PILES CLOISONNÉES. H

duraient de SO à 25 jours avec Teau pure, et 45 à 46 heures seulement avec desliqHides plus actifs.

f4C3. PUBS A conRANT coirsTAiiT A UH 8BUL UQUiDB — Nous décrirons f aiwrd la pile de Sroée, dans laquelle la surface de la lame inactive est modifiée Je manière que le gaz hydrogène puisse s'en séparer facilement. La fig. 4086 rqffi'sente un élément de cette pile, vu de face et de profil, z, zz' sont des Innés de zinc réunies par le haut, et serrées, au moyen fune pince avis a, a', contre une règle de bois ce. Cette se >^ t règle est composée de deux parties, entre lesquelles est ^ ^^ £^ la' serrée, par son extrémité supérieure, une lame de platine ;>p, ^^■[ThP W dont la largeur est à peu près triple de celle du zinc. Comme on donne, par économie, une très faible épaisseur ilaiame de platine, on la soutient par un cadre en bois, le couple plonge dans de l'eau renfermant à peu près 1 facide sulfurique. Le zinc est amalgamé, pour éviter les vAions locales (1459), et le platine est p/a/iwe\ c'est-à-dire

recouvert de poudre de platine qui empoche l'hydrogène pjg. ^o86. </io.

f adhérer , ou plutôt qui fait que la couche d'hydrogène adhérente reste toujours la m^me. Il résulte de là que le courant produit conserve une intensité sensiblement constante, mais moindre que celle qu'il posséderait si l'hydrogène n'adhérait pas du tout au platine.

Pour platiner la lame de platine, on la plonge, bien décapée, dans une dissolation de chlorure double de platine et de potassium, et on la fait communiquer atcc le pôle négatif d'une pile dont le pôle positif communique avec la dissolution. Le chlorure est décomposé par le courant de la pile, et le platine se dépose sous forme de poudce noire, sur la lame de platine qui sert d'électrode n^alif.

Au lieu de platine, M. Smée a employé du plaqué d'argent, comme moins coûteux ; mais il se prête mal au platinage, à cause de son poli. M. Boquillon a levé ainsi la difficulté : il dépose sur une lame de cuivre, par décomposition d'un sel, une couche de cuivre, qui rend la surface rugueuse ; et sur cette couche, une couche d'argent, qui se trouve ainsi couverte d'aspérités; c'est sur la surface argentée ainsi obtenue qu'il précipite le platine en poudre. Enfin, M. Poggendorff ayant remplacé le platine platiné, par une lame de cuivre cou- >^rte d'une couche de cuivre pulvérulent, en a obtenu de très bons résultats.

La pile de Sturgeon (U35), dont le zinc est amalgamé, donne, quand le tase de fonte est devenu rugueux par l'oxydation, des résultats analogues à ceux de la pile de Smée, Thydrogéne n'adhérant plus à la surface du vase. Analysons maintenant les elîels électriques qui se produisent pendant les actions chimiques complexe> qui ont lieu au contact du liquide et du zinc. Ce que nous allons dire pourra s'appliquer à toutes les piles à un ^eul liquide. ^^ y a ici trois actions chimiques : décomposition de l'eau, oxydation du zinc, combinaison de l'oxyde de zinc avec l'acide sulfurique. Dans la décomposition

Fig. 1087.

de Teau, Thydrogéne prend le fluide positif, qu*il communique au li(| Toxygéne le fluide négatif; mais en se combinant avec le zinc, ce dei prend le fluide positif, ce qui le ramène à l'état neutre, et le zinc fluide négatif. Quant à la combinaison de Tacide et de Toxyde de zinc, tricités qu'elle dégage se neutralisent dans la combinaison des substi les ont reçues ; de sorte que* en définitive, les électricités recueillies s plement celles qui correspondent à la décompot Teau. Nous verrons plus tard des expériences qv ment cette manière de voir.

Pile de Bafi^ration. — Le prince de Bagratio: giné des couples à action lente , pouvant fou pendant longtemps avec une intensité d'une c remarquable. Une lame de zinc z ( fig. 1087), et i de cuivre c plongent sans se toucher dans un vas de sable mouillé avec une dissolution de chlorhydra moniaque; le courant dure jusqu'à la destruction quand on a soin d'arroser de temps en temps le si la dissolution. On peut réunir plusieurs couples disposant d'une manière concentrique dans un mi ou dans des vases séparés. Ces vases sont quelquefois des tonneaux, alors des couples de grandes dimensions.

M. Bain, M. Loomis se sont aussi procuré des courants sens

constants, en implantant simplement des lames métalliques dans le sol Les piles que nous venons de citer ne donnent pas le maximum d'il Les piles qui sont en même temps énergiques et à courant constant, nent deux liquides difl'érents; c'est parmi ces piles que l'industrie choi dont elle fait le plus fréquemment usage.

1464. PILES cLOUONiréBS OU A DEUX UQUIDE8 — Pour obtenir un courant constant, il faut : 1® conserver au liquide qui agit sur le zinc, le môme degré de concentration ; 2« éviter tout dépôt sur la lame Le moyen le plus sûr pour remplir celte dernière condition, consiste à cette lame dans un liquide particulier qui soit capable d'absorber l'hyd les deux liquides sont alors séparés par une cloison que l'électrû traverser, ce qui a fait donner h ces piles le nom de piles cloison premier couple à deux liquides a été imaginé, en 1829, par M. Becqu l'a nommé chaîne simple à oxygène *.

Chaine simple à oxygène. — La fig. 1088 représente un des de ce système. F est un flacon rempli d'acirfc azotique, dans lequel pi gros tube T, fixé par un bouchon. La partie inférieure de ce tube est par un morceau de vessie , recouvert d'une couche d'argile ou de k pâte épaisse, et il est rempli d'une dissolution de potasse. Un peu <

* Annales de chimk et de physique, t^ soric, l. XLI, p. 19, et 3* série, t. III, 1

PILES CLOISONNES.

Fig 4 088.

homide, placé au-dessus de l'argile, rerapôche d'être délayée par le liquide.

Des lames de platine h et a, munies de fils, plongent dans l'acide et dans

Il potasse. Les deux liquides se combinent à travers le tampon

fargile, et il en résulte un courant extérieur dans le sens que

noos connaissons (1446). Il y a, de plus, un autre courant à

traters le liquide ; ce courant décompose l'eau de la potasse,

fl l'oxygène se dégage autour de la lame h. Quant à l'hydro-

gèoe, il se transporte à travers les liquides, pour se rendre

sorlalamea; mais, arrivé dans l'acide azotique, il est absorbé

fu l'oxygène d'une partie de ce dernier qui passe à Tétat

d'acide hypo-azotique, ce qui colore le liquide en vert. Il ne

se fait donc pas de dépôt gazeux en a. Ce même courant

iatérieur décompose l'azotate de potasse qui résulte de la

Mfflbinaison de l'acide et de la potasse, l'acide se rend au pôle

négatif en 6, et la base au pôle positif en a (1438). Or, ces

substances sont absorbées, l'une par la potasse, l'autre par

l'acide; les lames 6 et a sont donc exemptes de dépôts, ce qui fait que le

courant reste constant pendant plusieurs jours.

On augmente l'intensité de ce courant en remplaçant la lame h par une lame de zinc amalgamé, qui se combine avec l'oxygène en prenant l'élcclricité négative (1450), et, par conséquent, en formant un nouveau courant qui s'ajoute fl celui qui résulte de la combinaison de l'acide avec la potasse. Un couple semblable est capable, à lui seul, de décomposer l'eau.

Plus tard, M. Becquerel a disposé le couple à oxygène, d'une autre manière : l'aeide et la potasse sont placés dans des vases séparés A et R ( fig. 1089 ), et communiquent au moyen d'un tube a\a' dont la partie V est en verre , et les parties a et o' en platine , portant les électrodes. De l'argile, retenue par de petits couvercles en phUne criblés de trous , est placée dans les extrémités ; le reste du tube est rempli d'eau salée. Quand on fait communiquer les électrodes, on obtient un courant provenant de l'action de l'eau et du sel sur l'aciile d'une part, et sur la potasse, de l'autre. La dissolution de sel finit par se remplir de cristaux d'azotate de potasse ; on la renouvelle de temps en temps, en séparant le tube Vdes pièces de platine a et a'.

M, Malteucci a fait beaucoup d'expériences sur des piles construites avec deux liquides différents et un seul métal. Nous aurons plus tard occasion d'en citer quelques résultats.

Wic de Danleii. — M. Daniell a imaginé, en 1836, une pile à cloison, lui donne un courant constant et énergique. Guidé par le désir d'empêcher le dépôt de zinc qu'il avait remarqué sur le cuivre de certaines piles, il eut l'idée

Fig. 10H9.

Fig. 1090.

de séparer les deux métaux par une cloison poreuse, et de plonger inaclif dans une dissolution capable d'absorber l'hydrogène. La/?^. iO sente le couple qu'il a d'abord construit : CC est un vase en cuivre d'élément inactif, et contient une dissolution saturée de sulfate de coi rebords , ab, cd, servent à attacher une portion d'intestin de bœuf, i de l'eau mêlée d'acide sulfurique , dans laquelle on plonge un morcea amalgamé z. Il n'y a pas d'action chimique tant que le circuit reste mais, dés qu'il est fermé , le zinc est attaqué pa et il se forme du sulfate de zinc; l'hydrogém décomposée arrive dans le sulfate de cuivre, de l'oxygène de l'oxyde de cuivre, et le métal i sous forme pulvérulente sur la lame inactive surface reste ainsi toujours de môme nature. Pour obtenir une action constante , il faul dissolutions ne se modifient pas. Pour cela arriver de l'eau acidulée goutte à goutte dam zinc, et l'excédant de liquide, contenant I lie zinc que sa densité entraine au fond, so tube recourbé t. La dissolution de sulfate de cuivre est maintenui de saturation par dos cristaux de sel qui y sont plongés.

Au lieu d'eau acidulée, on emploie souvent une dissolution de sel de sulfate de zinc, qui, restant toujours identique, n'a pas besoin d'ét volée. La réaction qui se produit dans ce cas a été interprétée de d manières. Tant que lo circuit reste ouvert, il n'y a pas d'effet chimiq dès qu'il est fermé, le zinc ost attaqué, et du cuivre se dépose sur h CC. On peut dire que l'oau des dissolutions ost d'abord polarisée nous l'avons expliqué (1450); dès quo le circuit est fermé, l'eau est déc l'oxyi^éne s'unit au zinc, et l'hydro^jjcne tend à se dégager sur la lame à mais rencontrant lo sulfate de cuivre , il réduit l'oxyde de cuivre ei de IVau, déposant le métal, et mettant l'acide sulfurique en liberté, est transporté par le courant intérieur jusqu'à l'oxyde de zinc, avec If combine. On ne voit pas comment peut se faire ce dernier transpo nous aurons plus tard à signaler une foule de cas où des transports si ont lieu d'une manière évidente, ce qui suflit pour qu'on puisse les corn La forme qu'on donne au couple de Daniell est très variable. Les / 1092 et 1003 représentent trois dispositions souvent einploycos. C (j est un cylindre en cuivre, lesté avec du sable et fermé à sa partie s par un cône qu'entoure un rebord a criblé de trous. Une vessie V, i la partie supérieure du rebord, enveloppe le cylindre de cuivre et dissolution saturée de sulfate de cuivre. Des fragments du môme sel s< sur le cône, et maintiennent l'état de saturation. Un manchon en zinc aux deux bouts et fendu suivant une arête, est plongé dans une disse

PILES CLOISONNEES.

zinc ou de sel marin, dans laquelle baigne la vessie. Au cuivre et au filés les électrodes.

4092 représente deux couples dans lesquels le zinc est k rintérieur; de cuivre c , c contiennent la dissolution de sulfate de cuivre, dans lon^c un sac en toile à voile rempli de la solution de sulfate de zinc, i solution s'enfonce une plaque de zinc z, z. Chaque plaque de zinc lUC avec le vase de cuivre du couple voisin, au moyen de crochets r^r.., mt dans des coupes on fer v... contenant du mercure. Les vases de 6 portent des appendices KK dans lesquels on met des fragments de cuivre baignés par la dissolution, qui pénétre par une multitude de us.

i Daniell h lonc^ne durée. — Il est souvent trés important d'avoir \n\ fonctionne pendant lon;çtomps sans qu'on ait besoin de s'en par exemple, dans les léléi^raphes et les horloges électriques. On ouvent, alors, le couple de la fig. 4093. Les deux liquides sont ir un vase poreux v, i^nfermant la dissolution de sulfate de cuivre, loir criblé de trous, en gutta-percha ou en porcelaine, renferme des ie sel destinés h entretenir l'état de saturation. Cet entonnoir est par un fil de cuivre c, qui plonge dans la dissolution, et forme î positif. La case zinc renferme de l'eau, à laquelle on ajoute quelques 'acide sulfurique pour commencer l'action. Cette action est faible, peut durer pendant plusieurs mois, pourvu qu'on ajoute tous les huit irs quelques morceaux de sulfate de cuivre. Le cuivre se dépose en c fil de cuivre, en formant une masse allongée qu'on enlève au bout de mois. Souvent on supprime l'entonnoir en gutta-percha, et l'on î fil de cuivre c par un disque du même métal plongé dans le liquide, uel on met les cristaux de sulfate. Le cuivre se dépose au-dessous de d'oi^ on l'enlève facilement; il faut éviter qu'il ne vienne toucher le IX , il y adhérerait, et l'on aurait beaucoup de peine h l'en séparer.

Fig. 4 094.

Souvent ^ussi Ton renverse au-dessus du vase v un ballon rempli de crista» de sulfate, retenus par un bouchon percé qui laisse pénétrer le liquide daBs le col du ballon.

Pile de Wheatstone. — Dans cette pile, le zinc est réduit en amalgiae; au centre du couple (pg. 1094), est un vase poreux v rempli d*un amaigaie pâteux de zinc, dans lequel plonge un gros fil de cuivre, qui reçoit rélectridé négative. Une dissolution de sulfate de zinc, dans laquelle plonge une lame de cuivre, entoure le vase poreux. Qani le circuit est fermé , Teau se décompose , le zinc s*oxjde, rhydrogéne décompose l'oxyde de cuivre du sulfate, doit ! le métal se dépose , et Tacide sulfurique s*unit à loxjè ; de zinc pour former du sulfate de zinc qui vient au-dess» " de Tamalgame. Il y aura donc un équivalent de cnini revivifié, pour un équivalent de zinc dissous. Cette pie, peu énergique , marche avec une intensité sensibleneit constante quand la dissolution de sulfate de cuivre reste saturée. Quand le circuit est ouvert, le zinc de l'amalgaM est encore attaqué, mais très faiblement. Pile h amaicfame de pouiMiam. — AU lieu d'amalgame de ziie, M. Wlieastone en emploie d'autres, par exemple Yamalgame de poloMiMk M. Goodmann dispose ainsi un couple à potassium. Le métal, dans lequel s'eofoMe un fil de cuivre, est placé au fond d'un tube fermé par une membrane. Uie goutte de mercure placée sur la membrane , tient amalgamée la surface di potassium, qui est recouvert d'huile de naphte pour le préserver du contact de i lair. Le tube s'enfonce dans de l'eau acidulée, ou dans une dissolution de . sulftite de cuivre, recevant une lame de platine. Avec le dernier liquide, lecourul; est plus faible, mais plus constant. j

i4«s. Des diapiiragnies. — Dans les piles précédentes on sépare b' deux liquides au moyen de différents diaphragmes de nature organii|«e ' ou inorganique. Parmi les substances organiques, nous citerons d'abord te membranes de boaudruche ou de vessie, qui laissent facilement passer Téleetricité, mais qui s'altèrent promptement, et permettent trop facilement k mélange des liquides par endosmose. Le cuir tanné sans corps gras dure pte longtemps ; il faut avoir soin de le tenir dans l'eau quand il a été plongé dan des dissolutions salines, sans quoi il durcit et arrête l'électricité. La toile i voile, le carton goudronné sont d'un bon usage. Il en est de même des bois de sapin ou de tilleul en lames minces, débarrassés des matières résineuses ptf l'ébullition dans de l'eau alcaline ; mais il faut les laisser dans de l'eau légèrement acidulée, quand on ne s'en sert pas, autrement ils se déforment et se fendent en séchant.

Les diaphragmes inorganiques sont des vases perméables aux liquide» ee argile demi-cuite, en terre de pipe, en porcelaine dégourdie. Ces diaphragn»*» que nous devons à M. Grove, durent indéfiniment quand on a soin de te

PILES CLOISONNEES.

plonger dans Feau après qu'ils ont servi, pour éviter que les sels, en cristalisaot dans leurs pores, ne les fassent fendre. Mais ils résistent notablement au passage de Télectricité, surtout ceux en porcelaine; aussi s'applique- t-on à ÉBf donner le moins d'épaisseur possible. Malgré ce défaut, on les préfère, lus les applications industrielles de la pile, aux diaphragmes organiques : SMveot les diaphragmes en terre poreuse s'incrustent de cuivre, et alors, mnne Ta constaté M. du Moncel, la résistance au passage de l'électricité est Sminuée, et la pile devient plus énergique, pourvu toute- Us quelcs incrustations n'altèrent pas trop la perméabilité.

f 4€€. Piles à acide azotique autour de l'élément baeaf. — Ces piles donnent un courant constant très hiergique; les premières ont été imaginées par M. Grove.

Pile de Groire. — Une lame recourbée, en zinc amalpmé zz (fig. 1095), est plongée dans un vase V, et aveloppe de deux côtés un vase poreux vv, dans lequel Renfonce une lame de platine p. Le vase poreux est rempli Taeide nitrique , et le zinc plonge dans de l'eau acidulée lar l'acide sulfuriquc. Quand le circuit est fermé , le zinc ist attaqué en donnant naissance à du gaz hydrogène ; ce pi est absorbé par de l'acide nitrique, qui passe h l'état Taeide hypo-azotique. La bonne conductibilité des liquides md cette pile très énergique ; mais quand elle fonctionne tendant quelque temps, l'acide azotique s'échauffe et répand les vapeurs d'acide hypo-azotique qui sont très incommodes. On atténue cet iuonvénient en mêlant un peu d'acide sulfurique à l'acide azotique , et le soorant reste alors constant pendant plus longtemps. O'un autre côté, le ^tine finit par devenir très cassant sous l'influence de l'électricité ; aussi ï. Grove eut-il l'idée , dès 1839 , de le remplacer par du charbon de bois ou de la plombagine artificielle , et l'on construisit, h Londres, des piles avec cette modification.

Couples à tête de pipe. — Dans les premières piles construites par M. Grove, le diaphragme est formé par une tête de pipe, dont la lumière est bouchée (fiij. 1096). L'acide sulfurique est remplacé par de l'acide chlorhydrique, lont le chlore s'unit au zinc, pondant que l'hydrogène est ibsorbé par l'acide azotique. Ces petits couples produisent ies effets étonnants, eu égard à leurs dimensions ; ce qui tient en partie à la grande perméabilité de la terre de pipe. Avec 6 couples, on peut décomposer rapidement l'eau, et faire rougir un fil fin en platine.

Mie de Seliœnbein. — M. Schœnbein ayant reconnu que \e fer passif, c'est-à-dire rendu inattaquable à l'acide nitrique , par les moyens que nous tiquerons plus tard , peut remplacer le platine de la pile de Grove »

Fig. 1095.

348 sorRCEs d'élfxtricite.

construisit le couple suivant* : un vase cylindrique en fofite passive forme YSé^ ment inactif, et reçoit un mélange de 3 parties d'acide azotique et de 1 partie d'acide sulfurique du commerce. Le vase poreux est plongé dans ce liquide; il est rempli d'eau acidulée, dans laquelle plonge un cylindre de fonte ordinaire qui forme le pôle négatif. Ce couple très énergique est peu coûteux; de plos, le sulfate de fer qui s'y forme ayant plusieurs usages dans l'industrie , sa^ev vient en déduction des frais d'entretien de la pile.

Cette pile, comme celles de M. Grove et les piles «^ charbon que neot allons décrire , perd peu à peu de son intensité par l'altération des liquides, surtout de l'eau acidulée, qu'il faut renouveler de ,temps en temps. L'acide azotique s'affaiblit aussi par la formation de l'acide hypo-azolique , ce qui a moins d'inconvénients ; on peut , du reste , lui rendre toute sa force par a procédé fort simple, dû à M. Leroux, en y versant un peu d'acide sulfurique \ concentré, qui s'empare de l'excès d'eau de l'acide azotique. ■

1467. Piles à charbon. — Les essnis de Grove pour remplacer le platiae ] de sa pile, par du charbon, étaient passés presque inaperçus, lorsque M. Bunseï, '

Fig. 1097.

l'ig. lO^H

en 1813, ayant eu aussi l'idée d'employer du charbon, pour substance inactrre de la pile a acide azotique , imagina une espèce de charbon pouvant se mouler facilement *. Le couple qu'il construisit, et qui est désigné sous le nom de couple de Bunsen, consiste ( fig . 1097) en un cylindre de zinc, amalgamé i plongé dans l'eau acidulée contenant de y à | d'acide sulfurique du commerce. Ce liquide est renfermé dans le vase poreux. Un manchon en charbon ce enveloppe ce vase et plonge dans l'acide nitrique ; le bord supérieur de ce maocbei est imbibé de cire, pour empêcher l'acide d'atteindre par capillarité, lecoUiff

^ Arrhircs de l'tUcclncHé, l. 11, p. 2S0.

'^ Puur préparer ce charbon, on introduit dans un moule en lùle, du coke co poudre infil' pabic, mélangé de la moitié de son poids de houille, et Ton chauffe au rouge, jusqu'à refp'i' ne se dégage plus do gaz. Le charbon est alors assez compacte et assez dur pour se inwïkf à la lime et au tour.