A1*FF

11 perd facilement de l’eau par l’action de la chaleur (•!).

ACIDES HYDRO-FLUDALUMINIQUES

Si à une dissolution d’alumine dans l’acide hydrofluosilicique, fortement chargée d’acide, on ajoute do l’alcool fort, on précipite une matière huileuse qui se solidifie bientôt en cristallisant; elle a pour formule:

3Am3,211F),IOHO

2“ Si on évapore la liqueur acide au lieu de la traiter par l’alcool, il se dégage de l’acide, et il reste une matière cristalline qui, lavée à l’eau bouillante et séchée à l’air, a la composition suivante :

2A1W,HFI,10110.

Ces deux acides fliioaluminiqups, ainsi que le fluorure d’aluminium hydraté, s’obtiennent tout aussi facilement avec l’acide fluorhydrique. Ils sont tous trois exempts de silice et se résolvent au rouge en fluorure d’aluminium. Si l’on n’opère pas à l’abri de l’air, le composé ainsi obtenu est mélangé avec un pe:i d’alumine souvent cristallisée. Mais si l’on chasse l’eau et l’acide fluorhydrique à 400 ou 500 degrés environ dans un courant d’hydrogène sec, on obtient du fluorure d’aluminium pur et amorphe. Pour l’obtenir à l’état cristallisé, il faut

(1) H. Sainte-Claire Deville, Ann. de chim.et de phys., t. l.Xl, p. 330.

.e volatiliser au rouge blanc dans rhydrogène. C’est, d’après M. II. Sainte-Claire Deville, la manière la plus économique et la plus expéditive pour préparer cette belle substance.

11 existe une différence profonde entre le fluorure d’aluminium anhydre, lequel est insoluble dans l’eau et inattaquable par les acides, et ce même fluorure hydraté facilement soluble dans un liquide neutre.

Pour expliquer ce fait, on peut, d’après M. II. Sainte-Claire Deville, supposer qu’il existe un acide ayant pour composition :

APFP,3ilFI,

et dont la cryolithe naturelle:

A1*F|3,3 NaFl,

serait le sel neutre aussi bien (pie la cryolithe do potasse :

APF13,3KFI,

qu’on peut préparer en versant dans un sel de potasse une solution d’alumine (lans l’acide fliiorliydriqiie.

Dans ce cas le fluorure d’aluminium soluble ne serait pas autre chose qu’un fluoaluminate neutre d’alumine :

APFP,APFF + 14110 = 2(APFP -f 7110),

c’est-A-dirc de l’acide hydrofliioainminique Al-FP,31iri, dans lequel chaque équivalent d’hydrogène serait remplacé, d’après la règle ordinaire de formation des sels neutres d’alumine, par 2/3 d’équivalent d’aluminium.

L’acide hydrofluoaliimiiiique s’obtient en partageant une certaine quantilé d’acide fluorhydrique en deux parties égales, qu’on réunit de nouveau après qu’on a saturé l’iine d’elles avec de l’alumine.

Saturée par un solde .soude, cette dissolution donne un précépité de cryolithe APFr‘,3NaFI.

La cryolithe s’obtient également en traitant par l’acide fluorhydrique en excès un mélange en proportions convenables d’alumine et de carbonate de soude, et évaporant pour chasser l’excès d’acide.

ÉTAT NATUUEL DE I.A CRYOLITHE

Cette matiiire dont le seul gîte important se trouve au bord do la mer, dans le fiord d’Arksak au Groenland, a été introduite en Europe vers 1855. Elle a d’abord été utilisée en Danemark et en Prusse sous le nom de .soude minérale, comme matière propre à donner de la soude et des savons sodiques. Pour arriver à ce résultat, on la traitait, après l’avoir pulvi'risée, par un lait de chaux.

ALUMINIUM

iï la lempc'raturfi de l’ébullilion de l’eau; si la chaux est bien dosée, et l’eau en (luantité suffisaiile, la cryolillie se transforme en fluorure de calcium insoluble et eu aluminate de soude avec excès de soude qui resie en dissolution.

Le savon qu’on fabriquait avec cet aluminate alcalin retenait une quantité d’eau énorme à cause de l’alumine ou du stéarate d’alumine qui peuvent s’y former.

On a encore essayé de mettre en liberté l’alumine de cet aluminate de soude, en faisant passer dans sa solution un courant d’acide carbonique gazeux; mais le précipité très dense ainsi formé, qn’on a pris pour de l’alumine pure parce qu’elle n’avait pas de goût alcalin, n’est en réalité qu’un carbonate double de soude et d’alumine.

A l’usine d’aluminium de Nanterre, on a voulu se servir de cette alumine pour en faire du cblorure double d’aluminium et de sodium, en la mélangeant avec du sel marin et du charbon. Mais on a reconnu dans les premiers produits de l’action du chlore sur ce mélange la présence du phosphore qui venait brûler dans les parties extérieures de l’appareil.

Le phosphore que contient toujours la cryolithe souille tous les produits qui en dérivent, et notamment l’aluminium fabriqué exclusivement avec cette substance ; aussi a-t-on renoncé à l’emploi exclusif de la cryolithe dans la préparation de l’aluminium ; mais on l’a conservée à titre de fondant.

La cryolithe se rencontre habituellement en masses compactes, blanches, translucides, avec l’éclat vitreux. Quelquefois, cependant, on y découvre des cristaux d’apparence cubique, mais qui appartiennent en réalité au système triclinique; sa dureté est égale à 2,5 et son poids spécifique à 2,96.

Ce minéral fond au-dessous du rouge ; après refroidissement, la masse fondue prend l’aspect d’un verre laiteux.

Maintenu en fusion, en présence de l’air humide, ou dans un courant de vapeur d’eau, il perd de l’acide fluorhydrique et du fluorure de sodium, et laisse pour résidu de l’alumine pure.

Un courant électrique décompose la cryolithe en fusion, et met l’aluminium en liberté (1) (Deville). On arrive à un meilleur résultat en décomposant un mélange en fusion de cryolithe et de sel marin.

La cryolithe est aisément décomposée par le sodium ; on a essayé, à plusieurs reprises, d’utiliser cette réaction pour préparer industriellement l’aluminium, mais on a dû y renoncer complètement (voy. p. 20 et 21).

Le magnésium décompose également la cryolithe en fusion et met l’aluminium en liberté.

Si l’on attaque la cryolithe finement pulvérisée par un lait de chaux porté à l’ébullition, ce minéral est complètement décomposé, pourvu qu’il y ait 6 équivalents de chaux pour chaque équivalent de cryolithe; cette attaque peut se faire dans des vases en plomb ou en bois qu’on chauffe avec de la vapeur d’eau.

(1) Ann. de chim. et depliys. (3), t. XI.IX, p. 82.

iHi EN'CYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

D’après II. Rose, on obtient ainsi une dissolution d’aluminate de soude et un précipité de fluorure de calcium (1):

A1*F13,3 NaFl + 6 CaO = 6CaFl + Al*0^3 NaO.

Mais, d’après Tissier (2), les produits de la réaction dépendent de la quantité de chaux employée.

Si l’on emploie la quantité théorique, on obtient de l’aluminate de soude, de l’aluminate de chaux, du fluorure de sodium et du fluorure de calcium. Avec un faible excès de chaux, on obtient les deux mêmes aluminates, du fluorure de calcium et de l’hydrate de soude. Enfin, si la chaux est en très grand excès, toute l’alumine est précipitée avec la chaux et la liqueur ne contient plus que do l’hydrate de soude.

Pour pouvoir utiliser l’aluminate de chaux contenu dans le dépôt, il faut le chaufl'er avec une solution de carbonate de soude; on obtient ainsi de l’aluminate de soude et du carbonate de chaux insoluble.

On a vu ci-dessus comment ce mode de décomposition a été essayé industriellement pour faire des savons et pour obtenir de l’alumine.

Au lieu de précipiter ralurainatc de soude ainsi obtenu par l’acide carbonique pour avoir de l’alumine, on a proposé d’y ajouter à chaud un excès de cryolitho en poudre très ténue; il se forme dans ces conditions de l’alumine et du fluorure de sodium :

Als03,3Na0 -h APFP,3NaFI = 2APO’ + CNaFl.

Comme l’alumine se précipite sous forme d’une poudre très ténue, elle tendâ envelopper la cryolitbe. Il faut donc aussi préalablement pulvériser très finement cette dernière substance et remuer pendant toute la durée de l’opération.

On a aussi proposé de faire bouillir la solution de fluorure de sodium ainsi obtenue avec de la chaux ou de la baryte afin d’obtenir de la soude caustique.

Enfin R. Wagner a conseillé de substituer la baryte à la chaux dans l’attaque de la cryolithe, afin d’obtenir comme résidu du fluorure de baryum au lieu de fluorure de calcium ; de cette façon, en traitant le résidu par du sulfate de soude, on aurait du fluorure de sodium, qu’on peut facilement transformer en soude caustique, comme on vient de le voir.

L’acide sulfurique dissout facilement la cryolithe sous l’action de la chaleur; l équivalent de cryolithe exige 0 équivalents d’acide sulfurique. Il se dégage de l’acide fluorhydrique, et la liqueur contient en dissolution du sulfate d’alumine et du sulfate de soude ; en concentrant cette dissolution, le sulfate de soude se dépose, on peut le transformer en carbonate de soude par le procédé Leblanc, quant à l’eau mère, on peut aussi l’utiliser pour obtenir de l’alun. Ce mode de décomposition de la cryolithe a été appliqué industriellement à Copenhague, mais on a dû l’abandonner à cause des inconvénients qui résultent du dégagement de l’acide fluorhydrique.

(1) Pogg. Ann., t. XCVI, p. 157.

(2) Comptes rendus, i. XLVlll, p. 628,

ALUMINIUM

La cryolithe finement pulvérisée est aisément décomposée par une lessive de soude portée à l’ébullition. Si la solution sodique marque au moins 30 degrés Baumé, le fluorure de sodium se dépose et l’aluminate de soude reste en dissolution ; ces deux sels se séparent assez facilement en concentrant la liqueur à froid, à cause du peu de solubilité du fluorure de sodium (1) (Sciiub) :

AFF13,3NaFl + 6 (NaO,HO) = 6 NaFl + NaO -1- 6110.

Cryolithe artificielle. — 1. Si, au contraire, la solution de soude est très étendue, les deux sels restent en dissolution; si on traite alors la liqueur par un courant d’acide carbonique, on obtient un précipité qui a rigoureusement pour composition: Al-FF,3NaFl (Schuh).

Cette réaction permet donc de retirer de la cryolithe le fluorure double d’alurninium et de sodium à l’état de pureté.

II. Pour obtenir ce composé, on peut encore ajouter de l’hydrate d’alumine à une solution de fluorhydrate de fluorure de sodium jusqu’à ce que la réaction acide ait disparu (Berzelius).

III. Si l’on opère avec du fluorure de sodium NaFl, la liqueur contient la moitié du sodium à l’état d’aluminate de soude :

6 NaFl -t- 2 AW= AlW,3NaFI + AW.SNaO.

IV. Enfin ce fluorure double peut encore se préparer, comme l’a fait H. Sainte-Claire Deville, en traitant par l’acide fluorhydrique en excès un mélange d’alumine hydratée et de carbonate de soude (1 pour lOOd’aluiniue pour 3pour 100 de soude). On évapore la liqueur et on calcine le résidu pour chasser l’excès d’acide.

D’après ce même savant, le précipité obtenu en ajoutant du sel marin à une dissolution d’alumine dans l’acide fluorhydrique en excès a aussi la même composition que la cryolithe.

Composilion. Borzeliiis. Scliuh. Deville. CalciiM. '

Sodium. 32,93 34,9 3t,70 32,82

Aluminium... 13,00 13,0 12,75 13,00

Fluor. 54,07 53,1 .55,55 .54,12

II. Sainte-Claire Deville a aussi trouvé dans la cryolithe naturelle des traces de phosphore et d’acide vanadique.

(1) Jahresb., 1863, p. 193.

üNCYCLOPKOIK CIUMIQrE,

ALU.MIM-:

Al-0’ = 51,5

L’alumine, le seul degré d’oxydation connu de l’aluminium, se rencontre fréquemment dans la nature à l’état cristallisé.

Lorsque les cristaux sont opaques, incolores ou faiblement colorés en brun par l’oxyde de fer, ils portent le nom do corindon; colorés en rouge par de l’oxyde de chrome, ils portent le nom de rubis; quelques traces de cobalt les rendent bleus, ils s’appellent alors saphir.

La topaze orientale n’est autre chose que du corindon jaune ; Y améthyste orientale est du corindon de couleur pourpre.

La densité de ces diflérentes espèces de cristaux varie entre 3,0 et 4,18; ils sont presque aussi durs que le diamant; leur poussière est fréquemment employée pour user et polir. L’émeri est de l’alumine cristallisée mélangée à de l’oxyde de fer; cette substance sert, à cause de sa dureté, à user et polir le fer, les cristaux naturels, l’acier, etc.; le papier de verre est du papier imprégné de colle forte et saupoudré d’émeri.

L’alumine cristallisée est inattaquable par les acides concentrés; pour la dissoudre, il faut recourir à la potasse caustique en fusion, [ou bien au bisulfate de potasse; on arrive encore tà ce résultat, en l’attaquant par l’acide sulfurique en vase clos. Le corindon est cristallisé en rhomboèdres, l’angle des cristaux naturels est de '122'>2G'30'' ; celui des cristaux artificiels est de 122'’2r)' (Ebelmen).

L’alumine amorphe s’obtient en calcinant l’hydrate ou les sels d’alumine ; on emploie principalement dans ce but le sulfate d’alumine ou l’alun ammoniacal.

On peut aussi préparer l’alumine au moyen de l’alun ordinaire; pour cela, on maintient l’alun pendant deux heures au rouge ; on traite ensuite le produit de la calcination par une solution sodique renfermant en soude le dixième de l’alun employé ; on évapore à sec, on calcine au rouge et finalement on lave à l’eau.

Le résidu est de l’alumine exempte d’acide sulfurique.

La poudre blanche, douce au toucher, ainsi obtenue, est insoluble dans l’eau; si elle n’a pas été trop fortement chauffée, elle est difficilement soluble dans les dissolutions acides ou salines étendues, mais elle se dissout facilement dans ces solutions concentrées. Sa densité augmente avec la température à laquelle on la soumet ; elle est égale à 3,75, si l’alumine a été portée au rouge seulement ; elle s’élève à 3,8, après calcination pendant six heures dans un fourneau à vent; elle devient 3,9 à la température des fours à porcelaine. Dans ces conditions l’alumine amorphe possède presque la dureté du corindon; elle fait feu au briquet et ne se laisse pas entamer par la lime.

L’alumine fond au chalumeau à gaz tonnant; elle arrive, sans passer par l’état péteux, à former un liquide clair, qui, après refroidissement, forme un verre transparent et quelquefois cristallisé, tellement dur qu’il peut servir à couper le verre; il possède d’ailleurs toutes les propriétés du corindon.

L’alumine pure n’est pas attaquée par le chlore, môme au rouge ; mais un

ALUMINIUM

mélange dfi charbon et d’alumine fortement chauffé dans un courant de chlore, donne du chlorure d’aluminium ;

ATO3 + 3C + 3C1 =Ara3 + 3CO.

Sous l’action du sulfure de carbone, u rouge blanc, l’alumine se transforme en sulfure d’aluminium.

REPnODUCTION DU CORINDON

L’alumine amorphe a pu être transformée artificiellement en cristaux qui par leurs formes et leurs autres propriétés physiques, sont identiques avec ceux du corindon naturel. On est arrivé à ce résultat par des procédés très nombreux et très différents les uns des autres; nous allons les passer succinctement en revue.

I. Ebelmen a soumis à la haute température des fours à porcelaine un mélange composé de 1 partie d’alumine amorphe et de 4 parties de borate de soude. Sous l’action de la chaleur, l’alumine se dissout d’abord dans le borax, elle cristalli.se ensuite au fur et à mesure que le dissolvant s’évapore. Ou isoleles cristaux en traitant, après refroidissement, la masse vitreuse dans laquelle ils sont disséminés, au moyen des acides étendus. Leur poids spécifique est 3,928. Les cristaux ainsi obtenus sont fréquemment accompagnés d’aiguilles de borate d’alumine; on peut éviter la formation de ce composé, et faire en même temps grossir les cristaux de corindon, en ajoutant au borax de la silice ou bien du carbonate de soude ou de baryte. Ebelmen recommande les mélanges suivants :