Nouvelle méthode pour la mesure de la conductibilité électrique des sels fondus

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Submitted on 1 Jan 1889

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Nouvelle méthode pour la mesure de la conductibilité électrique des sels fondus

E. Bouty, L. Poincaré

To cite this version:

E. Bouty, L. Poincaré. Nouvelle méthode pour la mesure de la conductibilité électrique des sels fondus.

J. Phys. Theor. Appl., 1889, 8 (1), pp.368-373. �10.1051/jphystap:018890080036801�. �jpa-00238985�

sultent d’expériences ^dans lesquelles ^les déformations perma-

nentes qui peuvent ^s’ètre produites étaient de l’ordre de grandeur

tles erreurs dont on ne peut répondre.

Il me paraît ^résulter de l’ensemble de ces considérations _{que la} valeur de tJ., théoriquement égale ^{à o,5} pour ^les liquides, ^décroît

d’un corps ^à l’autre au fur et à mesure que ceux-ci, passant par

tous les intermédiaires, ^se rapprochent de l’état solide parfait polir

lequel ^on aurait u ._-_ o,a5, ^cet état étant caractérisé par le fait d’être absolument réfractaire ^aux déformations permanentes, c’est-à-dire rigoureusement élastique. ^{Il est} probable qu’aucun

corps de la ^{nature ne} possède strictement cette propriété ; pour le

verre et le cristal qui, parmi les corps étudiés, ^s’en rapprochent

le plus, ^le coefficient ^a sensiblement atteint la valeur limite;

l’acier viendrait ensuite, ^le caoutchouc serait à l’autre extrémité de l’échelle.

’

La valeur de u doit, du reste, varier pour ^{un même} corps ^avec

son état physiques elle serait évidelnment égaie ^{à o,~} pour du

verre en fusion.

L’état solide parfait ^au point ^{de vue} qui ^nous occupe, celui pour

lequel ^{on a} pL==o,25, serait donc l’é tat d’un corps réalisant la double condition d’ètre à la fois rigoureusement élastique ^{et ri-}

goureusement isotrope.

NOUVELLE MÉTHODE POUR LA MESURE DE LA CONDUCTIBILITÉ ÉLECTRIQUE

DES SELS FONDUS;

PAR MM. E. BOUTY ET L. POINCARÉ.

1. La méthode employée précédemment par l’un de ^nous, pour la mesure de la résistance électrique des solutions salines, ^consiste

essentiellement a prendre, ^au moyen de flacons électrodes, ^{la dif-}

férence de potentiel ^entre les extrémités d’une colonne capillaire

de liquide, ^{contenue dans un} tube enroulé et terminé par des ^en- tonnoirs. Ce tube est maintenu à température ^{constante dans un}

bain isolant.

Si l’on veut appliquer ^{la même méthode aux sels} fondus, par

exemple ^{entre 3oo, et} 5oo", ^{on est arrêté} par de graves difficultés.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018890080036801

369 On ^a d’abord à écarter les dérivations du courant principal, qui

se produisent ^{à haute} température à ^travers l’épaisseur ^{du verre}

devenu bon conducteur. Si l’on chauffe le tube ^à r ésistance dans

un bain de sel fondu, ^dès 3~0°, le résultat des mesures peut ^être altéré presque de moitié par ^le fait de ^ces dérivations; d’ailleurs,

on ne peut songer ^à employer ^un bain d’huile ou de toute autre

substance organique isolante, qui ^serait décomposée ^{à des} tempé-

ratures aussi élevées.

En second lieu, les flacons électrodes ne peuvent ^être employés

directement. Si on les remplace par des électrodes parasi tes ^en platine, ^{on est} gêné par les polarisations irrégulières qu’elles ^con-

tractent am courant des _mesures, et la précision de la méthode est

perdue.

Pour obvier à ces difficultés, ^nous chauffons le tube à résis-

tance an bain d’air et nous établissons la communication des flacons électrodes avec le sel fondu par l’intermédiaire d’électrodes

d’anliaute, ^de disposition spéciale.

il Bain d’air.

Le tube à résistance A est de forme très ra-

massée. L’enceinte qui le contient comprend ^{deux creusets de}

fer concentriques, ^{1 C, c, 1} prolongés ^{à leur} partie supérieure par des entonnoirs cylindriques ^et séparés par ^une couche d’air. Le

creuset extérieur C est chauffé _par un paquet de becs Bunsen don t

la flamme, réglée ^{à volonté,} peut l’envelopper ^à peu près ^coin- plètement. ^{Le tube A est} environné d’un ^sac d’ainianle ; ^{il est} supporté par ^un panier ^{en toile} métallique ^P qui ^se place ^{au fond}

du creuset c.

La température de la résistance liquide ^{varie très lentement;}

clle n’est _pas rigoureusement uniforme dans toute la masse, mais

sa valeur moyenne ^est suffisamment indiquée par ^un thern10J11ètre

placé ^{au centre du} panier. Au-dessous de 3c~o°, nous avons en1.-

ployé ^un thermomètre à mercure, portant ^{des divisions} jusqu’à

100° ^et comparé ^au thermomètre à air; ^au delà, nous ^n’avons plus

fait usage que du thermomètre ^à air.

2° ji1lectrodes d’~nziante. - Le tube d’un flacon électrode or--

dinaire plonge ^{dans un vase isolé B, contenant une} solution du

sel sur lequel ^on opère. ^{Ce vase est muni d’un} long ^{tube à robinet}

ferme par ^un gros tampon d’amiaiite, dont l’extrémité filiforme

pénètre dans l’entonnoir du tube à résistance A; ^{l’amiante est}

donc imprégnée de dissolution saline à sa partie supérieure, ^de

sel fondu à sa parti e inférieure; ^{on la} 1>iain1ienL ai sémen t à un

degré ^constant d’humidité, par ^un réglage convenable de la pres- sion. Le fil terminal doit toujours ^demeurer parfaitement ^flexible,

sans que l’eau puisse ^{arriver à} l’intérieur du tube à résistance.

On s’est assuré que, dans les conditions ordinaires de réglage,

le système ^{de ces} électrodes n’est le siège d’aucune force électro- motrice parasite supérieure à 00 de daniell.

Pour diminuer le plus possible ^les variations accidentelles de la polarisation, ^et par ^{suite de} l’intensité du courant pendant ^une

mesure, ^nous introduisons dans le circuit une force électromotrice

et une résistance totale ^assez considérables et nous attribuons aux

électrodes la plus grande capacité possible (’ ~.

Grâce à ces précautions, ^{les mesures} de résistance sont d’une

régularité parfaite; ^elles peuvent ^être considérées conlme ap-

prochées ^{à moins de} -1- près. La seule difficulté qui ^{subsiste est}

relative à la fixation exacte de la température, beaucoup plus ^dif-

fi cile ici que dans le ^cas des sels dissous.

Voici, ^{à titre} d’exemple, les résultats fournis par l’azotaue de potasse pur. Les valeurs des résistances spécifiques ^{sont déduites}

de la comparaison des résistances d’un méme tube rempli ^succes-

sivement d’azotate de potasse ^{fondu et d’une} solution normale ^de

chlorure de potassium dont la résistance spécifique ^{est connue en}

B a]eur absolue.

Dans le Tableau suivant, ^nous désignons par

t la température correspondant ^au thermomètre à air;

r la résistance spécifique ^{en olmns} ( ‘’ ~;

c la conductibilité spécifique 1 .

l’ ) Nous employons des électrodes de platine platiné ^{de Gcmr¡ à} 7,-,1 ^de surface,

( ~; ^{De j35° à} 3go°, les valeurs de r indiquées ^ont été relevées sur une courbe

construite au moyen des observations.

37I

Les valeurs calculées de c ont été obtenues par ^la formule

elles coïncident parfaitement ^avec les valeurs observées, ^{sauf au} voisinage ^{immédiat du} point ^{de fusion et de la} température ^{à la-} quelle ^{le sel commence à se} décomposer (vers 5i5~).

2. Nous nous sommes proposé de chercher s’il est possible ^de

déduire] la conductilJilité électrique ^d’un mélange ^{de sels} fondus,

sans action chimique, ^{de la} conductibilité supposée ^{connue de}

chacun d’eux.

Les mélanges ^{d’azouate de} potasse ^et d’azotate de soude nous ont paru aussi favorables à ce genre de recherches _que pouvaient

l’être les dissolutions salines étendues, étudiées antérieurement par l’un de ^{nous ; ces} deux sels fondus possèdent, ^{en effet, des} propriétés physiques sensiblement identiques; leurs densités et

leurs coefficients de dilatation ont presque la même valeur, ^leurs

coeff cien ts de frottement intérieur sont peu différents ( 1 ). ^On peut donc espérer que ^la conductibilité de leurs inélanges ^{obéira à une}

loi simh (e.

’

On a vu que la conductibilité de l’azotate de potasse ^{entre 330"}

- - - - -- -- - - ~-~ ~ ~~~ ~-~--- ~ - __ -_ _ _

( 1 ) ^Y. ~; OUSSERE~U, Annales de Clzijnie et de Physique, ^6P série, ^t. V, p. 363 ; 1

1885.

et 5ooo est représentée par la ^I’ormule

Nos expériences ^{sur l’azotate de soude se} rapportent ^{à un inter-} valle de température plus ^restreint (de ^{325° à} 380°); ^{elles nous}

ont aussi conduits à une formule linéaire

Les valeurs absolues des deux conduct,ibilités diffèrent, ^{mais le}

coefficient de variation avec la température ^{est le mê~ne ; il est}

donc naturel de supposer qu’il ^{sera aussi le même} pour les divers

mélanges des deux sels.

D’autre part, puisque les densités sont les mêmes, ^la c0111posi-

sation ^en volumes d’un mélange ^{se confond avec sa} composition

en poids. ^Soient donc,.p et c~ les poids ^{des deux} sels; il y avait lieu de chercher si la conductibilité c" ^{t de leur} mélange ^{entre 3ool}

et 4ool) ^ne pourrait pas ^être calculée par la formule

représentant ^la moyenne des conductibilités des sels mêlés.

Nous avons opéré ^{sur huit} mélanges ^et, chaque ^fois qu’il ^{a été} possible, ^{dans un} intervalle de température ^assez large pour ^Yé- riCer la constance du coefficient de variation avec la température.

Pour résumer nos expériences ^{dans un Tableau} unique, ^nons

nous bornerons ici à indiquer ^la température moyennes t, rapportée

au thermomètre à air, ^de chaque ^série d’observations, les valeurs moyennes des conductibilités observées et calculées et leurs dif~’E~-

rences absolues et relatives.

373

Les différences relatives atteignent parfois ~~~, ^{mais n’offrent}

aucun caractère systématique. ^La différence _moyenne entre le calcul et l’observation ne dépasse pas 3’o. ^Si l’on tient compte des complications que l’on rencontre dans ces mesures à tempéra-

tures élevées pour relier ^une série à une autre, ^{on trouvera} l’accord entièrement satisfaisant.

Les résultats très simples ^{de ce} premier ^{travail semblent} pou- voir servir de base à des recherches ultérieures sur les mélanges

de corps de propriétés physiques ^très différentes ou susceptibles

de réagir chimiquement.

SUR LA CONDUCTIBILITÉ ÉLECTRIQUE DES SELS FONDUS;

PAR M. LUCIEN POINCARÉ.

J’ai constaté que la polarisation ^{d’une électrode} d’argent plon- gée ^{dans un sel} fondu, ^tel que l’azotate de potasse, ^{d’abord très} considérable, ^tombe immédiatement à zéro si l’on vient ajouter ^au

sel en fusion une trace d’azotate d’argent; ^{c’est une} généralisation

des faits si curieux observés antérieurement par NI. Lippmann (2)

dans le cas des solutions salines. Ce phénomène ^de dépolarisation

(’ ) ^Le mélange ^à poids égaux ^{et les} mélanges plus ^{riches en soude se décom-} posent ^{à des} températures peu élevées; (les températures moyennes qui s’y rap- portent ^sont donc nécessairement assez basses.

(= ) Voir Journal de Physique) ^Ire série, ^t. VIII, p. 48.