Toiif ertere du drciit. ~ Les eflfets lumineux produits par le courant de la pile consistent, soit dans l'incandescence permanente du âl qui réunit les deux pôles, soit dans des étincelles qui jaillissent entre deux i)oints du circuit lorsqu'on vient à les séparer brusquement.

L'incandescence continue du âl conjonctif n*a lieu que si l'Intensité du courant est très-forte; c'est simplement la conséquence d'un abondant dégagement de chaleur. Nous avons vu, dans le chapitre IV du livre

708 DE L EtBCTRICITE

précédent, que tous les corps commencent à émettre de la lumière à la même température. 11 suffit donc pour que le fil commence à rougir que, dans le circuit de la pile, le rapport entre la production et la perte de chaleur soit tel qu'il atteigne cette température limite. Il résulte des ei\iê riences de M. Millier que, pour une même intensité du courant, l'appa rition de l'incandescence est indépendante de la longueur du fil; eu outre, d'après M. Zœllner, pour que des fils de section difierente émettent les mêmes quantités de lumière, il faut que ces sections soient entre elles comme les intensités des courants.

323*. itiicéUa de nptore. — Quand on vient à ouvrir le circuit d*un courant galvanique même peu intense, il se produit une étincelle au point, qn^l qu'il soit, où a lieu la solution de continuité. La formation de cette lumière est un phénomène essentiellement difierent de l'étincelle qu'engendre 1<> courant de décharge. En efiet, l'étincelle de la pile ne se produit qu'à l'ouverture du circuit et non à la fermeture; de plus elle apparaît quel que soit le point du circuit où l'on détermine la rupture, bien que la tension de l'électricité libre diminue rapidement à mesure qu'on s'éloigne des pôle$ et devienne nulle au milieu même du circuit. Aussi est-on conduit à voir dans rétincelle de rupture un phénomène d'incandescence : l'ouverture du circuit détermine, au point de rupture, une diminution excessivement rapide de la section du courant, qui est réduite à zéro dans un temps très court: par suite, la température s'élève aussitôt jusqu'au rouge. Dans ce cas encore, la couleur de l'étincelle dépend de la nature du métal dont est formé le circuit; on obtient la lumière la plus éclatante quand on ouvre le circuit au niveau d'un point en contact avec le mercure.

323^. ire foltâïfie — L'arc voltaïque, observé pour la première fois par H. Davy, est un phénomène voisin de l'étincelle produite par l'ouverture d'un courant; pour l'obtenir, il faut employer une pile composée d'au moins douze couples de Bunsen ou de Grove. Le circuit étant préalablement fermé, on l'ouvre en laissant les deux parties de la solution de continuité à un** petite distance l'une de l'autre; il se produit alors dans l'intervalle de l'interruption un arc lumineux d'un éclat éblouissant. La longueur de cet arc dépend en partie de la force de la pile, en partie de la nature des corps entre lesquels existe la solution de continuité; c'est quand il se produit entiv des pointes de charbon que l'arc voltaïque atteint son maximum de longueur et d'éclat. Despretz obtint un arc de plus de 16 centimètres de long, en employant une batterie de 600 couples de Bunsen. Dans le vide. Tare lumineux acquiert des dimensions encore plus grandes que dans Tair, of qui prouve qu'il n'est pas le résultat d*un phénomène de combustion. On a reconnu que les électrodes, enti'e lesquels se produit la lumière, se volatilî sent, et que des particules de l'électrode positif sont transportées sur l'éleitrode négatif, et réciproquement. Toutefois ce transport de particules sobi*^ se fait en bien plus grande abondance du pôle positif au pèle négatif que ààty le sens inverse, de sorte que le poids de l'électrode positif diminue toujours. tandis que celui de Télectroie négatif augmente parfois. Cet échange inipl entre les électrodes modifie aussi leur forme: ainsi, quand on prend de^ c6nes de charbon, celui des deux qui est en communication avec le pôle positif se creuse eu forme de coupe, tandis que l'autre s'aUonge an pointe-

La température à Tintérieur de Tare lumineux est très élevée : la volatilisation des électrodes le prouve. Les corps les plus réfractaires ont pu être volatilisés à l'aide de quelques centaines de couples de Bunsen. La température de l'électrode positif est d'ailleurs supérieure à celle de l'électrode D^atif. On reconnaît ce fait à ce que l'électrode positif commence déjà à rougir quand l'autre est encore sombre.

La production de l'arc voltaïque est sans contredit étroitement liée à celle des étincelles de rupture : au moment où l'on sépare les deux pointes de charbon, une étincelle jaillit en entraînant des particules de substance d'un électrode k l'autre; ces particules forment un conducteur de très petite section qui, à cause de sa grande résistance, s'échauffe jusqu'à l'incandes* cence; la continuité du circuit se trouve ainsi rétablie et se maintient dans cet état, grâce aux nouvelles particules qui se détachent sans interruption des électrodes.

3M. UMi cblmlfiies du eovraat. ilaetrolyie. — Les conducteurs de première classe traversés par le courant de la pile ne donnent naissance qu'aux effets calorifiques et lumineux dont il vient d'être question. Mais dans les conducteurs de seconde classe, le passage du courant s'accompagne toujours de transformations chimiques. Ces effets sont produits même par les courants les plus faibles, et les liquides qui n'éprouvent pas de décomposition ne conduisent pas non plus l'électricité. Nous devons donc regarder l'action chimique du courant sur les conducteurs de seconde classe comme une condition nécessaire du passage de l'électricité.

Faraday a proposé une terminologie spéciale pour faciliter le langage de l'électro- chimie. Les électrodes sont les extrémités des rhéophores qui plongent dans le liquide conducteur. L'ensemble des phénomènes de décomposition chimique engendrés par le courant porte le nom cC électrolyse ; les corps qui subissent la décomposition sont les électrolyies. Faraday appelle, en outre, anode, l'électrode positif; cathode, l'électrode négatif; ton*, les éléments séparés par l'électrolyse, anions, ceux qui se rendent au pôle positif, et cathio)is, ceux qui se portent au pôle négatif; les anions repré* sentent, par conséquent, les éléments électro- négatifs et les cathions les éléments électro-posilifs, conformément aux lois générales des attractions électriques. [Ces termes (Vanode, de cathode, (i{'to;7*, etc., n'ont pas été généralement adoptés, en France du moins.]

Nous avons déjà vu, comme exemple de décomposition chimique, celle de l'eau dans le voltamètre (cf. § 310); l'oxygène se rend au pôle positif, et l'hydrogène au pôle négatif, le volume de ce dernier étant double de celui de l'oxygène ; c'est précisément le rapport qui existe entre les volumes de ces deux gaz pour former de l'eau. L'étu(Ie des piles à courant constant nous a fourni d'autres exemples (l'électrolyse. Si on plonge des électrodes de cuivre dans une solution d'un sel de cuivre, la quantité de métal qui est enlevée à l'électrode négatif est égale à celle qui se dépose au pôle positif; si, au lieu d'un électrode positif en cuivre, on emploie une lame d'argent ou de tout autre métal, la même quantité de cuivre que précédemment vient s'y déposer.

324*. Ld de Ftradiy. — Considérons une pile à deux liquides, où une lame de 2inc plonge dans une solution étendue d'acide sulfurique et une lame de

710 DB l'Électricité

ctdvre dans une solution de sulfate de cuivre; si nous réunissons les deux éléments par l'intermédiaire d'un fll conducteur, la lame de zinc représentera l'électrode positif, c'est-k-dire celle par où le courant entre dans le liquide: la lame de cuivre, l'électrode négatif , par laquelle le courant sort da liquide ; il y aura donc, dans l'intérieur du couple, un courant qui ira du zioc au cuivre; par suite, une portion du zinc se dissoudra pendant que du cuivre se déposera sur la lame de ce métal. On trouve qu'il n'y a pas égalité entre le poids de zinc dissous et celui de cuivre déposé, mais que ces deux pdds sont dans le rapport des équivalents chimiques de ces métaux, c'est-k-dire que'pour chaque équivalent de zinc qui se 'dissout à l'électrode positif, un équivalent de cuivre se dépose sur les lames du même métal. Si l'on répète la même expérience sur différentes substances, en employant la même intensité de courant, on reconnaît que la loi est générale : lorsqu'un même courant agit successivement sur différeyits composés, les poids des élémenix séparés sont dans le même rapport que leurs équivalents chimiques. Tdle est la loi de Faraday relative aux décompositions électro- chimiques.

Nous avons choisi, §310, la décomposition de l'eau dans le voltamètre pour mesurer l'intensité du courant. En vertu de la loi de Faraday, U est clair qu'on peut employer au même usage tout autre électrolyte. Si on fût, par exemple, plonger des électrodes de cuivre dans une auge renfermast une solution d'un sel de cuivre, l'intensité du courant est proportionnelle i l'augmentation de poids de l'électrode positif ou à la diminution de poids de l'électrode négatif. Dans un couple de Daniell, l'intensité du courant est proportionnelle au zinc oxydé ou bien à la quantité de cuivre métallique qui se sépare de la solution de sulfate de cuivre.

384^ iloctrolyse des composés binaires et terBiiros. Réacttons seooiialrti. — Pcnir embrasser dans leur ensemble les phénomènes électrolytiques, il dut étudier: 1^ les changements qui surviennent dans le liquide électrolysé; 2® les modifications qu'éprouvent les électrodes qui plongent dans le liquide. La décomposition produite par le courant peut ne porter que sur le liquide, comme cela a lieu dans le voltamètre où les lames de platine restent alKsdoment intactes. Mais, dans la plupart des cas, l'électrolyse du liquide est accompagnée d'altérations des électrodes ; toutefois ce dernier phénomène est toujours un effet secondaire, qui provient, soit de l'action dissolvante exercée par l'un des éléments séparés sur la substance de réiectrode, soit dii dépôt sur l'autre électrode d'un produit de décomposition.

Tous les composés qui ont une constitution chimique analogue à ceOe de l'eau sont électrolysés de la même manière. Les combinaisons qui ptr leur composition se rapprochent le plus de l'eau sont les oxydes métalliques et les sels baloïdes ; les premiers se décomposent en oxygène qui se rend au pôle positif et en métal qui se dépose sur l'électrode négatif. Les sds baloïdes (chlorures, bromures, iodures) se comportent d'une manièfv semblable, le métal se rendant au pôle négatif et le métalloïde au pôk positif ; il en est de même des hydracides, dont l'hydrogène se dégage aa pôle négatif.

Quand on fait passer le courant à travers une solution aqueuse très ccocentrée d'un sel haloîde ou d'un oxyde soluble, la substance dissoute se décompose seule ; le dissolvant n'est pas attaqué. Mais si la solution est éiendœ

EFFETS DE L*iLEGTRrCITÉ PTNABfIQUE 711

elle courant énergique, Teau se décompose en même temps que lai Substance dissoute ; la décomposition du dissolvant porte le nom à' électrolyse secan^ daire^ et vient, en général, compliquer les phénomènes électrolytiques en*« gendres par le passage du courant ; car l'oxygène naissant, qui résulte de la décomposition de Teau, possède un pouvoir oxydant énergique; Thydrogène produit dans les mêmes circonstances est, au contraire, un puissant agent de réduction; aussi, en pareil cas, les anions s'oxydent-ils facilement, tandis que les calhions sont réduits. Les éléments mis en liberté par l'élec-r trolyse peuvent à leur tour réagir sur l'eau et donner ainsi lieu à de nouvelles décompositions ; c'est ce qui arrive précisément dans Télectrolyse dea oxydes, des chlorures, des bromures et des iodures des métaux alcalins et alcalino-terreux. Le métal qui se dépose sur l'électrode négatif décompose Teau au moment même où il se sépare, se combine avec l'oxygène et met l'hydrogène en liberté.

Les combinaisons des oxydes métalliques avec les oxacides, c'est-à-dire les sels ternaires, sulfates, nitrates, chlorates, etc. sont décomposées par I9 courant galvanique de telle sorte que le métal devienne libre et se déposa ai| pôle négatif, tandis que l'acide et l'oxygène de la base se rendent au pôle positif. Une solution de sulfate de potasse (K*0, SO'), par exemple, se dédouble en acide sulfurique plus de l'oxygène (SO^ H- 0) qui se rendent au pôle positif, et en potassium qui se porte sur l'électrode négatif; mais le potassium •! «compose aussitôt l'eau, de sorte qu'on obtient en réalité au pôle positif de l'acide sulfurique et de l'oxygène, et au pôle négatif de la potasse et de l'hydrogène.

Cette explication est confirmée par l'expérience suivante : on électrolyse la solution de sulfate de potasse en prenant pour électrode négatif une colonne de mercure contenue dans un tube recourbé ; il y a encorç dégagement d'acide et d'oxygène au pôle positif, mais on ne trouve plus trace d'hydrogène au pôle négatif où le potassium, mis en liberté, s'est combiné au mercure et a formé un amalgame à consistance demi- solide. On obtient les mêmes résultats en opérant sur des sels ammoniacaux et ces phénomènes, ont conduit à l'hypothèse du radical ammonium et à la théorie des sels d'ammoniaque.

On peut ramener l'électrolyse des sels ternaires à celle des composés binaires, en représentant la composition d'un sel par le symbole M -h RO', dans lequel M désigne le métal de la base. Rie radical de l'acide, et 0 Toxygène. La loi générale qui régit les décompositions chimiques opérées parle courant s'énonce alors de la manière suivante : toutes les combinaisons binaires se dédoublent par l'électrolyse en leurs detuc parties constituantes. Dans cette décomposition, l'élément simple ou composé qui se rend au pôle négatif est celui qui, dans le type eau H'O, tient la plaça de rbydrogène ; au pôle positif se porte le reste du composé.

Les éléments séparés par le courant peuvent réagir eu partie sur les éleC'» trodes, en partie sur l'électrolyte lui-même, et déterminer ainsi d'autres transformations. La plus fréquente de ces réactions secondaires consiste en ce que l'oxygène provenant de l'électrolyse, oxyde l'électrodq positif dans le cas où ce dernier est formé d'un métal oxydable ; si l'électrolyte est un sel, l'oxyde formé se dissout dans l'acide devenu libre. Ainsi, un élec-.

712 DE l'électricité

trode positif en cuivre plongé dans une solution d'un sulfate se dissout et produit du sulfate de cuivre, car chaque équivalent de SO* qui devient libre au pôle positif se combine avec un équivalent de cuivre emprunté à l'électrode, et donne un équivalent de sulfate de cuivre. On emploie pour électrode positif des métaux oxydables, quand il s'agit soit d*empécher le dégagement de l'oxygène, soit de maintenir constante la composition df rélectrolyte;dans ce dernier cas, on prend des électrodes formés du métal mâme qui entre dans la constitution de Télectrolyte.

Nous avons déjà parlé des réactions secondaires que les produits de l'electrolysé déterminent dans l'électrolyte même, et nous avons yu notammeDt que le métal mis en liberté décompose Teau ; c'est là la réaction la pins fréquente, mais il peut s*en produire une foule d'autres. C'est ainsi que daib la décomposition du protochlorure d'étain par le courant de la pile, le chlore devenu libre au pôle positif transforme le protochlorure non décompoiê en bichlorure qui donne des vapeurs; dans l'électrolyse du bichlorure Je cuivre, ce sel est changé en protochlorure par le cuivre qui se porte au pUe négatif, etc.

n est une réaction secondaire qui mérite une mention spéciale, c*est celle qui s*aoeoaiplit dans le voltamètre quand on agmente dans une trop forte proportion la quantité d*aci^iiilfiurique ajoutée à Teau. On constate alors que le dégagement gazeux est de beaucoup dimiaot; une partie de l'oxygène mis en liberté se transforme, en effet, en o:one^ dont le volume al bien moindre ; en outre, au pôle positif il se forme du peroxxfde dT hydrogène.

La manière la plus simple d*expliquer le fisdt que, dans les solutions aqueuses très eoscentrées, le corps en dissolution ef«t seul décomposé, tandis que Teau reste iiiattaquée,eaB0ii à admettre que le courant se distribue dans les différentes parties constituantes de Téleclr»* lyte suivant les lois des courants dérivés. Cette explication s'accorde avec cet autre fiût qnt. si le courant a une très grande intensité, Teau est à son tour décomposée, mêoie dans «e solution concentrée»

Au reste, le mélange de plusieurs solutions se comporte comme s*il ne renfermait qa'ist seule substance. En opérant, par exemple, sur une solution contenant à la fois du salftte k cuivre et du sulfate de zinc, on ne voit se déposer au pôle négatif que du cuivre si les seh uii mélangés en certaine proportion et si le courant possède une intensité convenable. Veat-a qu*il se dépose aussi du zinc, il faut augmenter ou la quantité du sulfate de lin^ dsi» k solution ou llntensité du couitint. Comme les pouvoirs conducteurs de ces deux sels sool i peu près les mêmes, on ne peut plus invoquer ici les courants dérivés; M. Hittorf expli^H le phénomène de la manière suivante : les deux métaux se déposent ensemble sur Tâectroât négatif; mais le zinc se redissout immédiatement et précipite le cuivre ; le zinc commeocet se déposer seulement quand la proportion du sel de ce métîd est devenue si considérable qaHi' trouve plus dans son voisinage une quantité suffisante de cuivre pour s*y subatitmer eo toCaliià

[%W. tlectrolyse te sibittaees tilmalet. — L'action décomposante du coqrant sur les matières animales a été étudiée parBrugnatelli, Aldini, H.Da^- Prévost et Dumas, etc. Le sang, le lait, la chair musculaire, etc.» reaferferment des sels minéraux, etc*estsur ces principes que se porte en premier lieu l'action du courant : les acides sont transportés au pôle positif et itf bases au pôle négatif. Ainsi, Davy, en faisant plonger les extrémités d'i:: morceau de chair dans deux vases pleins d*eau distillée et mis en communicttion avec les pôles d*une forte pile, trouva dans le vase négatif de la potasse, de la soude, de la chaux, de Tammoniaque, et dans le vase positif des aad» sulfurique, chlorhvdrique, phosphorique, nitrique. Le morceau de chair soumis à ce traitement pendant plusieurs jours fut entièrement privé de m

EFFETS DE l'ÉLECTRÎCITÉ DYNAMIQUE !713

sels. Davy ayant établi la communication entre les deux rases au moyen des doigts bien lavés dans l'eau distillée, trouva également des acides dans le vase positif, et des alcalis dans le vase négatif, preuve que l'action électrolytique du courant sur les substances animales s'exerce aussi bien pendant la vie qu'après la mort.

Quand on opère sur des liquides albumineux, tels que le sang, le blanc d'œuf, on observe Information d'un coagulum au pôle positif (Brugnatelli, Brandt, Prévost et Dumas), tandis qu'au pôle négatif il se dépose une substance de consistance gélatineuse. MM. Prévost et Dumas ont expliqué ce phénomène par l'action secondaire des produits de décomposition des sels minéraux sur l'albumine : les acides qui se portent au pôle positif y déterminent la coagulation de l'albumine, tandis que les alcalis transportés au pôle négatif maintiennent les substances albuminoîdes en dissolution.]

325. Transport dos élémonts aux éloctrodes. — Les réactions chimiques provoquées par le passage du courant ne s'accomplissent que dans le voisinage immédiat des électrodes ; et, comme elles ne s'arrêtent qu'au moment où tout le liquide soumis à l'électrolyse a été décomposé, nous devons admettre un transport continuel des ions vers les deux pôles. L'électrode positif attira les éléments électro-négatifs, et l'électrode négatif, les éléments électropositifs. Il semble que, pour chaque équivalent de l'élément positif qui se rend au pôle négatif, il devrait se déposer à l'autre pôle un équivalent du corps électro-négatif. Mais les faits ne confirment pas cette supposition ; on reconnaît, qu'en général, la proportion de l'élément électro-^négatif transporté au pôle positif est plus forte. Supposons, par exemple, qu'on soumette à l'action de l'électrolyse une solution de sulfate de cuivre, en emplo^'ant des électrodes de cuivre : il se déposera au pôle négatif un équivalent de cuivre pour chaque équivalent de (S(y -f- 0) qui se portera sur le pôle positif. Si la migration des éléments avait la même valeur dans les deux directions, la liqueur située dans le voisinage du pôle positif con-* serverait une composition invariable, car chaque équivalent d'acide sulfurique dissout un équivalent de cuivre, c'est-à-dire autant qu'il en passe sur rélectrode négatif. Du côté de ce dernier, au contraire, la quantité de cuivre devrait augmenter d'un équivalent, car la solution conserve son titre primitif, et, en outre, un équivalent de cuivre se précipite sur l'électrode négatif.

Or, on constate que la quantité totale de cuivre qui se trouve du côté du pôle négatif n'augmente que d'environ 1/3 d'équivalent; il faut donc que dans cette région la solution se soit affaiblie, ce qu'on reconnaît d'ailleurs à son changement de couleur; du côté du pôle positif, au contraire, la solution renferme 2/3 d'équivalent de sulfate de cuivre en plus, et sa coloration se fonce. D'une manière générale, si l'excès de l'élément électro-négatif

transporté au pôle positif est de — d'équivalent, l'excès d'élément électro-

positif transporté à l'autre pôle a pour valeur d'équivalent. Ainsi,

tandis que la séparation électrolytique des éléments s'effectue toujours dans le rapport des équivalents chimiques, leur migration s'accomplit par fraction d'équivalent, et il se porte relativement plus de cathion sur l'anode que

d'anion sur le cathode. Le rapport suivant lequel 8*opèrent ces transports en sens opposé varie d'ailleurs un peu avec la concentration de la solution électroly tique.

Nous donnons, dans le tableau suivant, quelques-uns des nombres trouTés par M. Hittorf :