I II

10 parties d’alumine, 4 parlios d’alumine,

4 — de silice, 6 — do carbonate de soude,

10 — de borax. 10 — de borax.

En ajoutant en outre au mélange 1/100 de sou poids d’oxyde de chrome, on obtient des cristaux de corindon colorés en rouge ; ils constituent le rubis artificiel.

Cette méthode a été appliquée par Ebelmen à la minéralisation d’un grand nombre d’oxydes et de silicates (1).

II. La méthode suivante, due à MM. H. Sainte-Glaire Deville et Caron, a été appliquée avec non moins de succès à la reproduction de ces espèces chimiques.

Elle consiste à faire agir à très haute température un fluorure métallique sur r.aeide borique; il en résulte un oxyde métallique cristallisé et du fluorure de bore volatil. S’agit-il d’obtenir du corindon ? On dispose à la partie supérieure d’un creuset de charbon contenant du fluorure d’aluminium une nacelle

(1) Ann. de chim. et de phys. (3), t. XXII, p. 213, et t. XXXIII, p. 34.

188 KNCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

de platine contenant de l’acide borique; le tout est porté, dans un bon fourneau à Vent, à une température aussi haute que possible. Après refroidissement, le creuset est tapissé de beaux cristaux de corindon, parmi lesquels se trouvent de grandes lames rliomboïdales qui peuvent avoir jusqu’à 1 centimètre de côté; on rencontre quelquefois aussi des rhomboèdres de 80 degrés.

Une petite quantité de fluorure de chrome ajoutée au mélange primitif permet d’obtenir le saphir et le corindon. Si le fluorure de chrome se trouve en grande quantité dans ce mélange, on obtient des cristaux de corindon vert, qui contiennent jusqu’à 25 pour 100 de sesquioxyde de chrome (1).

III. M. Gaudin a obtenu le corindon en chauffant, au moyen d’un fourneau à vent, dans un creuset brasqué, un mélange à poids égaux, préalablement calciné et pulvérisé, d’alun et de sulfate de potasse, ou d’alumine et de sulfure de potassium. Après plusieurs lavages à l’eau régale faible et à l’eau ordinaire, il a obtenu un sable fin, incolore, contenant de volumineux cristaux de corindon.

L’alumine cristallise au contact du sulfure de potassium, et la présence du charbon empêche évidemment de colorer les cristaux au moyen d’un oxyde métallique (2).

IV. M. Hautefeuille a obtenu du corindon en faisant passer un courant d’azote chargé d’acide tluorhydrique et de vapeur d’eau sur de l’alumine amorphe, disposée dans un tube de platine chauffé à la température de ramol lissement de la porcelaine.

Après refroidissement, la partie intérieure du tube qui a été la plus fortement chauffée est tapissée de cristaux de corindon ; les parties où la température a été moins élevée sont recouvertes de cristaux de fluorure d’aluminium (3),

V. MM. Fremy et Feil ont employé avec succès le procédé suivant :

Dans un creuset en argile réfractaire, on dispose parties égales d’alumine et de minium ; ce mélange est maintenu au rouge vif pendant longtemps ; après refroidissement, la masse fondue se partage en deux couches distinctes : l’une est un verre à base de plomb, l’autre contient des cristaux de corindon, que l’on peut isoler en traitant la masse qui les contient par l’acide fluorhydrique et les alcalis. Leur densité est comprise entre 4,0 et 4,1.

On peut les colorer en rouge-rubis en ajoutant au mélange primitif 2 à 3 pour 100 de bichromate de potasse ; on les colore en bleu par l’addition d’un peu d’oxyde de cobalt et de bichromate de potasse (4).

VL M. Debray a aussi obtenu de très beaux cristaux d’alumine en portant à très haute température un mélange de phosphate d’alumine et de sulfate de potasse ou de soude en excès. Il en résulte de l’alumine cristallisée et du phosphate alcalin qui se volatilise en partie.

Ce même savant a encore obtenu du corindon en faisant passer un courant d’acide chlorhydrique sur de l’aluminate de soude : ce qui donne du chlorure do sodium et de l’alumine cristallisée.

(1) Ann. de chim. et de phys. (4), t. V, p. 104.

(2) Comptes rendus, t. LXIV, p. 716.

(3) Ann. de chim. et de phys. (4), t. IV, p. 103.

(4) Comptes rendus, t. LXXXV, p. 1(i2ii.

ALUMINIUM

Ou bien encore en faisant passer un courant d’acide chlorhydrique sur un mélange de phosphate d’alumine et de chaux. Il en résulte de l’alumine cristallisée et un chloropliosphate de chaux (wagnérite).

VII. M. Daubrée a également reproduit le corindon en faisant passer du chlorure d’aluminium en vapeur sur de la chaux portée au rouge (1).

VIII. Enfin de Sénarmont a montré qu’en chauffant à 350 degrés une solution étendue de chlorure d’aluminium, on obtient un mélange de corindon et de diaspore AP0^H0. Ces deux corps sc trouvent toujours associés dans la nature.

HYOnATES d’alumine

1’ Alumine insoluble dans l’eau. — Lorsqu'on ajoute de l’ammoniaque en excès à une dissolution de chlorure d’aluminium, ou de nitrate d’alumine, on obtient un hydrate gélatineux d’alumine.

Si l’on traite de la même manière du sulfate d’alumine ou de l’alun, le précipité retient de l’acide sulfurique ; c’est un sel basique. — Ou peut éviter cet inconvénient en ajoutant goutte à goutte la dissolution d’alun dans l’ainmoniaque maintenue en excès ; ou, mieux encore, dissoudre le premier précipité dans l’acide chlorhydrique et le reprécipiter par l’ammoniaque.

La précipitation de l’alumine peut également se faire au moyen du carbonate ou du sulfhydrate d’ammoniaque; parce que les acides carbonique et sulfhydrique ne se combinent pas avec l’alumine.

On obtient un hydrate d’alumine plus dense, mais de même composition que le précédent, et toujours exempt de fer, en faisant passer un courant d’acide carbonique dans une dissolution étendue et froide d’aluminate de soude.

Le précipité d’alumiue hydratée est une masse gélatineuse, incolore et transparente ; par dessiccation, il devient granuleux ou se réduit en une fine poussière qui happe à la langue ; bien lavé et desséché à 100 degrés, il a pour formule A1’’0^3I10; il est insoluble dans l’eau, cl soluble dans les acides et les alcalis caustiques. Toutefois l’alumine précipitée des aluminates est insoluble dans l’acide acétique.

Maintenu pendant vingt heures dans l’eau bouillante, le précipité précédent devient opaque ; si ensuite on te dessèche à 100 degrés, il a pour formule A1®0^,2II0; de plus, il est insoluble dans les acides et les alcalis étendus (2) (l’éan de Saint-Gilles).

Cet hydrate d’alumine a encore été obtenu par Lowe, en précipitant par le shtorbydrate d’ammoniaque une solution d’alumine dans les alcalis (3).

Ces deux hydrates abandonnent toute leur eau à la chaleur rouge.

Ils ont pu être obtenus à l’état cristallisé.

(t) Comptes rendus, t. LXXXV, p. 1029.

(2) Ann. de chim. et de pkys. (U), t. XLVI, p. 57. (OJ Jakresb., 1800, p. 192.

190 ‘ ENCYCLOPÉDIE ClllMlQUE.

De Dous(lorir(l) a, le premier, fait connaître un procédé qui permet de reproduire \a.gibbsite.

Il suffit, pour cela, de dissoudre jusqu’à refus de l’hydrate d’alumine humide dans une solution tiède de potasse et de conserver la dissolution filtrée dans un flacon hermétiquement bouché.

Au bout de quelques jours les cristaux commencent à se déposer sur les parois du verre, et leur dépôt augmente pendant deux ou trois semaines ; ils sont trop petits pour que leur forme puisse être déterminée exactement, cependant on voit qu’ils sont terminés en pyramides.

Si l’on expose la solution précédente à l’air libre, le dépôt d’hydrate est plus abondant, à cause de l’action de l’acide carbonique de l’air sur les alcalis ; mais alors les cristaux sont remplacés par des grains arrondis semblables à ceux de la gibbsite naturelle, AP0^3H0.

Le corps ainsi obtenu est extrêmement peu soluble à froid dans les acides; il se dissout avec une grande lenteur dans l’acide chlorhydrique bouillant, mais un peu plus vite dans l’acide sulfurique chaud.

Decquerel (2), pour arriver au même résultat, a conseillé la disposition suivante :

Dans un vase cylindrique contenant une dissolution d’alumine dans la potasse, on suspend un tube de verre fermé à sa partie inférieure par une membrane en parchemin et rempli d’une dissolution de chlorure d’aluminium. Il se forme dans le compartiment extérieur des croûtes d’hydrate d’alumine de plusieurs millimètres d’épaisseur, d’où on peut extraire des grains transparents, biréfringents, qui, portés au rouge, perdent de l’eau sans changer d’aspect.

Si on remplace le chlorure d’aluminium par l’acide chlorhydrique, on arrive à obtenir de petites feuilles cristallines, qui ont pour formule APO^,3 HO.

Lorsque l’alumine a perdu son eau par la calcination, elle est devenue très difficilement soluble dans les acides ; cependant, si on la laisse digérer pendant longtemps avec de l’acide chlorhydrique concentré, on parvient à la transformer en chlorure d’aluminium hydraté ; mais son meilleur dissolvant est l’acide sul- ‘iirique étendu de son volume d’eau ; sous l’action de la chaleur, l’alumine est alors facilement transformée en sulfate d’alumine.

On peut encore attaquer l’alumine au moyen des hydrates de potasse ou de soude fondus au creuset d’argent ou même des carbonates alcalins. 11 en résulte des aluminates solubles.

Lorsqu’elle n’a pas été calcinée au-dessus du rouge, l’alumine réahsorhe l’eau: dans l’air humide son poids peut augmenter jusqu’à 15 pour 100. Celte propriété d’absorber facilement l’eau et de la retenir énergiquement, que l’aluiniiie communique à l’argile, est la cause de l’influence salutaire que cette substance exerce sur les terres cultivées, qui, par cette influence, résistent mieux à la sécheresse et conservent l’eau nécessaire à la végétation.

L’absorption de l’eau par l’argile calcinée au-dessous du rouge sombre est

(1) Pofjg. Am., t. XXVII, p. 275.

(2) Comptes rendus, t. LXVIl, p. 1081 et l. LXXIX, p. 82.

ALUMINIUM

lül

accompagnùe d’un dégagement de chaleur, mais on n’a jamais pu constaier la ormalion d’hydrates définis dans ces conditions. En chauffant à !240 ou 250 degrés de l’alumine faiblement calcinée avec de l’eau dans un tube de verre, Mitscherlich a pu obtenir un hydrate dont la teneur en eau était voisine de celle du diaspore, AP0^II0 (1).

L’hydrate d’alumine récemment précipité absorbe facilement les matières organicpies ; aussi, lorsqu’on le met en digestion avec les dissolutions des couleurs végétales, il se combine avec ces couleurs et les enlève complètement à leurs dissolutions. On le démontre en chauffant une décoction de cochenille avec de l’alumine en gelée ; celle-ci se colore en rouge, et, si on jolie le tout sur un filtre, la liqueur passe complètement incolore.

Les précipités formés par l’alumine et les matières colorantes portent le nom de laques ; on les utilise dans la peinture et dans l’impression des papiers de tenture ; le teinturier tire aussi un très grand parti de la formaliqn de ces laques, en employant la plupart des sels d’alumine pour fi.xer les matières colorantes sur les tissus.

L’alumine hydratée ou l’argile sont aussi employées pour la purification des eaux potables, pour la clarification du sucre, etc., etc.

Industriellement l’alumine s’extrait de ses silicates (argile, feldspath, scories des hauts fourneau..); nous étudierons plus loin le traitement de ces subslances en vue de la préparation du sulfate d’alumine et des aluns ; on la retire également de la cryolilhe et de la bauxite ; nous avons déjà vu ci-dessus comment on traite la bauxite pour obtenir l’alumine destinée à la préparation de l’aluminium ; il nous restera à étudier le traitement de ces substances pour la préparation du sulfate d’alumine.

2“ Alumine soluble de Graham. — Cette modification a été obtenue par la dialyse d’une dissolution d’alumine dans le chlorure d’aluminium.

Graham (2) a constaté qu’une dissolution neutre de chlorure d’aluminium se diffuse sans aucune décomposition ; mais, si l’on a préalablement dissous dans le chlorure d’aluminium un excès d’alumine hydratée, le chlorure seul est éliminé par la diffusion, et l’alumine hydratée, ne retenant que peu ou point d’acide, reste seule et à l’état soluble.

Une dissolution d’alumine dans l’acétate d’alumine se comporte de la même façon.

Il arrive fréquemment que l’alumine se coagule sur le dialyseur avant rpie l’acide chlorhydrique ait entièrement disparu; en tout cas, la dissolution d’alumine pure, si étendue qu’elle soit, ne peut être conservée liquide au bout de quehjues jours. La dissolution à 0,5 pour 100 ne se coagule pas par l’ébullition, mais elle se prend instantanément si on la concentre de moitié.

L’alumine soluble se coagule par l’addition de traces de sels, d’alcalis ou d’acides ; quelques gouttes d’eaux de source produisent le même résultat; elle ne peut être transvasée d’un verre dans un autre sans se prendre en gelée, à

' Répertoire de chimie pure, ISOâ, p. iCl.

(2) Ann. de chim. et de plnju. (3), t. LKV, p. 175.

moins que les verres n’aient été lavés à plusieurs reprises avec de l’eau distillée,

Les colloïdes, la gomme et le caramel la précipitent également, tandis que le sucre et l'alcool sont sans action sur elle.

Sous sa forme soluble l’alumine est un mordant et possède d’ailleurs toutes les propriétés de la base des aluns ordinaires. Placée sur un papier rouge de tournesol, elle se coagule, et forme autour de la goutte liquide un anneau bleuâtre, décelant une action faiblement alcaline.

Puisque l’alumine soluble se coagule si facilement en présence d’une quantité très petite d’un sel quelconque et d’une dissolution d’ammoniaque, il n’est pas étonnant que cette modification ne se produise jamais dans les circonstances ordinaires de la précipitation de l’alumine.

3“ Métalumine soluble. — Cette variété d’alumine soluble, notablement différente de celle de Graham, a été obtenue par Waller Crum au moyen du biacétate d’alumine.

Pour se procurer ce sel, on prépare d’abord l’acétate neutre d’alumine, en précipitant du sulfate d’alumine par l’acétate de plomb ; la dissolution d’acétate neutre, portée à 37 degrés environ, fournit un précipité qui est le biacétate d’alumine APO^ 2C*H“0®-[-2H0 ; on le redissout en le maintenant dans l’eau bouillante pendant une heure et demie ; mais il convient pour cela d’y ajouter 200 parties d’eau pour chaque partie d’alumine.

Si on maintient ensuite cette dissolution en vase clos, à la température de l’ébullition de l’eau, pendant dix jours et dix nuits, l’acide acétique et l’alumine se séparent; on reconnaît qu’il en est ainsi à ce que la dissolution exhale fortement l’odeur acétique.

Pour éliminer cet acide, on étend la liqueur de façon qu’elle contienne pour chaque partie d’alumine 400 parties d’eau, et on la porte à l’ébullition en remplaçant de temps en temps l’eau qui s’évapore.

Le papier de tournesol indique le moment où il ne reste plus d’acide acétique.

Il reste alors une solution d’alumine incolore, transparente et sans saveur ; évaporée au bain-marie, elle laisse un résidu qui, desséché à 100 degrés, a pour composition AP0^2H0. Cet hydrate est donc une modification allotropique de l’hydrate insoluble de Péan de Saint-Gilles.

L’alumine soluble de Walter Crum est coagulée par l’addition d’une petite quantité d’acide ou d’alcali, il se forme alors un aluminate avec excès d’alumine insoluble, ou un sous-sel d’alumine également insoluble. Un e.xcès d’alcali ou d’acide redissout à chaud le coagulum en donnant des aluminates ou des sels ordinaires.

Elle n’a pas d’action sur la teinture de tournesol et ne peut jouer le rôle de mordant comme l’alumine soluble de Graham.

ÉTAT NATUUEL DES HYDRATES d’ALUMINE

I. A1•0^II0. — Il existe un minéral répondant à cette formule, c’est le (liaspore. On le rencontre en ma.s.ses cristallines, translucides, ou en cristaux

ALUMINIUM

appartenant au système rhombique. Leur poids spécifique est 3,413; ils se déshydratent et décrépitent au chalumeau, puis se réduisent en poussière sous l’acMon de la chaleur; ils sont insolubles dans l’acide chlorhydrique.

II. A1*0^,2H0. — La bauxite paraît renfermer cet hydrate, mais ce corps contient encore du sesquioxyde de fer et de la silice ; il sera étudié avec détails à propos de l’industrie du sulfate d’alumine, mais on rappellera ici ses principales propriétés.

L’acide chlorhydrique lui enlève le sesquioxyde de fer seulement ; il abandonne à chaud son alumine à l’acide sulfurique modérément étendu et à une dissolution alcaline concentrée ; si on le calcine avec du carbonate de soude, il fournit, sans fondre, de l’aluminate de soude soluble dans l’eau (voy. YIndustrie de l'aluminium).

III. A1*0^3H0. — La gibbsite répond à cette formule; c’est un minéral qu’on rencontre en forme de stalactites, ou en petits cristaux monocliniques ; sa densité est 2,4; il est soluble dans l’acide chlorhydrique et dans l’acide sulfurique. Il perd à peu près 2 équivalents d’eau vers 300 degrés ; il n’abandonne le reste qu’au rouge vif.

ALUMINATES

L’alumine peut se combiner avec les oxydes métalliques et donner ainsi des sels, parmi lesquels ceux de potasse, de soude, de baryte et de strontiane sont seuls solubles ; les autres existent dans la nature et ont été, pour la plupart, obtenus à l’état cristallisé.

Aluminate de potasse. — Il a été préparé par M. Fremy (I). On dissout dans la potasse de l’alumine précipitée au moyen du carbonate d’ammoniaque ; ou bien on fait fondre dans un creuset d’argent de l’alumine anhydre et de la potasse, et on reprend la masse par l’eau.

Concentrée dans le vide, l’une ou l’autre de ces deux dissolutions laisse déposer des cristaux durs et brillants d’aluminate de potasse ; pour éliminer toute trace de dissolution alcaline, il convient de dissoudre ces cristaux et de les faire cristalliser plusieurs fois de suite. Ils ont pour formule KO,A1-0^,3HO.

Le sel ainsi obtenu est blanc, très soluble dans l’eau, insoluble dans l’alcool ; lorsqu’on étend sa dissolution d’une grande quantité d’eau, on en précipite de l’alumine, et une combinaison plus riche en potasse que la première reste dans la liqueur.

Composilion. Trouvd. Calciild.

Alumine. 40,6 40,90

Potasse. 37,5 37,52

Eau. 21,2 21,49

(1) Am. dechim. et dephijs. (3), t. XII, p. 3C2.