CARACTÈRES CHIMIQUES

Ces caractères résultent de l’action chimique de différents corps sur la substance dont on cherche à découvrir la nature. Les agents dont on se sert le plus ordinairement sont le calorique l 'eau, les acides, les alcalis, quelques sels, et dilférentes teintures vég'étales.

Action «lu calorique.

On essaie les corps par le moyen du calorique, soit en les projetant sur uu charbon allumé, soit en les chauffant dans un tube de verre, soit en les exposant à la flamme du chalumeau.

La simple projection sur un charbon allumé peut faire connaître la nature de plusieurs corps : ainsi le nitrate de potasse fuse, c’est-à-dire qu’il se fond et s’étend sur les charbons, en faisant brûler avec éclat tous les points du combustible qu’il touche.

Le chlorure de sodium, obtenu par évaporation d’une solution aqueuse, décrépite sur les charbons, tandis que les cristaux de sel gemme n’en éprouvent aucune altération.

Le sulfate de chaux hydraté cristallisé (gypse ou sélénite) s'exfolie et devient opaque. Le sulfate de chaux anhydre conserve sa forme et sa transparence.

Le soufre brûle avec une flamme bleuâtre en dégageant une odeur d’acide sulfureux.

e sulfure d'antimoine donne lieu aux mômes résultats, et p>’0en outre un cercle blanc d’oxyde d’antimoine, e sulfure d’arsenic développe à la fois l’odeur irritante de l’acide sulfureux et l’odeur alliacée de l’arsenic. La volatilisation est complète.

• On chauffe dans un tube de verre les substances

volatiles, on dans lesquelles on suppose la présence de principes volatils. Tels sont les sulfures d’arsenic et de mercure, qui se subliment sans altération et j complètement lorsqu’ils sont purs. L 'argile et le sul¬

fate de chaux hydraté, Voxyde ferrique et l 'oxyde manganique hydratés, dégagent de Veau dont il est facile de déterminer la proportion, en la condensant et la pesant dans un petit récipient adapté au tube ou à la petite cornue qui contient l’hydrate.

Les corps qui ne sont pas susceptibles d’ôtre altérés par le calorique par l’un des moyens précédents, sont essayés au chalumeau ( fig . 62). Cet instrument se compose d’un tube de verre, ou mieux de métal d'une seule pièce, ou composé de plusieurs parties emboîtantes, dont l’une forme une petite chambre intermédiaire destinée à condenser l’eau de l’air insufflé. Il est ouvert aux deux bouts : on souffle avec la bouche par l’extrémité la plus ouverte, et l’on dirige l’autre, qui n’est percée que d’un trèspetit trou, vers la flamme d’une chandelle ou d’une lampe à huile, que l’on darde par ce moyen sur un très-petit fragment du corps soumis à l’essai. Ce corps est fixé à l’extrémité d’une petite pince de platine, ou contenu dans une petite cuiller du même métal, ou posé sur une toute petite coupelle composée avec parties égales d’os calcinés à blanc et de terre à porcelaine, ou enfin est placé au fond d’une \ cavité creusée dans un charbon.

L’emploi du chalumeau demande

■ - !s|Mfr L H beaucoup d’habitude, d’abord pour

. souffler longtemps, également, et sans

discontinuer ; ensuite, pour tirer à Fi.-, os. — chalumeau. volonté du môme instrument des ef¬

fets d’oxydation ou de réduction tout à fait opposés, mais qui sont, il faut le dire, assez difficiles à obtenir d’une manière nette et tranchée.

Pour souffler sans interruption, il suffit de remplir de temps en temps la poitrine, en aspirant l'air par le nez, et pendant ce

temps de continuer à expulser l’air contenu*dans la bouche par

le seul effet des muscles des joues.

Pour opérer à volonté des effets de réduction ou d’oxydation, il faut remarquer que la flamme d'une chandelle se compose de trois flammes partielles [fig. 63) : 1° d une flamme bleue inférieure AA dont la température est peu élevée ; 2° d’une flamme intérieure BC allongée, nébuleuse ou obscure, où la température est plus élevée, mais qui contient encore des gaz combustibles non brûlés; 3° d’une flamme extérieure DE allongée, blanche et trèséclairante, où s’opère l’entière combustion du char- Fig. 63. — Flamme d'une chandelle. bon. C’est Vers l’extrémité

de celle flamme que se trouve le point de la plus forte chaleur.

Si donc, lorsque la combustion est rendue plus active cl plUs complète par le chalumeau, on présente un métal oxydable ù. l’extrémité E' de la flamme extérieure, où les principes combustibles sont entièrement brûlés , et où rien ne préserve le métal de l’action de l’air, il y aura oxydation; mais si l’on porte l’oxyde jusque dans la flamme obscure intérieure, il sera réduit. Ces résultats peuvent facilement être obtenus plusieurs fois, alternativement, avec le plomb et le cuivre ; moins facilement avec l’étain.

'oiei quelques autres résultats qui peuvent être obtenus à l’aide du chalumeau.

Prenez un fragment d’un minerai quelconque de cuivre; réduiscz lc en poudre trôs-tine dans un mortier d’agate, et mélangez-le avec une certaine quantité de carbonate de soude sec. Humectez le mélange avec une petite goutte d’eau, placez-le dans le creux d’un charbon et chauliez graduellement, au feu <Je réduction, jusqu’à ce que le mélange fondu ait été entièrement absorbé par le charbon. Si tout n’est pas disparu, on ajoute un peu de carbonate de soude et l’on chauffe de nouveau, jusqu*^ ce que tout soit absorbé. Alors, le charbon étant éteint, ou enlève avec un couteau toute la partie qui sc trojve imprégnée du mélange fondu, clou la broie avec de l’eau, dans le mortier d’agate. Ou laisse reposer ; on décante l’eau, qui entraîne avec elle la soude et le charbon et laisse la substance métallique. On

recommence le broiement et le lavage jusqu’à ce que le métal reste seul sous la forme de particules rouges du plus bel éclat métallique. Cet essai fait découvrir les moindres quantités de cuivre dans un minerai, et peut également servir pour le bismuth, l’étain,'le plomb, le nickel et le fer. Il est inutile pour l’or et l’argent, qui se réduisent facilement sans addition, à l’état d’un bouton métallique fixe et malléable.

Le borax purifié et fondu peut servir à reconnaître un certain nombre d’oxydes métalliques, en formant avec eux des verres diversement colorés, et dont la couleur varie avec leur degré d’oxydation, et par conséquent avec l'espèce de flamme à laquelle l’essai se trouve soumis.

Ainsi, une parcelle presque imperceptible d 'oxyde de manganèse étani triturée avec du borax fondu, placée sur une petite coupelle d’os et d’argile, et chauffée au feu d’oxydation, produit un verre transparent d’une belle couleur améthyste. Ce verre devient incolore au feu de réduction.

Un fragment de cobalt gris (sulfo-arséniure de cobalt) ou de cobalt arsenical, étant grillé d’abord à la flamme oxydante, pulvérisé avecdu borax et fondu sur une petite" coupelle, forme un verre transparent d’une magnifique couleur bleue.

L 'oxyde de chrome et les chromâtes colorent le borax en vert d’émeraude ; les oxydes d’urane , en jaune verdâtre, qui devient d’un vert sale au feu de réduction ; Y oxyde et les sels de cuivre, en un beau vert: ce verre vert devient incolore au feu de réduction, et reste tel tant qu’il est fondu ; mais il prend une couleur rouge et devient opaque en se refroidissant.

Le peroxyde de fer, fondu avec le borax au feu d’oxydation, forme un verre d’un rouge sombre, qui pâlit et devient jaunâtre en refroidissant. Au feu de réduction, le verre prend la couleur verte des sels de protoxyde de fer. On peut en général accélérer les différentes réductions qui viennent d’être indiquées et les rendre plus tranchées, en introduisant dans le verre fondu une petite parcelle d’étain.

Action de l’eau.

L’eau dissout très-facilement quelques minéraux, tels que le sulfate de fer, le nitrate de potasse, le chlorure de sodium ; quelquefois elle les dissout très-diflicilement et en petite quantité : exemple, le sulfate de chaux ; d’autres fois encore elle ne les dissout pas du tout, comme le carbonate de chaux, le carbonate de baryte, les sulfates de baryte et de strontiane et beaucoup d’autres.

Action îles ariiles.

Les acides agissent sur les minéraux de plusieurs manières différentes ; mais c’est surtout l’acide nitrique qui est d’un usage très-fréquent.

Tantôt il est tout à fait sans action, comme sur l’or, 1 eplatine, le quartz , le sulfate de baryte.

Tantôt il les dissout sans effervescence, comme les phosphates de chaux et de plomb.

D’autres fois il les dissout avec effervescence d’acide carbonique : exemples, les carbonates de chaux et de magnésie; mais non le carbonate de baryte naturel, qui ne s’y dissout qu’après avoir été désagrégé par la calcination ou la pulvérisation. Quelques métaux natifs ou oxydulésse dissolvent dans l’acide nitrique avec une effervescence de gaz nitreux qui devient rutilant au contact de l’air; tels sont le mercure, l 'argent, le cuivre, le bismuth natif et le cuivre oxydulé.

Du reste, les actions chimiques qui .servent à distinguer les minéraux sont tellement variées et propres à chacun, qu il n’est guère possible de les énoncer d’une manière générale, et qu’il faut les renvoyer à leur histoire particulière.

[L’histoire d’un minéral ne serait pas complète si on n’indiquait, à côté de ses caractères, la position qu’il occupe dans les couches terrestres. Les particularités du gisement des espèces seront exposées dans l’étude spéciale de chacune d’elles ; mais nous devons, pour être bien compris, donner ici quelques notions générales sur les terrains et expliquer un certain nombre de termes que nous aurons souvent à employer.

Les minéraux affectent dans la nature deux manières d’être : tantôt ils forment de grandes masses, entrant comme éléments dans l’écorce terrestre, et auxquelles on donne le nom de roches ; tantôt ils sont disséminés au milieu de ces masses et ne peuvent être regardes que comme un accident dans la constitution de notre globe.

Les roches sont simples, formées d’une seule espèce minéralogique, ou composées de plusieurs minéraux associés ensemble. On les distingue ainsi par la nature minéralogique, et les combinaisons diverses des éléments qui les constituent. Mais elles diffèrent aussi par leur origine et par l’époque de leur formation.

Les unes paraissent avoir subi une fusion ignée ou du moins avoir été amenées à un certain état de ramollissement par l’action de la chaleur centrale du globe combinée avec celle de l’eau et d’une forte pression. Elles ont une structure cristalline ou vitreuse, sont massives, sans couches régulières, et ne renferment pas de débris organiques. On leur a donné le nom de roches ignées, plutoniques ou massiues. Elles constituent la base ou le support des terrains dont se compose la croûte terrestre, et ont en outre apparu à toutes les époques, soit en masses presque solides, soit en pâte à demi fondue, soit à l’état de fusion complète. Les laves volcaniques actuelles appartiennent à ce groupe.

D’auLres roches portent le nom de roches aqueuses, neptuniennes, ou sédimentaires. Elles sont en couches étendues et régulières, formées de malières compactes ou terreuses, et renferment des fossiles ou débris organiques provenant des plantes ou des animaux qui vivaient à l’époque de leur formation.

Enfin un certain nombre de roches paraissent avoir été formées primitivement par voie aqueuse, mais s’être modifiées ou altérées sous l’influence de la chaleur, combinée avec celle des sources, minérales, gazeuses ou liquides. Ce sont les roches métamorphiques.

Toutes ces roches forment, par leurs associations, des groupes auxquels on a donné le nom de terrains, et que les géologues ont classés, d’après leur âge relatif, en un certain nombre de périodes.

Nous allons les indiquer ici :

Au-dessus de terrains massifs ( granit , syénite, protogyne, etc.), qui servent de support, se trouvent, étagés de bas en haut :

1° Les terrains primitifs ou terrains des schistes cristallins (gneiss, micaschistes, schistes talqueux, phyllades), qu’on regarde comme des' terrains métaiùorphiques. C’est dans ces couches et dans les terrains massifs sur lesquels elles s’appuient, que se sont sublimés ou condensés la plupart des substances métalliques et beaucoup de composés siliceux {tourmaline, topaze, hyacinthe, améthyste, cristal de roche). A ces terrains sont quelquefois subordonnés des bancs de calcaires salins et saccharoïdes.

2“ Les terrains de transition. Ce sont les premiers terrains de la série des couches fossilifères : on y rencontre des débris de zoophytes, de mollusques et même de poissons, et comine fossiles particulièrement caractéristiques des trilobites (genre éteint de crustacés). Ils donnent, entre autres produits utiles, des ardoises, des pierres à rasoirs, des pierres à aiguiser, des marbres colorés, enfin des masses considérables de combustibles charbonneux, connus sous le nom d 'anthracite et de houille.

Les divers étages de ces terrains de transition ont été désignés

sous les noms de : terrains cambrien ou çumbrien, silurien, dévonien, calcaire carbonifère, houilher.

3“ Les terrains secondaires. Ils sont caractérisés par la présence de bélemnites et A’ ammonites (genres éteints de mollusques céphalopodes) et contiennent des ossements de sauriens gigantesques (i ichthijosawres , plésiosaures, ptérodactyles, etc.). On y distingue le terrain pénéen, riche en minéraux de cuivre ; les terrains de trias, auxquels se rattachent de nombreux dépôts de gypse et de sel gemme ; les terrains jurassiques subdivisés en deux systèmes : le système du lias et le système oolithique; enfin les terrains crétacés, contenant les couches de la craie blanche.

4° Les terrains tertiaires. Ils renferment de nombreux débris de mammifères et d’oiseaux, et des .coquilles appartenant aux espèces actuellement vivantes. On les divise en terrains tertiaires inférieurs, très-développés aux environs de Paris et y donnant le gypse et la pierre meulière ; terrains tertiaires moyens et tertiaires supérieurs.

5° Les terrains de transport ou diluviens. Ils n’offrent plus les ca-ractères de sédiments déposés tranquillement au sein des eaux, •mais plutôt de dépôts irréguliers, résultant d’un transport brusqUe et plus ou moins violent. C’est dans les débris ainsi arrachés aux autres terrains que se trouvent en abondance des minéraux. de grand prix (or, platine, diamant, pierres précieuses).

Ces terrains de transport nous conduisent jusqu’à la période des alluvions modernes et à l’époque actuelle (1).]

Si l’on s’en rapportait aux opinions émises dans un grand nombre d’ouvrages, on devrait distinguer plosieurs écoles ou plusieurs systèmes de classifications minéralogiques, les premières étant fondées uniquement sur les caractères extérieurs les secondes se trouvant établies à la fois sur la composition chimique et sur les caractères physiques, enfin d’autres reposant uniquement sur la composition chimique ; mais, en réalité, toutes ces classifications sont fondées principalement sur la nature chimique des minéraux, autant qu elle a pu être connue de leurs auteurs ; et la classification d’Avicenne, par exemple, que l’on donne comme un exemple d’une classification fondée uniquement sur les caractères extérieurs, et qui divisait les minéraux en pierres, sels, bitumes et métaux, était une classification chimique telle qu'Avicenne pouvait la faire, et tout aussi chimique (1) Voyez Contejean, Éléments de géologie et de paléontologie. Paris, 187^

1 vol. in-8° avec 40 7 fig.

CLASSIFICATION DES MINÉRAUX, que celles de Werner, d’Hausmann, de Haüy, de Beudant, de Brongniart, et que les deux de Berzelius. Seulement la chimie venait éclairer de plus en plus la vraie nature des minéraux, et leur classification en devenait plus parfaite. C’est donc, à mon avis, la meilleure classification chimique qui sera la meilleure base de la classification minéralogique. Or, en comparant les classifications chimiques les plus récemment publiées, je persiste dans l’opinion que la meilleure est celle qui range tous les corps simples en une série fondée, autant que possible, sur leur caractère électro-chimique, et séparée en genres naturels par un ensemble de propriétés communes à chaque groupe partiel.

Mais il se présente ici une assez grande difficulté à résoudre : étant donnée la série électro-chimique des corps simples, est-il préférable de fonder les familles sur les éléments les plus électronégatifs, comme en chimie, et de comprendre dans chaque famille les composés d'un même corps négatif, par exemple Y oxygène, avec tous ceux qui sont plus positifs que lui ( soufre , carbone, fer, cuivre , etc.) ; ou bien faut-il faire le contraire ?

Jusque dans ces dernières années, la plupart des minéralogistes, Haüy, Brongniart, et Berzelius (1), avaient disposé les minéraux de cette dernière manière ; c’est-à-dire, par exemple, que le fer , métal positif, formait une famille dans, laquelle se trouvaient rangés d’abord le fer natif, puis tous les composés naturels du fer avec les corps électro-négatifs, tels que Voxygène, le soufre, Y arsenic ; enfin les com posés. A' oxydes de fer (éléments positifs des combinaisons) avec les acides sulfurique, carbonique, phosphoriqve, etc. Mais, en 1825, Berzelius a publié une méthode tout opposée, se fondant surtout sur ce qu’un grand nombre de bases oxydées, composées d’un même nombre d’atomes élémentaires, peuvent se remplacer dans les minéraux, sans en changer la forme cristalline, ni d’autres principales propriétés, de sorte que l’analogie naturelle demande le rapprochement de ces composés salins qui, dans l’autre méthode, se trouvent dispersés dans autant de familles différentes (2). Malgré l’autorité d’un si grand nom, et malgré celle de Beudant, qui a publié un système de mi-

(1) Berzelius, Système de minéralogie. Paris, 1819.

(2) Ainsi que je l’ai déjà dit, on nomme isomorphes les corps qui peuvent ainsi se substituer dans les combinaisons, sans en changer le système de cristallisation. Ainsi l'acide phosphorique P2Os et l’acide arsenique As-Os sont isomorphes et forment des sels presque semblables, et qui se mélangent dans la nature sans aucun rapport fixe. Pareillement la chaux, la magnésie, l'oxyde de zinc et les protoxydes de fer et de manganèse, tous formés suivant la formule RO, nous offrent des sels dont la cristallisation est presque identique, et que l’on trouve très-souvent mélangés. Il en est de môme de l’alumine et des sesquioxydes de fer, de cobalt et de manganèse, dont la formule générale est RiO’ ; R représentant le radical métallique, et O l’oxygène.

néralogie en partie fondé sur le même principe (I), je pense que, pour la minéralogie appliquée, il est préférable déranger les corps d’après leur radical cuivre, fer, plomb, zinc, etc., parce que, en effet, c’est presque toujours le radical qui donne aux minéraux l’importance dont ils jouissent, et qui détermine leur mode d’ex-' ploitation et leurs applications industrielles.

La méthode que nous suivrons est donc calquée sur celle que Berzelius a publiée en 1819, et que MM. Girardin et Lecoq ont adoptée (2). C’est-k-dire que nous commencerons par les corps les plus électro- négatifs, ou par les métalloïdes, tels que le soufre, le carbone, le bore et le silicium. Puis viendront les mé = taux électro-négatifs, comme l 'arsenic, l’antimoine, l 'or, le platine, etc.; et à la fin se trouveront placés les métaux les plus électro-positifs, tels que le fer, le manganèse, Y aluminium, le magnésium, lecalciwn, le strontium, le baryum, lesodium, elle potassium.

Chacun de ces corps sera le type ou le fondement d’une famille qui sera composée, outre le corps lui-même, de ses composés naturels avec les corps plus électro-négatifs que lui. Ainsi la famille du soufre sera formée du soufre natif,

De Y acide sulfureux (gaz des volcans),

De l’acide sulfurique (lacs acides).

Le bore n’existe pas à l’état natif, et ne se trouve qu’à l’état d’acide borique ; la famille du bore ne comprendra donc qu’une seule espèce, l’acide borique. Quant au borate de soude, dans lequel l’acide borique est négatif par rapport à la soude, ou le bore par rapport au sodium, c’est évidemment dans la famille du sodium que ce sel devra être rangé.

La famille de l’arsenic comprendra quatre espèces :

Arsenic natif,

Arsenic sulfuré rouge ou rèalgar.

Arsenic sulfuré jaune ou orpiment,

Arsenic oxydé ou acide arsénieux.

Tandis que 1 ’arséniate de cobalt fera partie des composés cobaltiques ; ainsi des autres.

Ampère est le premier qui ait tenté d’établir une classification naturelle des corps simples fondée à la fois sur leurs rapports électriques et sur l’ensemble de leurs propriétés chimiques. J’ai fait subir à celte classification plusieurs modifications nécessaires (3). Aujourd’hui je fais éprouver à celte classification

(1) Beudant, Traité élémentaire de minéralogie. Paris, 1830, 2 vol. in-8°. — Cours élémentaire <T histoire naturelle. Minéralogie. Paris, 1812, in-12.

(2) Girardin et Lecoq, Éléments de minéralogie , 1826.

(3) N E Henry et Guibourt, Pharmacopée raisonnée ou Traité de pharmacie pratique et théorique, 3“ édit. Paris, i84T, in-8».

un nouveau changement qui consiste à retirer les chromides d’entre les borides et les platinides, quels que soient les rapports qui les rapprochent de ces deux genres de corps, pour les placer entre les cassilérides et les sidérides auxquelles ils s’unissent, d’une part par le tantale et le titane, et de l’autre par le chrome et l’urane. Mais alors le zinc, et le cadmium qui le suit nécessairement, ne peuvent plus rester avec l'étain, et doivent descendre jusqu’au magnésium, avec lequel le zinc offre de trèsgrands rapports naturels.

Je n’admets pas que le fluoré doive quitter le chlore pour passer avec le soufre, ni que le bismuth doive être séparé du plomb pour aller joindre l’antimoine et l’arsenic. Je laisse l’hydrogène avec le carbone, quelles que soient les différences qu’ils présentent dans leurs composés, à cause de leur origine commune, de leur combustibilité à peu près égale et de leur union constante dans les corps minéraux dérivés d’origine organique. En prenant cette classifleation ainsi modifiée pour base de la classification minéralogique, il me restera deux observations à faire. La première est qu’il n’y a pas autant de familles minéralogiques que de corps simples : d’abord parce que l 'oxygène, qui est le premier de tous, n’existe libre que dans l’air atmosphérique, et qu’il ne peut se combiner à aucun autre corps plus électro négatif que lui môme ; ensuite parce que les quatre corps qui le suivent ( fluoré , chlore , brome, iode) ne se trouvent ni libres ni combinés entre eux, ou à l’oxygène, de sorte que tous leurs composés naturels se trouvent compris dans les familles suivantes, à la suite du corps électro-positif qui leur sert de radical.

Nous devrions donc commencer les familles minéralogiques au soufre, au sélénium et au tellure; viendraient ensuite l'arsenic et V antimoine ; puis le carbone, le bore, et le silicium ; enfin les métaux proprement dits. Mais voici en quoi consiste ma seconde Observation : c’est que, pour éloigner le moins possible le tellure, l’arsenic et l'antimoine des métaux, avec lesquels ils présentent de grands rapports physiques; enfin pour mettre hors de ligne l’acide silicique qui ne ressemble à lien qu’à lui-même, ou à l’acide borique, et qui est incomparablement à tons les autres corps le plus abondant de la croûte solide du globe, je suis d’avis de commencer les familles minéralogiques par celles du silicium, du bore et du carbone; puis viendront celles du soufre, du sélénium, du tellure, de l'arsenic et de l’antimoine; enfin celles formées par les métaux proprement dits. Voici le tableau de celte classification :

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