Sur l'illumination des électrodes

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Submitted on 1 Jan 1880

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R. Colley

To cite this version:

R. Colley. Sur l’illumination des électrodes. J. Phys. Theor. Appl., 1880, 9 (1), pp.155-160.

�10.1051/jphystap:018800090015500�. �jpa-00237620�

SUR L’ILLUMINATION DES ÉLECTRODES (1);

PAR M. R. COLLEY,

Professeur de Physique ^à l’Université de Kasan.

On sait que,

quand

^on

emploie

^{un courant très intense dans}

l’électrolyse de l’eau acidulée par

exemple,

^{on observe les}

phéno-

mènes suivants. Si l’une des

électrodes, particulièrement

l’électrode

négative, présente

^une

petite surface,

^{si elle est}

formée,

par

exemple,

d’un fil de

platine plongeant

^{dans le}

liquide

^{à une}

profondeur

^peu

considérable, l’électrolyse

^{de l’eau}

acidulée,

^d’abord

tumultueuse,

cesse subitement à un certain moment, ^ou du moins devisent presque

insensible;

^{en même} _temps ^on voit l’électrode

(négative)

^{se re-}

couvrir d’une

espèce

^de

gaîne

lumineuse de

couleur bleuâtre,

^{scin -}

tillante, accompagnée

d’un bruit de

crépitation particulier.

^Une

élévation de la

température

^du

liquide

^favorise

beaucoup l’appa-

rition du

phénomène ;

^on peut ^{dans ce but ou} chauffer le

liquide

avec une

lampe

^{ou attendre}

qu’il

s’échauffe de lui-même par l’ac- tion du courant. On peut provoquer ^{le même}

phénomène

^sur

l’électrode

positive,

^{mais il} faut pour

cela,

^{toutes choses}

égales d’ailleurs,

^{un courant}

plus ^fort;

la lumière est moins

brillante, présente

^{une teinte}

rougeâtre,

^{et le}

phénomène

^se

complique

par l’incandescence du métal de

l’électrode,

^ce

qu’on

^n’observe

géné-

ralement pas ^sur l’électrode

négative,

^à moins que le fil

plongeant

dans le

liquide

^{ne soit très mince et le courant} extrêmement

puis-

sant.

Les

phénomènes

^décrits

plus haut,

^ainsi que d’autres

qui

^leur

sont, intimement

liés,

^{ont été observés} par

Mackrell, Hare, Grove, Quet (2), Van

^der

Willigen (3),

^et

plus

^récemment par

Planté (4), Righi (5)

^{e t}

Slouguinoff (6) .

(i) Extrait par l’auteur d’un article publié dans le Journal (russe) de la Société

physico-chimique ^de Saint-Pétersbourg.

(2) Comptes rendus des séances de l’,4cadémie des Sciences, ^t. XXXVI, p. 1130.

(3) Pogg. ^{Ann., t.} XCIII, p. 285.

(4) Comptes rendus des séances de l’Académie des Sciences, ^t. LXXX, p. ¹ 133;

t. LXXXV, p. 619.

(5) ^IlllllOYO Cimento, ^3e série, ^t. 1, p. 267; 1877.

(6) Journal de la Société physico- chimique ^de Saint-Pétersbourg, ^t. X, p. 24 ^f.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018800090015500

Righi

^est parvenu ^à

produire

^le

phénomène

^{dans des conditions}

quelque

peu différentes de celles des autres

expérimentateurs.

^Il

plongeait

^{dans un vase contenant} de l’eau acidulée ^un deuxième

vase

rempli

^{du méme}

liquide

^et muni d’une

petite

^{fente très}

mince; lorsque

^{les vases}

communiquaient

^{avec les}

pôles

^d’une

forte

pile,

^on

voyait

^dans l’intérieur de la fente une lueur sem-

blable à celle

qui

^se

produit

^{sur les} électrodes.

On doit à

Slouguinoff

l’observation

importante

que, lors ^{de l’il-} lumination des

électr odes,

^{le courant}

n’est pas continu,

^{mais inter-}

mi ttent. Si l’on _suppose en outre que le temps

pendant lequel

^il

passe ^{est très court en}

comparaison

^{de celui}

pendant lequel

^{il ne}

passe pas, ^{on se} rendra compte ^de

l’interruption

presque

complète

de

l’électrolyse

^{et de la} diminution de la déviation d’un

galvano-

mètre introduit dans le

circuit,

^constatée par

plusieurs expérimen-

tateurs.

Dans le

présent travail, j’ai

^eu pour but

principal :

^{Iode re-}

chercher la cause des intermiutences du courant; ^a° d’étudier le spectre ^{de la} lumière des

électrodes;

^{et 3° de}

donner,

^en

m’ap-

puyant ^sur les résultats des recherches

précédentes,

^une

explica-

tion

plausible

^du

phénomène.

^{Je me suis} borné presque exclusive-

ment à l’étude de la lumière de l’électrode

négative, qui présente plus d’éclat,

^et par ^cette raison s’observe

plus

facilement.

Pour élucider la

première question, j’ai

^{examiné la lueur de}

l’électrode

négative

^au moyens ^{d’un miroir tournant} faisant douze à

quinze

^tours par seconde. Le

phénomène présentait l’aspect

^sui-

vant. Sur un fond faiblement

éclairé,

^on

voyait

^{comme une mul-}

titude d’étoiles

brillantes, apparaissant

pour ^un

instant,

pour s’éteindre

ensuite,

distribuées sans aucune

régularité

apparente.

A un instant

donné, l’aspect

^du

phénomène

ressemblait à celui du ciel par ^une nuit sombre et

sereine ;

^{il ne s’en}

distinguait

que par le groupement continuellement

changeant

des étoiles. Il est évi- dent que le

phénomène

^{ne peut}

présenter l’apparence

^décrite que dans le cas où la lueur est formée d’étincelles

isolées,

^éclatant

successivement ^sur divers

points

^{de la surface de} l’électrode. On

comprend

aisément que le ^courant doit être intermittent et que le temps ^{de son} passage ^{est très}

petit

^en

comparaison

^{de celui}

pendant lequel

^{il ne} passe pas, la

multiplicité

des étincelles ne

compensant

pas leur durée ^{très courte.}

I57 Le spectre ^de l’électrode

négative

^est

composé

^de raies brillantes.

En

employant

de l’acide

sulfurique

^{étendu et une} électrode de

platine,

^on

distingue

^{d’abord la} raie rouge ^et la raie bleue de

l’hy- drogène,

^{dont la}

première

^{est assez} brillante. Avec des solutions de chlorure de sodium ou de chlorure de

lithium,

^on

observe,

outre les raies de

l’hydrogène,

les raies

caractéristiques

^{de ces}

métaux et,

quand

^le courant est suffisamment

énergique,

^non

seulement, la raie rouge, mais aussi la raie

oramgée

^{du lithium.}

On voit encore dans la

partie

moyenne du spectre,

principalement

dans le ver t,

plusieurs

^raies

brillantes,

^dont

quelques-unes

^sont

indubitablement des raies du

platine.

^On

pouvait prévoir

^{leur ap-}

parition,

^car

l’expérience

prouve que l’électrode ^est peu ^à peu

désagrégée

par le passage des

décharges;

^{et le}

liquide

^{se trouble}

par la

présence

^d’une

poudre

^{noire très}

fine, qui

^ne peut ^être

autre chose que du noir de

platine.

Le Tableau suivant contient les

longueurs ^d’onde,

^{en millio-}

nièmes de

millimètre,

^{des raies les}

plus

brillantes

qui

^{se trouvent}

dans la

partie

moyenne du spectre. ^{Les lettres}

tf, f et

^{l1l dési-}

gnent ^{des raies très}

fortes,

^{fortes et} moyennes. Dans la troisième colonne sont

consignées

^les

longueurs

^{d’onde de}

quelques

^{raies du}

platine

déterminées par ^JB;1.

Lecoq

^de

Boisbaudran (1 1 ),

^très

proba-

blement

identiques

^avec les miennes.

On voit

qu’outre

les raies du

platine,

^{au nombre de}

cinq,

^{on en}

observe d’autres encore, dont

l’origine

^{m’est inconnue. Il est.} pos- sible

qu’elles

^{soient dues à des}

impuretés

^du

platine

^{du commerce.}

(’ ) Spectres lumineux, p. 182. Paris, Gauthier-Villars, 1874.

(’ ) Ligne ^double.

En

remplaçant

l’électhode de

platine

par ^une électrode

d’argent, l’aspect du spectre change complètement;

les raies du

platine

^dis-

paraissent,

^{et l’on voit}

apparaître

^{les deux raies} vert-pomme

qui

caractérisent

l’argent.

Les résultats

précédents

prouvent que ^le spectre de l’électrocle

négative présente

^{un caractère}

mixte,

^{tenant à la fois du}

liquide

^et

de la substance de l’électrode. Le courant que

j’employais

^dans

ces recherches

provenait

^d’une

pile

^{de Bunsen de}

96

^{éléments frai-}

chement

chargés.

^{Avec un courant}

plus faible,

^les

phénomènes présentent

^{un éclat}

beaucoup

^moindre.

Je n’ai pas réussi à observer ^un spectre suffisamment intense de la lueur dans une

fente, produite

par le

procédé

^{de M.}

Righi,

pour

pouvoir

déterminer la

position

^{des raies} brillantes.

Quelle

^est main tenant

l’expficauion

^la

plus probable

^du

phéno-

mène de l’illumination des électrodes?Les

expériences

^{avec le mir oir}

tournant

prouven t

que ^{nous avons} affaire à des

décharges

^{en forme}

d’étincelles à travers une couche isolante ^entourant

l’électrode,

et. la

séparant

^du

liquide

environnant. Il reste à

expliquer

^{la forma-}

tion d’une

pareille

^couche.

Quelques physiciens

^ont émis l’idée que l’électrode s’échauffe considérablement

’pendant

^ce

phénomène

^{et que le}

liquide qui

l’entoure

prend

^Fêtât

sphéroïdal

^{et reste}

séparé

d’elle par ^une couche de vapeur. ^Il peut ^arriver

quelquefois,

^en

^effet,

^{en em-}

ployan t

^{un courant très}

énergique,

que l’électrode devienne incan- descente et que ^le

liquide

^{cesse de la mouiller. Cet état} peut durer

plusieurs

^secondes

après l’interruption

du courant; mais c’est là un fait purement accidentel.

L’expérience ^suivante,

^sans

décider la nature de la couche

isolante,

que

je

^{crois en effet con-}

stituée par ^{de la} vapeur

d’eau,

prouve ^au moins que l’illumination peut ^se

produire

^{sur une électrode tout à} fait froide.

Un flacon renversé A sans fond

(fig. 1)

^{est muni} d’un bouchon de

liège

^{à travers}

lequel

passe ^{le tube} de verre T. Dans l’intérieur de celui-ci est

mastiqué

^{avec de} la gomme

laque

^{un deuxième}

tube de

platine

^{PP’. Un courant} d’eau froide circule continuel- lement par le tube I’P’. Le flacon A est

rempli

^{d’eau acidulée}

jus- qu’au

^niveau

hh, qui dépasse

^{de OM,OOI environ} la hauteur du

tube T,

^{de sorte} que le

liquide

^{est en contact avec PP’ sur un es-}

pace annulaire a très

petit.

^{La lame de}

platine

^{B sert} d’électrode

I59

positive

^{et le tube PP’} d’électrode

négative.

^En faisant passer ^{à tra-}

vers

l’appareil

^{un courant de go à 10o}

couples

^de

^Bunsen,

^{on voit}

se

produire

^{une lueur intense}

sur l’espace

^{annulaire a. Le tube PP’}

ayant

^des

parois

^très

minces,

l’électrode ne peut ^{avoir dans cette}

expérience qu’une température

peu

supérieure

^{à celle} del’eau froide

qui

^{circule à} l’intérieur du tube.

Il me

paraît plus

^{naturel de chercher la cause de la}

production

de vapeur, ^non dans la haute

température

^de

l’électrode,

^{mais dans}

Fig. ^i.

celle du

liquide qui l’entoure

immédiatement. En

effet,

^{la conduc-}

tibilité du

fil métallique

^servant d’électrode étant très

grande,

^com-

parée

^{à celle du}

liquide,

^{le fil} peut ^être

considéré,

^{dans la}

partie immergée,

^comme ayant ^{le même}

potentiel

^{dans tous ses}

points.

Dès

lors,

^{si nous}

imaginions

^{une couche mince du}

liquide

^entourant

l’électrode,

^{elle sera traversée}

par le

^{courant dans le sens de la nor-}

male,

et, ^en

conséq uence

^{de sa}

petite

^{surface et de sa} conductibilité

comparativement mauvaise,

^elle

présentera

^une résistance consi- dérable ^au passage du ^courant. En

s’éloignant

^de

l’électrode,

^les

couches successives

présenteront

^une surface de

plus

^en

plus grande

et, par

conséquent,

^une résistance moindre. La chaleur

développée

par le ^courant dans diverses

parties

^{du circuit est} pro-

portionnelle

^{à leur}

résistance;

par

suite,

^{on voit}

du’une partie

considérable de cette chaleur doit se

dégager

^{dans la couche en-}

tourant

l’électrode,

^{et il est}

possible qu’elle puisse

^la porter

jus-

qLl’au point

d’ébullition. Un calcul

approximatif fort Slnlhle

prouve

qu’avec

^une

pile

^{de ioo}

couples ^Bunsen,

de l’eau acidulée conte- nant 5 pour ¹⁰⁰ d’acide

sulfurique,

^{et une électrode de lommq}

de

surface,

^{il suffit d’un}

_temps

^de

IS, 3

pour porter ^{la couche}

liquide

^entourant immédiatement l’électrode de 20° à iooo

C. ;

il est évident _que ce temps ^sera

plus petit

^{encore si ce}

liquide

est

préalablement

^{chauffe. Comme}

l’électrolyse

^{ne cesse}

jamais complètement,

l’électrode est

toujours

^{entourée de gaz, en train}

de se

dégager, qui

peut servir de germe pour la formation d’une couche de vapeurs. Celle-ci ^une fois

formée,

^les

décharges

^se

font _par

étincelles,

^{et la} presque totalité de la chaleur

développée

par le ^{courant se}

dégage

^{dans cette couche et} chauffe par ^contact le

liquide environnant,

ainsi que

l’électrode,

^{si cette dernière}

n’est _pas refroidie

artif ciellement,

^{comme dans}

l’expérience

^dé-

crite

plus

^haut.

Le

procédé

^{de M.}

Righi

pour

produire

^{une lueur au milieu du}

liquide parle

^{en faveur de}

Fexplicadon

que

je

^{Niens de donner. Le}

liquide

^{dans la}

fente, présentant

^une

grande résistance,

s’échauffer

et se

vaporise,

^{eu le courant} passe ^en forme d’étincelles par l’inter-

ruption

^formée.

NOTE SUR UN NOUVEL ÉLECTROMÈTRE CAPILLAIRE;

PAR M. E. DEBRUN.

En

répétant

^la

première expérience

^{de M.}

Lippmann, je

^mie

suis aperçu que, ^{dans un} tube de om, ^{oo i de}

diamètre,

^le

change-

ment de niveau du mercure était de om, ^oo3 pour ^une variation de force électromotrice de 1 volt

(de

^{0volt à}

1volt). ^Or,

pour rendre

l’appareil ^sensible,

^{il suffisait}

d’amplifier

les déviations de la colonne. M.

Lippmann

^a

employé

^un

microscope;

^le

problème

^est

dans ce cas

parfaitement

^{résolu. J’ai}

pensé

^{au contraire}

qu’en

^in-

clinant le tube suffisamment on aurait la sensibilité _que l’on dési- rait. Dans mes

premiers essais j’employais

^{des tubes}

cylindriques ;

dans ce cas, le zéro était ^un peu incertain. Maintenant

j’emploie

des tubes

coniques

^et Félectromètre fonctionne à souhait.

J’ai donc construit

l’appareil

^suivant

(fig. J).

^{Un tube de verre}