L'ionisation des carbures d'hydrogène liquides

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Tcheslas Bialobjeski

To cite this version:

Tcheslas Bialobjeski. L’ionisation des carbures d’hydrogène liquides. Radium (Paris), 1911, 8 (8),

pp.293-299. �10.1051/radium:0191100808029300�. �jpa-00242484�

L’ionisation des carbures d’hydrogène liquides ¹

Par TchesJas BIALOBJESKI [Laboratoire ^de physique de l’Université de Kiew.]

1. Introduction.

Les carbures d’hydrogène,

dont: nous nous occtapcrons dans ^ce mémoire, ^ren-

trent dans la catégorie des conducteurs les plus ^mau-

vais de l’électricité. Il sera utile, ^au commencement, de se faire une idée de l’ordre de grandeur ^{de la}

conductibilité ^en question.

Prenons comme mesure de la conductibilité l’inverse de la résistance exprimée ^{en olims} cl’un centi- mètre cube de la substance étudiée. Une ^eau bien _pu- rifiée ^aura alors use conductibilité égale ^{à 10-6;}

F. Kolbrausch et Heydweiller, par des procédés exceptionnels, ^{ont obtenu de} l’eau dont la conduc- tlbiliié était de 4.10-8.

Or les liquides, qui ^se prêtent ^aux recherches ^sur l’ionisation, ^doivent posséder ^une conductibilité infé- rieure à 10-16.

Rappelons que la même grandeur pour ^{le cuivre}

s’exprime sensiblement par le ^nomhre 166.

Nous parlons, ^{bien entendu, de la} conductibilité

spontanée, c’est-à-dire de celle que la substance ^con- sidérée possède ^{en dehors de toutes} influences sus-

ceptibles ^de l’augmenter. Cependant ^à l’heure actuelle l’existence même de cette conductibilité minime

parait ^douteuse.

Il suffit pour s’en convaincre de rappeler l’influence énorme produite par des ^traces d’impuretés ^{sur la}

conductibilité spontanée ^des diélectriques liquides.

En poussant plus ^loin l’épuration ^d’un liquide, ^on

réduit toujours infailliblement sa conductibilité.

En 1909, ^M. C. Jaué, ^{dans un travail} intéressant, essaya de trancher cette question ^2. Il étudiait la con-

ductibilité spontanée de l’hexane. ai l’aide de distilla- tions répétées suivies du passage prolongé ^{d’un cou-}

rant de haute tension, qui purifie ^le liquide, ^{il avait} atteint, paraît-il, la limite due conductibilité. L’cxa-

men de son caractère lui apprit qu’elle devait être attribuée en grande partie ^au rayonnement ^ionisant qui ^existe toujours ^dans l’atmosphère. ^{En effet, lors-} qu’on ^{entoure d’une} épaisse enveloppe ^de plomb ^le

vase contenant l’hexane, ^sa conductibilité se trouve

fortement réduite.

On est amené ainsi à l’analogie complète ^{entre un} liquide diélectrique ^d’une part ^{et un} gaz de l’autre :

on sait que la conductibilité de l’air, par exemple, ^est

duc dans des conditions normales à la présence ^d’une

faible quantité ^{d’ions : leur source} principale ^{est la}

radioactivité du sol et de l’atmosphère. ^{Dans cet}

1. Mémoire communiqué par l’auteur.

2. Ann. d. l’lay,s., ²⁸ (1909; ^326.

ordre d’idées on ne doit attribuer u un diélectrique

aucune conductibilité spontanée : ^{le mouvement de}

l’électricité s’y ^fait par l’intermédiaire des ions pro- duits par ^{une cause} extérieure. C’est celle condllcli- bilité acquise que ^nous étudierons dès à présent.

La découverte de l’ionisation des liquides ^isolants

par ^le rayonnement pénétrant ^{du radium est due à}

P. Gurie1. Tous les liquides ^sur lesquels portaient ^ses expériences ^ont montré l’accroissement de conducli-

bilité, pourvu que leur conductibilité spontanée ^fût

suffisamment faible. Il constata le manque de pro-

portionnalité ^entre 1 intensité du courant et la force électromotrice. Ensuite M. Jaffé ^a publié ^{une scrie de}

travaux intéressants sur lcs diélectriques liquides. ^Il

étudiait d’abord l’ionisation _par les rayons y de

quatre substance, à’savoir l’éther de pétrole, ^le benzène, le sulfure de carbone et le tétrachlorure de c.1rbone2. Le courant d’ionisation on i a pu être reffé-

sente par la formule suivante : i=f(e)+ce; ^{où c}

est la force électromotrice et la fonction f (e) ^tend

vers une limite à mesure que ^e augmente. ^{Donc le}

courant se compose de deux parties, dont l’une est

analogue ^{aux courants dans des} gaz ionisés ^et l’autre suit la loi d’Ohm. Dans tous lcs travaux postérieurs,

31. Jaflé travailla avec l’hexane soigneusement purifié.

Nous avons déjà parlé ^{de l’un d’eux} consacré à sa

conductibilité spontanée.

En 1909, ^Cacilia Bohm-Wendt et E. v. Schwcidier

ont dét’ rminé la valeur approclée ^{de la somme des}

mobilités des ions dans l’éther de pétrole ^{et l’huile de}

vaseline soumis u l’action d’une forte préparation ^de

radium3. Une détermination plus précise des mobili- tés ^a été faite par ill JaLTé, qui s’est servi dans ce but de la méthode de M. Langevin4. ^{11 a} trouvé que la mobilité de l’ion positif dans l’hcxanc est égale ^à 6,03X ^10-4

cm.:sec. volt:cm. sec.

et celle de l’ion negatl , .f’ ^il 4,17 X LO-4. M. Jaffé a pu aussi déterminer les cocfli- cients de diffusion et de recombinaison; de ses expé-

riences il conclut que la ^loi simple ^de recombinaison, analogue à la loi d’action de _masse, n’était pas rigou-

reusement applicable à l’hexane ionisé.

Dans le courant de 1909 j’ai publié ^{un travail sur}

l’ionisation de l’ozokérite au voisinage ^{de son} point ^de

fusion J.

1. C. r., 134 1902) 420.

2. Ann. d. Phys., ²⁵ (1908) ^227.

3. Phys. Zeitschl’.. 10 (1909) 320.

4 Ann. d. Phys.. ³² (1910, 148.

5. Le Radium, 7 (1910,.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191100808029300

En même temps, ^M, Greinacher a démontré _que les rayons ^f produisent ^{une action ionisante sur les} diélectriques liquides, quoique ^{a un} degré beaucoup plus faible que ^sur les gaz1. ^Il Importe de remarquer ici que, dans tous les travaux mentionnes, saul’ celui de M. Greinacher, ^les rayons ^{x ne} pénétraient pas dans le liquide ^et l’action était exercée surtout par les rayons y. Enfin ^tout récemrnent 1B1. Jafl’é a mis en

évidence un faible eflét photoéleclritlue dans rhexanc 2.

On voit _{bien que} les mécanismes du courant dans des liquidcs diélectriques ^{et des} gaz ^se ressemblent

heaucoup. Il y ^a cependant des dill’érences marquées ;

cn premier lieules rayons ^{X ne} produisent qu’un

faible effet sur les liquides, ^tandis qu’ils ^{sont les}

ionisateurs les plus puissants ^{des gaz.}

Il semble qu’en général ^la capacité ^{des différents}

rayons d ioniser les diélectriques ^{croisse en même}

temps que leur pomoir ^de pénétration. ^{Enfin il} y a lieu de croire que la nature du liquide ^doive jouer

un rôle plus considérable que dans le ^cas des _gaz.

2. Objet ^du travail. Purification des liquides

étudiés.

Le but principal ^des expériences ^dont je

vais exposer les résultats était de comparer les ^cou- rants d’ionisation dans des liquides appartenant ^{à un}

groupe chimique déterminé. Les carbures d’hydro- gène ^{saturés et non saturés se} prêtent ^{très bien à ce}

genre ^de recherches; ^{dans une série} homologue ^de

ces carbures les propriétés physico-chimiques ^varient régulièrement lorsqu’on passe d’un constituant au

suivant. Le point d’ébullition, _par exemple, ^{cst d’au-}

tant plus élevé que la ^structure moléculaire du terme

correspondant de la série est plus compliquée.

Il serait sans doute désirable d’opérer ^{avec des}

corps déterlninés ^au point ^{de vue} chimique. ^Mais

l’isolement d’une série complète ^dcs homologues ^du méthane, _par exemple, présente de sérieuses diffi- cultés ; ^{les termes} supérieurs surtout sont difficiles à obtenir. De plus, il fallait disposer ^de quantités ^assez

considérables de substances.

Aussi me suis-jc ^{contenté de} prendre pour ^mes essais simplement ^les produits ^de distillation du

pétrole. ^{Ils ont été divisés en fractions} comprise

dans des intervalles dc température ^assez rapprochés.

On sait _que, sous lc nom de pétroles, ^sont désignés

des mélanges de carbures d’hydrogène ^{dont la conti-}

tution varie suivant les lieux d’origine. ^Les pétroles d’Amérique ^{sont formés en} majeure partie ^{de car-}

bures saturés CnH2 1l + 2, ^les pétroles ^{russes dc Bakou}

sont constitués par des carbures ^à noyau cyclique ^et répondent ^{à la formule} générale Cn H2n: leurs _pro-

priétés d’ailleurs ressemblent à celles des carbures saturés. Comme point ^de départ j’ai choisi des _pro- duits communsducommerce à savoir, l’éther de pétrole,

1. l’i2ys. Zeitschr., 40 (1900) ^986.

2. Phys. Zr’ilschl’., (1911).

la ligroïne ^{et le} pétrole lampant. ^{Les deux} premières

substances constituant la partie ^la plus volatile du

pétrote américain: ^le pétrole lampant ^dont je ^me

suis servi était doriginc ^russu. L’éther de pétrole,

daB) s Inrs l’expériences, ^{est divisé CH trois} fractions, ^dont les limites de température ^{sont :} 47°-32°, 52°-58°, 58°-70°; ^la libroïne

^{en trois fractions} suivantes :

75°-82°, 82°-90°, 90°-105°, ^{et le} pétrole lampant

^en

deux fractions 150°-200° et 200°-250°. J’ai fait aussi

quelques mesures avec l’huile de vaseline: elle n’a pas été soumise à la distillation fractionnée.

La condition essentielle du succès dans des recher- ches sur l’ionisation des liquides ^{est leur} purifica-

tion la plus parfaite. ^{Les moindres traces} d’impuretés,

dont la présence ^nc peut plus ^{être décelée} par ^aucun réactif chimique, augmentent la conductibilité spon- tanée à un tel degré que l’action du rayonnement devient à peine perceptible. ^Cette circonstance rend

assez pénible le travail avec des diélectriques liquides.

Je dois à l’aide amicale et a5siduc de M. Périer,

chef des travaux au laboratoire de chimie, l’obtention des substances propres aux mesures. Je mc penmets

d’exprimer ^{ici à M. Périer mes} plus vifs remerciements.

Je crois utilc de consacrer quelques ^{mots aux} pro- cédés de purification. L’éther de pétrole provenait ^de

l’usine Merck (Danustadt) ^{et sa} qualité était garantie.

Aussi s’est-on borné à le débarrasser de traces d’eau

en le tenant pendant ^deux jours ^{sur le sodium.}

^Il importe de remarquer que l’eau semble produire ^une

influences excessivement grande ^{sur la} conductibilité

spontanée ^des diélectriques ^{et sa} présence ^{doit être} soigneusement ^évitée.

^{Il ne restera} plus qu’à ^sou-

niettre le liquide ^à plusieurs distillations et le divi-

aer en fractions.

La ligroïne était traitée de la mêmc manière, mais il fallait la laver préalablement

à l’eau. L’épuration ^du pétrole lanipani présenta ^dcs

difficultés plus grandes parce que j’ai pris simplement

un produit industriel. On a commencé par des pro- cédés chimiques : ^le pétrole était traité successive-

mcnt par l’acide sulfurique, ^{l’eau et} l’hydrate ^de

sodium, puis ^{on l’a lavé très} complètement ^{à l’eau.}

Enfin il était séché pendant plusieurs jours ^{sur le}

Sodium. La distillation en présence du sodium n’est pas convenable : il se produit ^une altération visible du liquide. ^{Aussi la} première distillation fractionnée était-elle faite sur le chlorure de calcium. A la suite

on a eu recours à la distillation sous pression ^réduite (environ ^{20 mm du} 111ercure). ^Cette précaution ^est nécessaire, parce que les carbures d’hydrogène ^de

rang élevé ^se décomposent facilement sous l’action de la chaleur. Après ^{cette série} d’opérations ^le pétrole

obtenu était à peu près exempt ^de conductibilité _spon- tanée. L’huile de vaseline était simplement ^{filtrée à}

travers un filtre chauffé par la vapeur d’eau pour accélérer l’opération.

Il est inutile d’ajoutcr que ^tous les récipients ^doi-

vent être nettoyés ^{avec soin et a la fin rlllcéà à l’éther}

de pétrole pur.

On sait que la conductibilité spontanée ^{est réduite}

par l’action prolongée ^d’un champ électrique ^{intense :}

le liquide ^se purifie électriquement. ^{J’ai renoncé u}

ce moyen, parce qu’il est souvent difficile d’obtenir dcs résultats concordants aux champs ^faibles après ^une longue action des cllamps ^{forts. Aussi} n’ai-je ^{fait les}

mesures définitives qu’avec ^des liquides ^{dont la con-}

ductibilité spontanée ^{était tout à fait} insignifiante ^dés

le commencement.

3. Description ^de l’appareil.

L’appareil

dont je ^{lne suis servi est} pareil ^{a celui} qui ^est

décrit dans mon article précédent (loc. cit.) ; ^{il est} cependant plus approprié aux mesures précises, ^et jc

vais donner quelques indications sur sa construc- tion. En principe ^{c’est un} condensateur plan, ^enfermé

dnns une boite cylindriquc reposant ^{sur trois} pieds

munis de vis calantes. L’armature supérieure, qui

Fig. 1.

se charge pendant ^{les mesures} du courant, ^com-

munique ^avec l’électromètre. Elle consiste (fig. 1)

en un disque ^mince d’aluminium A (0,05 ^{mm d’é-} paisseur) ^{serré à} l’aide d’une monture taraudée au

bord d’un cylindre de laiton _creux, entouré d’un

cylindre ^de garde ^{avec anneau ; celui-ci se trouve}

dans le plan ^du disque ^{et constitue} son anneau de

garde. ^Le cylindre ^de garde ^est inséparable ^{du cou-} vercle, qui ^{se visse sur la boite} enfermant le sys- tème. Au bord supérieur ^du cylindre ^{intérieur est}

soudée une couronne reposant ^sur trois cales d’am- l,roïde M qui ^{l’isolent du} couvercle. Toute cette partie

de l’appareil ^est fermée par ^un couvercle h. On a

ainsi une protection électrostaticlue complète. ^{La com-}

munication avec l’électromètre est établie par ^un fil

métallique fixé à la borne P et traversant le boucllon d’obonitc E.

Le liquide ^étudié remplit ^{une cuvette de verrue C,}

dont le fond est traverse par ^une tige métallique

lmlnic d’un pas de vis ^sur chacune de ses extrémités.

L extrémité supérieure supporte ^un disque ^{de laiton}

H, (pli constitue l’armature Inférieure du condensa-

leur. Par son extrémité inférieure la tige ^{se visse dans}

un bouchon d’ébonite D. Celui-ci ^{se trouve} filé svlr

une vis micrométrique ^Y qui ^{traverse le fond de la}

boite. Le long ^{de son axe est} percé ^{un canal,} par ^oû passe ^un gros ^fil métallique, ^{au moyen} duquel ^{on éta-}

blit la communication de l’armature inférieure ^avec la batterie d’accumulateurs.

Ce lit est isolé de la vis par ^un cylindre ^{d’ébonite.}

En tournant la vis, ^on soulève, ^{on abaisse la cuvette et}

par conséquent la, ^{distance des deux armatures} peut

varier d’une façon continue. Un cercle gradué ^{(À et}

une échelle voisine, ^{suivant le} dispositif adopté ^dans

le sphèromètre, permettent ^de compter ^{les tours et}

fractions de tours. Sur le fond de la boite je ^mettais

du chlorure de calcium _pour empêcher l’influence fâcheuse de l’humidité de l’air. Toutes les parties ^en

laiton plongeant ^{dans le} liquide ^sont nickelées. L’appa-

reil est facilcmcnt démontable ; ^{il a} été construit d’une façon parfaite par ^M. Jauravsky.

Les courants d’ionisation ont été mesurés u l’aide d’un électromètre Moulin _par la méthode de la vitesse de déviation.

A cause de l’importancc ^{relative des} courants, ^une

capacité convenable était ajoutée ^au système ^{isolé. Le}

sel de radium, qui ^{émettait le} rayonnement ionisant,

était placé à l’intérieur du cylindre ^{relié à l’électro-}

mètre. 1,’ne épaisse enveloppe ^de plomb entourait la substance active pour canaliser les rayons ^et éviter la perte ^de charges ^{due aux} rayons obliques. ^Je dispo-

sais de deux préparations ^{de radium, dont l’une con-}

tenait ^un demi-milligramme ^de bromure du radium

et l’autre était environ quinze ^fois plus faible. Les rayons « ^ne pouvaient pas pénétrer ^{dans le} liquide,

étant absorbés complètement par du mica, qui ^cou-

vrait les préparations ^{et le} disqué d’aluminium.

4.

Discussion des résultats.

^Nous allons maintenant examiner les données fournies par l’expé-

rience.

Dans le tableau 1 sont réunies les valeurs des cou- rants d’ionisation pour ^toutes les fractions, ^{à 1 cB-} ception ^{de la} paraffine, correspondant ^{à deux} épais-

seurs de la couche liquide ^{entre les} plateaux ^{du con-}

densateur, ^{à savoir deux et} huit millimètres. Les dif-

férences de potentiel indiquées ^{dans la} première

colonne se rangent ^{entre 4 et 864} volts. Les intensités des courants sont exprimées ^{en 10-11} ampère. ^Leur

direction est telle _que l’armature communiquant

avec 1"électromètre reçoit ^des charges positives.

Tableau I.

On voit qu’aux champs électriques faibles les valeurs des courants diminuent rapidement ^{u mesure} que la

température moyenne d’ébullition des liquides ^consi-

dérés devient plus élevée. Mais lorsqu’on passe ^aux

champs ^{forts, cette} différence tend a disparaître.

En admettant qu il ^{existe seulement une sorte}

d’ions dans des liquides, ^nous pouvons écrire pour des champs ^{faibles :}

où i désigne l’intensité du courant, (j ^{le nombre} d’ions produits par seconde dans ^un centimètre cube du liquide, ^x le coertie-ieiit de recombi-

naison, ^{e une} charge élémentaire, ^{s la section du}

faisceau des rayons ionisants supposes parallèles, K1 ^et K2 lcs mobilités des ions de deux signes.

L’emploi ^{de cette formule est} légitime, lorsque ^l’état

stationnaire est déjà ^{établi et} le nombre d’iuns entraînés par le ^courant petit par rapport à q. El’e suppose aussi que la répartition ^{d’ions est uniforme.}

L’intensité du courant de saturation 1 est donnée par l’équation : I=qe V (2), ^{où Y est le volume}

du diélectrique ^traversé par ^{le courant.}

Le tableau montre que l’intensité du courant dans tous les liquides ^{est voisine de la} saturalion pour ^le

potentiel de 864 voltes ^et la distance de 2 mm entre les armatures du condensateur. Les valeurs de ^ces courants ne diffèrcnt pas beaucoup. Aussi faut-il conclure que l’agent ^ionisant produit ^un nombre q

d’ions par seconde qui ^reste jusqu’à ^{un certain} degré

au moins indépendant ^des propriétés ^des liquides.

C’est tout autre chose aux champs ^{faibles, en tant}

que 1a lui d’Ohm ^cst applicable. En comparant par

exemple ^{les courants} qui correspondent ^à l’épaisseur

du 8 mm et à la différence de potentiel ^{de 16 volts,}

nous trouvons que leur rapport ponr les fractions 47°

52° et 2000

2501 ^est égal ^{à 5.}

On doit attribuer ces différences à ce que la mohi- lité des ions diininue

en même temps que la température

moyenne d’ébullitioti augmente. ^{On en} conclut aussi que le

courant d’ionisation dans les carbures

plus ^{volatils atteint} plus ^{vite la salura-}

tion.

Il est possible ^de

vérifier encore quel-

ques conséquences ^de

la théorie des ions.

L’intensité du cou-

rant d’ionisation est

proportionnelle ^{au nombre d’ions} produits ^dans

l’unité de temps. Donc, ^{si nous} prenons ^une prépara-

tion de radium moins active, ^{le courant de satura-} tior, sera obtenu avec des champs plus faibles. C’est

ce que ^montre le tableau 11, ^{où sont} indiquées quelques valeurs des courants trouvées avec la subs-

tance active faible.

Tableau II

Le nombre d ^{d’ions créés} et, par conséquent, ^le

courant de saturation sont proportionnels ^{à la niasse}

du radium contenue dans la préparatiun. ^D’autre part l’équation (1) ^{montre que,} pour des champs, faibles, l’intensité du courant doit être proportionnelle

à la racine carrée de la masse du radium.

La comparaison ^{des tableaux I et} Il fait voir que

ces relations sont à peu près satisfaites; ^{les écarts} qui subsistent peuvent ^être expliqués par ^ce fait que la loi d ’Ohn1, _pour des fractions à température ^d’éhul-

lition basse, ^{ces c d’être} applicable ^{même aux} poten-

tiels faibles et aussi par ^le manque de saturation

complète des courants; ^nous dirons quelques ^mots

plus ^{tard de cette} particularité. Examinons par

exemple les nombres qui ^se rapportent ^{à la} première

fraction de la ligroïne (75° - 82°) .

Puur 4 volts le rapport ^{des courants} d’ionisation obtenus avec deux substances actives était 5,8 ; pour 864 volts le même rapport ^{s’est accru} jusqu’à ^10,8.

De plus, conformément à l’allure du courant ^en fonction du champ, il serait plus ^{exact de} prendre

comme courant de saturation, _{pour la} préparation

moins active, ^celui qui correspond ^{à un} champ plus

faible. Alors le rapport qui ^{nous intéresse devien-}

drait plns grand ^{encore et voisin de la valeur} théorique.

Il _y ^a lieu ici d’indiquer ^les intensités des courants d’ionisation dans l’air (voir le tableau III).

Tableau III.

On voit _que le rapport ^{des courants saturés relatifs}

à deux préparations ^est égal ^{à 15,1.}

Regardons maintenant le tableau IV, ^{où sont}

réunies les valeurs des courants pour quatre épais-

seurs de la couche liquide (0,3 ^{mm, 1 mm,} 2 mm, 4 mm). ^Les fractions de l’éther de pétrole ^{et de la} ligroïne, qui y figurent, ^sont iniermédiaires entre

celles du tableau I. Le courant dans des couches minces de paraffine présente ^des irrégularités : ^aussi n’ai-je ^donné des nombres que pour deux épaisseurs

de ^cc diélectrique.

avec l’épaisseur ^{de la couche} liquide; ^{il est} plus rigoureux ^de comparer les ^courants correspondant

aux mêmes champs, puisqu’aux potentiels ^{élevés on}

Fig. 2.

observée de nouveau dans des couches très minces un

accroissement, plus rapide ^{du courant. En tout cas la} proportionnalité ^{entre le courant saturé et la distance}

des électrodes, qui ^est exigée par la formule (2),

n’existe pas. ^{La cause} principale ^{de ce désaccord est}

bien compréhensible. ^{Les formules} simples ^{de la}

théorie supposent que l’ionisation est uniforme, c’est-à-dire _que la densité des ions est la même dans toute l’épaisseur ^du liquide ^{entre les} plateaux ^{du con-}

densateur.

Cette condition n’est pas certainement ^réalisée.

Tableau IV

L’allure du courant en fonction du potentiel ^con-

duit aux mêmes conclusions que ^nous avions déjà

déduites (voir ^{aussi la} fig. 2).

Pour des couches minces les écarts de la loi d ’Ohn1

apparaissent ^aux potentiels ^de quelques volts. Les intensités des courants a peu près ^saturés augmentent

Les rayons 8 ^{sont absorbés dans une} couche mince du liquide près ^{de la} plaque d’aluminium et, _par

conséquent, l’ionisation dans cette région ^{doit t être}

beaucoup plus intense que dans le ^reste du liquide,

où elle est provoquée exclusivement par les rayons y

pénétrants.

Quand la substance est traversée par ^{un courant} saturée ^{tous les ions} produits dans l’unité de temps

sont entraînés vers les électrodes; ^{il est évident} que

cc courant n’augmentera pas proportionnellement ^à l’épaisseur, ^{si les ions sont} concentrés dans une

couche déterminée. Encore ne faut-il _pas perdre ^de

vue que la force électrique ^n’est pas ^{constante entre} les électrodes, ^{à cause} précisément ^du défaut de l’uni- formité dans la distribution dcs ions.

Elle diminue dans les régions ^où l’ionisation est

particulièrement ^{intense. En raison de ces conditions} complexes, l’intensité du courant pour ^une petite ^difl’é-

r2nce de potentiel n’est pas inversement proportion-

nelle a la distance des électrodes. Je n’ai pas pu

m’approcher plus près des conditions théoriques, n’ayant pas ^eu à ma disposition ^une préparation ^de

radium suffisanlment active.

5. Calcul des mobilités.

Il résulte de cc qui précède qu’on ^ne pcut pas faire ^un calcul exact des mobilités des ions par la méthode dont ^{se sont} servis Câe. Böhm-Wendt et E. v. Schweidler (loc. cil). ^Cette

méthode consiste ^{en ce} qu’on ajoute ^{à deux} équations

écrites plus ^{haut une} troisième :

où K est la constante diélectrique. ^La première partie

de cette équation représente le nombre de M. Lange-

vin : c’est le rapport du nombre des chocs entre les ions de deux signes, dont résulte leur recomhinaison,

au nombre total des chocs. Pour des gaz ^ce nombre est inférieur à l’unité, mais il doit s’en approcher à

mesure que croît la densité de la substance. En ^com- binant les trois formules obtenues on a

oii 1 est la distance des électrodes.

Sous toutes réserves nous allons appliquer ^{la for-}

mule (4) pour calculer ^au moins l’ordre de _gran- deur de la somme des mobilités. Ce qui ^{nous inté-}

resse plus particulièrement, ^{ce sont les} rapports ^de

ces sommes pour la série des carbures liquides que

nous étudions, ^{et l’on est en droit} d’affirmer _que ces

rapports ^{seront obtenus avec une} approximation plus

considérable.

Je ferai ce calcul pour quatre liquides du tableau IV

en me servant de valeurs des courants relatifs à

l’épaisseur ^{de 2 mm. : les} rayons a atteignent ^encore

cette profondeur ^en quantité suffisante. Dans des couches plus minces l’inhuence des électrodes _rap-

prochées ^devient trop ^{sensible. Dans le cas de l’huile}

de vaseline cependant, j’ai ^dû prendre les nombres relatifs à 1 _mm, parce que, pour des épaisseurs plus grandes, ^{le courant} n’approche pas de la saturation.

Le diamètre du faisceau des rayons émis _{par le} ra-

dium est pris égal ^{à 2 cm.}

Les valeurs des constantes diélectriques augmentent lentement à mesure qu’on ^{passe aux membres de la}

série des carbures qui occupent ^un rang plus ^élevé,

J’ai posé dans la formulc (1k) ^h égal ^{à 1,8} pour l’éther de pétrole, ^{à 1,9} pour la ligroïne, ^{â 2,1} pour le pétrole ^{et à 2,7} pour l’huile de vaseline.

Comme la valeur du courant ohmique ^{est choisie}

celle qui correspond ^{h 4 volts,} excepté ^{l’huile de} vaseline, ^{oil elle est} prise pour a Nolis, ^{lc courant}

saturé J correspond ^a 864 volts. Les résultats du calcul sont indiques dans le tableau V.

Tableau V

Ainsi le rapport ^{des sommes} des mabilités pour quatre liquides comparés s’exprime ^{ainsi :}

1000 : 516 : 128 : 0,85. ^I,a précision ^{du nombre}

relatif â l’huile de vaseline est comparativement ^la plus ^{faible. La} valeur obtenue avec l’éther de

pétrole ^est voisine de celle que ^M. Jaffé avait trou- v éc pour l’hexane.

Il serait important ^{d’établir une relation entre les}

mobilités d’une part ^{et les} coefficients du frottement intérieur de l’autre.

Actuellement cela parait impossible, faute de don- nées expérimentales suffisantes.

Je me bornerai ici a citer trois valeurs de ce coeffi- cient empruntées ^aux tables de Landolt-Dôrnstein, qu’on duit comparer ^avec les trois premiers ^membres

du tableau V. Elles sont : 0,00288, 0,00582, 0,01257.

Nous avions ici respectivement : la moyenne des valeurs du coefficient de frottement pour le pentanc

et 1 hcxanc, la moyenne pour l’hexme et l’hehtanc ^et

la valcur pour le dodécane.

On peut ^en tirer la conclusion _que la mobilité des ions décroît plus vite que le coefficient de frottement pour des fractions volatiles ; ^en passant ^aux liquides

â point d’ébullition élevé, les variations de deux gran-

deurs en question ^{doivent être} plus concordantes.

6. Particularités du courant dans les liqui-

des.

Il me reste encore à signaler ^certaines parti-

cularités de la conductibilité provoquée par le rayon-

nement. En premier ^{lieu le courant mauifeste une}

dissymétrie curieuse, qui ^avait déjà été constatée

antérieurement par M. Jaffé ^et moi. Le courant me-

suré est plus grand lorsque l’électrode reliée à l’élec- tromètre reçoit ^des charges négatives. ^{Dans le tableau}

l’I sont données les intensités des courants négatifs

dans la ligroïne (82°-90°) pour trois distances des électrodes. Il faut les comparer ^{aux nombres corres-}

pondan 1 s du tableau IV. La dissymétrie d’ailleurs est

loin d’étre aussi prononcée que dans le cas de l’ozoké- rite.

Tableau VI

M. Jafl’é explique ^cettc singularité par ^la différence des mobilités des ions : les ions positifs, ^{en raison de}

leur mobilité plus grande, ^diffusent plus rapidement

aux électrodes, ^{et ainsi les ions} négatifs ^restent pré-

sents en quantité plus considérable.

On remarquera ensuite que la saturation complète

du courant dans des carbures liquides ^{étudiés n’est}

pas ^atteinte. L’explication ^la plus naturelle de ^cc fait serait celle qui suppose la production, ^{dans un} liquide,

de gros ^ions formantdes systèmes plus compliqués, ^à

côté des ions mobiles. Leur mouvement serait si lent que ^les champs ^même très élevés seraient insuffisants pour les entralncr totalement aux électrodes. Mais les

valeurs obtenues ne confirment pas la relation ^déduite par ^{M. Jaffé entre} le courant et la force électromo- trice.

Dans des couches liquides très minces l’intensité du courant commence a croître rapidement ⁱⁱ partir ^d’une certaine valeur élevée du potentiel. ^On pourra s’en

persuader ^si l’on fait l’inspection des nombres du tableau IV relatifs à l’épaisseur ^{de 0,5 mm. - En}

même temps ^la conductibilité spontanée acquiert ^une

valeur considérable et il semble _que c’est son accrois- sement qui ^{est la cause de cette allure du courant.}

Dans le tableau IV j’ai inscrit les valeurs des inteii- sités les plus petites parmi ^celles qui ^ont été observées pour le potenliel de ^{864 volts et} l’épaisseur ^{de 0,5 mm.}

Le plus ^{souvent on} remarquait ^{un saut} du courant, celui-ci devenant brusquement plusieurs ^fois plus

intense. Ce saut ne se produit pas généralemenl, ^si

l’on fait varier le potentiel par degrés. ^Il paraît que

sous l’action des champs ^{très forts le} liquide perd ^sa

sa stabilité et il en résulte une production ^abondante

des centres chargés.

Les fractions à température d’ébullition élevée, dont la structure moléculaire est plus compliquée,

sont en même temps ^{moins stables. Le saut du cou-}

rant s’observe rarement dans l’éther de pétrole, ^même lorsqu’on ^{double le} potentiel ^{de 452 à 864 volts ;}

avec le pétrole lampant, ^au contraire, ^{on ne} peut ^l’évi-

ter qu’en passant par des potentiels intermédiaires.

Ces phénonlènes de l’accroissement brusque ^du

courant dans des liquides diélectriques ^{méritent une}

étude spéciale.

J’exprime ^{en terminant ma vive} reconnaissance à

M. Kossonogoffpouravoir ^{mis u ma} disposition ^{les res-}

sources de son laboratoire.

[Manuscrit recule ^{1 î Juillet} 1911].

Essais de préparation du radium métallique1

Par HERCHFINKEL

[Université ^{de Paris.}

Laboratoire de Mme CURIE.]

MIne Curie et M. Debierne2 ont préparé ^{le radiuni} métallique par distillation de l’amalgame obtenu par électrolyse.

Quelques temps après7,, ^{M. Ebler a} communiqué

ses essais sur la préparation ^{du radium} métallique

par la méthode Curtius. Cette méthode consiste à

décomposer ^les azollydrates alcalins terreux; selon Curtius ils donnent de l’azote et du métal.

Curlius plaçait ^le produit ^{de la} décomposition ^sous

1. Mémoire communique par l’auteur.

2. C. R., i51 (1910).

5. Ber. ct. cl. Cltem. Gesell., octobre 1910.

l’eau et a remarqué l’apparition ^d’une étincelle; ^c’est

ce qui ^atteste selon lui la présence ^{des métaux du}

second groupe.

M. Ebler procédait ^de la manière suivante : il ^a

préparé ^une quantité ^minime (0,6 mgr) d’azothy-

drate de baryum qui contenait à peu près 9 pour 100

d’azolhydrate de radium. Le produit ^a été considéré par 31. Ebler ^comme impur. ^Cet azothydrate, ^selon

lui, ^{ne se} décompose pas par ^son propre rayonnement.

1B1. Ebler a mis 0,6 mgr de ^cette substance dans un

tube capillaire réchauffé lentement pendant ^un

certain temps, dans le vide entre 180 et 230°. Un