ACTION DES COURANTS SUR L AIGUILLE AIMANTÉE

reviendrons sur ce sujet important, quand nous nous occuperons en particulier des effets chimiques produits par les courants.

4489. Effets magnétiques des eouraMts. — Si l'on dispose un fil métallique traversé par un courant, parallèlement à une aiguille aimantée mobile sur un pivot, elle quitte le méridien magnétique et se met en croix avec le courant. C'est là l'expérience célèbre d'Œrsted, qui la fit pour la première fois en 1819. Si l'aiguille est astatique, elle se place perpendiculairement au courant; dans le cas contraire, comme elle est sollicitée par Faction terrestre, elle s'approche d'autant plus de la position perpendiculaire, que les éléments de la pile qui fournit le courant sont plus étendus. Ce phénomène donne le moyen de comparer les intensités g

des courants ; il permet aussi de reconnaître facilement si un fil de métal est parcouru par un courant.

Quand on change le sens du courant, l'aiguille se retourne bout à bout. On obtient le môme résultat, quand, sans changer le sens du courant, on fait passer le fil métallique qui était au-dessus du centre de l'aiguille , au-dessous , et réci- Fig. 4064.

proquement. La fig. 1064 représente un

appareil au moyen duquel on fait facilement ces diverses expériences. Les fils ab, a'b\ qui passent l'un au-dessus, l'autre au-dessous de l'aiguille aimantée ns, sont isolés l'un de l'autre, par des colonnes de verre aa\ W. En accrochant aux deux bouts d'un de ces fils les électrodes de la pile , on peut faire passer le courant, dans quatre conditions différentes : au-dessus ou au-dessous de l'aiguille, de droite à gauche ou de gauche à droite.

Ampère est parvenu à réunir les divers résultats en un seul énoncé : il suppose un observateur couché le long du courant , regardant l'aiguille aimantée , et placé de manière que le courant entre par ses pieds et sorte par sa tête, et il nomme droite et gauche du courant , la droite et la gauche de l'observateur ainsi placé. Cela posé, l'expérience montre que, dans tous les cas, le pôle nord ou pôle austral (1205) de l'aiguille aimantée se tourne à h gauche du courant. Ainsi, dans le cas de la fig. 1064, on voit que le pôle nord de l'aiguille viendra en n, en avant de la figure ; car l'observateur étant couché sur le dos, les pieds du côté de a, sa gauche sera en avant.

*440. Multiplicateur. — Pour rendre plus efficace l'action du courant sur l'aiguille aimantée , Schweigger a eu l'idée de faire passer le fil plusieurs fois autour de cette aiguille, en ayant soin de l'envelopper de soie ou de coton, pour que l'électricité ne puisse sauter d'un tour à l'autre. Les instruments construits d'après ce principe se nomment multiplicateurs. La fig. 1065 représente un de ces appareils; le fil enveloppé de soie est enroulé autour d'un cadre; en a et b sont les extrémités de ce fil. L'aiguille aimantée ns est suspendue

SOURCES D ELECTRICITE

dans le cadre, que Ton a soin de placer dans le méridien magnétique. Chaque tour du fil produisant son effet, on voit que l'aiguille sera plus fortement déviée que s'il n'y avait qu'un tour, si toutefois les quatre parties de chaque tour aby be, cd, da (fig. 1066 ), concourent à pousser le pôle nord du même côté. Or, c'est ce qui a lieu ; car si le courant marche dans le sens des flèches, on voit-, en appliquant la règle d'Ampère à chaque côté du rectangle, que le pôle nord sera poussé derrière le plan de la figure.

Du reste, il ne faudrait pas croire que la sensibilité de l'appareil augmente indéfiniment quand on multiplie le nombre des tours ; car l'électricité éprouve à parcourir le circuit, une résistance qui augmente avec sa longueur. Ce n'est

^N— A \\j=±=eu

Fig. 4066.

Fig. 4067.

donc que lorsque l'électricité présente une assez forte tension , qu'on peut impunément augmenter beaucoup le nombre des tours.

Multiplicateur à deux aiguilles. — Pour rendre l'action du courant plus efficace, il faut se servir d'une aiguille très forte, et en même temps diminuer l'action magnétique du globe sur cette aiguille. Pour remplir ces deux conditions , en apparence inconciliables, Nobili emploie deux aiguilles parallèles iw, nV (/?g. 1067), fixées invariablement l'une à l'autre, de manière que tes pôles contraires soient d'un même côté (1208). On donne à ces aiguilles à peu près la même force, de manière que le magnétisme terrestre n'ait sur le système qu'elles forment qu'une faible action. Ce système est suspendu par un fil de soie sans torsion /*, de manière que l'une des aiguilles soit dans l'intérieur du cadre, et l'autre en dessus. La tige f, qui les lie entre elles, passe librement dans un tube de verre vertical qui traverse le haut du cadre. Il est facile de voir que la partie ab du courant pousse du même côté, derrière le plan de la figure, les pôles n et s' . Quant aux parties 6c, cd, da, elles tendent à amener s' en avant ; mais l'expérience montre que leur action, à cause de la plus grande distance, est moindre sur n'*' que l'action de la partie ab seule. De sorte que la déviation est bien plus grande que s'il n'y avait qu'une seule aiguille ns ; l'action de la terre étanl très faible, et celle du courant s'exerçant à la fois sur les deux aiguilles , et avec une grande intensité, parce qu'elles peuvent être individuellement très fortes.

4444. Réomètres ou galvanomètres. — Ordinairement, on adapte audessous de l'aiguille supérieure, un cadran divisé qui permet d'en mesurer les déviations. Ce cadran est fixé au cadre de manière que le diamètre qui passe par le zéro soit parallèle au plan du cadre , plan que l'on place toujours dans

de l'électricité dynamique. 315

le méridien magnétique. L'appareil porte alors le nom de réomètre ou galvanomètre, parce que l'intensité du courant peut se déduire de l'angle de déviation. La figure 1068 représente un réomètre à deux aiguilles, imaginé par M. E. Becquerel, pour l'usage des cours publics. Le fil enveloppé de soie est

enroulé sur deux cadres parallèles et ver-

ticaux a, a' ; ses extrémités aboutissent ■■pnM

en o et o' ; les deux aiguilles aimantées tournent sur le tranchant d'un couteau horizontal en bronze, qui sert à les réunir, et est disposé comme le couteau des balances. Un brin de paille e, fixé à l'aiguille antérieure, parcourt les divisions d'un arc à grand rayon ; il est équilibré par un ^^*^^^^ contre-poids en forme d'écrou, qui s'cn-

Jl

fonce plus ou moins dans une vis placée à Fjg. <068.

l'extrémité opposée de l'aiguille aimantée.

On dispose ce contre-poids de manière que le système des aiguilles se tienne de lui-même verticalement.

Réomètre différentiel. — Cet instrument sert à comparer les intensités de deux courants; il ne diffère des réomètres ordinaires qu'en ce qu'il y a deux fils enroulés autour du cadre. Ces deux fils sont aussi identiques que possible, et, pour qu'ils soient distribués de la même manière sur le cadre, on les tord bien régulièrement l'un avec l'autre, et on les enroule ensemble. Pour comparer deux courants, on les fait passer en sens contraire dans ces deux fils, qu'il est facile de reconnaître parce qu'ils sont garnis de soie de différente couleur. Le sens de la déviation de l'aiguille, indique quel est le courant le plus intense, et la grandeur de cette déviation sert à mesurer la différence.

Nous décrirons plus tard en détail les divers réomètres dont on fait usage ; il nous suffit pour le moment de savoir comment on peut constater l'existence de faibles courants au moyen du multiplicateur.

4442. électwcité dthahique. — L'électricité qui circule dans le fil conjonctif de la pile doit à son état de mouvement, des propriétés particulières toutes différentes de celles de l'électricité statique. C'est ainsi que celle-ci, quelque grande que soit sa tension, est impuissante à produire des décompositions et à dévier l'aiguille aimantée. On a donné le nom d'électricité dynamique au fluide en mouvement dans le fil conjonctif. Ce fluide ne se porte pas à la surface des conducteurs, mais il est en égale quantité dans tous les points de la section, comme nous le prouverons plus tard. De plus, l'intensité et les propriétés du courant sont les mêmes dans tous les points du fil conjonctif, prés des pôles de la pile comme à une très grande distance, et cette distance dépasse souvent des milliers de kilomètres, comme dans les télégraphes électriques. Par exemple, une même aiguille aimantée soumise à l'action du courant dans les mêmes conditions, est partout déviée de la même quantité; plusieurs volta-

316 SOURCES d'électricité

mètres identiques (1438) placés aux différents pdints du circuit contiennent, au bout du même temps, des quantités égales d'hydrogène. On ne peut donc pas considérer les fluides qui partent des pôles de la pile, comme se transportant l'un vers l'autre dans le fil conjonctif ; car, alors, il y aurait beaucoup de fluide positif ou négatif près des pôles, et rien ou presque rien , vers le milieu du fil conjonctif; les effets ne pourraient donc pas être les mêmes dans tous les points du circuit. La théorie de la polarité électrique rend compte de la manière la plus heureuse de tous ces résultats : le courant consiste dans une suite continue de décharges iiitermoléculaires , analogues à celles que nous montrent les tubes étincelants, et qui ont lieu de la même manière, dans toutes les sections du conducteur, et dans toute l'étendue d'une même section.

Colladon a montré que l'électricité des machines ordinaires peut aussi produire des courants ; par exemple, quand on réunit, par un fil métallique, les conducteurs et les coussins d'une machine de Ramsden; mais la quantité d'électricité fournie à chaque instant est tellement petite, qu'il faut, pour que le courant produise quelques effets, employer des machines très puissantes, comme les machines hydro-électriques. Celle de l'Institut polytechnique de Londres fournit un courant qui décompose l'eau et les sels, et dévie de 25° environ l'aiguille aimantée d'un multiplicateur à 60 tours. Le fil qui porte le courant part de la chaudière et s'enfonce dans un puits. Le courant va du puits à la chaudière, qui est électrisée négativement ; ce qui s'explique facilement quand on considère le courant comme formé de décharges intermoléculaires. Nous avons vu aussi, l'électricité de l'atmosphère dévier l'aiguille du réométre (1401).

Les piles donnent de très grandes quantités d'électricité, mais leur tension est faible, à moins qu'on n'emploie un très grand nombre d'éléments. Aussi peut-on tenir impunément avec les mains, les électrodes des piles composées d'une dizaine de couples, l'épiderme sec isolant suffisamment pour les faibles tensions qu'elles produisent. Nous verrons aussi que, dans une foule d'appareils, le bois, l'ivoire, le carton, isolent assez pour empêcher l'électricité de quitter les électrodes.

IL Dégagement de l'éleotrioité dans lea aetitot ohimbpies.

4443. électricité P10DUITS DAMS lu combuaisotc. — L'idée de rechercher de l'électricité dans les actions chimiques, est antérieure à la découverte de Galvani. On y fut amené naturellement en remarquant que le frottement produit de la chaleur, en même temps que de l'électricité, et que les actions chimiques forment la source de chaleur la plus abondante. Laplace et Lavoisier, en 1781, tirèrent des étincelles d'un condensateur de Volta, mis en communication avec un vase dans lequel ils faisaient agir de l'acide sulfurique sur du fer

ou delà craie. Mais l'effervescence qui se produisait occasionnait des frottements auxquels on pouvait attribuer l'électricité dégagée. Plus tard, Volta chargea son électromètre condensateur, avec de l'électricité dégagée dans la combustion du charbon. Après la découverte de la pile, l'invention du multiplicateur vint fournir aux expérimentateurs un nouvel instrument, au moyen duquel Œrsted prouva qu'il se dégage de l'électricité dans l'action d'un acide sur un métal. M. Becquerel découvrit ensuite l'électricité dégagée dans les combinaisons des acides et des bases, et dans une foule d'autres réactions chimiques. Depuis, plusieurs physiciens, parmi lesquels nous citerons MM. Faraday, Â. de La Rive, Becquerel, Avogrado, Matteucci, Nobili, ont rassemblé une masse de faits qui permettent de considérer le phénomène comme général.

Pour reconnaître le dégagement de l'électricité dans les actions chimiques, on opère tantôt avec l'électromètre à condensateur, tantôt avec le multiplicateur ; quelquefois on se sert de membres frais de grenouille. Dans ces expériences, on se préoccupe surtout d'éviter toute disposition qui pourrait faire supposer que l'électricité recueillie est produite par le contact. Il faut aussi avoir soin que les corps mis en présence soient l'un et l'autre bons conducteurs ; autrement le fluide qui se porterait sur le mauvais conducteur ne trouvant pas d'écoulement, détruirait celui que recevrait l'autre corps, et l'on n'obtiendrait aucun résultat. Du reste, on ne recueille ordinairement qu'une très petite portion des fluides séparés, 1? plus grande partie se recombinant aux surfaces mêmes où se produit l'action chimique. — Avant d'entrer dans le détail des expériences, nous allons énoncer les lois générales auxquelles on est arrivé, telles qu'elles ont été résumées par M. Becquerel.

1° Quand deux corps se combinent, les substances qui s'unissent à l'oxygène, ou celles qui jouent le rôle de base, s'électrisent négativement tandis que l'oxygène ou les corps qui jouent le rôle d'acide prennent le fluide positif.

2° Dans les décompositions, l'électricité se distribue d'une manière inverse : les corps qui jouent le rôle de base emportent l'électricité positive, et ceux qui jouent le rôle d'acide emportent l'électricité négative.

Souvent, on indique la distribution de l'électricité, en disant que la substance qui reçoit le fluide positif est négative, et que celle qui prend le fluide négatif est positive; nous éviterons d'employer cette manière de s'exprimer, parce qu'elle n'est pas nécessaire, et qu'elle peut jeter de la confusion dans l'esprit.

Nous allons maintenant passer en revue les différentes classes d'actions chimiques : combustion, actions des dissolutions les unes sur les autres, actions des dissolutions sur les métaux.

4444. Combustion des solides. — Volta, le premier, a reconnu qu'il se dégage de l'électricité dans la combustion ; mais, dans sa manière de procéder, les résultats étaient incertains. M. Pouillet est parvenu à en obtenir de constants par le moyen suivant l : un cylindre de charbon c (fig. 1069), allumé

s Annales de chimie et de physique, *« série, t XXXV, p. 404.

SOURCES D ELECTRICITE

Fig. 4069.

seulement à sa partie supérieure, est posé sur une lame fixée à l'un des plateaux d'un électromètre condensateur, dont l'autre plateau communique avec le sol. On active la combustion en soufflant de l'air ou de l'oxygène avec une vessie. Le charbon prend l'électricité positive, et l'acide carbonique, le fluide négatif. Quand on veut recueillir ce dernier, on fait communiquer le charbon c', avec le sol, et on le place au-dessous de la lame qui dépasse le plateau collecteur; l'acide carbonique dégagé rencontre cette lame et y dépose l'électricité positive qu'il emporte. — M. Gaugain a remarqué que l'on obtient instantanément le maximum de charge du condensateur. 11 a aussi trouvé moyen d'ob tenir des résultats certains, au moyen d'un fragment de charbon de forme quelconque et entièrement allumé. Il suffît de l'envelopper d'un grillage en platine distant de 3 ou 4 millimètres, au moyen duquel on enlève l'électricité du gaz chaud, pendant que le charbon, qui doit être bon conducteur , communique avec le plateau. C'est pour n'avoir pas employé cette précaution que Volta, qui mettait le charbon en fragments dans un petit réchaud, n'obtenait que des résultats incertains, et que Davy et de Saussure ne purent réussir en voulant répéter ses expériences. M. Matteucci a obtenu de bons résultats avec un charbon allumé dans toutes ses parties , mais sur lequel il projetait un courant d'air qui emportait l'acide carbonique.

Le soufre en combustion ne donne pas d'électricité au condensateur; c'est qu'il est mauvais conducteur. 11 en est de même quand on fait brûler le charbon dans l'oxygène sec, après l'avoir attaché à un 61 de platine communiquant avec le condensateur; et avec le zinc, le cuivre, l'étain, l'antimoine, se combinant avec le chlore sec. M. Matteucci en avait conclu, ainsi que de beaucoup d'autres observations sur les réactions des dissolutions, qu'il n'y avait pas dégagement d'électricité dans la combinaison de deux molécules élémentaires; mais M. Becquerel a combattu cette manière de voir, et il a montré que, dans le cas de la combustion, la cause de l'absence de résultats n'est autre que la mauvaise conductibilité des gaz secs ' .

On peut encore reconnaître l'électricité dégagée par la combustion du charbon, en plongeant l'extrémité d'un cylindre de plombagine artificielle, dans du salpêtre en fusion contenu dans un creuset en platine isolé. Le charbon et le creuset étant mis en rapport avec le fil d'un multiplicateur, l'aiguille aimantée est fortement déviée, de manière à indiquer que le charbon a reçu l'électricité négative.

*44S. Combnstio* des ga*. — M. Pouillet a d'abord étudié l'électricité

Annales de chimie et de physique, 3« série, t. XVI , 257 j XVII, 26, et XLII, 385.

dégagée dans la combustion du gaz hydrogène. Ce gaz sortait par un tube métallique non isolé, et la flamme était enveloppée d'une hélice en platine  (fig. 1070), communiquant avec l'un des plateaux du condensateur. Ce plateau se chargeait de fluide positif. Quand l'hélice, très étroite, était plongée dans le gaz hydrogène, qui occupe l'intérieur de la flamme , comme en B , le plateau recevait le fluide négatif. M. Matteucci et M. Gaugain ont montré que, pour obtenir des résultats certains, il faut en même temps faire communiquer avec le sol la couche gazeuse qui enveloppe la flamme. On voit , d'après ce qui précède, que, dans la combustion de g< 4070,

l'hydrogène, ce gaz prend le fluide négatif,

et que l'air, et la vapeur d'eau produite par la combustion, reçoivent l'électricité positive, qui peut être recueillie jusqu'il 10mm de la flamme. Quand le tube de métal est isolé, il se charge de fluide négatif. M. Pouillet a aussi expérimenté sur la flamme de l'alcool, de l'éther, de la cire, des huiles, des graisses et de plusieurs substances végétales.

M. Becquerel ayant constaté qu'il suffit de tenir dans la flamme, à des températures différentes, deux spirales en platine, pour obtenir un courant, on peut être induit en erreur dans les expériences destinées à reconnaître l'électricité de la flamme. Cependant , l'origine chimique de cette électricité n'en est pas moins prouvée par les expériences concordantes de M. Pouillet, et elle a été confirmée depuis par celles que nous allons rapporter.

M. Hankel mit le fil d'un réométre en rapport avec une lampe métallique à alcool, et avec une lame de platine placée obliquement au-dessus de la flamme ; il obtint un courant allant de la lame à la lampe , par le réométre. Il réussit également, en remplaçant la lame de platine par un conducteur humide , et môme par la main mouillée. M. Buff a reconnu aussi qu'en plongeant les deux extrémités du fil d'un multiplicateur dans la flamme, le courant allait de l'extrémité la plus échauffée à l'autre extrémité ; mais, d'un autre côté, ayant mis un fil de platine dans la flamme , il chargea un condensateur, d'électricité positive quand le fil plongeait dans la partie extérieure, et d'électricité négative quand il plongeait dans l'intérieur. Or, ce fil devrait toujours prendre l'électricité positive, si l'effet était dû à la chaleur seule. Enfin, M. Grove plaça deux spirales de platine dans la flamme d'une lampe à alcool activée par le vent d'un chalumeau ; l'une des spirales était plongée dans la partie jaune de la flamme, et l'autre, dans la partie bleue tout près de l'orifice du chalumeau. Il obtint ainsi un faible courant qui allait de la première spirale, qui était la plus chaude, à celle qui était près de l'orifice. Mais ayant éloigné la première, de manière qu'elle fût plus froide que l'autre, le sens du courant ne fut pas changé ; ce qui montre qu'il n'était pas dû à l'inégal échauffement des deux spirales.

320 SOURCES d'électricité.

4446. Electricité produite par la réactlo» des dissolution. — C'est à M. Becquerel qu'est due la découverte de l'électricité dégagée par les dissolutions qui agissent chimiquement les unes sur les autres. Nous allons examiner les principaux cas qui se présentent '.

1° Foraatioa des sels. — Quand un acide et une base se combinent, il y a production des deux électricités ; l'acide prend l'électricité positive, et la base l'électricité négative, M. Becquerel opère ainsi * il place l'acide et la base

en dissolution , dans deux vases séparés en verre, A et B (fig. 1071 ); l'un de ces vases contient, par exemple, de l'acide azotique, et l'autre, une dissolution de potasse. Il plonge dans ces liquides, des lames de platine fixées aux deux bouts du fil, aussi en platine, d'un multiplicateur. Si les deux liquides sont réunis Fig. 4 074 . par une lame de platine, l'aiguille du multipli-

cateur ne bouge pas ; mais si la communication est établie au moyen d'une mèche de coton ou d'amiante , humectée avec de l'eau salée ou acidulée , l'acide et la base des vases A et B montant par capillarité dans cette mèche, se joignent, et aussitôt l'aiguille indique un courant allant de l'acide à la base, par le multiplicateur. Il n'y a ici qu'un seul métal ; on ne peut donc invoquer d'effet de contact.

Indépendamment du courant qui parcourt le fil métallique réunissant les deux lames de platine , il s'en produit un autre dans le liquide , qui va de la base à l'acide, sur lequel se porte le fluide positif, et qui est comme la continuation du courant qui parcourt le fil.

Dans ce qui suit, il s'agira toujours du courant dans le fil, à moins qu'on n'avertisse du contraire.

M. Becquerel opère encore, en adaptant à l'un des bouts du fil du multiplicateur une cuiller en pla- Fig. 4072. tinec (fig, 1072) dans laquelle il

met l'acide , et à l'autre bout, une pince, aussi en platine, dans laquelle il fixe un morceau de potasse convenablement humectée ; il plonge l'extrémité du morceau de potasse dans l'acide, en ayant soin de ne pas toucher la cuiller, et aussitôt le courant se manifeste. Ce courant est assez fort pour être observé sans multiplicateur, en le faisant passer une seule fois près de l'aiguille aimantée.

M. Mousson emploie une méthode très simple; il fixe aux extrémités du fil du multiplicateur des disques en platine, sur lesquels il applique deux ron-

1 AnnaUt de ckimti et de physique , 2e série , lonie XXIII , page 244 ; et tome XXII, page 477.

délies de papier trempées dans les dissolutions acide et basique ; il appuie les deux rondelles Tune sur l'autre, et le courant se manifeste.

Davy ayant objecté que, dans ces expériences, l'électricité pouvait être due à ce que Tune des lames de platine était en contact avec l'acide, tandis que l'autre l'était avec la base ; M. Becquerel plongea les deux lames dans de l'acide nitrique placé en À et A' [fig. 1073), et réunit les deux vases par une mèche de coton mouillé, soutenue par une lame de platine, et assez longue pour que les acides ne pussent de longtemps arriver au milieu. Ayant ensuite déposé une goutte d'acide en a, et une goutte d'une dissolution de potasse en c, il y eut combinaison entre ces deux liquides, et le courant se produisit. — M. Nobili emploie 4 vases : il fait plonger les lames de platine dans deux vases contenant une dissolution pig. 4 073.

de salpêtre , et communiquant , par des

mèches d'amiante ou par des tubes en siphon pleins d'eau, avec ceux qui contiennent l'acide et la base, lesquels sont toujours réunis entre eux par une mèche en amiante à travers laquelle la combinaison s'effectue ; mais le courant est assez faible , à cause de l'imparfaite conductibilité de la dissolution de salpêtre.

2° Eau avee les acides ou les bases. — Au moyen de la disposition de la fig. 1072, on peut faire agir l'eau sur un acide ou sur une base; l'eau est placée dans la cuiller, et la base fixée à la pince. Si cette base est en dissolution, on y trempe une lame de platine, ou un morceau d'épongé de platine, fixée àla pince, et que l'on plonge ensuite dans la cuiller. On peut aussi employer là disposition de la fig. 1071 . Le sens du courant montre que l'eau prend le fluide négatif en se combinant avec les acides, et le fluide positif, avec les bases. Elle se comporte donc comme un acide, en présence des bases, et comme une base en présence des acides ; ce qui est d'accord avec la manière de voir des chi [pistes. Le même accord se manifeste dans la combinaison des bases avec les alcalis, c'est-à-dire que la base se comporte comme un acide vis-à-vis de l'alcali. — Quand les sels neutres en dissolution concentrée s'unissent à l'eau, ce liquide se comporte comme base, c'est-à-dire qu'il prend le fluide négatif. Il résulte de ces faits, que l'eau de la mèche avec laquelle on réunit les dissolutions renfermées dans des vases différents, produit des courants en se combinant avec ces dissolutions, mais ces courants sont généralement plus faibles que ceux que l'on veut observer.

3° Acides eatre eu. — M. Becquerel a* reconnu que, lorsque deux acides réagissent l'un sur l'autre, celui qui est le plus oxydant, c'est-à-dire qui cède le plus facilement son oxygène, prend l'électricité négative. Par exemple, si l'on met dans un tube en U, d'un côté de l'acide sulfurique et de l'autre de l'acide azotique, et qu'on plonge les bouts du fil de platine du multiplicateur dans les deux branches, le courant va de l'acide sulfurique à l'acide azotique m u

322 SOURCES d'électricité.

par le multiplicateur. Quand les acides sont engagés dans des composés salins, ils semblent conserver les mêmes tendances ; ainsi, les sulfates prennent le fluide positif en se combinant avec les azotates, les phosphates avec les sulfates, etc. M. de La Rive a formé la liste suivante, dans laquelle chaque substance prend l'électricité positive avec celle qui la suit, et l'électricité négative avec celle qui la précède :

Acide phosphorique, a. sulfurique, a. azotique, a. chlorhydfique, a. acétique, a. azoteux, dissolutions salines, dissolutions alcalines.

Il se présente quelques exceptions : certaines dissolutions salines prennent le fluide positif avec certains acides, et le fluide négatif avec certaines bases ; ce qui tient probablement à l'intervention de l'eau dans le phénomène, et à son affinité prépondérante pour l'une ou l'autre des substances en présence.

444V. Polarisation des lames de plat la e. — Le courant produit par Faction chimique, détermine sur les lames de platine plongées dans les liquides, un dépôt de substances gazeuses ou autres, provenant de l'action produite' sur les liquides par le courant qui les traverse. M. de La Rive exprime cet effet en disant que ces lames sont polarisées. Les dépôts formés produisent des actions chimiques qui peuvent donner lieu à un courant inverse de celui qu'on veut observer, et qui se nomme courant secondaire. Par exemple, si après avoir décomposé l'eau dans un voltamètre (1438), on sépare cet appareil de la pile, et qu'on réunisse par le fil d'un multiplicateur, les deux fils de platine qui plongent dans l'eau, on observe un courant dans lequel le fil de platine qui apportait le fluide positif de la pile reçoit le fluide négatif, et réciproquement. Ce courant va en diminuant peu à peu, et finit par disparaître. Le courant secondaire peut détruire en tout ou en partie celui que l'on veut observer, surtout s'il est faible. Pour éviter cet inconvénient, M. Becquerel a imaginé de changer les lames de place à des intervalles très rapprochés, en faisant en sorte que celle qui arrive à l'endroit où elle doit recevoir une certaine espèce d'électricité, communique toujours avec le bout du fil du multiplicateur qui doit recevoir cette électricité. M. Becquerel a même imaginé pour cet objet deux appareils particuliers, qu'il nomme dépolansateurs, et dans lesquels un mouvement de rotation détermine le changement mutuel de position des lames, assez rapidement pour que l'aiguille aimantée conserve sa déviation sans éprouver d'oscillations sensibles '.

Au moyen de ces appareils, on peut constater la production de l'électricité dans une foule d'actions chimiques très faibles. M. Becquerel cite un cas curieux, où l'action de l'eau sur deux dissolutions donne un résultat inverse de celui qu'elles donneraient si elles étaient seules juxta-posées : on dispose les unes à la suite des autres une suite de mèches oa, ab, bc, cd (fig. 1074), entre deux vases remplis d'eau distillée et accompagnés de l'appareil dépolarisateur. Les mèches oa et cd sont imbibées d'eau, ab d'une dissolution de sous-

* Annale* de chimie et de physique, 3e série, t. XLII, p. 389.

carbonate de soude, et bc de bi-carbonate de soude. On trouve un courant dirigé dans les mèches, suivant la flèche supérieure; tandis que la réunion des deux sels donnerait un courant en sens opposé. C'est qu'il y a ici trois courants, le premier produit par l'action de l'eau de oa sur le sous-carbonate de

àb ; le second par l'action des deux sels ;

et le troisième par l'action du bi- carbonate ^mmsÊ^^^^m^ÊÊmt^ sur l'eau de cd. Ces courants sont dirigés | ' "* ^^^^^™™^ dans le sens des petites flèches, et le ré- pig> 4074.

sultat montre que le courant en a est

plus intense que la somme des deux autres. En général , quand plusieurs dissolutions acides neutres ou alcalines sont à la suite les unes des autres, le courant produit est le résultat de la composition des courants individuels qui ont lieu à chaque contact.

4448. électricité dbs DÉCOMPOSITIONS chuques. — M. Pouillet a reconnu l'électricité dégagée par les décompositions chimiques dans lesquelles un des éléments se dégage, par la méthode suivante l. Un creuset incandescent en platine épais, est fixé à l'extrémité d'une tige de laiton soudée au plateau inférieur d'un électromètre condensateur, dont le plateau supérieur communique avec le sol. Si l'on projette dans ce creuset une dissolution de strontiane, chaux, baryte, soude, ou potasse, substances qui ont une grande affinité pour l'eau, le liquide prend la forme globulaire, l'eau se sépare sous forme de vapeur, de la substance dissoute, et le plateau .qui communique avec le creuset se trouve chargé de fluide positif, tandis que la vapeur emporte du fluide négatif. Au moment où le liquide, par suite du refroidissement du creuset, se réduit subitement en vapeur en en touchant les parois, la quantité d'électricité est telle que les feuilles d'or divergent sans condensateur. Peltier a même constaté que l'électricité ne se dégage réellement qu'à ce moment-là, lorsque la vapeur s'échappe vivement, de manière à soustraire les fluides séparés à une recomposition immédiate 2. On peut facilement recueillir l'électricité emportée par la vapeur, en mettant le creuset en communication avec le sol, et plongeant dans la vapeur qui s'en échappe, la tige fixée au condensateur. L'électricité n'est pas produite par le changement d'état de l'eau, car les substances qui s'évaporent sans se décomposer, comme l'eau distillée, l'acide acétique pur et cristallisable, les acides suffurique et azotique purs et concentrés, ne donnent aucune électricité. Avec les dissolutions d'acides ou de sels neutres ou non, le creuset prend le fluide négatif et la vapeur emporte le fluide positif. C'est le contraire de ce qui a lieu avec les alcalis. Le sel marin a été étudié tout particulièrement : une seule goulte d'eau salée dans un creuset rouge, suffit pour donner une quantité notable d'électricité. L'eau des mers, en s' évaporant, doit donc fournir à l'atmosphère de l'électricité positive (1407). L'eau commune,

i Annales de chimie et de physique, 2e série, t. XXXVI, p. 5. 3 Annales de chimie et de physique, 3* série, t. IV, p. 444.

324 SOURCES d'électricité.

qui tient toujours des matières salines en dissolution, se comporte comme l'eau de mer; seulement, elle donne beaucoup moins d'électricité. — On voit que les résultats qui précédent sont l'inverse de ceux qu'on obtient quand les mômes substances se combinent avec l'eau. Les acides volatils qui se dégagent de ce liquide sous forme de vapeur, emportent le fluide positif. L'ammoniaque, qui est plus volatile que l'eau, s'exhale de même en emportant le fluide positif, et laissant au creuset le fluide négatif.

M. Reich, M. Riess et M. Gaugain, ont cru pouvoir attribuer l'électricité dégagée par les dissolutions projetées dans un creuset rouge, au frottement des gouttelettes d'eau lancées contre les parois, au moment où le liquide quitte la forme globulaire. Mais alors les effets devraient être différents dans un creuset profond et sur une plaque de platine à peine concave. De plus, l'eau distillée et les acides purs devraient produire de l'électricité dans les mômes circonstances, ce qui n'est pas.

M. Pouillet a encore recueilli de l'électricité dans la décomposition parla chaleur' de substances sèches, telles que des oxydes et des sels. Il les plaçait sur une lame de platine communiquant avec l'électrométre, et concentrait sur elles les rayons solaires, au moyen d'une lentille à échelons (11,731).

M. Henrici obtient de l'électricité de décomposition, dans des conditions toutes différentes de ce que nous venons de voir. Il plonge dans une dissolution, les deux bouts garnis de platine, du fil d'un réomètre; d'un côté, le platine est froid, et de l'autre, il est porté au rouge. Aussitôt on a un courant qui va du platine chaud au platine froid par le réomètre, quand la dissolution n'est pas capable d'attaquer le platine chaud ; comme cela a lieu, par exemple, pour les acides sulfurique et nitrique étendus ou concentrés. Le courant provient alors de la décomposition de la dissolution, par la chaleur du métal. Quand le platine chaud est attaqué, comme lorsqu'on emploie l'acide chlorhydrique ou la potasse, le métal chaud prend le fluide négatif.

Doubles décompositions. — Dans les décompositions chimiques , les électricités se distribuent généralement d'une manière inverse à ce qui a lieu dans les combinaisons ; il semble que chacun des éléments qui a abandonné une espèce d'électricité en se combinant, ait besoin de la reprendre au moment où il se sépare du composé. M. Becquerel a reconnu que , dans les doubles décompositions des sels, c'est-à-dire quand deux sels font un échange mutuel de leur acide et de leur base, il n'y a pas dégagement d'électricité. On pouvait prévoir ce résultat ; les décompositions qu'éprouvent d'abord les deux sels produisant des effets électriques opposés à ceux qui résultent des combinaisons qui s'effectuent immédiatement après. II parait cependant qu'il peut y avoir quelquefois des traces sensibles d'électricité, qui proviennent sans doute de ce que les portions de fluides qui s'entre-détruisent à l'instant môme où elles prennent naissance, ne sont pas exactement égales, pendant les décompositions et pendant les combinaisons qui leur succèdent. ,

«449. ÀCTioi dbs uaunres sui les métaux. — Le dégagement de l' électricité

dans l'action exercée par les dissolutions sur les métaux, s* observe soit avec l'électroraètre, soit avec le réométrc.

Expériraees avec le eradeasateur . — Voici comment opère M . Becquerel : une capsule de platine c (fig. 1075) est mise en communication avec le plateau inférieur a d'un condensateur à feuilles d'or. Cette capsule reçoit un liquide qui ne l'attaque pas, et Ton y plonge l'extrémité d'une tige de métal m , de manière à ne pas toucher le platine. L'autre extrémité de la tige m, que l'on tient avec une pince à tige de verre , s'appuie sur le plateau supérieur b du condensateur. On trouve que ce plateau reçoit de l'électricité négative, et le plateau a, du fluide positif. Si la tige m est en zinc , il faut, pour éviter les objections , que le plateau b soit aussi en F>g. 4 075.

zinc. Il faut aussi que la capsule c repose

sur du papier mouillé. Si, au lieu d'être en platine, la capsule est formée d'un métal attaquable par le liquide, le fluide négatif se porte sur elle quand elle est plus attaquée que le métal m, et vice versa.

Comme la majeure partie des électricités séparées se recombine aussitôt, si bien que l'eau acidulée ne donne pas, avec le zinc, de meilleurs résultats que l'eau commune, parce que la première conduit mieux que l'autre , on opère en projetant dans une capsule très chaude le liquide qui doit l'oxyder; la vapeur emporte avec elle le fluide positif, et laisse au métal attaqué le fluide négatif. La quantité d'électricité recueillie par ce moyen est assez considérable pour faire diverger des feuilles d'or sans condensateur. M. Matteucci a pu, avec le potassium, obtenir des résultats semblables, sans chauffer la capsule : il écrase sur le fond d'une capsule en platine, un fragment de potassium sur lequel il laisse tomber une goutte d'eau ; l'eau est décomposée avec une vive chaleur, l'hydrogène enflammé et la vapeur emportent le fluide positif, et la capsule reçoit le fluide négatif.

M. Matteucci a aussi chargé un condensateur en n'employant qu'un seul métal «. Il se sert d'un condensateur en cuivre dont les plateaux sont munis de fils du même métal ; l'un de ces fils communique avec le sol, et l'autre est terminé par une lame de cuivre soutenue par un cordon en soie , et plongée dans l'eau d'un puits. Cette lame s'oxyde et transmet du fluide négatif au plateau avec lequel elle communique. Le résultat est plus marqué, quand on mêle un peu d'acide nitrique ou chlorhydrique à l'eau du puits.

Expérieaces avec le multiplicateur. — M. Œrsted plongea dans l'acide nitrique l'un des bouts a (fig. 1076) du fil de cuivre d'un multiplicateur, et quelques instants après, l'autre bout 6. L'acide nitrique agissant plus fortement

* Annales de chimie et de physique, 3e série, t. XVI, p. 265 et 280.

SOURCES D ELECTRICITE

sur le cuivre au moment de son immersion, le fil plongé en dernier lieu se trouva plus attaqué que l'autre, et l'aiguille aimantée fut déviée, de manière

à indiquer un courant allant, par le multiplicateur, de l'extrémité a, la moins attaquée, à l'extrémité b. Le fil attaqué b reçoit donc le fluide négatif , et le fluide positif chassé de sa surface dans le liquide , est reçu par le fil a. On voit qu'il y a aussi, à travers le liquide, un courant qui est comme la continuation de celui du multiplicateur. En réalité, il y a deux courants dans le fil métallique, puisque ses deux extrémités sont attaquées par l'acide ; mais l'un d'eux l'emporte sur l'autre, et détermine le sens de la déviation de l'aiguille. Cette expérience se faisant avec un seul métal, on ne peut invoquer d'effet de contact.

M. Becquerel ayant réuni par le fil du multiplicateur, une lame d'or et une lame de platine plongées dans l'acide nitrique, il n'y eut aucun courant. Mais ayant ensuite ajouté un peu d'acide chlorhydrique au liquide, pour former de l'eau régale , l'or fut attaqué plus que le platine, et il y eut un courant , du platine à l'or par le multiplicateur. — Si l'on plonge dans l'acide nitrique les deux bouts du fil en platine d'un multiplicateur, l'aiguille aimantée ne bouge pas. Mais si l'on fait glisser une goutte d'acide chlorhydrique le long d'une des extrémités du fil, le mélange attaque le platine, et l'on a un courant qui va de l'extrémité non- attaquée à celle qui a reçu l'acide chlorhydrique. Comme l'action chimique dégage de la chaleur , on pourrait attribuer le courant i réchauffement du fil attaqué , mais le courant dû à cette cause marcherait eu sens contraire de celui que l'on observe ici. Dans cette dernière expérience, comme dans celle de M. Œrsted, on n'emploie qu'un seul métal.

Si l'on emploie deux métaux différents réunis par le fil du multiplicateur , on remarque toujours que le courant va du métal le moins attaqué à celui qui l'est le plus. Mais , dans ce cas , on ne peut éviter d'avoir au moins deux métaux en contact, et les partisans du contact comme source d'électricité, peuvent lui attribuer les résultats observés. Il faut alors reconnaître le courant par un autre moyen que le multiplicateur ; par exemple, on réunit les deux lames métalliques par des membres frais de grenouille, comme le faisait Nobili. ,

On peut encore reconnaître le passage du courant, par la décomposition d'un sel. M. Faraday plonge dans une dissolution, une lame de platine p ( fig. 1077 ), et une lame de zinc z pliée à angle droit. Sur la partie horizontale i est placé un morceau de papier teint en bleu par le tournesol, et humecté avec la dissolution qui doit être décomposée, par exemple, avfc de l'iodure de potassium.

Fig. 4077.

THÉORIE CHIMIQUE DE LA PlLE. 327

Dès qu'on touche le morceau de papier avec le fil de platine n, le sel est décomposé en t. Rien n'empêche, du reste, de placer en n un multiplicateur à fil de platine, puisque les deux métaux sont séparés en t. M. Faraday a opéré de cette façon sur un grand nombre de dissolutions, et en plongeant les lames z etp dans différents liquides.

f 460. Le métal le pies attaqué prend l'électricité négative. — Dans toutes les expériences qui précèdent , on remarque que le métal le plus attaqué prend toujours l'électricité négative, tandis que le fluide positif, chassé dans le liquide, se porte sur l'autre iftétak Cette loi est générale. Pour la faire bien ressortir, on a expérimenté avec deux lames du même métal plongées dans le môme liquide, mais de manière que l'une soit plus attaquée que l'autre. On remplit cette dernière condition , soit en plongeant la première lame après l'autre, comme dans l'expérience d'Œrsted (fig. 1076); soit en l'agitant dans le liquide , comme l'a fait M. E. Becquerel; soit en l'échauffant, suivant la méthode de M. Faraday; soit en lui donnant une plus grande étendue qu'à l'autre ; soit enfin , comme l'a fait M. de La Rive, en mettant dans les' deux branches d'un tube en U le même acide à un degré différent de concentration. Par exemple, si les lames sont en zinc ou en fer, et qu'on les plonge, l'une dans l'acide sulfurique concentré, et l'autre dans l'acide faible, ce dernier attaque plus fortement le métal, et le courant marche, par le réométre, de l'acide concentré à l'acide étendu. M. Marianini employait une lame oxydée et l'autre décapée ; la dernière, plus attaquée que l'autre, recevait le fluide négatif.

m. Théorie oblmiqve de la pile.

4464. Nous venons de voir que les actions chimiques sont une source abondante d'électricité. Or, comme les métaux de la pile sont attaqués chimiquement par le liquide qui fait communiquer les couples , on est porté à penser que l'électricité qu'ils produisent est due à cette action chimique. Fabroni, avant l'invention de la pile, attribuait déjà l'électricité qui produit les contractions de la grenouille, à l'action chimique exercée par les parties humides , sur les métaux de l'arc de communication. Pepys, puis MM. Biot et F. Cuvier, constatèrent ensuite qu'une pile fonctionnant sous un récipient, absorbait l'oxygène de l'air; que dans le gaz oxygène pur, son action était plus vive, et dans1 l'azote, plus faible que dans l'air ; ce qui montre l'influence de l'action chimique. L'électricité des actions chimiques ayant été ensuite constatée directement, on a regardé l'action du liquide de la pile sur ses éléments, comme la principale source de son électricité. Davy, après avoir voulu attribuer les effets observés par M. Becquerel, au contact des liquides avec les métaux, adopta une théorie mixte, dans laquelle il regardait l'action chimique comme la source principale de l'électricité de la pile ; mais en attribuant toujours une influence à la force électromotrice de contact , qui déterminerait l'espèce de fluide qui se porte sur

328 SOURCES d'électricité.

chaque métal. Fabroni, puis Gautherot et Wollaston, ont ensuite soutenu que l'action chimique était la seule cause d'électricité de la pile ; mais le dernier, en voulant trop généraliser, et en attribuant à l'action chimique , même l'électricité due au frottement (\4\9), jeta du discrédit sur l'opinion qu'il voulait faire prévaloir. Dès 1801 , époque où Volta vint répéter ses expériences à Paris, M. Parrot rejetait l'hypothèse du contact , et attribuait toute l'électricité de la pile à l'oxydation des éléments. 11 développa même une théorie, dans laquelle on voit beaucoup de choses qui ont été retrouvées et confirmées depuis. II croyait, comme Wollaston, que l'action'chimique était la cause de l'électricité qui se dégage dans le frottement. En 1812, Davy montra que, dans un couple fer et cuivre, le plus oxydable des deux métaux prend l'électricité négative dans les dissolutions oxydantes , et que celui qui a le plus d'affinité pour le soufre prend ce fluide dans les dissolutions sulfurantes. 11 construisit aussi une pile dans laquelle il n'y avait qu'un seul métal avec deux liquides différents. Ces faits auraient dû lui ouvrir les yeux sur le peu de fondement de l'hypothèse du contact ; mais on était alors ébloui du vif éclat qu'avait jeté cette hypothèse, et frappé surtout de la merveilleuse fécondité qu'elle avait eue entre les mains de Volta.

Après la découverte du multiplicateur, MM. Avogrado et Michelotti * montrèrent de nouveau qu'un couple plongé successivement dans différents liquides, présente son pôle positif tantôt d'un côté, tantôt de l'autre : fait capital, et inconciliable avec les théories de Volta et de Davy. A partir de cette époque, beaucoup de physiciens travaillèrent à développer la théorie chimique de la pile; nous citerons MM. Œrsted, Becquerel, Ritchie, Pouillet, Despretz, Schœnbein,

Faraday , et principalement M. de La Rive, qui, depuis 1827, au moyen

d'expériences nombreuses poursuivies avec une grande persévérance et conduites avec une rare sagacité, a concouru surtout à ruiner l'hypothèse du contact, et à faire triompher la théorie électro-chimique, que nous allons maintenant développer.

4452. Inversions produites par le changement je liquide. — Si l'on forme un couple avec du cuivre^ et du fer ou de Yétain, le pôle négatif se trouve du côté du cuivre dans de l'eau salée ou acidulée, ou dans une dissolution de potasse. Le pôle négatif se trouve, au contraire, du côté de l'autre métal quand on plonge le couple dans l'ammoniaque; c'est que ce liquide attaque le cuivre plus activement que le fer ou l'étain, et le cuivre reçoit l'électricité négative, qui passe ensuite dans le métal en contact. Un couple plomb et cuivre ou fer a son pôle positif du côté du plomb dans l'acide nitrique étendu, et du côté du cuivre dans le même acide concentré. M. de La Rive a observé beaucoup d'autres phénomènes de ce genre *.

* Annales de chimie et de physique, 2* série, t. XLII, p. 45.

* Annales de chimie et de physique, 2° série, l. XXII, p. 362.

S Annales de chimie et de physique, 2e série, t. XXXVII, p. 229.

M. Faraday a publié de son côté une belle série d'expériences, dans lesquelles il a observé de nombreux cas A'inversion * . Il a constaté, de plus, qu'il n'y a d'action chimique, et par conséquent production de courant, qu'autant que le liquide est un électrolyte, c'est-à-dire qu'il est décomposable par l'électricité. La fig. 1078 représente la disposition adoptée dans ces expériences. Les deux vases reçoivent le liquide sur lequel on veut opérer. Le couple est formé par les métaux a et h réunis en n ; ey e' sont les électrodes en platine qui communiquent avec le réométre. Un grand nombre d'essais, faits dans les conditions les plus variées, ont prouvé à M. Faraday qu'il n'y a jamais de courant quand il n'y a pas d'action chimique. L'absence de résultat ne pouvait être attribuée au défaut de conductibilité du liquide ; car en chauffant la souduren, on obtenait un courant thermo-électrique qui, malgré sa faible intensité , traversait le liquide et déviait l'aiguille du réométre. Le tableau qui suit contient une partie des résultats obtenus avec 10 métaux différents et divers liquides. Dans chaque colonne, le métal le premier inscrit est moins attaqué que ceux qui le suivent. Le premier reçoit et conduit dans le vase où il plonge le fluide négatif du métal le plus attaqué. Le pôle positif se trouve donc du côté du métal le plus attaqué, c'est-à-dire de celui qui se trouve inscrit le dernier. Chaque métal porte un numéro , qui est le même dans toutes les colonnes, et permet de reconnaître combien l'ordre est différent avec les divers liquides.

Fig. 4078.