PRÉP.XRATION DU SULFURE CRISTALLISÉ

On n’a jamais pu reproduire artificiellement les cristaux de blende (du système cubique) (1). Mais la wurtzite peut être préparée par plusieurs méthodes, que l’on peut ramener à deux :

1“ Emploi d’un dissolvant ;

2“ Formation de la blende dans un milieu gazeux à une température très élevée.

Première méthode. — En chauffant du sulfure de zinc dans une solution d’hydrogène sulfuré sous une forte pression, de Sénarmont a obtenu par refroidissement des cristaux très petits, qu’il a considérés comme de la blende, mais qu’il n’a pas déterminés (Ann. de chimie et de phys., 3' sér., t. XXXII, p. 129).

2° On fond ensemble parties égales de sulfate de zinc, de sulfure de baryum et de fluorure de calcium : on trouve une scorie fondue dans laquelle sont implantés de beaux cristaux hexagonaux (H. Sainte-Claire Deville etL. Troost, Comptes rendus, t. LU, 920).

(I) R. Schneider a obtenu du sulfure de zinc qui lui paraît cristallisé en octaèdres réguliers (voy. ci-dessous Sulfure double de une et de potassium). .

Deuxième méthode. — Toutes les fois que du sulfure de zinc se trouve porté, ou se forme dans un milieu gazeux soumis à une température très élevée, on obtient des cristaux de wurtzite.

Tout se passe comme si le sulfure volatil au rouge blanc cristallisait en repassant à l’état solide : en réalité, il semble que cette volatilisation n’est qu’apparente, et on peut lui substituer la dissociation subie par le sulfure à haute température.

'l'> En chauffant du sulfure de zinc amorphe, ou de la blende naturelle pulvérisée, dans un creuset fermé, placé lui-même dans l’intérieur d’un creuset de plombagine, la température étant la plus haute possible, on obtient des cristaux ténus, brillants, transparents, paraissant être des prismes hexagonaux basés (Percy et Smitb).

2° On obtient de très beaux cristaux en chauffant au rouge blanc du sulfure amorphe dans un courant lent de gaz inerte, hydrogène (Deville et Troost, Comptes rendus, LU, 920) ou azote, acide sulfureux, acide sulfhydrique(Sidot, Comptes rendus, LXIII, 188) : des prismes hexagonaux incolores et transparents, parfois légèrement jaunâtres, se déposent dans les parties moins chaudes du tube de porcelaine. Ces cristaux possèdent une magnifique phosphorescence verte.

3" Si l’on dirige des vapeurs de soufre sur de l’oxyde de zinc amorphe, ou sur du silicate de zinc, à très haute température, on prépare du sulfure cristallisé, en prismes hexagonaux isolés ou en masse feutrée (Sidot, Comptes rendus, LU, 999).

D’après Durocher (Comptes rendus, XXXII, 823), si l’on fait réagir au rouge vif de l’acide sulfhydrique sur des vapeurs de chlorure de zinc, il se (orme du sulfure cristallisé. Cette méthode n’a pas réussi à Schüler (Ann. der Chemie und Pharm., LXXXVII, 34).

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES

Le sulfure de zinc amorphe est une poudre légère, blanche ou jaune paille, quelquefois plus agglomérée en une masse compacte.

Blende. — Le sulfure naturel est dimorphe. La blende, qui est un minéral extrêmement répandu, se trouve en masses cristallines de couleurs variables. Les cristaux, parfois très nets, appartiennent au système régulier: quelquefois incolores, quand la blende ne contient pas de fer, comme certains échantillons de New-Jersey, ils sont le plus souvent jaunâtres et transparents, bruns ou verdâtres, même tout à fait noirs quand la proportion de sulfure de fer y est un peu grande. L’éclat de la blende est très vif, c’est de lâ que lui vient son nom (Blenden, aveugler, éblouir).

La forme habituelle des cristaux est le dodécaèdre rhombo'idal b\ le tétraèdre (a‘)j, Thémidioctaèdre («')», enfin l’octaèdre a‘, avec un développement plus marqué des faces tétraédriques.

La figure 3 représente un cristal de blende provenant du Cornwall.

Les cristaux sont fréquemment maclés parallèlement à la face a*.

Il y a six plans de clivage parallèles aux faces bK

Une description détaillée des formes de la blende a été faite par Sadebeck {Zeitschrift der Geol. Gesell., XXI, 620, et XXIV, 179).

Wurtzite. — La wurtzite, beaucoup plus rare que la blende, appartient au système hexagonal. Cette forme a été reconnue par M. Friedel, en 1861, dans les cristaux d’Oruro (Brésil) (Comptes rendus, LU, 983).

Breithaupt l’a signalée dans le sulfure radié de Pzibram (Jahrbuch Min., 1862, 488).

Ces cristaux, en général brun noirâtre, sont formés par une combinaison du prisme primitif m, avec la pyramide hexagonale 6*:

Les plans de clivage sont parallèles à la base et aux faces du prisme. Cellesci sont couvertes de stries horizontales.

Cristaux artificiels. — Les cristaux obtenus dans les laboratoires sont eu général peu colorés, quelquefois parfaitement incolores et transparents. lisse rattachent comme la wurtzite au système hexagonal, et donnent des formes extrêmement voisines qu’on doit considérer comme identiques.

Le sulfure obtenu par Sainte-Claire Deville et Troost, montrait leprisme be.vagonal m, basé, et seulement modifié par le prisme hexagonal tangent /U.

Les cristaux de Sidot ressemblaient encore plus à la wurtzite, étant formés par le prisme m et la pyramide 6‘. D’après les mesures de M. Friedel (Comptes rendus, 1866, LXII, 1001), on a:

Il y a un clivage net selon le prisme A‘, un autre plus douteux parallèle à p.

ZINC

Densité. — La densité du sulfure de zinc varie selon la pureté et l’état physique. On a trouvé pour sa valeur :

Sulfure amorphe. 3,92 (Karsten).

Blende pure incolore. 4,06 (T. H. Henry).

Blende ordinaire. 3,5 à 4,2.

Wurlzite. 3,98.

La dureté des cristaux est à peu près identique sous tous les états, et varie de 3,5 à 4.

Chaleur spécifique. — La chaleur spécifique du sulfure de zinc, est :

0,1145 (Neumann).

0,123 (Régnault).

0,140 (H. Kopp).

On en déduit pour la chaleur spécifique rapportée à un équivalent de sulfure (ZnS = 48,6):

Dilatation.- —La dilatation linéaire de la blende a été mesurée par Kopp, qui a trouvé comme coefficient :

Fusion et volatilisation. —■ Le sulfure de zinc ne fond que très difficileme nt à une température très élevée : pratiquement, il est infusible.

D’après Sainte-Glaire Deville et Troost, il ne se volatilise pas au rouge blanc : les expériences de Sidot conduisent à lui attribuer une certaine volatilité aux très hautes températures (voy. ci-dessus).

Phosphorescence. — Certaines variétés de blende sont phosphorescentes par frottement.

Les cristaux de sulfure préparés au rouge vif par les procédés de Deville ou de Sidot, possèdent, après insolation ou illumination, une magnifique phosphorescence verte de longue durée. Cette phosphorescence produite, par les rayons de courte longueur d’onde, est épuisée rapidement par les radiations rouges et infra-rouges. Cette propriété a été utilisée par M. Ed. Becquerel pour l’étude du. spectre infra-rouge {Journal de phys. (1), VI, 137).

PROPRIÉTÉS CHIMIQUES

On n’a pas déterminé la chaleur de-formation de sulfure de zinc anhydre : mais elle est certainement peu différente de celle du sulfure hydraté précipité qui est par équivalent de -|- 2icai,5^ d’après les mesures de M. Berthelot.

Action de l’oxygène. — Le sulfure de zinc, finement divisé, s’oxyde lentement quand on le chauffe à l’air jusqu’au rouge sombre : il se dégage de l’acide sulfureux, et il se forme de l’oxyde et du sulfate de zinc. En élevant la température à la fin de l’opération, on décompose tout le sulfate et il ne reste que de l’oxyde.

Cette opération du grillage est actuellement pratiquée sur des quantités énormes de blendes, qui sont transformées en oxyde pour les besoins métallurgiques ; elle est difficile à bien conduire et à réaliser complètement, et cette difficulté a fait pendant longtemps e.xclure la blende de la métallurgie du zinc.

Action de l’hydrogène. — D’après Berthier {Traité des Essais, II, 599), le sulfure de zinc demeure absolument inaltéré quand on le chauffe dans une atmosphère d’hydrogène. Ce fait est entièrement conforme aux prévisions thermiques.

A très haute température, on obtient seulement un transport de sulfure cristallisé. H. Sainte-Claire Deville et Troost l’ont attribué à une action chimique exercée par l’hydrogène. Aux températures élevées, il se formerait de l’acide sulfhydrique et du zinc, qui, réagissant en sens inversera une température moindre, donneraient les cristaux de sulfure.

Action du carbone. — Un mélange de charbon et de sulfure de zinc, porté au rouge vif, se détruit nettement en donnant du sulfure de carbone et du zinc qui se volatilise (Berthier).

Si la blende employée contient du sulfure de fer, celui-ci demeure comme résidu, sans la moindre trace de zinc (Percy et Smith, Traité de métallurgie, t. V, 440).

Action des métaux. — Le sulfure de zinc chauffé au rouge vif avec du fer, est complètement réduit : il se forme du sulfure de fer, et le zinc distille.

Il en est de même avec le plomb, qui donne une sorte de galène.

Avec le cuivre on obtient du sous-sulfure de cuivre et un alliage des deux métaux.

Avec l’antimoine, aucune action ne se produit (Percy et Smith).

Action de Veau. — La blende, chauffée au ronge sombre dans un tube de verre où l’on fait circuler un courant de vapeur d’eau, est décomposée très lentement, avec un faible dégagement d’hydrogène sulfuré.

Au rouge vif, dans un tube de porcelaine, l’action est rapide : l’oxyde de zinc se dépose vers l’extrémité du tube ( Régnault, Ann. des mines (3), XI, 46).

Action des acides. — Les acides attaquent assez difficilement le sulfure de zinc (Berzelius).

L’acide sulfurique concentré l’attaque avec lenteur à chaud ; il en est de même de l’acide chlorhydrique.

ZINC. fit

La blende très ferrugineuse est plus aisément soluble dans ce dernier acide.

L’action de l’acide nitrique est plus énergique.

D’ailleurs le sulfure amorphe est beaucoup moins résistant que les sulfures cristallisés.

Action des alcalis. — La blende finement pulvérisée, mise en digestion pendant quelques heures dans une solution chaude et concentrée de potasse, se dissout parfaitement, surtout si l’on sature de chlore la liqueur (Rivot, Beudant et Daguin, Ann. des mines (5), IV, 221).

Chauffé au rouge avec un équivalent de carbonate de soude sec, le sulfure de zinc fournit un mélange jaunâtre de sulfure de sodium, d’oxyde de zinc et de sulfure non décomposé (Berthier, Ann. de chimie etdephys. (1), XXXIII, 167).

Action du nitre. — Le sulfure de zinc chauffé avec du nitre se transforme rapidement et complètement en oxyde, facile à séparer du sulfate de potasse formé.

Action des oxydes métalliques. — Le sulfure de zinc chauffé avec de l’oxyde de zinc donne, d’après Berthier, des o.xysulfures fusibles à haute température.

D’après Percy et Smith {loc. cit. p. 439), de la blende chauffée avec de l’oxyde au rouge blanc (dans des creusets brasqués de blende) ne donne pas d’oxysulfures, mais du zinc et de l’acide sulfureux. La réaction serait :

2ZnO +ZnS = 3Zn -1-S02.

Dans une expérience, le mélange des deux substances pesait avant la chauffe, 6e%40 : le poids du résidu fut seulement de 06%42.

C’est une action analogue à celle de l’oxyde de cuivre sur le sulfure du même métal (1).

Le sulfure de zinc, chauffé avec du proto.xyde de plomb, est transformé en oxyde; il se dégage de l’acide sulfureux, et le plomb se trouve mis en liberté. Dans un essai, Berthier (loc. cit. p. 403), en chauffant au rouge blanc 24e'',08 de blende et de litharge, obtint 296'',2 de plomb aigre, recouvert d’une

scorie fondue qui contenait l’oxyde de zinc.

Avec le peroxyde de manganèse, le sulfure de zinc se trouve oxydé au rouge blanc; il se forme de l’oxyde de zinc, du protoxyde de manganèse et de l’acide sulfureux (Berthier).

(1) Dans les creusets de terre, il y a toujours attaque des parois, ce qui introduit des perturbations notables. C’est peut-être ce qui a causé l’erreur de Berthier. Pour l’éviter, Percy et Smith se servaient de creusets brasqués avec de la blende pulvérisée bien tassée.