POTASSE
SULFHYDRATE
idu.
concentré.
chlorhydriquc.
caustique.
de pol. incolore.
cent.
5 Nikel.
3 Antimoine.
1 Argent.
6 Fer.
iTre.
1 Argent.
1 Argent.
5 Nikel.
6 Nikel.
timoine.
3 Antimoine.
5 Nikel.
2 Cuivre.
4 Bismuth.
mulh.
2 Cuivre.
4 Bismuth.
6 Fer.
8 Plomb.
:el.
\ Bismuth.
2 Cuivre.
4 Bismuth.
1 Argent.
6 Fer.
6 Fer.
8 Plomb.
3 Antimoine.
in.
7 Étain.
8 Plomb.
3 Antimoine.
7 Étain.
mb.
8 Plomb.
7 Étain.
9 Cadmium.
2 Cuivre.
Imiuro.
^0 Zinc.
9 Cadmium.
7 Étain.
10 Zinc.
9 Cadmium,
10 Zinc.
10 Zinc.
9 Cadmium.
itet de VUeclriciléy t. I, p. 93.
330 • SOURCES D*ÉLEGTRIGITÉ.
Avec l'acide sulfurique étendu, la série est la même que dans h fTtmkt colonne, sauf que le plomb et Tétain changent de place. Avec du sulfhydnte k potasse jaune, la série est toute différente de celle que donne le même td incolore.
f4S8. Origine chlmlqiie de réiectricité dn eeiiple ▼•iCtftae. — L'absence de courant quand il n'y a pas d'action chimique, et les invenm dont nous venons de parler, prouvent bien que les électricités qui se porW de part et d'autre d'un couple, sont dues à l'action chimique exercée sur \m métaux qui le composent. S'il est nécessaire de réunir deux métaux difTéreoU, c'est qu'il faut que l'action du liquide soit différente sur les deux parties èi couple ; sans cela, on aurait deux courants opposés qui s'entre-détruirùoL Une expérience frappante, due à Peltier, prouve bien que ce n'est pua point de contact que l'électricité prend naissance : un couple zinc-cuivre « (fig, 1079) est plongé dans deux vases isolés V, U contenant le même liqaidi
Le vase V communiquant avec le sol par ■ conducteur en platine p, on fait communîqwr, au moyen d'un fil de platine isolé r, le poisti avec le condensateur de l'électrométre. tA instrument se charge aussitôt, comme ii k communication était établie avec le caivrei; ou avec le liquide du vase U. — Nous auM vu, du reste, qu'on peut obtenir des counrii avec un seul métal, en employant deux liquUai agissant d'une manière différente sur doa parties distinctes de ce métal (1450) ; et mése sans employer de métaux, au moyen de mèches imbibées de certaines dissdtlions (U46). Dans les piles dites sèches, l'action chimique est due à |[humidill des disques de papier ; quand cette humidité a été toute consommée, et Toi}gène qu'elle contient absorbé, la pile sèche ne donne plus d'électricité.
Couple éieetroehimique. — On voit, d'après ce qui précède, que k couple électrochimique est réellement formé d'un zinc et d'un cuivre séparti par du liquide, et non d'un zinc et d'un cuivre juxtaposés, comme dan» k théorie de Volta ; le cuivre en contact avec un zinc ne faisant que transmettii l'électricité négative que chasse sur ce dernier l'action chimique exercée à « surface.
Puisque l'action chimique est la source de l'électricité dégagée par uncoofk métallique, on voit qu'on doit chercher à associer deux métaux dont l'on soi attaqué fortement par le liquide, et l'autre le moins possible; l'intensité à courant, mesurée par la déviation de l'aiguille aimantée, sera d'autant pi* grande que la différence d'action chimique sera elle-même plus prononcée: c'est, en effet, ce qui a lieu généralement, comme l'a constaté M. de La Rive- Le zinc convient parfaitement pour métal attaqué, quand on emploie Te* mêlée d'acide sulfurique , l'action chimique est très vive, et le sulfate fomrf»
Ms sohible dans l'eau, ne reste pas à la surface, qui se trouve ainsi toujours iNTODent exposée i Taction de Tacide. Le fer ne donne pas d*aussi bons résultats ; en effet, il formerait le pôle négatif d*un couple de fer et zinc. Pour le métal le moins attaqué, on emploie le plus souvent le cuivre, auquel on a substitué le platine, que i*eau acidulée n*attaque pas du tout. Mais ce métal, à cause de son prix élevé, est rarement employé. La quantité absolue d'électricité dégagée dépend aussi de f étendue des surfaces attaquées, et augmente avec elle; de sorte qu'un couple à grande surface dévie plus l'aiguille aimantée qu'un couple de petites dimensions.
Mais si la quantité d'électricité que dégage un couple dépend de son étendue et de l'activité de l'action chimique, la tension à ses pôles quand le circuit est OQTert, ou son intensité, comme l'appelle M. Faraday, dépend aussi de la nature de l'action chimique; car il ne faut pas oublier qu'une portion des fluides dégagés peut se recombiner immédiatement, et cette portion dépend, eo même temps que de la conductibilité du liquide, de la manière dont les molécules se déplacent pendant l'action chimique. Par exemple, dans l'action de l'acide sulfurique sur le zinc, il y a décomposition de Teau, combinaison de Foxygène avec le zinc, puis combinaison de l'oxyde de zinc formé, avec Tacide wlfùrique. On conçoit que, dans ces différentes réactions, les électricités dégagées successivement et en divers sens donnent un effet résultant, dépendant de la manière dont elles se succèdent, et que la portion qui échappe à la Rcoœposition immédiate dépende en partie de la route que suivent les molécules électrisées, dans les mouvements dont les anime l'action chimique.
D'un autre côté, les fluides qui se portent de part et d'autre d'un couple, ou i ses pôles, tendent h se recombiner à travers le couple même, et cette tendance est d'autant plus prononcée que les électricités présentent une plus grande tension; cette tension augmentera d'abord, puis restera constante quand la quantité de fluide produite par l'action chimique sera égale à celle qui se recombine à travers la pile. On volt donc que la tension sera d'autant plus grande que l'action chimique fournira dans le même temps de plus grandes quantités d'électricités, et que les fluides accumulés aux pôles éprouveront plus de difficulté à traverser le liquide et les métaux qui composent le couple, n y a, en eff'et, une certaine difficulté qui forme ce qu'on appelle la résistance du couple, et dont l'imparfaite conductibilité du liquide est une des causes. M. Pouillet a trouvé, par exemple, comme nous le verrons plus tard, qu'une dissolution de sulfate de cuivre conduit 2 500 000 fois moins que le platine, à égale section, et le platine est le moins bon conducteur des métaux.
Si l'on réunit les pôles par des conducteurs , une partie des électricités accumulées passera par ces conducteurs, en formant le courant, et en quantité fautant plus grande qu'ils off'riront moins de résistance. Si ces conducteurs renfermaient des filstrès 0ns, des interruptions que l'électricité dût franchir,
' Annales de chimie eide physique, 3« série, t. LXII, p. 4 65.
832 SOURCES d'électricité.
des liquides peu conducteurs, si enfin le circuit présentait une tr longueur, la proportion des fluides qui le traverseraient serait moindi on pourrait le reconnaître avec une aiguille aimantée, qui serait moii alors une plus grande proportion se recombinerait à travers le eou] Il faut donc augmenter la résistance à cette recomposition, et c'est e fait en réunissant plusieurs couples.
i4S4. Théorie de la plie à plusleara eoa>les* — Quand plusieurs couples, la résistance intérieure qui s'oppose à la réunion i accumulés aux pôles est augmentée, et l'électricité acquiert une tension.
Considérons, par exemple, trois couples égaux de zinc et cuivre cz, (fig. 1080), séparés par de l'eau acidulée qui n'attaque que le zinc, < d'une manière identique sur tous les couples, en y développant h
quantités d'électricité. L'action chimiqu sur le zinc z produira les deux électrii partie se recombinera à la surface mén restera du fluide positif qui se répand liquide zc' , et du fluide négatif qui se p le zinc z, et passera de là dans le cuii dans l'eau acidulée où plonge l'électn Fig. 4 080. même, il y a de l'électricité dégagée à
du zinc z' . Le fluide positif se répam liquide s'c", et le fluide négatif sur z'c\ et de là dans le liquide neutralise le fluide posi/i/" provenant du couple cz. Le fluide positif en z'c" est, de même, neutralisé par le fluide négatif provenant d chimique exercée sur s", et le fluide post/t/" provenant de cette demi se rend enfin sur l'électrode f, qui forme le pôle positif de la pile.
Il y a donc à chaque extrémité de la pile, un excès d'électricité augmente très rapidement par la continuité de l'action chimique, atteint bientôt un maximum de tension, même si l'on suppose les séparés. En efl'et, les électricités des pôles se rejoignent à travers la p et avec d'autant plus d'énergie que leur tension est plus grande. 1 donc un moment où cette tension sera telle que la quantité ainsi dét égale à chaque instant à celle que fournit l'action chimique. Le de tension sera donc d'autant plus élevé que l'action chimique sera pi et que les fluides éprouveront plus de résistance à traverser la pile, résistance s'accroît avec le nombre des couples, à cause de l'augi d'espace à parcourir. M. Pouillet a reconnu, en efi'et, par une mél nous ferons connaître plus tard, que la résistance de la pile augment nombre des couples.
Quand la conductibilité du liquide est faible, la tension aux pô augmenter. C'est ce qui a lieu dans les piles sèches ; mais, d'un auti peu d'énergie de l'action chimique de ces sortes de piles, fait qu'é
dnrgent que lentement quand on les a déchargées. Une pile zinc et cuivre niée avec de l'eau pure, est dans le même cas ; quoique Faction chimique il Cûble, elle Gnit par présenter à ses pOles des tensions sensiblement égales odles qu'elle donnerait si elle était garnie avec de l'eau acidulée ; seulement Bml plus ou moins de temps pour atteindre le maximum de tension, tandis 'avec l'eau acidulée, on l'obtient immédiatement. M. de La Rive a fait des périences à ce sujet, avec une pile de 600 couples. Il a reconnu que le temps xssaire pour arriver au maximum de tension est d'autant plus court que rtîoD chimique est plus vive ; et que, à égalité de résistance totale de la pile, àot d'autant moins de couples pour obtenir une tension donnée, que l'action nique est plus vive. M. Gassiot est arrivé aux mêmes résultats, au moyen iBe pile cuivre et zinc de 3520 couples plongés dans de l'eau pure, dans des m, séparés bien isolés. La tension était assez forte, malgré la lenteur de :tion chimique, pour qu'il pût obtenir une série continue de fortes étincelles. Si nous supposons maintenant que le liquide ait une action sur le cuivre, is plus faible que sur le zinc, l'effet général sera dû à la différence d'action nique sur les deux métaux. Si les couples sont inégaux ou inégalement aqués, le résultat sera au moins celui qui correspondrait au cas où tous les iples seraient égaux au plus petit, ou à celui qui serait le moins attaqué. Ile l'électricité qui s'échappe de part et d'autre du couple le plus fort ne sera I neutralisée par les fluides des couples voisins ; l'excédant se recombinera lavers ce couple même, dont TefTet se trouvera ainsi ramené à celui du iple le plus faible.
il résulte de la théorie qui précède, qu'un seul couple doit donner la même lotité d'électricité (qu'il ne faut pas confondre avec la tension) que plusieurs iples égaux, quand les pôles sont réunis par un conducteur qui n'offre pas résistance sensible ; car les pôles ne reçoivent que les électricités des iples extrêmes. C'est, en effet, ce qui aiieu. M. Pouillet a reconnu que le uant de plusieurs couples égaux ne dévie pas plus l'aiguille aimantée que tti que produit l'un d'eux isolément. Si le courant traverse un électrolyte, on sonnait aussi que la quantité décomposée reste la même, quel que soit le mbre de couples, pour un même poids de zinc dissous dans chacun d'eux. . réunion de plusieurs couples a donc seulement pour effet, en augmentant la ûstance de la pile, de rendre plus grande la proport on des électricités qui iversent la partie extérieure du circuit. Quand cette partie offre très peu de BStance, il faut donc se contenter d'un petit nombre de couples. Nous devons narquer cependant que deux ou trois couples peuvent donner plus d'éleciâté qu'un seul, parce que les électricités qui sont en présence dans l'eau àdolée s'attirant entre elles, elles s'éloignent plus rapidement des surfaces laquées ; ce qui en préserve une plus grande proportion de la recomposition uiédiale. Nous verrons aussi un peu plus loin (1 457), une hypothèse ingéimse d'où il résulte que le voisinage de plusieurs couples exalte l'action lûmique dans chacun d'eux.
33i SOURCKS D*ÉLECTRlCrrÉ.
i4SS. Goorants de la plie. — La réunion des électricités à travers h pile forme un véritable courant allant du pôle positif au pôle négatif. Ihii, indépendamment de ce courant, il y en a un autre beaucoup plus intense fnvenant de la réunion des électricités des couples voisins» à travers le liqvifc interposé. Ce dernier courant marche du pôle négatif au pôle positif (/S^. 1080) et forme la continuation de celui qui traverse le fil conjonctif. Il est ana intense, malgré le contre-courant des pôles, pour dévier une aiguille aimotée placée sur une pile h auge, quand les électrodes sont réunis, comme Tacflistaté Ampère. M. de La Rive a reconnu que ce courant a la même intensilé entre tous les couples, même quand ils sont inégaux et inégalement attaqués, comme cela résulte, du reste, de ce que nous avons vu plus haut (1454). Qaui le circuit est ouvert, le contre-courant des pôles est produit par des quantitéi d'électricité égales à celles qui se réunissent entre les couples, et l*aigiiilb aimantée revient à sa position d'équilibre.
i45B. Des plies qui ne fonetloBBent qa'avee le elreait rerné.— il y a certaines piles qui présentent un phénomène singulier; c'est qu'elles M donnent pas d'électricité, et qu'il ne s'y produit aucune action chimique tait que les pôles ne sont pas réunis par un conducteur Telles sont, par exemple, les piles formées de zinc, platine et eau pure; de zinc , platine et dissolutiHj
de sulfate de zinc; de peroxyde de plomb, platine et eau Ce phénomèM'
est en opposition avec la théorie du contact, car on ne trouve pas d'éledih^
cité aux pôles tant que le circuit reste ouvert. M. Schœbein ' est parreoii
l'expliquer, dans la théorie électrochimique , au moyen de la polarisatitf
moléculaire, si bien établie par un grand nomkfi
■-■^ ^ d'expériences (1353).
1 Considérons une lame de zinc (fig, 1081) plongil
dans de l'eau pure. Il y a une attraction chiini<|il. entre les molécules du zinc et celles del'oxygéDeà Peau, molécules qui tendent à se combiner. Cettt attraction, qui n'est pas suivie d'effet, parce qu'A ne peut vaincre l'affînité de l'oxygène pour l'hydriH p. gène de l'eau, entraîne en môme temps la ruptoi»
de l'équilibre électrique des molécules de l'eau et k zinc. Le zinc, qui est électro-positif comme tous ki métaux, repousse l'hydrogène, qui est aussi électro-positif (1438), etatdn l'oxygène, qui est électro-négatif. Les molécules d'eau se trouvent polmtiÊ (1353), de manière que l'oxygène est, dans toutes, tourné du côté de la taii de zinc, comme on le voit dans la série ho. De même, les molécules de ziueii trouvent polarisées de manière que réiectricilé positive se trouve du côté de il Kurface en contact avec l'eau, et l'électricité négative du côté opposé. Si osn plaçons en PP une lame inactive, par exemple en platine, ses molécules senit
« Bibliothèque univertelle de Genève (^Xrch. dc3 se.), <850, t. XIII, p. 493.
S par celles de Teau, et réagiront ensuite pour augmenter la polariee liquide ; et si nous supposons les lames isolées, Téquilibre élecle nous venons de décrire subsistera indéfiniment. Mais si Ton vient i 18 deux lames par un fil métallique m, ou à les faire communiquer oiy réiectricité négative du zinc s'échappera par le fil conjonctif ; son § positive étant alors libre, agira plus vivement sur les électricités des des molécules d*eau en présence, et les séparera; Toxygéne viendra lier avec une molécule de zinc en neutralisant son fluide positif, et les mes d*hydrogéne s'uniront à Tatome d'oxygène de la molécule d'eau ; l'hydrogène repoussé de celle-ci s'unira à l'oxygène delà troisième , et ainsi de suite, comme on le voit dans la série o'h' ; et enfin, deux s d'hydrogène seront mises en liberté sur la surface de la lame inactive, iliseront son électricité négative, pendant que l'électricité positive dans le fil conjonctif. Ces décharges successives se font simultamtre toutes les molécules, comme les étincelles des tubes étincelants L'action chimique sera donc provoquée par la réunion des lames, et un sn sera la conséquence.
ame PP est électro-négative, comme le sont les peroxydes de mangade plomb, son action sur l'hydrogène se joindra à celle du zinc pour les molécules d'eau; si cette lame est électro-positive, l'eau sera moins fortement, et seulement par une dififérence d'action.
• iBflaeaee sar la polarisation, de la réaalon de plnsleors
• — La polarisation des molécules du liquide et des métaux a lieu is les couples qui sont attaqués par le liquide avant la fermeture du )n en conclut que l'action chimique doit être plus énergique quand le \i fermé. C'est, en effet, ce qui a lieu : on voit, par exemple, l'hydrolégager plus abondam-
1 surface du zinc de la 9w jM^Ta
foUaston quand on réunit ^r^f—. »ti
•odes.
e La Rive trouve dans irisation des molécules, causes qui augmente la
lespôles quand on réunit Fig. 4 082.
\ couples. En effet , soit
1082) un couple zinc et platine; z' et p' les lames de zinc et de les deux couples voisins. Si le zinc z n'exerçait pas d'action sur le , la polarisation produite en v' par le zinc z' se transmettrait simplets, puis à V, qui serait polarisé comme v' , Mais comme 2 agit aussi iriser r, les deux actions s'ajoutent, et le liquide v est polarisé avec î double. La polarisation qu'il reçoit de z réagit à son tour sur z, se ; à p, puis au liquide v\ qui se trouve alors doublement polarisé ;. Cette double polarisation active l'action chimique et augmente par
336 SOURCES D*ÉLECTRICITÊ.
conséquent la tension aux pôles (i45i). On verrait de même qu*en associiD 3, 4... couples, on triple, on quadruple... la polarisation du liquide de ehaca d*eux.
i4K8. Propriétés da sine disiiiié. — La théorie de la polarisatÎM I servi à M. de La Rive à rendre compte d'un fait très remarquable qu*il a déeoi' vert en 1830 : c*est que le zinc distillé n'e>t qu'à peine attaqué par Y via sulfurique étendu d*eau , tandis qu*il Test très vivement quand il fait partit d'un couple dont le circuit est fermé. M. d'Alméida a même reconnu que leanc très pur obtenu par la décomposition d'un sel de zinc au moyen d*un courait, résiste comiriètcment à l'action de l'acide sulfurique mêlé .ivec i de son voluae d'eau , et ne s'y dissout que très lentement quand ce liquide est bouillant Ces phénomènes s'expliquent par la polarisation, comme nous venons de le w. Mais comment se fait-il que le zinc impur du commerce soit attaqué vivenot sans faire partie d'un circuit fermé '^ MM. Faraday, Grove, de La Rive, attribuent ce résultat aux parcelles de fer et de cadmium que contiot le zinc du commerce ^ Par exemple, des parcelles de fer/; fj (/?(/. 1083; constitueront les éléments inactifs, ou moins acûb, d'une infinité de petits couples, dont le circuit sera fermé damla lame même. Il se formera dans le liquide une fouie de serin courbes de molécules polarisées , comme on le voit en a, 6, e... L'hydrogène se déjicairera sur les parcelles de fer , le zinc s oxjdera, et les électricités reçues par le fer et le zinc se recombinenîl h travers la lame. M. de La Rive a reconnu que la dissolution fi aj^it le plus vivement est celle qui conduit le mieux l'électricité; cette dissolution a pour densité 1,^50, et renferme de 30 à 50 pour cent d'acide en poids. £n examinant de près la surface à zinc, on remarque des points doù partent les bulles d'hydrogène; Tig. «os:i. <*<** points correspondent aux parcelles de fer. Comme elles» sont pas dissoutes par Tacide . la surface devient inégale et n* ^nieuse nu hoiW d'un certiin temps. Pour confirmer l'explication qui précède, M. do La Rive a mêlé à du zinc distillé en fusion, du fer en poudre mêmetrèi lîm\ et lui a communiqué ainsi la propriété d'être vivement attaqué par l'aciÉ sulfurique. Les métaux moins oxydables que le zinc ; le cuivre, le plomb, l'étiil m( me et lo ondmium , ajîissont comme le fer. mais à un moindre degré. Do }vir\v}io> simplement implantées dans du zinc pur, ou même un fil de platiae onnMîlé auliHir de «i surface, produisent les mêmes effets. Pour comparer te rw^îuis, M. de U Rixe couinit le zinc, pur ou mélangé, en cylindres égasi Ç"«'ïi mtrwiuisJiit sucoessivome'.îi d.ins un flan^n entièrvmont rempli de la disso- ■.iî:;r. K;ie. l<'*\X;îme d'hydri^giMW» dégagé dans un temps dooné était dédeit .^ >i a.kr\i\c lii^Rt > iiquiiie monuit dans un tube vertical gradué coaunaei-
- (i.i. tv :i. r. tu n»t . f f . V \lin. fC T'^.u ùt*rL, pir 1. 4r U Bivr, l.II,<li-
