PREMIÈRE PARTIE

La ILithine dans la nature.

Le lithium est un métal alcalin découvert en 1807, dans le laboratoire de Berzélius, par Arfwedson, qui faisait l'analyse du pétcdite (silicate d'alumine et de lithine). Berzélius lui donna le nom de lithion, pour rappeler une origine minérale alors que les deux autres alcalis, la potasse et la soude, étaient tirés du règne végétal.

L'oxyde de lithium ou lithine forme donc une nouvelle base alcaline qui est venue se placer à côté de la potasse et de la soude ; toutefois, certaines propriétés de ses sels la rapprochent de la magnésie.

On l'a rencontrée depuis dans un certain nombre de minéraux, par exemple, le triphane d'Uto en Amérique, le lëpidolithe ou mica rose de Bohème, Yambligonite, etc., qui en contiennent respectivement 8, 3,4 et 11 OpO.

A part le lëpidolithe de Bohême, ces minéraux sont assez rares; mais si la lithine est peu abondante, elle

est en revanche très-répandue dans la nature, et, depuis la découverte de l'analyse spectrale, par MM. Kirchhoff et Bunzen, cette méthode d'investigation, d'une merveilleuse sensibilité, a permis de( constater la présence du nouvel alcali dans un grand nombre d'autres minéraux, dans les cendres de certaines plantes, notamment du tabac et de la vigne et enfin dans quelques eaux minérales ainsi que dans l'eau de la mer.

Berzélius signala le premier, en 1824, la présence de la lithine dans une eau minérale, celle de Carlsbad, qui en renferme un milligramme et demi par litre.

Plus tard, M. Eug. Marchand constata que les eaux de puits de Fécamp en contiennent des traces, et cet alcali a été recherché et rencontré également dans un certain nombre d'eaux minérales de France et de l'étranger.

Mais les proportions trouvées des sels de lithine étaient dans tous les cas extrêmement faibles, à deux exceptions près : la source de Mur-Quelle, à Bade, qui contient 0 gr. 295 de chlorure de lithium par litre, d'après Bunzen, et une source thermale d'Angleterre, Weal-Clifford, qui, analysée par M. Miller, a fourni 0 gr. 282 de chlorure de lithium par litre.

Nous pouvons ajouter une troisième exception aux deux précédentes. L'eau du Puij de la Poix, à Clermont-Ferrand, plus riche encore, contient par litre 0 gr. 350 de chlorure de lithium ; mais cette source fort curieuse, qui est à la fois bitumineuse et sulfureuse, est en quelque sorte une eau mère; elle renfer-

mait, au moment où nous en avons fait l'analyse, 30 g. 8 de chlorure de sodium par litre sur 39 gr. de matières salines, et, d'après quelques analystes, cette dernière dose varie avec les saisons et s'est élevée jusqu'à 100 grammes.

Entre ces eaux très-riches en lithine, qu'on pourrait considérer comme des matières premières pour l'extraction de cet alcali, et beaucoup d'eaux minérales qui n'en contiennent que quelques milligrammes par litre, nous pouvons citer les eaux minérales d'Auvergne et en particulier l'eau de Royat, Grande- Source ou Source Eugénie, qui fait surtout l'objet de ce travail et qui contient par litre 35 milligrammes de chlorure de lithium.

Recherche et dosage de la lithine dans les eaux minérales au moyen de l'analyse spectrale.

On sait que la lumière du soleil, en traversant un prisme, se décompose en une infinité de rayons différemment réfrangibles et produisant sur l'œil ou sur un écran les vives couleurs de l'arc-en-ciel. En y regardant de plus près on s'aperçoit que cette brillante apparition, à laquelle on a donné le nom de spectre solaire, contient des raies obscures que l'on a appelées raies de Frauenhofer, du nom du physicien qui les a observées et décrites, de sorte que le spectre n'est pas continu. Ce sont ces raies dont les principales sont représentées fig. 1. (Voir la planche.)

Supposons maintenant que la lumière du soleil soit remplacée par la flamme du gaz de l'éclairage , brûlant à bleu par suite d'un mélange préalable avec l'air dans la lampe même, on n'apercevrà au spectroscop^, — c'est le nom de l'instrument qui contient le prisme, — ni parties brillantes, ni raies obscures ; plaçons alors dans la flamme du gaz une trace d'un sel de soude, du chlorure de sodium, par exemple, à l'extrémité d'un fil de platine, aussitôt nous apercevons un spectre, non plus avec les couleurs et les raies du spectre solaire, mais nous voyons une seule raie jaune, juste à la place où se montrait la raie D dans le spectre solaire. C'est le spectre du sodium,/?^. 2. Remplaçons le fil de platine par un autre dont l'extrémité, contournée en spirale, a été trempée dans une solution de chlorure de lithium , l'apparition change ; nous voyons une belle raie rouge Lia, à gauche de la raie du sodium (1), vers la division 65, par exemple, d'un micromètre que contient l'appareil, la raie du sodium étant au point 100. Si la lampe donne une température très-élevée, une seconde raie Li b, d'un jaune orangé s'aperçoit vers la division 90. C'est le spectre du lithium représenté fig. 3.

D'autres sels métalliques, des sels de potasse, de chaux, de baryte etc. donneraient d'autres spectres, chacun deux caractérisant par la position et la couleur des raies le métal correspondant.

(1) Le sodium est tellement répandu, même dans les poussières atmosphériques, et la sensibilité de l'appareil est si grande qu'on aperçoit toujours la raie du sodium, alors même qu'on examine une autre substance.

Il suit de là que pour savoir si une eau minérale contient de la lithine, il suffit de tremper dans cette eau l'extrémité du fil de platine et examiner au spectroscope comme il vient d'être dit. L'apparition de la raie rouge Li a indiquera de suite la présence de la lithine. Si la raie n'apparaissait pas, il y aurait lieu d'évaporer une certaine quantité de l'eau et d'opérer sur le produit de la concentration; mais dès qu'une eau contient 5 milligrammes de chlorure de lithium par litre, l'observation directe suffit pour constater la présence du sel alcalin.

On peut aller plus loin et doser en quelques minutes, à deux ou trois milligrammes près, la proportion de lithine contenue dans une eau minérale. On a préparé des solutions types de chlorure de lithium contenant, par exemple, 5, 10, 15 milligrammes jusqu'à 40 milligrammes de ce sel par litre d'eau. Le fil de platine qui sert à introduire une goutte de la liqueur dans la flamme au devant de la fente du spectroscope est très-fin et contourné en hélice, de manière à former à son extrémité un petit cylindre creux qui retient toujours une goutte du même volume. On le trempe dans l'eau minérale et un aide l'introduit dans la flamme pendant qu'on observe l'intensité et la durée de la raie rouge Li a; puis, cette raie ayant disparu, on répète l'expérience après avoir plongé le fil de platine dans une des solutions types. En ayant la précaution de placer ce même fil dans la même partie de la flamme (sur le bord e,t non au centre), la durée du phénomène ne change pas et l'intensité de la raie montre facilement si on a choisi le type correspondant

à la richesse réelle de l'eau essayée. On y arrive au bout de quelques tâtonnements et en croisant les observations.

Des différences de 2 ou 3 milligrammes de chlorure de lithium par litre sont sensibles (1) et la présence des sels de potasse, de soude, ou de chaux ne nuit pas à l'observation.

•Les liquides à essayer ne doivent pas contenir plus de 40 milligrammes du sel de lithine par litre, car alors la raie rouge deviendrait trop intense et l'on jugerait mal des différences.

Des dosages directs de la lithine par les procédés chimiques ont concordé d'une manière très-satisfaisante avec les déterminations spectroscopiques.

S'il s'agissait de rechercher la lithine dans un sol ou dans les cendres d'une plante, on traiterait un poids connu de la terre ou de la cendre par l'acide chlorhydrique ou l'eau régale, et après filtration on étendrait de .manière à avoir un volume déterminé, sur lequel on opérerait comme sur l'eau minérale.

(1) MM. Rirchkoff et Bunzen ont prouvé que l'œil constate sûrement la présence de neuf millionnièmes de milligramme d'un sel de lithine au moyen du spectroscope.

La lithine dans les eaux minérales d'Auvergne, et en particulier dans l'eau de Royat.

C'est en analysant la terre si fertile de la Limagne d'Auvergne que l'un de nous y ayant rencontré une notable proportion de lithine — de un à deux kilog. par mètre cube — eut l'idée de rechercher cet alcali dans les nombreuses et importantes eaux minérales du Puy-de-Dôme. Si en effet le sol de la Limagne, cette puissante alluvion formée par les eaux minérales d'une époque géologique antérieure, contient la lithine associée à la potasse et à la soude, il était à supposer que les eaux minérales actuelles contiendraient , réunis aussi, ces mêmes alcalis.

L'expérience a confirmé ces prévisions.

Toutes les eaux essayées ont fourni de la lithine, comme l'indique le tableau suivant qui comprend les principales sources avec les doses correspondantes.

Nom des eaux. Chlorure de lithium

par litre.

Chàteldon traces.

Chaudes-Aigues —

Mont-Dore 8 millig.

Vic-sur-Cère 8 —

Royat, source César 9 —

Royat, source Romaine ou du Pré St-Mart. 12 —

| Source des Salins .... 14 —

1 Source de Jaude 15 —

Clermont < . T . . ,Q

I Puits Loiselot 18 —

I Puits artésien Boyer. . . 20 —

La Bourboule

Saint-Nectaire

Châtel-Guyon

Médague, eau de l'Ours

Saint-Alyre

Les Roches

Châteauneuf

18 millig,

Royat, St-Mart. . . .

Royat, Grande-Source

Une proportion de 35 milligrammes de chlorure de lithium contenue dans un litre d'eau de Royat, devait frapper l'esprit des médecins qui s'occupent de cette importante station thermale, et en effet, cette substance dont les propriétés médicinales ont été mises en lumière dans ces derniers temps, explique très-bien pour sa part, l'action curative de ces eaux dans le traitement de l'arthritis.

Mais que l'on ne s'étonne point si les analyses de l'eau de Royat ne signalent pas la lithine parmi les substances minéralisatrices qu'elle renferme : la dernière analyse publiée, celle de M. J. Lefort, membre de l'Académie de médecine, date de 1857 et la méthode spectrale, qui a appelé l'attention sur la lithine en donnant le moyen delà reconnaître en petite quantité, n'était pas créée alors et n'a été connue que depuis 1861.

Si l'on considère que la Grande source ou source Eugénie à Royat débite par jour l'énorme quantité de 1 ,440,000 litres d'eau, suivant un jaugeage exécuté par M. François, inspecteur général des mines, on reconnaîtra par un calcul bien simple qu'elle ne fournit pas moins de 18,396 kilogrammes de chlorure de lithium dans une année. Les autres sources du département,

quoique moins abondantes à beaucoup près, apportent aussi leur contingent, et il n'est pas étonnant que la lithine ait été rencontrée en proportion relativement considérable dans le sol de la Limagne, sol formé par l'action des eaux d'une provenance analogue.

Il nous a paru intéressant de comparer sous le rapport de la teneur en lithine l'eau de Royat aux eaux d'Ems, qui sont indiquées comme similaires et à celles de Vais et de Vichy.

Les eaux d'Ems contiennent en effet de la lithine ; mais cet alcali, déterminé notamment en 1865 et 1869 dans les sources Auguste quelle et Victor laquelle, ne s'y rencontre qu'à la faible dose d'environ un demi milligramme et un milligramme et demi par litre (1). Les autres sources n'en fournissent que des traces.

Les eaux de Vais et de Vichy sont notablement plus riches en lithine que les précédentes, tout en l'étant moins que celle de Royat. Nous avons trouvé dans ces eaux les quantités suivantes de lithine évaluées en chlorure de lithium.

(1) Dr Danjoy. Etude médicale sur les eaux d'Ems. Paris, Germer Baillière, 1870.

(2) Nous trouvons dans le Journal Médical de Vais de janvier 1875, l'analyse de l'eau des sources Vivaraises, exécutée par M. Glénard, directeur de l'Ecole de Médecine de Lyon.

Nous en extrayons les proportions suivantes de lithine exprimées à l'état de bicarbonate, et pour rendre la comparaison plus lacile

des Convalescents. 18 Juliette 20

15 millig. par litre.

Eaux de Vichy.

Source Ste-Marie 18

— Hôpital 18

— Grande grille. . . 20

— Hauterive 20

— Lardy

— des Célestins. ... 22

On nous a demandé souvent, depuis la découverte de la lithine dans l*eau de Royat, à quel état s'y trouve cet alcali. Est-ce à l'état de chlorure de lithium, de bicarbonate de lithine ou d'un mélange des ces deux sels? En tenant compte des considérations qui guident ordinairement les analystes lorsqu'ils combinent les résultats de leurs dosages, nous avons indiqué la lithine à l'état de chlorure ; mais les chimistes savent que ces données sont hypothétiques.

Du reste la question de savoir si en buvant de l'eau de Royat on ingère du carbonate ou du chlorure de lithium n'a aucune importance. Le chlorure de lithium est très-soluble et même très-déliquescent, son absorption sera dès lors des plus rapides ; mais le carbonate de lithine, quoique beaucoup moins soluble, l'est encore suffisamment au point de vue de son absorption

nous traduisons, en regard, ces proportions en quantités équivalentes de chlorure de lithium.

Bicarbonate de lithine par litre.

Quantités équivalentes de chlorure de lithium.