TRAITÉ D'ANALYSE MINÉRALE

L'examen chimique d'une matière minérale ne peut conduire à des résultats véritablement utiles que si F échantillon a été convenablement choisi; il est essentiel de ne négliger dans la prise (fessai aucune des précautions nécessaires pour que la petite quantité de matière, sur laquelle le chimiste opère, représente exactement le corps dont on cherche la composition, les minerais ou les produits d'usines dont on veut constater la richesse. Très-fréquemment, une prise d'essai convenable exige des précautions minutieuses, des dépenses notables ; mais il ne faut reculer ni devant les difficultés ni devant les dépenses, car l'analyse d'un échantillon mal choisi ne peut donner que des indications erronées, ou tout au moins incertaines. J'insiste un peu sur ce point parce que son importance est assez généralement mal comprise , bien qu'elle soit pour ainsi dire évidente pour tous ceux qui veulent bien y réfléchir.

Les analyses des diverses substances doivent être conduites de manières très -différentes, suivant la nature des échantillons et suivant le but qu'on se propose.

Quand il s'agit de recherches scientifiques, ou bien quand il faut déterminer la composition d'un échantillon minéralogique , d'eaux minérales, etc., la première condition à laquelle doivent satisfaire les méthodes employées est l'exactitude des séparations et des dosages ; la longueur des opérations n'est qu'un inconvé-

nient relativement secondaire. Au eontraire/ dans un laboratoire d'essai ou dans les usines, on doit examiner en peu de temps un grand nombre de minerais ou de produits d'art; il n'est besoin généralement d'évaluer qu'un seul corps avec une certaine exactitude ; on peut et on doit même rechercher avant tout les méthodes rapides, qui peuvent donner des résultats approximatifis , suffisants pour le contrôle des opérations métallurgiques. Souvent, dans ce dernier cas, il est avantageux de recourir à la voie sèche ; on applique alors à de petites quantités de matière, et dans des creusets, la série des opérations auxquelles, dans les usines, on soumet les minerais. Les résultats donnés par la voie sèche, fréquemment moins exacts que ceux de la voie humide , sont presque toujours comparables entre eux quand ils sont conduits avec les soins convenables ; ils satisfont à peu près compléteïnent les besoins de Tindustrie.

H est, par suite, essentiel de distinguer les procédés de l*ânalyse scientifique des méthodes d'essais industriels ; M. Berthier, dans son excellent Traité des essais par la voie sèche ^ n a considéré que la seconde partie de la question. Jô n^ai que peu de chose à ajouter à ce qu'à publié le savant professeur, dont l'ouvrage, devenu rare, mériterait d*être réimprimé textuellement î je crois cependant devoir exposer les divers procédés d'essai, en même temps que les méthodes de dosage par voie humide, afin de facilitei* les recherches, en réunissant dans la même publication tout ce qui se rattache à T examen des substances minérales.

J'admets que les lecteurs connaissent parfaitement les propriétés générales des corps, les caractères des dissolutions salines ; il est indispensable de les avoir toujours présents à la mémoire si on veut s'occuper avec succès d'analyses chimiques : je rappelle seulement en peu de mots les propriétés et les caîftCtères sur lesquels s'appuient les divers procédés de séparation et de dosage.

Les fourneaux et les appareils employés pour les analyses et pour les essais devant être connus de toutes les personnes qui ont étudié la chimie générale, je ne m'arrête pas à leur description détaillée ; mais il me parait nécessaire d'insister, soit dans

le texte même, soit dans des notes, sur les précautions souvent minutieuses que les opérateurs doivent prendre pour éviter les aecidents, qui non-seulement compromettent les analyses , mais encore offrent quelquefois des dangers réels .

Je ne saurais trop recommander aux personnes qui travaillent au laboratoire de ne jamais commencer une opération, de voie sèche ou de voie humide, sans s'être préalablement rendu compte du résultat à obtenir, et de toutes les réactions auxquelles peuvent donnerlieu les corps mis en présence dans les conditions de l'expérience. En consacrant quelques instants à la réflexion avant d'entreprendre une analyse, on arrive plus sûrement et plus rapidement au but, on ne s'expose pas aux'dangers et aux pertes de temps, qui sont la conséquence presque inévitable de la précipitation. Au laboratoire, il faut chercher à tout prévoir et ne jamais se presser.

Dans la plupart des analyses on doit employer successivement Réactifs. des réactifs très-divers, en proportions souvent considérables relativement au'poids de la matière sur laquelle on opère r l'habitude des opérations analytiques peut seule indiquer le degré d'extension des liqueurs, et les quantités des réactifs les plus convenables pour chaque cas spécial. En général, il est essentiel de faire les précipitations dans des liqueurs étendues, et d'employer seulement la proportion des divers réactifs qui est strictement nécessaire; un excès est presque toujours très-nuisible. Les motifs principaux qui peuvent être cités à l'appui de cette recommandation sont les suivants :

En premier lieu, les précipités formés dans une liqueur qui contient divers sels en dissolution entraînent toujours une partie des corps qui sont dans cette liqueur, soit à l'état de combinaison, soit par simple adhérence. La proportion des corps entraînés varie avec une foule de circonstances , telles que la nature chimique et l'état plus ou moins gélatineux des précipités, la température, etc., mais elle dépend toujours du degré de concentration de la dissolution. Dans une liqueur concentrée, trèschargée de sels divers, la composition des précipités s'écarte fort souvent de celle qu'on désire obtenir; leur purification

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exige des précautions et quelquefois des opérations spéciales.

En second lieu, Tinsolubilité des corps que Ton veut précipiter est rarement absolue ; fréquemment elle varie dans des limites très-étendues avec la nature et la proportion des sels contenus dans les dissolutions ; ces variations ne sont que très-imparfaitement connues, il faut donc toujours se tenir en garde contre l'influence d'un excès de réactifs, qui pourrait modifier beaucoup la solubilité. On doit chercher à reconnaître par expérience les degrés de concentration des liqueurs, et les proportions de réactifs, qui paraissent répondre à la plus grande netteté des précipitations.

Enfin, les réactifs livrés par les fabricants de produits chimiques ne sont que très-rarement d'ime pureté parfaite ; assez souvent ils contiennent do petites quantités des corps qui sont à doser dans les matières soumises à l'analyse ; il en résulte pour les divers dosages des erreurs d'autant plus grandes que les réactifs ont été employés en quantités plus fortes. Dans les analyses de corps très-rares on est forcé d'opérer sur des poids très-faibles, et on ne peut espérer quelque exactitude dans les résultats que si Ton a le soin de s'assurer d'avance de la pureté absolue des réactifs ; mais pour les analyses industrielles, il est impossible d'examiner d'avance tous les réactifs ; il serait trop dispendieux de n'acheter aux fabricants que des produits d'une pureté absolue : on est obligé de se servir de ceux qui sont livrés comme purs, et qui ne le sont peut-être pas toujours. Avec les réactifs purs du commerce on peut encore obtenir des résultats assez exacts, d'abord en évitant d'en employer un excès, ensuite et surtout en dirigeant les opérations des analyses de telle manière que l'impureté présumée des réactifs ne puisse pas nuire aux divers dosages.

On voit d'après cela qu'il est essentiel de connaître exactement de quelle manière les fabricants obtiennent leurs produits, car c'est le seul moyen de se rendre compte, sans des analyses préalables, des corps étrangers qu'ils peuvent contenir ; on peut alors déterminer^ de quelle manière il faut diriger leur purification, quand les analyses des substances proposées exigent que les réactifs employés no contiennent pas tel ou tel corps.

Les procédés de dosages et de séparations, les méthodes d'analyse proposées par les divers chimistes qui se sont occupés des substances minérales, sont tellement nombreux, qu'il me serait impossible de citer pour chaque procédé et pour chaque méthode les noms de leurs auteurs. En indiquant quelques noms, je me rendrais coupable envers les chimistes que je négligerais de nommer; il me paratt préférable de m' abstenir de toute citation. Les méthodes que je présente sont celles dont l'application m'a paru présenter le moins de difficultés ; quelques-unes sont de mon invention, mais la plupart d'entre elles sont dues à différents chimistes; je décris toutes les méthodes, non pas telles qu'elles ont été proposées, soit par d'autres, soit par moi , mais bien telles que j'ai cru convenable de les modifier, après les avoir expérimentées longuement au bureau d'essai de l'École des mines. Les personnes qui désireraient remonter à la source des diverses méthodes, dans le but de connaître dans quelles limites chaque savant a contribué aux progrès de la science analytique, ou dans l'intention de comparer les méthodes originales avec celles qui se trouvent dans cet ouvrage, auront à faire de longues et minutieuses recherches dans les nombreuses publications relatives à la chimie. Ce travail présente certainement un grand intérêt historique, mais je n'ai pas cru devoir l'entreprendre, parce qu'il m'aurait beaucoup trop écarté du but que je me suis proposé, la description des procédés pratiques d'analyses et d'essais des substances minérales.

Procédés d'aoalyes.

Je conserve l'oxygène pour terme de comparaison des équivalents, et le nombre 100 pour la valeur de son équivalent : au point de vue de l'analyse et de la composition des corps, il n'y a aucun intérêt à prendre l'hydrogène pour unité, comme le font maintenant un certain nombre de chiloiistes.

Dans la plupart des traités de chimie, les corps sont divisés en Divisions deux grandes classes : les métalloïdes, dont les composés avec l'ouvrage. l'oxygène sont acides ou neutres, mais ne sont pas basiques ; les métaux, qui forment avec l'oxygène des composés basiques, capables de saturer les acides, mais qui peuvent en outre donner

lieu à des acides ou à des oxydes indifférents. Les métaux euxmêmes se subdivisent en métaux alcalins,* alcalins terreux, terreux, et en métaux proprement dits. Ces divisions me paraissent très-commodes pour T étude, et je crois devoir les conserver malgré les inconvénients, déjà signalés bien souvent, que présente la distinction des métalloïdes et des métaux. Une des plus grandes objections qu'on puisse lui faire est de forcer à séparer l'étude de plusieurs corps, qui sont rangés, les uns parmi les métalloides, les autres parmi les métaux, en raison de la natiure des composés qu'ils forment avec l'oxygène, tandis qu'ils s'accompagnent fréquemment dans la nature, et présentent entre eux les plus grandes analogies pour l'ensemble de leurs propriétés chimiques* L'inconvénient est certainement plus grand encore et plus évid^at dans un traité d'analyse, que pour l'exposé des propriétés générales. Par exemple, pour l'arsenic et pour l'antimoine , les caractères des dissolutions, les procédés de dosage et de séparation des autres corps, sont à peu près identiques ; ils se trouvent fréquemment tous les deux en même temps dans un assez grand nombre de minéraux, de minerais et de produits d'art. En plaçant l'arsenic avec les métalloïdes et l'antimoine parmi les métaux, je suis obligé do répéter pour l'antimoine une partie des méthodes anar lytiques exposées précédenunent pour l'arsenic. Ces répétitions n'allongent pas beaucoup l'ouvrage, et d'ailleurs elles présentent moins d'inconvénients que des renvois d'un volume à l'autre, renvois toujours fatigants pour les personnes qui ont besoin de faire des recherches dans un livre.

Le traité d'analyse est divisé en quatre parties :

Dam lapremièrey je considère les métalloïdes ;

Dans la deuxième, les métaux alcalins, alcalins terreux et ter- * reux;

Dans la troisième, j'étudie quelques questions spéciales, qu'il est utile de ne pas disséminer dans l'examen des minéraux, et qui peuvent être considérées comme des applications des deux premières parties ;

La quatrième est consacrée aux métaux proprement dits.

Premièhp partie. — Pour chaque métalloïde, je commence par rappeler brièvement leg propriétés principalesj et les caractères des composés qui sont utilisés dans les analyses. J'indique en-^ suite les circonstances diverses dans lesquelles on a le plus frégemment occasion de faire le dosage, et les. séparations des métalloïdes précédemment étudiés. J'expose les procédés d'analyse des composés naturel^ ou artificiels, et je présente quelques considérations sur les principaux réactifs.

Je réserve pour la troisième partie tout ce qui est relatif à Toxamen des gaz simples ou mélangés*

SiicoNDE PARTIE. — QUATRIÈME PARTIE, -— Je cousidère les métaux alcalins, alcalins terreux ^t terreux, rigoureusement dans l'ordre adopté dans les traités de chimie générale ; au contraire, pour les métaux proprement dits, je cherche h placer chaque métal entre les deux qui lui ressemblent le plus pour l'ensemble des caractères chimiques, et à rapprocher ceuj( qui se présentent en même temps da&s un certain nombre de minéraux et de minerais.

Pour chaque métal, j'insiste longuement sur les caractères des dissolutions, en indiquant les précautions qui sont indispensables pour que les diverses réactions puissent être utilisées dans les analyses qualitatives, dans les séparations ou dans les dosages. J'expose ensuite les procédés de dosage du métal dans les conditions les plus ordinaires des analyses, et les méthodes de séparation des corps précédemment étudiés. Je présente des considérations détaillées sur les minéraux, les minerais et les produits d'art, dans lesquels le métal peut être considéré comme important. Je cite comme exemples les méthodes d'analyse qui sont appUcables à la plupart do ces matières. Enfin, pour le fer, le cuivre, le plomb, le mercure, l'or et l'argent, je donne les principaux procédés d'essai par la voie sèche, tant pour les minerais que pour les produits industriels •

Troisième partie. — Dans le second volume, à la suite des métaux terreux, je considère les questions les plus intéressantes qui sont actuellement proposées aux chimistes ; les procédés d'ana-

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lyse des eaux minérales ; Texamen des chaux, ciments et mortiers, employés dans les constructions hydrauliques ; les analyses des gaz sinlples et mélangés, et particulièrement des gaz sortant des appareils métallurgiques, et de l'air atmosphérique.

Suivant Texcellent exemple que donne M. Berthier, dans son Traité des essais par la voie sèche, je cite dans les divers chapitres les résultats des analyses faites par divers chimistes, ou bien exécutées au bureau d'essai de l'Ecole des mines, par moi-même ou sous ma direction, d'un très-grand nombre d'échantillons de toute nature, minéraux, minerais, produits d'art, eaux minérales, etc.

Les lecteurs pourront ainsi se faire une idée assez exacte de la composition des principales matières élaborées dans l'industrie, et des produits les plus importants des usines.

Je donne, au contraire, très-peu de détails sur l'emploi du chalumeau ; cet instrument, très-simple, peut rendre les plus grands services pour déterminer la nature des différents corps contenus dans les minéraux ; mais les indications qu'il fournit sont exactes ou inexactes, suivant l'habitude plus ou moins grande de l'opération. Chaque personne doit faire elle-même son éducation, et je n'ai rien à dire sur ce sujet qui ne se trouve déjà dans les publications do Berzelius, de Plattner, etc.