OXYDE D'ALUMINIUM HYDRATÉ SOLUBLE
Nous décrirons ici les deux formes colloïdales de l’alumine.
1° Alumine colloïdale de Waller-Crum.— Walter-Crum (!) en 1854, au cours d'une étude sur les acétates d’alumine, a préparé, en évaporant rapidement à 58 degrés une solution d'acétate d’alumine oblenue par le mélange de solutions d’acétate de plomb et de sulfate d’alumine, un sel soluble qu'il désigne sous ie nom de biacétate d'alumine soluble et auquel il attribue la formule Al0?,2Ac+ 4H°0. II fait de ce sel une solution renfermant une partie d’alumine pour 200 parties d’eau et après l'avoir introduite dans un vase bouché, il la chauffe dans l’eau bouillante dix jours et dix nuits. La solution a alors perdu la saveur astringente qu’elle possédait et contient de l’alumine libre et de l'acide acétique. Il la verse dans un vase plat et la fait bouillir pendant une heure et demie en remplacant l’eau qui s'évapore.
L’acide acétique libre ayant été ainsi volatilisé, il reste une solu- Hon d’alumine sans saveur, susceptible de se coaguler par évaporation et par addition de petites quantités d’acide sulfurique ou d’alcali.
do Alumine colloïdale de Graham. — En 1862, dans un remarquable travail sur la diffusion moléculaire, Graham (?) a décrit une aulre variété d’alumine soluble.
Une dissolulion de chlorure d'aluminium soumise à la dialyse diffuse sans aucune décomposition; mais, si on a préalablement dissous dans le chlorure un excès d’alumine hydratée, le chlorure seul est éliminé peu à peu par la diffusion et l’alumine hydratée, ne relenant que peu ou point d'acide, reste seule à l’état dissous. La dialyse dure environ 25 jours, après quoi le nitrate d'argent ne décèle plus d'acide chlorhydrique dans la solution.
() WazTer-CruM, Ann. de Chim. et de Phys., (5), 44, p. 185, 1854. (2) Granam, Ann. de Chim. el de Phys., 65, p. 129, 1862.
o4 M. FRANÇOIS,
Si l'opération a bien réussi, il reste une solution d'alumine, susceptible de se coaguler par addition d’une petite quantité d’un sel quelconque, même par quelques gouttes d'eau de puits, ne pouvant, sans se coaguler, être transvasée d’un vase dans un autre, à moins que ce vase n'ait élé lavé d’une façon particulièrement soignée.
M. Schiumberger (‘) aurait obtenu un autre hydrate d'alumine solide et soluble.
D'après Graham, le caractère des colloïdes est de ne pas cristalliser, de diffuser très lentement et d'exister sous deux états : l’élat de solution qu'il a nommé hydrosol et l'état de gelée qu'il a nommé hydrogel. Il admettait que l’état colloïdal est un état spécial de la matière et que les colloïdes possèdent une force vive que l’on peut considérer comme la source probable des actions qui se manifestent dans les phénomènes vitaux. |
D’après la théorie moderne, principalement fondée sur les observations faites au moyen de l’ultra-microscope, une solution colloïdale est une sorte d'émulsion lenant en suspension la matière sous forme de particules extrêmement petites. Ces particules sont animées du mouvement brownien, sont insolubles dans le liquide qui les lient en suspension el portent des charges électriques qui les font se repousser mutuellement. Toute cause qui tend à supprimer les charges électriques des particules tend à détruire l'état col-
loïdal (?).
ALUMINATES ANHYDRES
L’alumine est le type des oxydes indifférents. Elle peut fonctionner comme oxyde basiqne et se combiner aux acides pour former des sels; elle peut fonclionner comme oxyde acide et s’unir aux bases pour former des combinaisons désignées sous le nom d'aluminates.
Parmi ceux-ci, on peut distinguer plusieurs groupes :
GROUPE DES SPINELLES
On a donné le nom de spinelles à une famille de composés 1s0morphes, c’est-à-dire possédant la même forme cristalline, ayant
(1) SCHLUMBERGER, Bulletin Soc. chimique, (3), 43, (2) Don&ier, Journal de Pharm. et de Chimie, (6),
ALUMINIUM ET COMPFOSÉS. D)
une constitution chimique semblable et pouvant cristalliser ensemble en proportion indéfinie.
L'aluminate de magnésium Mg O , AP O* ou MgAPO0!, appelé rubis spinelle, sert de type à tout ce groupe.
On peut les considérer comme résultant de la combinaison d'un protoxyde jouant le rôle d'oxyde basique et d’un sesquioxyde jouant le rôle d'oxyde acide et les représenter par la formule générale MO ,R20* ou MR?0* dans laquelle M peut êlre du magnésium, du fer, du zinc ou du titane et R de l'aluminium, du fer, du manganèse, du chrome.
Les principaux représentants du groupe des spinelles sont : l'aluminate de magnésium ou spinelle MgAPO*; l'aluminale de fer ou pléonaste Fe AFP O"*: l'aluminate de zine ou gahnite Zn AP O0"; le ferrile de zinc ou franklinite Zn F0: le ferrite de fer ou magnétiteFe Fe? O"; le ferrite de titane ou isérine TiFe?0*; le chromite de fer ou fer chromé FeCr? 0".
Ces notions ont été principalement établies par Ebelmen.
« Les premières expériences ayant confirmé la composition APFO0*.MgO pour le spinelle, dit Beudant(!) dans un rapport à l’Académie des Sciences, M. Ebelmen a voulu savoir si, à la magnésie, on pouvait en réalité substituer ses isomorphes présumés et si à l’alumine on pouvail substituer les siens ; ce que les composés naturels ont bien laissé théoriquement soupçonner, mais qu’ils n’ont jamais clairement démontré.
« Ila douc successivement substitué à la magnésie la chaux (?), le protoxyde de manganèse, le protoxyde de cobalt et il a obtenu, sinon toujours des matières crislallisées en octaèdres distincts, du moins des corps qui offraient des indices de cette forme et tous les caractères comparables à ceux des autres spinelles ; il a mélangé plusieurs de ces composés ensemble et les résultats ont été les mêmes qu'en employant la magnésie seule.
« M. Ebelmen a procédé de même au remplacement de laluminium par ses isomorphes présumés, savoir : par l’oxyde de chrome Cr° 03, par le peroxyde de fer, elc., dans les proportions atomiques du spinelle, tantôt en y conservant la magnésie pour base, tantôt en y substituant d’autres corps. Dans toutes ces expériences, il a obtenu des matières complètement analogues à l’aluminate de magnésie, et,
() BEuDANT, Comptes rendus, 26, p. 14, 1848.
entre autres, le chromite de fer tout à fait analogue au spinelle, détruisant ainsi tous les doutes qu’on pouvait avoir sur Ce qu'on a appelé fer chromé ou sidérochrome. »
On voit nettement tout l'intérêt de ces synthèses de minéraux. Ebelmen en précise encore l'importance. « Si l’on pouvait, dit-il, par des recherches ultérieures reproduire au moyen de la synthèse chimique un grand nombre d'espèces minérales à l’état de pureté, on obtiendrait non seulement les types spécifiques qui manquent pour la classification de beaucoup de minéraux crislallisés, mais on se procurerait ainsi des notions précieuses sur l’origine et les conditions de la cristallisation de ces espèces. »
Toutes les synthèses qui suivent reposent sur les mêmes principes que la synthèse du rubis et ont généralement été failes en même temps ; nous nous dispenserons donc de revenir sur leur mécanisme.
Aluminale de magnésium ou spinelle, MgAPO*. — Nous avons déjà indiqué qu'il existe dans la nature. On le désigne communément dans le commerce de la joaillerie sous le nom de rubis balais. Ebelmen (!) l’a reproduit par sa méthode générale de cristallisation des oxydes, c'est-à-dire en chauffant sur un four à porcelaine pendant huit jours un mélange d’alumine, de magnésie, de chromate de potasse et d'acide borique qui joue le rôle de dissolvant volatil. Les cristaux qu'il obtenait avaient 5 à 4 millimètres de côté; ils élaient colorés en rose; les formes cristallines étaient l’octaèdre régulier, l'octaèdre tronqué sur les arêtes, l’octaèdre émarginé de Haüy.
En remplaçant le chromale de potasse par une petite quantité d'oxyde de cobalt, Ebelmen obtenait des cristaux colorés en bleu.
Daubrée (?; l’a reproduit en mettant un mélange de chlorure d’aluminium et de chlorure de magnésium en présence de la chaux portée au rouge; Stanislas Meunier (*), en chauffant, dans un creuset de graphite brasqué à la magnésie, un mélange de chlorure de magnésium et de cryolithe surmonté d'un mélange plus abondant d’alumine et de magnésie avec un peu de chromale de potasse; enfin, Dufau {!), en chauffant au four électrique dans un creuset de charbon un mélange intime de 200 grammes d’alumine et 100 grammes de magnésie.
(*) EBELMEN, Ann. de Chim. et de Phys., (5), 33, p. 56, 1851. (®) DAUBRÉE, Comptes rendus, 39, p. 135, 1854.
(5) STANISLAS MEUNIER, Comptes rendus, 404, p. 1111, 1885. (*) Durau, Journal de Pharm. et de Chimie, (6), 44, p. 25, 1901.
Le rubis spinelle raye le quartz, a une densité de 5,57 à 15. Il est infusible au chalumeau, fusible au four électrique.
Il est fort peu altaquable; la potasse et la soude en fusion le désagrègent, mais leurs carbonates sont sans action.
Aluminate de zinc on gahnite. Zn AP O*. — La gahnite existe dans la nature et se présente sous forme d’octaèdres réguliers colorés en brun ou en vert foncé. Elle renferme toujours quelques centièmes d'oxyde de fer auquel elle doit sa couleur et son opacité, Sa densité varie de 4,95 à 4.70.
Ebelmen (!) l’a préparée à l’état de purelé, transparente et colorée en rouge, en chauffant cinq jours sur un four à porcelaine un mélange de
Grammes,.
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L'oxyde de zinc élant en excès dans cette préparalion, il se forme un borate de zinc fusible au milieu duquel se forment les cristaux. Le produit brut est mis en digestion dans l'acide chlorhydrique faible qui dissout le borate de zinc et met à nu, après quelques jours, des octaèdres émarginés de 9 à 3 millimètres de côté.
L'aluminate de cadmium ne se forme pas dans les mêmes conditions.
Comme le fait remarquer Ebelmen, « si l'on compare les propriétés des cristaux naturels que l’on désigne sous le nom de gahnite avec celle de l’aluminate de zinc oblenu artificiellement, on y trouvera la preuve du service que la synthèse chimique peut rendre à la minéralogie, en lui fournissant des types des espèces auxquelles les corps naturels analogues doivent être rapportés ».
Postérieurement, Daubrée (?) l’a reproduite en metlani en conlact un mélange de chlorure de zinc et d'aluminium avec de la chaux portée au rouge, et Deville et Caron(?) par l'action au rouge des vapeurs d'acide borique sur les vapeurs produites par un mélange de fluorure de zinc et de fluorure d'aluminium.
(‘) EBELMEN, Ann. de Chim. et de Phys., (5), 383, p. 36, 1851. () DaAuBréE, Comptes rendus, 89, p. 135, 184. : (*) Devizze et Caron, Ann. de Chim. et de Phys., (4), 5, p. 104, 1865.
Aluwminate de fer ou pléonaste AIFe*0*, — Cet aluminate ne sem-
ble pas avoir été reproduit.
GROUPE DU CYMOPHANE
Aluminate de glucine ou cymophane, GYAP 0. — Le cymophane ou chrysobéril existe dans la nature en cristaux verts d’une densité de 5,65 à 3,8. La forme primitive est un prisme rhomboïdal droit, dont l'angle est voisin de 190. Les cristaux présentent généralement une face g! parallèle à la petite diagonale de la base du prisme et sont souvent maclés en forme de cœur.
Ebelmen ('), pour le reproduire, a employé sa méthode générale, mais en ajoutant de la chaux qui forme avec l’acide borique un borate fusible et indécomposable par la chaleur. Il chauffait au four à porcelaine, dans une capsule de platine, pendant sept jours, un mélange de :
Grammes.
ATUMNIN ET ASSET RE EE 12 Glucine, Car es EE e SPPE IT EN ETES E CeE 3,90 CALDONALCITENC AUS RE 10 AcCideborique londu PRE ET 14
Après une digestion dans l'acide nitrique, il restait des cristaux d'alumine boralée et des cristaux de cymophane, transparents, légèrement verdâtres, de à à 6 millimètres de longueur, de densité 5,759, présentant absolument les formes et la macle du cymophane naturel. Si du chromate était ajouté au mélange, les cristaux étaient vert sombre. Deville et Caron (?) l'ont également obtenu en faisant réagir sur les vapeurs d'acide borique les vapeurs produites par un mélange de fluorure d'aluminium et de fluorure de glucinium employés dans le rapport de leurs équivalents.
Aluminate de calcium, CaAPO*. — Les connaissances sur l’aluminate de calcium sont très confuses; on en trouvera un bon exposé dans un travail de M. Dufau (?) qui a préparé à l'état cristallisé l'aluminate monocalcique Ca AP O', en chauffant au four électrique un mélange intime de 200 parties d'alumine fortement calcinée et
(*) EBELMEN, Ann, de Chim. el de Phys., (5), 33, p. 36, 1851. ©) Device et Caro, Ann. de Chim. et de Phys. (4). 5. p. 104, 186. (%) Durau, Comptes rendus, 434, p. 54. 1900.
de 60 parties de chaux anhydre. Après trois minutes de chauffe, on trouve dans le creuset une masse fondue constituée par un feutrage de fines aiguilles brillantes et présentant des cavilés tapissées d’aiguilles isolées atleignant plusieurs millimètres de longueur. Ces aiguilles semblent être des prismes obliques à base rectangle, Elles ne rayent pas le verre; leur densité est de 5,671.
Par sa forme cristalline, l'aluminate monocalcique peut être rapproché du cymophane.
