MÉTHODE DE H. DEVILLE POUR L’ANALYSE DES ARGILES

L’analyse des argiles, et d’une manière générale des substances renfermant de l’alumine, peut s’effectuer par une méthode particulière, reposant sur ce fait qu’à part le disthène et le corindon qui sont anhydres, ces substances sont hydratées et attaquables par l’acide sulfurique employé en grand excès.

Les argiles peuvent renfermer les éléments suivants :

Silice. Potasse. Eau.

Alumine. Soude. Acide carbonique.

Eer. Soufre. Acide phospliorique.

Chaux. Titane.

Magnésie. Vanadium.

Eau. — Nous avons indiqué plus haut (p. 298) comment on la recherche et quelle incertitude comporte son dosage.

Carbouates de cbaux et de luaguésiie. — Leur détermination se fait habituellement en traitant la matière alumineuse brute par l’acide chlorhydrique ou azotique, ou par l'acide acétique. Si l’on emploie les deux premiers acides, il faut les prendre étendus de manière à ne pas dissoudre d'alumine, mais même dans ces conditions du phosphate de chaux peut se dissoudre, et il convient alors de traiter la liqueur par de l’ammoniaque qui formera un trouble, s’il y a du phosphate de chaux.

Reclierebe du pliospliate «le ebatix:. — Si ce trouble se produit on laisse déposer, on recueille le phosphate, on le sépare et on le pèse après calcination. Pour en déterminer la composition, on le redissout dans l’acide nitrique que l’on sature ensuite par l'ammoniaque, jusqu’à ce que le précipité formé tout d’abord se redissolve avec peine, et dans la liqueur on dose la chaux à l’état d’oxalate qu’on sépare et qui, après lavage, est calciné, puis pesé. Le liquide ne contenant plus que de l’acide phospliorique, on l’évapore à sec dans une capsule de platine tarée, en présence d’un excès connu de chaux, et on calcine au rouge jusqu’à décomposition de toutes les matières volatiles. L’augmentation de poids donne celui de l’acide pliospliorique fixé.

Dosage de l’acble phosi>bori«{iie à l’état de pliosphouiolybilate «l’aMimoiiia«iue. — On peut aussi doser l’acide phosphorique par les méthodes ordinaires, par exemple à l’état de phosphomolybdate d’ammoniaque. Pour cela on ajoute à la liqueur acidulée par l’acide nitrique un excès de molybdate d’ammoniaque en solution nitrique (150 grammes de molybdate dissous dans un litre d’eau auquel on ajoute ensuite 1 litre d’acide nitrique pur du commerce), il se forme immédiatement un précipité jaune de phosphomolybdate insoluble dans l’acide nitrique. On le rassemble en portant la liqueur à l’ébullition, et on le recueille sur un filtre après refroidissement, puis on le lave avec de l’eau aiguisée d’un centième d’acide nitrique. Le phosphomolybdate est ensuite redissous sur le filtre même par de l’ammoniaque ajoutée en aussi petite quantité que possible.

La dissolution ainsi obtenue est alors neutralisée presque complètement par l’acide chlorhydrique, en ajoutant celui-ci peu à peu jusqu’à ce que le précipité formé se redissolve avec difficulté, puis l’acide phosphorique est précipité de nouveau avec un excès de liqueur ammoniaco-magnésienne (p. 184). Toutes ces opérations ne doivent pas donner un volume de liqueur dépassant 100 à 110 centimètres cubes ; dans ces conditions deux à trois heures suffisent pour que le phosphate ammoniaco-magnésieu soit complètement déposé; on le sépare sur

un filtre et on le lave avec de l’eau ammoniacale jusqu’à ce que les eaux de lavage ne précipitent plus le nitrate d’argent. Le précipité desséché, puis séparé du filtre, qu’on brille à part, est calciné d’abord sur un bec ordinaire, puis à la soufflerie, de manière à volatiliser la petite quantité d’acide molybdique qui pourrait lui être mélangé.

Magnésie. — Quand il y en a, la magnésie reste à l’état de chlorure ou de nitrate dans la liqueur de laquelle on a séparé le phosphate de chaux; on la précipite au moyen du phosphate de soude, en présence d’un excès d’ammoniaque.

Attaque de l’argile. — L’argile dépouillée de carbonates qui reste sur le filtre est séchée, puis on la fait tomber dans une capsule de platine; on brûle le filtre dont on ajoute la cendre à la matière principale et on traite le tout par un grand excès d’acide sulfurique (.5 à 6 fois le poids de la matière). On ajoute d’abord à l’acide sulfurique le ^ de son poids d’eau, et on évapore jusqu’à ce

qu’il commence à se dégager d’abondantes vapeurs en ayant soin d’agiter de temps en temps.

Silice. — Titane. — Quand l’atlaque est devenue complète, l’argile est changée en un magma presque solide; on le fait tomber dans un vase de i litre

contenant de l’eau que l’on agite pour éviter un trop grand échauffement et on lave la capsule avec soin ; tout a été dissous par l’acide sulfurique, sauf la silice ; mais s’il y a du titane, il ne demeurera en dissolution que si la liqueur est maintenue toujours froide; de plus, l’attaque de la matière par l’eau pourra ne se faire qu’avec lenteur, car le sulfate d’alumine chauffé avec un excès d’acide sulfurique ne se dissout plus ensuite que difficilement. On accélère la dissolution en ajoutant 10 à 15 centimètres cubes d’acide chlorhydrique à la liqueur, qui devient jaune foncé s’il y a du fer dans l’argile analysée.

L’action de l’eau étant épuisée, on décante, et on jette sur un filtre la silice demeurée insoluble. On la lave avec de l’eau froide et on réunit la liqueur et toutes les eaux de lavage dans un grand ballon où on les fait bouillir. L'acide titanique se précipite sous la forme d’une poudre blanche, et au bout d’une heure on le dépose sur un filtre où on le lave pour ensuite le sécher et le peser; c’est la seule manière de séparer l’acide titanique d’une solution acide de telle façon qu’il puisse être filtré et lavé, assez difficilement d’ailleurs.

AlHiniue. — Fer. — Alcalis. — La dissolution filtrée renferme encore :

Sulfate d’alumine.

Sulfate de fer.

Sulfates alcalins.

On l’évapore à sec, on calcine dans un moufle pour chasser les dernières traces

d’acide sulfurique, où bien on 'chauffe à la lampe jusqu’à ce que la matière présente un poids constant. On favorise beaucoup la décomposition des sulfates en leur ajoutant un morceau de carbonate d’ammoniaque qui prend l’état sphéroïdal et se volatilise lentement. La masse étant refroidie, on la traite par l’eau qui enlève les sulfates alcalins et laisse l’alumine et l’oxyde de fer qu’on lave, sèche et pèse; on fait ensuite la séparation des deux oxydes comme nous l’avons indiqué (p. 272).

Les sulfates alcalins sont évaporés, calcinés au rouge et pesés. On les redissout alors dans l’eau, on ajoute un excès de chlorure de platine, on évapore à sec et on reprend par l’alcool absolu qui laisse insolubles le chlorure double de platine et de potassium et le sulfate de soude; ce résidu est traité par l’eau qui ne laisse plus que le chloroplatinate de potassium, dont le poids sert à déterminer la quantité de potasse; on en déduit la soude par différence.

Pyrite. — Les argiles peuvent contenir de la pyrite, et dans ce cas elles sont généralement bleuâtres. Pour la reconnaître, ce qui est très important au point de vue des applications, on traite l’argile par de l’acide hypochloreux, elle se décolore, la matière organique s’oxydant, et la pyrite se dissout. On ne trouve ordinairement que du sulfate de fer dans la liqueur filtrée, car l’acide hypochloreux ne dissout que difficilement les sels de chaux. On dose l’acide sulfurique à l’état de sulfate de baryte dans la liqueur rendue acide par l’acide nitrique, et on calcule le fer correspondant à l’acide sulfurique; on peut aussi, comme vérification, évaporer la liqueur à sec, chauffer le résidu vers 200 degrés, puis reprendre par l’eau qui dissout le nitrate de baryte et laisse l’oxyde de fer qu’on peut laver et peser.

Vanadium. — Les matières argileuses contiennent quelquefois du vanadium. La meilleure manière d’en constater la présence consiste à fondre l’argile dans un creuset de fer avec trois fois son poids de soude caustique à laquelle il est bon d’ajouter 15 à 20 centièmes d’un nitrate alcalin. On obtient ainsi une matière fondue souvent colorée en vert par un peu de manganèse; on la reprend par l’eau qui laisse un silico-aluminate de potasse et de soude; on verse quelques gouttes d’alcool dans la dissolution alcaline et on chauffe; tout le manganèse se précipite à l’état d’oxyde rouge. Enfin on décantent on fait passer un courant d’acide sulfhydrique dans la liqueur qui, si elle contient du vanadium, devient d’un rouge vineux analogue à celui du permanganate de potasse.

On décompose alors le sulfure de sodium par la quantité d’acide chlorhydrique juste nécessaire, et il est bon de mettre a part une partie de la liqueur sulfureuse pour saturer l’acide chlorhydrique dans le cas où l’on en aurait ajouté trop, puis on abandonne la liqueur à elle-même jusqu’à ce qu’il n’y ait plus d’hydrogène sulfuré. Il se précipite un sulfure hrun de vanadium qu’on sèche et qu’on grille à température peu élevée dans une capsule de porcelaine tarée; le sulfure se change en acide vanadique qui fond et que l’on pèse. Cette recherche du vanadium doit se faire sur 100 grammes au moins de matière.

Celte méthode est applicable en général à la recherche des matières qui colorentles minéraux et qui proviennent habituellement d’acides métalliques capables

de donner avec les sulfures alcalins des sulfo-sels solubles et fortement colorés. En opérant de cette manière on constate facilement dans le rutile la présence du vanadium et du molybdène.

Fei“. — Le kaolin renferme assez souvent du fer ; le procédé suivant est applicable à sa recherche et convient également au dosage de ce métal dans d’autres substances alumineuses, comme les aluns, dont la valeur industrielle varie avec la quantité plus ou moins grande de fer qui les souille.

Ce métal est toujours à lîn état tel qu’il peut être dissous par les acides. Ou fait donc bouillir les matières à analyser avec de l’acide chlorhydrique pur et on ajoute du tartrate d'ammoniaque en quantité proportionnelle à l’alumine et au fer sur lesquels on veut agir; ce sel empêche leur précipitation par l’ammoniaque, de sorte que si l’on ajoute à la liqueur acide ou neutre un excès de ce réactif, rien ne se précipite. On chauffe alors, on verse goutte à goutte une dissolution très étendue de sulfure de sodium qui précipite du sulfure de fer, et on en ajoute jusqu’à ce qu’en faisant bouillir la liqueur l’addition d’une goutte de réactif cesse de produire une coloration verte. Pour évaluer la quantité de fer ainsi précipité, on pourrait filtrer, laver le sulfure avec du sulfhydrate d’ammoniaque, calciner et peser, mais on préfère en général opérer avec une dissolution titrée de sulfure de sodium; cette méthode est plus rapide, mais elle ne s’applique qu’à la recherche de petites quantités de fer.

Préparation du tartrate d'ammoniaque. — Il est clair que le tartrate d’ammoniaque employé doit être exempt de fer. Pour le préparer tel, on fait dissoudre de la crème de tartre dans de l’ammoniaque, on ajoute un peu d’acide .sulfhydrique et on fiiit bouillir: le fer et le tartrate de chaux se précipitent. En filtrant et faisant cristalliser, on obtient un tartrate double de potasse et d’ammoniaque qui peut remplacer celui d’ammoniaque. Toutefois il est préférable de saturer d’ammoniaque de l’acide tartrique pur, de faire bouillir avec de l’acide sulfhydrique et de faire cristalliser.

Titrage d'une solution de sulfure de sodium. — Pour déterminer le titre d’une dissolution de sulfure de sodium, on dissout dans l’acide chlorhydrique un gramme de fer (petites pointes de Paris), on verse dans la dissolution du tartrate d’ammoniaque et de l’ammoniaque, puis, goutte à goutte, la dissolution de sulfure de sodium à titrer jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de dépôt de sulfure de fer; le nombre de divisions de la burette employé donne la valeur en fer de chacune des divisions. En général, on fait en sorte qu’un centimètre cube précipite I centigramme de fer.

La plupart du temps il suffit de quelques gouttes de ce liquide pour précipiter le fer d’un échantillon d’alun raffiné ou de kaolin.

Détermination des formes sons lesquelles se trouve l’acide silicique. — La méthode précédente fait connaître la silice totale d’une argile, mais il est très important de savoir combien il y a de silice com-

binée et combien de silice libre. Enfin pour celte dernière il est avantageux de connaître la quantité qui est à l’état anhydre (sable quartzeux) et celle qui est à l’état d’hydrate.

Voici comment on peut répondre a ces difiérentes questions:

On chauffe, pendant 10 à 12 heures, 1 à 2 grammes d’argile séchée à l’air, avec de l’acide sulfurique concentré et en excès. Quand l’attaque est terminée, on chauffe davantage pour chasser la presque totalité de l’acide sulfurique; on reprend par de l’eau qui laisse toute la silice insoluble, et on lave à plusieurs reprises le résidu qu’on dépose humide dans une capsule de platine.

On le traite alors par du carbonate de soude bouillant, on décante sur un filtre et on recommence le traitement; toute la silice gélatineuse se dissout et le sable quartzeux reste ; on le dépose sur le filtre, on le lave à l’eau légèrement chlorhydrique, puis à l’eau pure, on calcine et on pèse; enfin on dose la silice dans la liqueur par le procédé ordinaire. La somme des deux poids trouvé.-î doit reproduire le poids de silice totale, si le sable est formé de silice pure; si elle donne un nombre plus fort, c’est qu’une partie du sable est constituée par des silicates demeurés inattaqués par l’acide sulfurique.

Pour trouver le poids de la silice qui existe sous la forme d’hydrate, on fait bouillir 2 à 3 grammes d’argile séchée à l’air avec du carbonate de soude; cr renouvelant le traitement un certain nombre de fois, on dissout complètement celte silice qu’on dose ensuite dans la liqueur obtenue. On trouve toujours iia résultat trop fort, le sable et les silicates n’étant pas inaltérables par les dissolutions de carbonates alcalins.