CHAPITRE PREMIER
Analyse qualitative par voie sèche.
Ces essais sont de la plus haute importance, car ils permettent de déterminer en quelques instants à l'aide de réactifs peu nombreux, les éléments d'une foule de minéraux. Nous empruntons les détails suivants, en grande partie, à l'excellent ouvrage de M. Pisarii.
Les instruments nécessaires pour ces essais sont : un chalumeau, une pince à bouts de platine, des fils de platine, une cuiller de platine, une lame de platine, un marteau, un mortier d'agate, un tas en acier, des tubes de verre, des verres de montre, un barreau aimanté, une loupe, un verre bleu coloré par le cobalt. * Quant au combustible, on peut employer une bougie, une lampe à alcool ou mieux le gaz d'éclairage ordinaire.
Les réactifs sont : borax, sel de phosphore, soude, nitre, cyanure de potassium, bisulfate de potasse, nitrate de cobalt, acide sulfurique, acide chlorhydiquc,
* Il serait à souhaiter que le Professeur mît sous les yeux de ses «'lèves ces divers objets, en leur indiquant plus en détail l'usage que l'on en fait.
fluorure de calcium, fluorure d'ammonium, chlorure de calcium, oxyde de cuivre, papier de tournesol et de curcuma. Dans l'analyse au chalumeau, on commence par essayer la fusibilité, puis on procède aux différents essais énumérés plus loin .
Quand on dirige le courant d'air du chalumeau sur une flamme, celle-ci est déjetée de côté, fig. 33. Cette flamme, plus chaude que la flamme d'une bougie ordinaire, renferme deux parties distincte, une zone extérieure o, d'un bleu très pâle, dans laquelle se fait la Fig. 33.
combustion des vapeurs combustibles de la bougie au contact de l'oxygène de l'air. C'est la flamme oxydante. En dedans est un cône plus court r, d'un bleu plus foncé, dans lequel l'oxygène de l'air n'a pas accès. Il est formé uniquement des vapeurs combustibles, qui sont chauffées à une haute température. Le carbone, l'hydrogène de ces vapeurs réduisent les oxydes métalliques qu'on plouge dans cette partie de la flamme. Voilà pourquoi on l'a appelée flamme réduisante.
Pour apprécier le degré de fusibilité d'uu minéral, M. Kobell a imaginé une échelle de fusibilité analogue à l'échelle de dureté et qui se compose des six minéraux suivants : 1. Stilbite, 2. Mésotype, 3. Grenat almandin, 4. Actinote, 5. Orthose, 6. Bronzite. Les deux premiers fondent dès qu'on les introduit dans la flamme ; le troisième fond même en fragments assez gros sous l'action du dard du chalumeau ; le quatrième et le cinquième ne
fondent qu'en éclats très minces ; le sixième ^arrondit à peine à la pointe des éclats les pins minces.
Pour étudier la fusibilité d'un minéral, on en prend un éclat très mince entre les extrémités des pinces de platine, et on observe si la fusion a lieu et de quelle manière elle se fait ; si c'est tranquillement ou avec boursouflure, bouillonnement ; si la masse fondue a l'asp9Ct d'un verre, d'un émail ; si elle est bulbeuse ; si elle change ou non de couleur, etc. Puis on passe aux essais suivants.
Essais dans le matras. — On laisse tomber la matière à étudier au fond du matras, puis on chauft'e graduellement dans la flamme seule et enfin à l'aide du chalumeau. On observe s'il y a dégagement d'eau, ce qui arrive pour les hydrates. A l'aide du papier à réactif on voit si cette eau est neutre, acide ou basique. On remarque encore s'il se dégage des gaz, et quels ils sont. Quelquefois il y a formation d'un sublimé. On remarque avec soin la nature de ce sublimé.
Certaines combinaisons d'arsenic, d'antimoine, de mercure, de tellure, de sélénium, le sonfre ainsi que les sels d'ammoniaque, donnent des sublimés ordinairement caractéristiques par leur couleur ou leur aspect. Les matières organiques donnent aussi des sublimé- liquides ou solides, ordinairement avec des dépots de charbon. Pour avoir le sublimé de mercure ou d'arsenic, il faut souvent mélanger la matière avec de la soude. Pour certains composés arsenicaux, il suffit d'ajouter une esquille de charbon. On reconnaît les azotates en les chauffant avec du bisulfate de potasse ; il y a dégagement de vapeurs rutilantes. L'ammoniaque se reconnaît à son odeur caractéristique qui devient sensible lorsqu'on chauffe le composé avec un fragment de potasse.
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Essais dans le tube ouvert.— Ce tube peut a\o'r quatre ou cinq pouces, il est légèrement courbé au milieu. C'est dans cet endroit qu'on met la substance à examiner et on chauffe. L'odeur qui se dégage est souvent caractéristique. Odeur sulfureuse : sulfures ; odeur d'ail : arséniures ; odeur de raifort : séléniures. Il se forme encore un sublimé qu'il est important de bien examiner.
Essais sur le charbon. — On ne se sert que de charbon de bois. 11 doit être compact et parfaitement cuit. Au moyen d'une fraise ou d'un couteau, on y pratique une petite cavité où l'on met la substance à essayer. Puis on chauffe graduellement en notant scrupuleusement tous les phénomènes.
La matière fondra on restera infusible. I >n remarquera si elle change de couleur, si elle dégage une odeur, si elle devient alcaline dans le feu de réduction. Les oxydes de fer donnent une masse qui agit sur une aiguille aimantée. La couleur de l'enduit qui entoure l'essai est aussi caractéristique. Jaune à chaud, blanc à froid : zinc ; jaune brun : cadmium ; jaune avec grain métallique malléable: plomb; jaune, grain métallique cassant: bismuth; blanc, grain métallique cassant: antimoine; grain métallique sans enduit : or, argent, étain.
Essais X la soude. — On opère comme ci-dessus après avoir ajouté un peu de soude desséchée t\ la substance à essayer. Les réactions que nous venons de décrire se font alors beaucoup plus facilement.
De plus le manganèse donne une masse verte; le chrome et le vanadium, une masse jaune. Cette réaction se fait mieux en ajoutant un peu de nitre et en chauffant sur une lame de platine ou
dans une coupelle d'os. Les sulfates donnent toujours un hépar « £iii tache en brun une lame d'argent humectée d'une goutte d'eau.
La soude sert encore à désagréger les silicates dans la cuiller de platine.
Essais par la coloration de la flamme. — On prend la matière en éclats minces avec les pinces il bout de platine, ou, lorsqu'elle est en poudre, avec un til de platine, et on chauffe à l'extrémité de la flamme de réduction. On remarque avec précaution la teinte que prend la flamme. On regarde tantôt à l'œil nu, tantôt à travers un verre de cobalt.
Coloration rouge. — Strontiane, chaux et lithine, surtout si, après avoir chauffé fortement, on humecte d'une goutte d'acide chlorhydrique. Si ces bases sont mélangées, on voit la coloration rouge jaunâtre de la chaux d'abord, puis la teinte pourpre de la strontiane ensuite. Un verre bleu de cobalt absorbe les colorations de la chaux et de la lithine, mais laisse voir celle de la strontiane.
Coloration jauni'. — Soude ; coloration invisible à travers le verre bleu.
Coloration verte. — Les minéraux de baryte, chauffés très fortement et en très petite quantité à l'extrémité de la flamme réduisante, donnent une teinte vert jaunâtre, une goutte d'acide chlorhvdrique favorise la réaction. Les minéraux cuivreux donnent une coloration vert d'émeraude ; s'il y a du chlore en présence, on obtient une coloration d'unJWeu bordé de pourpre. Les phosphates humectés d'acide sulfurique et présentés à la flamme, de manière à en toucher à peine les bords, donnent une coloration d'un vert bleuâtre très pâle. Pour les borates, .m humecte d'acide sulfurique et on introduit dans la flamme sans souffler : coloration vert d'émeraude.
Coloration bleue. — La chlorure de cuivre colon' la flamme en bleu bordé de pourpre. Cette propriété sert à faire reconnaître
la présence du chlore dans un minéral. On sature d'oxyde de cuivre une perle de sel de phosphore, en ajoutant la matière chlorée on obtient la coloration du chlorure de cuivre. Les iodures, traités de la même manière, donnent une coloration vert d'émeraude, et les bromures une coloration bleu verdâtre, difficile à définir.
Coloration violette. — Les sels de potasse ; mais il faut regarder la flamme avec le verre bleu pour se débarrasser de la coloration de la soude qui existe presque toujours.
Essai des silicates. — Pour les silicates qui contiennent souvent plusieurs bases terreuses et alcalines, les couleurs caractéristiques ne sont pas visibles facilement. Il faut commencer par chauffer le silicate dans la cuiller de platine avec du fluorure d'ammonium, pour volatiliser le silicium : la masse restante, humectée d'acide chlorhydrique, donnera les réactions. La coloration violette due à la potasse est d'une sensibilité extrême. Si le minéral contient de la litbine, on verra à l'œil nu la coloration rouge, puis au verre bleu la teinte pourpre de la potasse. Le chlorure de calcium ou de baryum peut remplacer le fluorure d'ammonium ; il suffit de faire un mélange <lu silicate et d'un de ces réactifs, de le prendre à l'extrémité d'un til de platine et.de l'introduire dans la flamme, même sans souffler, pour voir après quelques instants la coloration de la potasse. Ordinairement, le plus simple est d'humecter à plusieurs reprises le silicate avec une solution concentrée de chlorure de calcium et de l'introduire dans la flamme. Pour reconnaître l'acide borique, on chauffe le silicate, sur un fil de platine, avec un mélange de spath-fluor et de bisulfate de potasse; on obtient alors une coloration vert d'émeraude.
Essais au borax. — On fait une perle de borax à l'extrémité d'un fil de platine recourbé, puis on y dissout une petite portion de la substance à essayer. On doit observer avec soin les couleurs de la perle
dans la flamme d'oxydation et de réduction, à chaud et à froid.
Voici les couleurs les plus caractéristiques. Minerais de fer : jaune plus ou moins foncé dans la flamme d'oxydation et vert bouteille dans la flamme de réduction. Minerais de manganèse : violet dans la flamme d'oxydation et incolore dans la flamme de réduction. Composés de chrome et de vanadium : vert dans les deux flammes. Cobalt : bleu dans les deux flammes. Urane : jaune dans la flamme d'oxydation, vert à la flamme de réduction. Composés de cuivre : bleu à la flamme d'oxydation, rouge opaque à la flamme de réduction.
Le sel de phosphore donne des perles à peu près semblables au borax, sauf le vanadium qui donne une perle jaune à la flamme oxydante, et l' urane une perle verte à la flamme oxydante. Le silice ne se dissout pas dans ce sel, mais laisse un squelette qui nage dans la perle.
Le nitrate de cobalt peut servir pour la détermination des bases terreuse*\ On humecte ces bases d'une goutte d'une dissolution de ce sel et puis on chauffe fortement.
L'alumine bleuit, la magnésie devient couleur de chair, et l'oxyde de zinc donne une masse verte, ('es réactions ont encore lieu avec plusieurs combinaisons de ces oxydes.
Le spectroscope peut rendre de très grands services, surtout pour la détermination des métaux alcalins.
Dans le cas des silicates, il faut commencer par éliminer la silice à l'aide du fluorine d'ammonium, puis on humecte d'acide chlorhydrique. Comme les chlorures ne sont pas également volatils, on voit successivement les spectres des différents métaux. Signalons en passant les mies caractéristiques de ces métaux alca-
lias. Soude, uw raie jaune. Chaux, une raie verte et une raie rouge. Lithine, une seule raie rouge, plus éloignée que celle de
la chaux. Potasse, une raie d'un rouge sombre, plus éloignée que celle de la lithine. Strontiane, une raie orangée très près de la raie du sodium, plusieurs raies rouges, une ligne bleue. Baryte, série <le lignes vertes, très serrées les unes contre les autres. D'ailleurs le micromètre que porte tout spectroscope, permet de localiser rigoureusement ces lignes par rapport à la raie du sodium <|ui sert, toujours de point de repère.
