Étude d'un étalon pratique de force électromotrice

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Submitted on 1 Jan 1890

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Baille, Féry

To cite this version:

Baille, Féry. Étude d’un étalon pratique de force électromotrice. J. Phys. Theor. Appl., 1890, 9 (1),

pp.234-238. �10.1051/jphystap:018900090023400�. �jpa-00239081�

234

ÉTUDE D’UN ÉTALON ^PRATIQUE DE FORCE ÉLECTROMOTRICE;

PAR MM. BAILLE ET FÉRY.

Une pile ^étalon pratique ^{doit, autant} que possible, satisfaire aux

conditions suivantes :

1° Présenter une force électromotrice constante variant _{très peu}

avec la température;

~° Pouvoir être montée facilement ^avec les produits ^courants

du _commerce, sans que les petites impuretés renfermées dans ces

produits ^{aient une} grande influence;

3° Être pratiquement impolarisable ^{sur les} résistances galvano- métriques (àooo ohms);

4° ^Ne pas exiger ^une surveillance continue et un remontage trop fréquent.

Quoique ^{L’étalon Daniell, le seul} qui réponde encore aux be- soins de la pratique, présente ^la plupart ^des conditions requises,

il présente quelques inconvénients. La diffusion rapide ^{des solu-}

tions au travers du vase poreux, ^les incrustations du cuivre mé-

tallique (qui peut ^{former de courts circuits entre les} électrodes),

et enfin les dépôts ^très rapides ^{de cuivre sur le zinc} obligent ^{à le}

remonter chaque ^fois qu’il doit servir.

Nous avons pensé qu’en remplaçant ^le sulfate de cuivre par ^un sel moins soluble nous pourrions, ^sans trop augmenter ^la polar1- sation, supprimer ^{le vase} poreux.

Nous avons porté ^nos recherches sur les sels de plomb. ^Nous

avons trouvé que ^le sel ne doit pas ^être trop insoluble. Ainsi le chromate de plomb ^{dans une solution neutre ne se} réduit pas facilement.

Le chlorure de plomb ^{nous a donné de meilleurs} résultats, ^il présente cependant ^un inconvénien t qui ^{se retrouve dans l’élément} Daniell, ^{c’est le} dépôt ^{sur le zinc du métal contenu dans le} dépo-

larisant.

Mais, ^avec quelques précautions, ^on peut, sinon arrêter entière- ment, du moins retarder la formation de ce dépôt métallique ;

nous sommes arrivés après plusieurs ^{mois à n’avoir sur le zinc}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018900090023400

qu’une légère végétation produisant qu’un

abaissement négligeable (ovoIt, 0015) ^{de force} électromotrice.

Alontage de l’éZéri2er2~.

Le chlorure de plomb pulvérulent ^et précipité ^{à chaud} (texture cristalline) ^{est introduit dans la} petite

branche d’un tube A recourbé à son extrémité inférieure (y?~. 1 ~.

,

Fig. ^1.

Ce tube renferme un fil de plornb qui constituera le pôle positif

de l’élément.

Le pôle négatif ^est constitué par ^une tige ^{de zinc} amalgamé ^Zn.

Le tout plonge ^{dans une} solution de chlorure de zinc, ^{de den-}

sité 1,15.

Quand ^la pile ^{est fermée sur} elle-même, ^{le zinc se dissout et le}

chlorure de plomb ^se réduit; ^{la réduction se} propage ^très régu- lièrement, ^la séparation ^{entre le} plomb ^{réduit noir et le chlorure}

blanc étant indiquée par ^une ligne ^{très nette.}

La réaction est la suivante

La substitution du zinc au plomb, ^{dans ces} conditions, dégage

et

La formule pratique ^{de M.} d’Arsonval (’ ),

donne pour ^{E =} ovl’t, 598 ^{avec C =} I 3~~~1, ^{8 _}

Mesurée directement, ^{elle est un} peu inférieure ^et dépend ^d’ail-

leurs de la conce ntration du liquide :

Ce Tableau ne présentant ni maximum ni minimum, ^nous adoptons ^{la densité} i,157 qui ^donne exactement le demi-volt.

Si l’on évite, par ^un procédé quelconque, ^la dissolution du

chlorure, la force électromotrice baisse de ovolt, oo8, la chaleur de formation du chlorure de plomb ^{solide étant} plus grande que celle du chlorure dissous.

La densi té, ^{dans ces} conditions, ^{doit être de} 1,12 pour obtenir le demi-volt exact.

Les mesures ont été faites au moyen d’un galvanomètre ^Thom-

son par la méthode ^{de la} grande résistance. Le circuit total étant de 160000 ohms, nous avons pu négliger ^la résistance de la pile, qui ^{varie entre 20 et 50 ohms} suivant les dimensions adoptées.

Nous avons pris pour étalon ^la pile ^{Daniell, du} professeur Fleming (Cu 504, ^densité 1,10 - Zn SO.., ^densité i ,14 ), ^en adop-

tant le chiffre 1 vOlt) 072 ^comme force électromotrice de cet élé-

ment.

Pour ne pas avoir ^à tenir compte du défaut de proportionnalité

des indications galvanométriques, ^{nous avons cherché à obtenir}

~

(’ ) Voir Lun1ière électrique ^{du 25 aoùt} 188): p. 533.

les déviations sensiblement égales pour l’étalon Daniell ^la pile

en étude.

Pour cela, ^{nous mettons les deux} piles ^en opposition

Daniel]

Pile au Pb C12 donnent N’ cliv. de l’échelle = 1 ~ o~~ - x Pile au Pb Cl2 seule donne N divisions = x

d’où

comme x est sensiblement égal ^à °, ^N est très voisin de N’.

2

Pour l’étude des petites variations de la force électroinotrice dues à la température ^{et à la} polarisation, nous avons monté deux éléments identiques ^en opposition. ^La force électromotrice résul-

tante étant rigoureusement nulle, il suffit d’agir ^{sur un seul des}

éléments pour lire directement l’augmentation ^{ou la diminution}

de force électromotrice. Les déviations sont tout à fait propor- tionnelles avec les petits angles, ^{et l’on} peut ^{laisser la} clef fermée aussi

longtemps qu’on ^{le désire sans craindre une torsion} perma-

nente du fil. Nous avons ainsi obtenu le Tableau suivant qui

donne les variations de E avec la température. ^L’un des éléments était placé ^{dans une} grande ^{masse d’eau dont la} température ^est

restée de 220 pendant ^toute la durée de l’expérience. ^L’autre pile

a été portée successivement de 0° à 50°, puis ^{on l’a} laissée refroidir lentement,. Nous ne donnons que ^{ce dernier} Tableau, le refroidis-

sement se produisant beaucoup plus régulièrement que l’échauffe- ment, quelles que soient les précautions prises :

La présence ^d’acide libre, dans la solution de chlorure de zinc,

augmente la force électromotrice. ^Pour que ^la solution demeure

aussi neutre due possible, ^{il est bon} d’agiter ^le liquide ^{avec de} l’oxyde ^{de zinc avant de} l’employer. ^Il n’est pas même nécessaire de filtrer la solution, ^la présence d’oxyde ^{de zinc dans le} liquide

n’étant gênante ^{en aucune} façon.

Dans le cas où la résistance de l’élément peut ^être considérable

(mesures ^à l’électromètre ou balistiques ^avec condensateurs), ^on

peut employer ^la disposition suivante. Un tube de verre en H

(fig. 2) ^{reçoit dans les deux branches un} amalgame ^de plomb

saturé Hg3 ~’b~ ^{obtenu en décantant la} partie liquide ^{d’un amal-}

game de ^mercure fait à chaud. L’un des amalgames ^{est recouvert}

Fig. ^2.

de chlorure de plomb; l’autre branche du tube reçoit quelques fragments ^{de zinc} amalgamé.

La force électromotrice de ^cet élément est de ov~lt, ~03, ^le plomb

réduit absorbant o~Bo6 ^en s’amalgamant ^au pôle positif, ainsi que

nous l’avons trouvé dans d’autres études ( ~ ). ^{Il est bon de} disposer

un petit tampon ^{de coton dans le tube de} jonction ^{pour éviter}

le _passage mécanique ^du chlorure d’une branche dans l’autre, ^ce qui produirait ^une diminution passagère ^de force électromotrice.

Il faut aussi, quelle que soit la disposition adoptée, prendre ^une

assez grande quantité ^de liquide pour que les variations de densi té,

dues aux réactions dont la pile ^{est le} siège, ^{soient assez} petites

pour n’occasionner que des variations négligeables ^de force élec- tromotrice.

Quoique plus grande que ^dans l’élément Daniell, ^la polarisation

est encore très faible et la pile reprend ^{assez vite et très exacte-}

ment sa valeur normale.

(’ ) Annales de Chimie et de Pliysiqtte, ^6e série, ^{t. XVII.}