Electrómetro Capilar de Lippmann.

Las investigaciones de Gabriel Lippmann (1845-1921) sobre este ingenioso y precioso instrumento de los laboratorios de físico- química, se encuentran especialmente en las siguientes memorias: «Poggendorff *s Annalen», 149, p. 546, año 1873; «Comptes Rendus», 76, p. 1047, año 1873 y 95, p. 686, año 1882; «Thése de Doctorat», París, 1875; «Armales chim, et de phys.», 5, p. 494-515, año 1875 y 12, p. 265, año 1877; «Journal dphvs.», 3, p. 41, año 1874, 2, p. 116, año 1883; «Wiedemann’s Ann.», 11, p. 320, año 1880. El instrumento se basa en aque­llos fenómenos eléctricos en las superficies límites de fase, y se refiere al cambio de la tensión superficial de dos fluidos contiguos por la acción de una fuerza electromotriz aplicada desde el exterior. Su gran sensibi­lidad permite medir las diezmilésimas de voltio y es aperiódico y muy rápido. En la disposición que le dio Lippmann se com­pone de un tubo de vidrio vertical, cuya extremidad queda alargada en un tubo ca­pilar afiladísimo, del orden de centésima de milímetro. El tubo está lleno de mercurio hasta la parte afilada que está sumergida en un recipiente que contiene agua acidulada y mercurio.

La columna de mercurio y el mercurio del recipiente inferior constitu­yen los electrodos; el desplazamiento del menisco del mercurio en el capilar es obser­vado por medio de un microscopio. La forma de este electrómetro sufrió diversas modi­ficaciones; es muy empleado un-modelo con el capilar horizontal sugerido por Claverie, que Oswald usó en varias formas muy di­ferentes. Este instrumento ha sido muy uti­lizado para medir fuerzas electromotrices de las pilas primarias, en todas las deter­minaciones de constantes eléctricas de los electrólitos, y en muchas investigaciones fi­siológicas y químicas. Lippmann demostró («Journal de Physique», T. III n.° 26, p. 41, 1874, donde se describen las tres experien­cias demostrativas y un primer electrómetro capilar) la estrecha relación entre fenóme­nos capilares y tensiones eléctricas, y con­firmó que si la electricidad modifica las fuerzas capilares, éstas, a su vez, pueden servir para producir electricidad.

Con este principio consiguió producir una corriente eléctrica indefinidamente por medio de un dispositivo muy sencillo, y, de una manera más atrayente y convincente, por medio de un motor capilar que puede transformar la electricidad en trabajo mecánico o el tra­bajo mecánico en electricidad. La teoría de estos aparatos pone de manifiesto que gozan de la propiedad de que el trabajo produ­cido no depende del volumen sino de una superficie constituida por el área de las su­perficies de contacto entre los dos líquidos. El estudio detallado de Lippmann dio este resultado: que al crecer la diferencia de potencial, el aumento de la tensión tiene lugar al principio rápidamente, pasa por un máximo (ligeramente inferior a un voltio), y vuelve a disminuir; que la tensión su­perficial está en función solamente de la di­ferencia de potencial entre los dos líquidos en contacto, y no depende de la composi­ción química de los mismos, puesto que el valor máximo de la tensión superficial es independiente de la electrólisis, pero que la diferencia de potencial para este máximo varía según los electrolitos.

Las ecuaciones que Lippmann alcanzó con el estudio sobre estos fenómenos son obtenidas partiendo de consideraciones termodinámicas, y aplican­do la teoría de Helmholtz, sin recurrir a ninguna hipótesis sobre el juego de las fuer­zas moleculares; señalando que un sistema electrocapilar puede recorrer un circuito ce­rrado, y que debe haber equivalencia entre el trabajo mecánico obtenido y el trabajo eléctrico gastado, llegó a obtener la cono­cida «ecuación de Lippmann-Helmholtz», que establece una relación entre la tensión superficial, el salto de potencial y la den­sidad de la carga eléctrica. Planck (1887) llegó a la misma ecuación partiendo del se­gundo principio de la termodinámica y, al igual que Lippmann, sin recurrir a ninguna hipótesis sobre los fenómenos que pueden tener lugar en la superficie de separación del mercurio y del electrólito.

En 1881 Helm­holtz demostró que su teoría de la doble capa está de acuerdo, desde el punto de vista cualitativo, con los fenómenos capila­res; Lippmann llegó más lejos e, integran­do una ecuación diferencial, pudo demos­trar que la hipótesis de la doble capa está de acuerdo, numéricamente, con la expe­riencia, y, considerando la doble capa ente­ramente análoga a un condensador cargado, llegó a determinar la distancia (del orden de la diezmillonésima de milímetro) de las capas, correspondientes a la distancia mo­lecular que separa el mercurio del agua. La importancia teórica de estas investigaciones tiene también un excepcional interés por las confirmaciones que dan a la hipótesis molecular.

P. Pagnini