MÉMOIRES ORIGINAUX
Sur la décomposition de l’eau
par les sels de radium
Par A. DEBIERNE
[Faculté des Sciences de Paris. 2014 Laboratoire de Mme CURIL.]
La décomposition de 1 eau par les sels de radium fut observée pour la première fois par M. Giesel. Il constata que les solutions de sels de radium dégagent spontanément un mélange d’hydrogène et d’oxygène.
Le phénomène a été constaté depuis par un grand
nombre d’expérimentateurs et ,j’ai observé une dé- composition identique avec les sels d’actïnium.
M. fiamsay a donné des indications nombreuses sur
la décomposition de l’eau par le radium; il a montré
que la composition du gaz obtenu ne correspondait pas u la formule H2 + 0 et qu’a y avait un excès d’hydro- gène ; il a ohservé la même décomposition par l’action de l’émanation du radium, il a indiqué aussi que les rayons pénétrants du radium ne produisaient pas la
décomposition. Enfin, dans une communication ré- cente 1, M. Ramsay a annoncé qu’une solution conte-
nant une quantité relativement considérable de bro-
mure de radium avait presque complètement cessé de dégager le mélange d’hydrogène et d’oxygène, cepen- dant cette même solution avait donné lieu auparavant
à un dégagement régulier pendant un temps très long.
rai eu l’occasion à plusieurs reprises d’observer la
décomposition de l’eau dans une solution de sel de
. radium, et quoique j’aie pu observer la même solution
pendant des intervalles de temps de plus de six mois, je n’ai jamais constaté l’arrêt du dégagement gazeux
ou même une diminution importante dans le débit.
Par exemple, dans le courant de l’année 1905, une
solution de bromure de radium m’a donné pendant une première période de 55 jours un débit de 0,578 em5
par jour, pendant une deuxième période de 58 jours
un débit de 0,584 em3, dans une troisième période
de 40 jours 0,585 em5, enfin dans une quatrième pé-
riode de 50 jours le débit a été de 0,582 em5 par
jour. A la même époque une solution d’actinium avait donné des débits de 0,171 cm3, 0,170cm3 et 0,170cm3
par jour dans des interralles de temps de 57, 55 et 39 jours.
Dans ces derniers mois, j’ai pu observer une solu- tion contenant une forte proportion de chlorure de radium et j’ai obtenus un débit régulier variant de
2,5 CM5 à 2,4 cm3 par jour, ce qui correspondait en
moyenne à un dégagement de 15 em5 par jour et par 1. Sature. 79-1908-129: le Radium. 6-1909-11.
gramme de radium. En résumé, les débits pour une même solution ont toujours été très réguliers et je
n’ai jamais observé J’anomalie semblable à celle cons-
tatée récemment par M. Ramsay.
M. Ramsay indique dans sa communication au jour-
nal Nature, comme cause possible de la cessation dn
dégagement gazeux, un changement spontané dans
les propriétés du radium.
Un changement aussi rapide des propriétés du ra-
dium est absolument improbable est contraire al tout ce que nous connaissons jusqu’à présent sur ce sujet.
Mais il n’est pas impossible d’expliquer par des phé-
nomènes secondaires une diminution du dégagement
gazeux produit dans une solution d’un sel de radium.
Le fait indiqué par M. Ramsay, qu’il existe un
excès d’hydrogène dans le gaz dégagé, nécessite l’ah-
sorption d’une partie de l’oxygène par la solution et, par conséquent, la fornoation de composés oxygénés.
Ces composés peuvent s’accumuler dans la solution et provoquer l’absorption de l’hydrogène au moment de
sa formation. Le dégagement gazeux pourrait se
trouver ainsi diminuer. On peut même imaginer
une solution dont la ronlposition serait telle, que l’hydrogène et l’oxygènc seraient absorbés au fur et a
mesure de leur formation par produits contenus
en dissolution.
Cependant on doit remarquer que, malgré le grand
nombres d’expériences faites sur la décomposition
de l’eau par le radium, la dernière observation de M. Ramsay est isolée, et que la cessation du déga- gement gazeux s’est faite très brusquement, d’une façon inopinée, en deux ou trois semaines. Aussi, je
pense que dans les dernières expériences de M. Ram-
say, il a dû se produire quelque circonstance particu-
lière qui a échappé a l’observation.
La décomposition de l’eau dans une solution de sel de radium peut être attribuée soit à une action di- recte du radium, de l’émanation ou de leurs produits
de transformation, ;oit à l’action des divers rayonne- ments qu’ils émettent, rayons ce, j5 et y.
C’est cette dernière manière de voir qui paraît la plus vraisemblable. En effet, COlltralrt’lllellt à l’indi- cation de )I. Ramsay, j’ai pu constater la décomposi-
tion de l’eau, sans qu’il y ait contact entre l’eau et le
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019090060306500
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sel ou l’émanation, simplement par l’action des rayons
pénétrants B et y1.
L’expérience était disposée de la manière suivante :
une ampoule de verre scellée, contenant une quantité importante de chlorure de radium pur, était placée
dans un tube de verre plongeant dans de l’eau dis- tillée (fig. 1). L’eau distillée était contenue dans un
Fig. 1.
récipient de verre communiquant avec un manomètre
à mercure. Les rayons agissant sur l’eau avaient déjà
traversé le verre de l’ampoule et le verre du tube,
soit une épaisseur totale d’environ 0,5 milliinètre.
L’épaisseur d’eau autour du tube était de 1,2 centi-
mètre. Pour faire une expérience, on commençait
par éliminer complètement l’air du récipient conte-
nant l’eau, puis on plaçait l’ampoule de radium, et
on observait la pression indiquée par le manomètre, u des intervalles de temps déterminés.
L’augmentation de pression était parfaitement régulière et presque exactement proportionnelle au
lcmps. Dans une expérience ayant duré plusieurs mois, j’ai pu cependant observer vers la fin une légère dimi-
nution progressive du débit (fig. 2). Le dégagement
s’arrêtait complètement lorsqu’on retirait l’ampoule
de radium. Le gaz obtenu mis en présence de cuivre
et d’oxyde de cuivre chauffés et d’anhydride phospho- rique, était complètement absorbé.
Le débit a été en moyenne de 0,115 centimètres cube par jour et par gramme de radium, soit un peu moins de 1 pour 100 de celui de la solution de chlorure de radium.
Si tout l’appareil est entouré d’une gaine de plomb
de plusieurs centimètres d’épaisseur, le débit estunpcu augmenté et l’augmentation est d’environ 5 pour 100.
Cette augmentation du débit doit être attribuée à l’action des rayons secondaires émis par le plomb.
1. J’ai déjà indiqué très brièvement ce résultat dans une con-
férence faite le 4 Avril 1908, à la Société Chimique de Franc-,,, et publiée en Juin 1908 au bulletin de cette Société.
La très légère diminution du débit qui se produit
au bout d’un certain temps peut être attribuée à une absorption du gaz par des produits secondaires formés
Fig. 2.
Pression du gaz en fonctiun du temps. A partir de A l’ampoule ue
radium est retirée.
dans l’eau, ou à une petite recombinaison du mélange
gazeux soumis également à l’action des rayons du radium.
Dans cette expérience, l’énergie nécessaire à la
décomposition ne peut être empruntée qu’au rayon- nement absorbé par l’eau. Cette énergie représente approxilnativement la dix-millième partie de l’énergie
totale émise par le radium, si l’on suppose que le gaz
dégage a la composition H2 -1- 0.
Cependant comme les rayons a sont complètement
absorbés par le verre ainsi qu’une partie importante
des rayons B, on peut penser que l’énergie du rayon-
nelnent absorbée par l’eau est seulement de l’ordre de 1 pour 100 de l’énergie totale. Il en résulte qu’environ
1 pour 100 de l’énergie absorbée par l’eall M été trans- formée en énergie chimique.
Dans le cas de la solution de chlorure de radiuni dé-
gageant 13 centimètres cubes par jour et par gramme de radium, l’énergie utilisée pour la décomposition est
environ 1 pour 100 de l’énergie totale dégagée pa’rle
radium. Si d’après les indications de MM. Ilamsay et
Cameron sur la décomposition de l’eau par l’émana- tion on calcule la proportion d’énergie utilisée dans la
décomposition, on trouve une proportion beaucoup plus grande.
D’ailleurs, si la décomposition est due uniquetnent
à l’action des différentes espèces de rayons émis dans les transformations radioactives, et cela est rendu très probable par les expériences décries précédemment,
la quantité décomposée devra dépendre essentielle- ment de la proportion des rayons absorbés par l’eau
et par conséquent pourra varier beaucoup avec le dis- positif expérimental.
Le radium qui a servi dans ces expériences m’a été obligeamment prêté par filine Curie, et les expé-
ricnces ont été faites dans son laboratoire.
[Reçu le 15 Mars 1909.]
