DE GAZ OU DE VAPEUR

C'est à M. Manross que sont dues les premières synthèses par double décomposition ignée entre des corps fondus. Sa méthode, fructueuse entre ses propres mains, a fourni beaucoup de résultats aussi à ses continuateurs.

En fondant un mélange de sulfate de potasse et de chlorure de* plomb, M. Manross a obtenu un culot, d*où un lessivage à Teaui bouillante sépare des cristaux d'anglésite ou plomb sulfaté*. Ei> remplaçant le chlorure de plomb par le chlorure de baryum ou par le chlorure de strontiane, on prépare de même la barytine ou la célestine. Le même chimiste a obtenu des cristaux orthorhom-

* Annalen der Chem, und Pharm.y t. LXXXII, p. 348, 1852.

biques de karsténite identiques à ceux de la nature en fondant dans un creuset fermé un mélange de chlorure de calcium et de sulfate de potasse. Le résultat a encore été de la karsténite quand M. Manross a lessivé le culot produit par la fusion d'un mélange de chlorure de calcium, de sulfate de magnésie et de borax.

Un intéressant sulfure de ruthénium découvert par Wohler dans les sables platinifères et désigné sous le nom de laurite a été obtenu en octaèdres réguliers et en cubes par H. Sainte-Claire Deville et Débraya Leur méthode, extrêmement simple, consiste à fondre au rouge vif un mélange de 1 partie de ruthénium métallique avec 10 parties de sulfure de fer et une partie de borax. Un lavage à Tacide chlorhydrique dissout l'excès de sulfure de fer et laisse à l'état de pureté le minéral recherché.

La fusion d'un mélange à équivalents égaux de chromate de potasse et de chlorure de )domb a fourni à M. Manross' la reproduction de la crocoïse.

Au cours de ses belles expériences de synthèse par l'évaporation lente et dissolvante, Ebelmen a constaté plusieurs fois la production de cristaux de platine très brillants sous la forme de dodécaèdres réguliers groupés à la façon des cristaux de cuivre natif.

Pour expliquer leur formation, Tauteur admet que les alcalis fondus sur les feuilles de platine sont entrés dans la constitution d'un platinate que le sable siliceux sur lequel était placée la capsule a ensuite décomposé. Le platine éliminé lentement s'est alors constitué en cristaux déterminables ^.

L'évidence des actions métamorphiques, d'où dérivent les minéraux si connus des minéralogistes comme caractérisant les blocs rocheux empâtés dans les laves de la Somma au Vésuve , a amené M. Bourgeois ^ à essayer les effets d'une méthode qui consiste à immerger des fragments calcaires dans le verre obtenu parla fusion des roches volcaniques ou du mélange de leurs éléments.

Ainsi, des morceaux de marbre furent projetés dans du basalte amené à l'état de fusion ignée; après dégagement de l'excès d'acide

' Bulletin de la Société française de Minéralogie, t. II, p. 185, 1879.

* Ann, der Chem. and Pharm., t. LXXXII, p. 348.

' Recueil des travaux scientifiques de M. Ebelmen, t. I, p. 210, 1855*

* Annales de physique et de chimie, t. XIX, et Thèse, 1883.

carbonique, le recuit fut réalisé avec les dispositifs n^ 2 ou n"" 3 de MM. Fouqué etLévy (v. plus haut p. 156) et continué pendant un ou deux jours.

Tandis que la plupart des essais n'ont ainsi procuré que des cristallites d'augite, de péridot, de labrador et d'anorthite, une expérience où les proportions de chaux ajoutée étaient particulièrement favorables ainsi que les circonstances de recuit, a donné lieu à des cristaux bien nets de pyroxène, inattaquables aux acides» d'une belle nuance jaune d'or en lames minces. A ce pyroxène étaient asso* ciésde longs prismes un peu arborisés, polarisant à la façon de la néphéb'ne, mais offrant des sections carrées constamment éteintes, signe caractéristique de la gehlénite.

L'auteur a de même examiné le résultat de Tintroduction de fragments calcaires dans un verre de labrador obtenu artificielle^ ment. Les produits sont alors assez variables suivant la température du recuit. Généralement on voit de beaux microlithes d'anorthite s'isoler dans une matière vitreuse ; souvent au milieu de ces microlithes feldspathiques apparaît, en petites quantités, un corps biaxe à polarisation énergique que M. Bourgeois se croit autorisé à considérer comme delà méïonite, laquelle, comme on sait, appartient à rintéressante famille des wernérites.

Dans une autre série d'expériences, le même auteur ' a montré que plusieurs carbonates peuvent être reproduits sous forme cristalline sans qu*il soit nécessaire de recourir à la pression. Il s'est basé sur le fait bien connu que ces carbonates, tels que ceux de baryte et de strontiane, résistent, sinon absolument au moins fort longtemps, à l'action de la chaleur seule, même à la température du rouge blanc. « Il était donc extrêmement probable, dit-il. quoique aucune expérience n'eût été faite dans ce sens, que ces deux carbonates pourraient être reproduits sous forme cristalline, en appliquant la méthode de double décomposition par voie sèche, inaugurée par Manross et qui depuis a été mise à profit dans un grand nombre de synthèses minéralogiques. »

Dans une première expérience, on a chauffé un équivalent de carbonate de soude ou de potasse avec un équivalent de chlorure

Thèse, 1883.

de baryum : ja fusion s^est effecluée tranquillement au rouge, sans la moindre effervescence, et la masse est restée parfaitement limpide, ce qui doit conduire à admettre que le carbonate de baryte, fort peu fusible comme on sait, ne s'est pas encore constitué. La synthèse de ce corps ne peut donc se produire qu'au cours du refroidissement. Celui-ci est conduit avec lenteur et la masse, qui se trouble peu à peu par Tapparition d'un vrai précipité, a été reprise par Teau qui s est chargée de chlorure de sodium ou de potassium, laissant une poussière blanche entièrement constituée par le carbonate barytique. Au microscope ce carbonate dont Torigine, point fort important, ne peut être rapportée au moment où Teau intervient, mais date du refroidissement de la masse fondue, se présente avec des formes arborisées plus ou moins développées.

M. de Marigny * réalise la reproduction artificielle de la galène en soumettant à la fusion, sous une couche de borax, un mélange de litharge, de pyrite de fer et de silice.

Le protosulfure de cobalt, récemment dé'couvert dans un gisement des Indes orientales, a été reproduit en cristaux prismatiques ayant Tallure de ceux de la millérite par la fusion, dans un creuset, d'un mélange de sulfate de cobalt, de sulfure de baryum •et de chlorure de sodium '.

Par la fusion d'un mélange d'oxyde de cadmium, de sulfure de baryum et de chlorure de calcium, MM. Henri Sainte-Claire Aeville et Troost ont obtenu ' un culot blanc renfermant des ^géodes toutes tapissées de petits cristaux hexagonaux de greenockite ou cadmium sulfuré.

§ II. — DOUBLES DÉCOMPOSITIONS DE VOIE SÈCHE AVEC INTERVENTION DE GAZ OU DE VAPEUR

On a vu dans les chapitres précédents les gaz et les vapeurs intervenir dans un très grand nombre de synthèses. Nous avons dû

' Comptes rendus, t. LVIII, p. 967, 1863.

* Hjortdhal, Comptes rendtis, t. LXV, p. 75, 1861.

^ Comptes rendus, t. LU, p. 920, 1861.

réserver pour le présent chapitre le cas où deux gaz composés réagissent lun sur Tautre, pour donner un minéral cristallisé, et le cas où un gaz composé agit sur un composé solide ou fondu pour amener le même résultat.

Comme M. Sidot Ta constaté ' Toxyde de cadmium chauffé au rouge blanc dans la vapeur de soufre procure des cristallisations très remarquables de greenockite ou sulfure de cadmium. Celuici est dû sans doute à la dissociation de Toxyde, dont les deux éléments s^unissent séparément au soufre pour donner de l'acide sulfureux et le sulfure désiré.

Du calcaire soumis à des vapeurs chlorurées et magnésiennes a procuré à Durocher une reproduction de la dolomie.

La rhodonite et la téphroïte ont été simultanément obtenues par M. Gorgeu' en traitant le chlorure de manganèse fondu et mélangé avec de la silice, par un courant de vapeur d'eau amenée par de l'acide carbonique ou mieux par de l'hydrogène.

En maintenant fondu pendant une demi^heure au rouge cerise, au sein d'un courant d'air humide, un mélange de silice (1 gramme), de chlorure de calcium (15 grammes) et de sel marin (3 grammes), on obtient un mélange de chlorure en excès, de silicates, chlorure de calcium en petite quantité, de grains ronds de tridymite et surtout de longs prismes de woUastonite.

L'addition de la magnésie dans le mélange primitif détermine la production du pyroxène. En présence d'argile, il se fait des grenats grossulaires.

En faisant passer à haute température de la vapeur de perchlorure de phosphore sur de la chaux caustique contenue dans un tube de porcelaine, M. Daubrée a observé une incandescence très vive : le résidu fondu abandonne à l'eau de la chaux et du chlorure de calcium et il s'isole des prismes hexagonaux ayant la forme et la composition de l'apatite'.

Le chlorure de zinc amené sur de la chaux dans un tube forte*

' Comptes rendus, t. LXII, p. 909, 1866.

* Bull. Soc. Miner., t. X, p. 264, 1887.

' Comptes rendus f U XXXII, p. 625, 1851.

ment chauffé a fourni au même expérimentateur une reproduction de la zincite^

La vapeur d'eau agissant au rouge sur le chlorure de nickel a fourni à MM. Dupont et Perrière des cristaux octaédriques et cubiques de Toxyde de nickel, connu dans la nature sous le nom de bunsénite. Par la substitution du chlorure de zinc au chlorure de nickel, les auteurs ont obtenu de même la zincite ou oxyde zinc en prismes hexagonaux d'un jaune verdàtre et parfaitement ti*ansparents ; le chlorure de magnésium a également fourni Toxyde correspondant, c'est-à-dire la périclase en octaèdres et en cubo-octaèdres incolores*.

Du chlorure d'argent étant porté au rouge dans un tube de porcelaine, Durocher ^ le soumet à un courant où les vapeurs du chlorure d'antimoine étaient mélangées à Thydrogène sulfuré : le produit a consisté en une cristallisation microscopiqtie d'argyry^ throse ou suif o-an timon iure d'argent.

L'auteur a varié l'expérience sans modifier le résultat, en faisant agir l'hydrogène sulfuré, soit sur un mélange de chlorure d'ai^ent et d'oxyde d'antimoine, soit sur un mélange de ce dernier oxyde et d'argent métallique.

En remplaçant le chlorure d'antimoine par le chlorure d'arsenic^ on produit de la proustite.

Rammelsberg a fait connaître une intéressante production de pyrite cristallisée par le pseudomorphe du fer oxydulé ou du fer oligiste, soumis à l'action d'un courant d'hydrogène sulfuré à des températures comprises entre 100 degrés et le rouge sombre*. Cette méthode est certainement susceptible d'applications nombreuses.

Debray*^ a réalisé la synthèse de la molybdénite en soumettant le mélange d'im molybdate avec de la chaux vive à l'action d'un courant d'acide chlorhydrique mélangé à de l'acide sulfhydrique. Le produit est cristallisé en grandes lames hexagonales.

Pour préparer la bismuthine artificielle, M. Ad. Carnot sou-

* Comptes rendus, t. XXIX, p. 227, 1849.

* Travaux du laboratoire de M. Frémy, 1881.

* Comptes rendus^ t. XXXII, p. 824, 1851.

* Journal fur praktische Chemie, t. LXXXVIII, p. 266, 1862.

* Bulletin de la Société chimique, t. V, p. 40i.

met, dans un tube chaufle au rouge naissant, un oxyde ou un sulfure précipité de bismuth à l'action de l'hydrogène sulfuré*. La substitution des composés de l'antimoine à ceux du bismuth détermine la cristallisation de la stibine; avec les composés du manganèse on produit l'alabandine.

Durocher * obtient de la galène en petits cristaux cubiques brillants et d'un gris d'acier en faisant réagir, dans un tube chauQé

au rouge, l'hydrogène sulfuré sur le sulfate ou sûr le chlorure de plomb.

L'hydrogène sulfuré passant au rouge sombre sur un sel, un oxyde ou un sulfure précipité d'argent, détermine la cristallisation de Targyrose, ainsi que M. Ad. Carnot s'en est assuré '• La substitution du plomb à l'argent procure la galène.

Un sulfure d'argent ayant la consistance cornée, la densité et la composition de l'argyrose a été obtenu par Durocher * en soumettant le chlorure d'argent à un courant d'acide sulfhydrique. Ce produit ne présente aucune trace de cristallisation, mais le fait tient évidemment à la température, qui dépasse celle de la fusion du chlorure et il y aurait lieu de recommencer l'expérience à un degré thermométrique moins élevé.

Traité de la même façon, le bichlorure de mercure ou sublimé corrosif a donné à l'auteur de jolis cristaux brun rouge de cinabre,

La haussmannite a été obtenue par M. Gorgeu ^ à Taide de chlorure de manganèse maintenu fondu au rouge cerise clair dans une atmosphère à la fois oxydante et chargée de vapeur d'eau. Dans un pareil milieu, il se produit, sous l'influence de l'eau, de l'acide chlorhydrique qui se dégage continuellement, du protoxyde de manganèse aussitôt suroxydé par l'air, et un dépôt d'oxyde rouge sous forme de cristaux octaédriques nets et brillants.

C'est en chauffant jusqu'au rouge cerise, au sein d'un courant d'hydrogène chargé de vapeur aqueuse, un mélange de 10 à 15 par-

• FouQUB et Michel Lkvy, Synthèse des minéraux et des roches^ p. 319.

• Comptes rendus, t. XXXII, p. 823, 1851.

• FouQUB et MicHKL Lkvy, Synthèse des minéraux et des roches, p. 315.

• Comptes rendus, t. XXXII, p. 825, 1851.

• Bull. Soc, Miner., t. VI, p. 136, 1883; et Comptes rendus, UXLVl, p. 1144,1883.

tîes de protochlorure de fer et une partie de silice ou de sable pulvérisé que M. Gorgeu ' produit, en moins d'un quart d'heure, un silicate de fer bien cristallisé ayant tous les caractères de la fayalite.

Le mélange à équivalents égaux de chlorure ferreux et de chlorure manganeux produit, avec la silice, un silicate neutre dont la composition présente de l'analogie avec celle de la knébélite.

Un procédé imaginé par Durocher • consiste à faire arriver dans un tube de verre chauffé de iOO degrés au rouge sombre, des courants de gaz et de vapeur métalliques (ordinairement des chlorures, mais quelquefois aussi d'autres composés). L'auteur a obtenu ainsi de très beaux cristaux des divers minéraux contenus dans des gîtes métalliques.

Une série de sulfures ont été obtenus par ce chimiste en faisant réagir l'hydrogène sulfuré sur des chlorures volatils, au sein d'un tube de porcelaine convenablement chauffé.

Il est d'ailleurs des cas où des cristallisations se produisent pai' réaction des gaz sur des substances se trouvant non seulement à l'état de vapeur, mais aussi sous forme liquide ou solide et, quelquefois, on peut obtenir la même espèce sous plusieurs formes secondaires.

Dans son Mémoire, Durocher insiste sur la ressemblance de ses produits avec les substances naturelles. « Ils offrent, dit-il, la même couleur, le même éclat; leurs caractères sont tellement semblables que souvent on pourrait les confondre : ils adhèrent à la surface du verre ou sur des fragments de quartz placés à dessein , de même que les minéraux adhèrent aux gangues ou aux roches encaissantes. »

La plupart des substances dont il s'agit sont cristallisées. Leur formation a lieu à des températures généralement peu élevées, dans des conditions très simples et ordinairement sans nécessiter de pression : l'hydrogène sulfuré, qui ne décompose point les dissolutions de fer, de zinc, etc., change très facilement en

> Bull. Soc. Miner., t. VIT, p. 61, 1884.

* Comptes rendus, t. XXXII, p. 823, 1854.

AVEC INTERVENTlOiN DE GAZ OU DE VAPEUR 235

sulfures les chlorures de ces métaux, lorsqu'ils sont à Tétat de vapeur.

C'est ainsi qu'on obtient sans peine la blende et la pyrite de fer : la première en tétraèdres ordinairement modifiés, translucides, d'un vert clair et gris jaunâtre, comme la blende pure ; la seconde offre des teintes diverses, jaune, brune, bronzée, mais elle contient moins de soufre que le bisulfure naturel, aussi est-elle douée de magnétisme et les cristaux se rapportent-ils à la forme hexaédrique de la pyrrhotine (Fe 'S*).

Parmi les autres sulfures qu'il a obtenus, Durocher cite la galène en lames cubiques dont nous avons déjà parlé, le sulfure de cuivre en tables hexagonales, le sulfure d'argent, le sulfure.de bismuth et le sulfure d'antimoine ; il mentionne des cristaux de ce dernier (en prisme rhomboïdal modifié) de plus de 5"^ de longueur sur 0°*",5 de largeur et qu'il est presque impossible de distinguer du sulfure naturel (stibine), tant est grande leur similitude.

L'auteur, en faisant intervenir à la fois plusieurs courants de vapeur, a pu produire des sulfures multiples contenant de l'antimoine et de l'arsenic, tels que le cuivre gris antimonifère sous forme tétraédrique et des composés sulfarséniés et sulfanlimoniés dargent.

C'est dans le même travail que l'habile expérimentateur annonce la production, sous forme de cristaux, d'autres composés que les sulfures: ainsi des métaux natifs tels que l'antimoine (en prismes hexagonaux), l'arsenic, le plomb, l'argent, etc., ou bien ces corps unis sous forme de combinaisons binaires, comme le cobalt arsenical (en hexaèdres). Des oxydes ont aussi été obtenus et particulièrement le fer oxydulé en beaux octaèdres et le fer oligiste.

Le procédé a procuré également des sulfates, celui de baryte, par exemple, et des carbonates, tels que le fer spathique en prismes à six faces, demi-transparents, d'un gris clair et comme le minéral naturel, ne faisant effervescence qu'à chaud avec les acides.

c On voit, dit Durocher en terminant, que par la réaction des courants de gaz et de vapeurs, on peut produire artificiellement beaucoup de minéraux naturels appartenant aux principales familles... Si l'on considère que, dans les émanations volcaniques, se trouvent compris non seulement de l'hydrogène sulfuré, mais aussi des va-

peurs de chlorures métalliques^ defer, de cuivre, de plomb, etc., il est incontestable que des produits naturels ont dû être engen^ dréspardes réactions analogues à celles que je viens d'exposer... Les observations géologiques concordent avec les recherches chimiques pour montrer que très probablement la majeure partie des gîtes métalliques est le résultatde dépôts produits soit par des courants de vapeur, soit par des dissolutions thermominérales. >

Henri Sainte-Claire Deville et Caron ont réalisé une série de synthèses du plus haut intérêt en faisant réagir les vapeurs de Tacide borique sur celles des fluorures métalliques >. Un grand creuset brasqué d'alumine reçoit un creuset beaucoup plus petit qui reste ouvert e.t qui contient de Tacide borique ; entre les deux le fluorure est disposé* Les cristaux vont se constituer sous le couvercle du grand creuset.

Ainsi se sont produits le corindon, coloré ou non par un peu de chrome, la magnétite, la zircone, le rutile, la gahnite et la cymophane. Cette dernière espèce est le plus beau produit de ces expériences.

Le fer natif carburé du Groenland peut être imité par un procédé fondé également sur les réactions mutuelles des vapeurs. D consiste à provoquer la réduction du chlorure métallique, non plus par Fhydrogène, mais par Toxyde de carbone.

M. fiautefeuille a réalisé la synthèse du rutile et de Tanatase par la réaction mutuelle de vapeurs convenablement choisies*.

L'auteur a obtenu Tacide titaniquo en cristaux mesurables, en décomposant incomplètement au rouge vif, par Tacide chlorhydrique, du titanate de potasse mélangé à du chlorure de potassium. Le mélange, contenu dans une grande nacelle de platine, est chauffé dans un tube en terre réfractaire au milieu d'un courant d'acide chlorhydrique chargé d'une grande quantité d'air sec. L'addition de l'air à l'acide chlorhydrique favorise le développement régulier et l'isolement des cristaux, en ralentissant la décomposition du titanate alcalin. Après le refroidissement, on trouve dans la nacelle de platine une matière bien fondue, qui, en se

' Comptes rendus, t. XLVII, p. 716, 1857.

' Annales de chimie et de physique, 4* série, t. IV, p. 129, 1865.

dissolvant dans Tean chargée d*acide chlorhydrique, abandonne de Tacide titaniquc.

Li^acide titanique de cette opération, mis en liberté et modifié par Tacide chlorhydrique, cristallise en prismes accolés les uns aux autres, d'un beau jaune et assez volumineux pour que Ton puisse mesurer quelques angles au goniomètre de WoUaston.Tous les cristaux mesurés ont offert une zone caractéristique des huit faces, présentant les angles de 135 degrés des faces verticales d'^un prisme à base carrée. La densité do ces cristaux grossièrement pulvérisés est 4,3. La forme cristalline et la densité les identifient avec ceux du rutile.

C^est en décomposant le fluorure titanique par la vapeur d'eau à une température comprise entre celle de la volatilisation du cadmium et celle de la volatilisation du zinc, que Fauteur a produit des cristaux d'acide titanique rappelant, par le grand développement des faces du prisme rhombique, les cristaux des mines de Miask, dans les monts Ourals.

Il a préparé le fluorure titanique nécessaire à Texpérience en décomposant au rouge par Tacide chlorhydrique le fluotitanate de potasse ; le fluorure titanique, n'étant pas retenu par le chlorure de potassium, se mêle avec Tacide fluorhydrique à Tacide chlorhydrique employé en excès.

Le chlorure de titane mélangé à Tacide fluorhydrique donne les mêmes produits de décomposition parTeauque le fluorure titanique, seulement les cristaux sont moins nets.

Ceci posé, on place du fluorure de potassium fondu dans une nacelle de platine et l'on sature de vapeur de bichlorure de titane le courant d'acide chlorhydrique qui passe sur la nacelle. Lorsque l'appareil est chauffé, quelques charbons suffisent pour déterminer la transformation du fluorure alcalin en chlorure. Enfin, on remplace le courant d'hydrogène sec par de Thydrogène humide, dès que Ton constate la présence du fluorure de siliciure dans les gaz qui sortent. On arrête l'opération aussitôt que tout le fluorure alcalin est décomposé.

L*anatase peut être reproduite, avec une perfection de forme très remarquable, en décomposant le fluorure de titane par la vapeur d'eau à une température peu élevée.

Le fluorure titanique est réduit par Thydrogèiie à l'état de sesquifluorure, lorsqu'on fait passer ces deux gaz dans un tube de platine chauffé au rouge. Le sesquifluorure forme dans le tube un enduit violet et amorphe donnant, lorsqu'on le chauffe à Tair, des vapeurs abondantes de fluorure titanique. On voit, au milieu de cet enduit violet, des faces triangulaires ou rectangulaires d'anatase offrant par réflexion une belle couleur bleu violet rappelant tout à fait la couleur de certains cristaux du Saint-Gothard. On ne peut douter ici que le sesquifluorure ne soit la cause de la nuance violette des cristaux.

En décomposant au rouge le fluorure d'étain par la vapeur d*eau, Henri Sainte-Glaire Deville et Caron ont déterminé la cristallisation de la cassitérite <.

La synthèse du fer oligiste obtenue par Gay-Lussac par la réaction mutuelle de la vapeur d*eau et de la vapeur du perchlorure de fer constitue le vrai type d'innombrables expériences qui ont fourni des résultats considérables.

Elle est très remarquable par la conformité des conditions qu'elle met en œuvre, avec les circonstances révélées par Tétude géologique des gisements du minéral à reproduire. Aussi a-t-elie été imitée et variée de maintes façons.

C'est, comme nous l'avons déjà vu, durant sa visite au Vésuve que Gay-Lussac , frappé de la coexistence dans les fissures des laves de l'oligiste cristallisé et des vapeurs chlorhydrique et aqueuse, conçut le dispositif qui lui réussit si bien : un tube de porcelaine chauffé représente la crevasse volcanique, et, comme dans celle-ci, la vapeur d'eau et le chlorure métallique se rencontrent et réagissent Tun sur l'autre. La réaction est exprimée par cette égalité :

Fc» C/' + 3 HO = Fe* 03 -f 3 H C/

et les lamelles artificielles d'oligistes reproduisent dans tous leurs détails les spécimens rapportés du volcan.

M. Daubrée a appliqué le résultat de Gay-Lussac à la production artiGcielle de la cassitérite' et la synthèse ainsi obtenue est,

> Comptes rendus, t. XLVI, p. 734, 1858.

' Annales des Mines, 3" série, t. XX, p. 65, 1841.

connue la première, aussi satisfaisante au point de vue géologique pur qu*à celui de la cristallographie.

De son côté, M. Stanislas Meunier a répété l'expérience de Gay- Lussac sur le chlorure d'aluminium, et il a obtenu des lamelles hexagonales Iransparentesayant toutes les propriétés du corindon ^ Lie même expérimentateur a pensé à faire intervenir, dans les réactions mutuelles des vapeurs, la très violente température résultant de la combustion des métaux très oxydables et spécialement du magnésium. Il a ainsi obtenu des résultats qui ont avec les minéraux météoritiques de très intimes analogies ^.

Il faut noter, avant tout, que l'examen des météorites des types les plus fréquents, lucéile, atimalite^ etc., démontre que ces roches se sont produites tout autrement que par voie de fusion.

II n'est pas besoin de rappeler ici comment M. Daubrée a mis en évidence les effets désorganisateurs de la fusion sur les types les plus variés de pierres tombées du ciel; mais on relira avec intérêt cette remarque du savant géologue : « La température élevée produite dans le laboratoire a amené, dit-il, la formation de silicates en cristaux nets et volumineux, tels qu'on n'en rencontre jamais dans les météorites. Il est, en effet, extrêmement digne de remarque que les substances silicatées qui composent les météorites du type commun y soient toujours à l'état de cristaux très petits et essentiellement confus malgré leur extrême tendanoe à cristalliser. S'il était permis de chercher quelque analogie autour de nous, nous dirions que les cristaux obtenus par la fusion des météorites rappellent les longues aiguilles de glace que l'eau liquide forme en se congelant, tandis que la structure à grains fins des météorites naturelles du type commun ressemble plutôt à celle du givre ou de la neige formée, comme on le sait, par le passage immédiat de la vapeur d'eau atmosphérique à l'état solide '. »

C'est d'après ces considérations que M. Stanislas Meunier a cherché à reproduire, suivant l'heureuse expression qui vient d'être rappelée, une sorte de givre dont la substance fut, non pas

* Comptes rendus^ l. XC, p. 701, 1880.

* Stanislas Mbunier, Savants étrangers, t. XVII, 405.

* Etudes synthétiques de géologie expéri^nentaUj p. 583, 1879.

de l'eau, mais du bisilicate de magnésie. Le succès l'a mis en présence du premier cas de production artificielle d'un silicate anhydre en présence de la vapeur d'eau à la pression ordinaire.

La disposition de l'expérience, qui ne pouvait avoir d'intérêt qu'autant qu'elle reproduirait des conditions naturelles, a été inspirée par des considérations faisant partie du domaine de la géologie comparée et d'après lesquelles il est logique de supposer que, soumis à un refroidissement suffisant, le mélange des vapeurs qui constituent les protubérances solaires donnerait naissance, entre autres produits, à des silicates magnésiens.

C'est cette idée, toute risquée qu'elle puisse sembler tout d'abord, quiaétésoumise à l'expérience, et, ne pouvant emprunter au soleil une partie de sa photosphère, l'auteur a cherché à faire de celle-ci une imitation aussi parfaite que possible pour le but spé-

cial qui était en vue. En d'autres termes, on a mis en présence, à une température convenable, la vapeur d'eau, la vapeur de magnésium et la vapeur de chlorure de silicium.

Dans la pratique, le magnésium, en fils ou en rubans, est placé vers le milieu d'un tube de porcelaine disposé dans ua fourneau (fig. 4). L'une des extrémités du tube est en rapport avec une cornue oCi bout de l'eau; à l'autre extrémité débouche le tube abducteur d'un petit ballon renfermant du chlorure de silicium

chauffe au bain-marie. On ménage, bien entendu, dans Tun des bouchons, une issue pour les produits volatils.

A peine le tube est-il parvenu au rouge gue la réaction suivante s*établit :

Mg -f Si -f 3 HO = Si 0*, MgO + 2 HQ + H

Pyrosènc magiiMiea.

Il faut remarquer que les choses n'ont pas tout à fait dans la réalité cette simplicité théorique : il se fait toujours de la silice farineuse par la réaction du chlorure de silicium sur Teau et un peu de magnésie par la réaction de Teau sur le métal. Mais ces dépôts accessoires sont localisés et très faciles à isoler : ils ne masquent pas le phénomène principal.

Quand l'opération est bien conduite , le pyroxène magnésien se dépose en abondance et se présente sous la forme d'une poudre blanche d'aspect analogue à la silice elle-même. Examinée au microscope, elle offre des caractères auxquels on ne saurait se tromper : elle est entièrement cristallisée en prismes, en général non terminés, éminemment clivables et très actifs sur la lumière polarisée. Les cristaux sont précisément « très petits et essentiellement confus », comme ceux des météorites décrits plus haut, et ils affectent entre eux les mômes groupements. Par exemple, il est très fréquent de les rencontrer sous formes de rayonnements autour d'un point, absolument comme les agglomérations d'aiguilles pyroxéniques si répandues dans les météorites les plus ordinaires.

Un autre trait d'identité réside dans les fissures qui traversent en tous sens les cristaux dont il s'agit, qu'ils appartiennent à des météorites naturelles ou qu'ils sortent du tube de porcelaine : et ce caractère de fendillement, offert, comme on sait, à un haut degré par nos roches trachytiques, est fort éloquent relativement aux conditions d'origine des roches qui le présentent. Le fendillement est accompagné d'innombrables inclusions dont la nature n'a pu être déterminée et qui rappellent complètement celles que M. Sorby a signalées .dans les météorites.

Exceptionnellement, les cristaux artificiels ont un volume uu peu plus gros, plus de limpidité, moins de fissures, une netteté

SYNTHÈSE EN MINéRALOGIE. i6

242 MÉTHODES DE DOUBLE DËGOMPOSmON DE VOIE SÈCHE

plus parfaite d*arètes; on ne saurait alors les distinguer de la variété remarquable que M. Stanislas Meunier a découverte il y a plus de vingt ans dans la météorite de Deesa et décrite sous le nom de victorite^. M. Des Cloizeaux Ta soumise alors à une étude cristallographique complète.

Bien que les procédés d'analyse minéralogique, ou immédiate, des roches laissent encore beaucoup à désirer, il n'en est pas moins démontré que la plupart des météorites primitives contiennent une petite quantité de silicates à base d'alumine. Il était donc intéressant de chercher si la méthode qui vient d'être décrite est propre à imiter ces derniers minéraux. Le résultat offrira, d'ailleurs, des applications à l'histoire des météorites d'autres types (eukrite, etc.) et à celle de maintes roches terrestres.

M. Stanislas Meunier a donc soumis d'abord à une étude spéciale l'action simultanée, à la température rouge, de la vapeur d'eau et de la vapeur de chlorure de silicium sur l'aluminium métallique. Le résultat varie avec les conditions de l'expérience, avec la température et spécialement avec la vitesse des courants gazeux.

Si la vapeur de chlorure de silicium est prédominante, le produit principal bonsiste en silicium métallique, qui affecte deux formes principales suivant les points : tantôt il est en petites lamelles cristallines enchevêtrées de façon à donner lieu à des agglomérations qui ont la même forme générale que les grenailles d'aluminium fondues sur lesquelles elles se sont concrétées; tantôt il est en fines aiguilles simples ou groupées, pouvant atteindre des dimensions relativement considérables.

Si la vapeur d'eau est en excès, ce qui se dépose surtout, c'est un mélange d'alumine et de silice terreuses où il est parfois très difficile de trouver le moindre vestige d'une substance cristallisée.

Au contraire, lorsque les deux courants gazeux sont de vitesse et d'abondance relative, telles qu'ils puissent se mélanger dans toute la longueur du tube au contact de l'aluminium, alors le

^ Stanislas Meunier, Cosmos^ livraison du 21 ayril 1869.

microscope retrouve aisément dans la poudre grisâtre, déposée partout, des myriades d'aiguilles cristallisées, transparentes, enchevêtrées les unes dans les autres et actives sur la lumière polarisée. L'action dépolarisante de ces aiguilles est d'ailleurs faible, mais il faut attribuer cette circonstance à leurs dimensions exiguës, qu'on pourrait peut-être accroître par une disposition convenable de l'appareil.

Il est presque impossible de séparer ces cristaux de l'excès de matière étrangère (silicium, silice, alumine) avec lequel elles sont mélangées. Mais on rencontre des points où elles se sont produites seules et il devient dès lors aisé d'en déterminer la composition chimique. On y a trouvé (sur gr. 94) :

Silice 40.91

Alumine 58.02

C'est, comme on le voit, la composition de la sillimanite.

Ce qui précède montre que la reproduction de silicates alu milieux par la méthode qui nous occupe est beaucoup plus difficile et incertaine que celle des silicates magnésiens. Mais, contre toute attente, l'expérience devient au contraire très facile si on fait intervenir la potasse caustique au contact de l'aluminium. Dans ce cas, il se produit, en abondance extrême, des cristaux brunâtres, parfaitement nets, donnant à l'analyse :

Silice

Alumine

Potasse par difierence. . .

Tous ces caractères sont ceux de Tamphigène naturelle.

Les cristaux agissent sur la lumière polarisée ; leurs dimensions varient de 0"°»,003 à 0°»"»,012 de diamètre.

A une température peu différente, on a obtenu, en outre, des prismes maclés offrant les contours de cristaux feldspathiques* Jusqu'ici cette substance ne s'est pas présentée en quantité suffisante pour que son analyse ait été possible.

La substitution de la soude ou du chlorure de calcium à la

potasse a conduit à des résultats qui semblent analogues aux précédents.

Pour obtenir des aluminates par le procédé propre à fournir des silicates cristallisés, il suffit évidemment de substituer le chlorure d'aluminium au chlorure de silicium employé précédemment.

L'expérience a donc consisté & mettre en présence, dans un tube chauffé, le chlorure d'aluminium, la vapeur d'eau et le magnésium métallique. Le chlorure d'aluminium étant solide, il a paru commode de le placer à l'avance dans le tube de porcelaine, de telle sorte que les rubans de magnésium y fussent simplement enfouis. Dès que la température atteint le rouge, on laisse arriver la vapeur d'eau; on arrête quand Tacide chlorhydrique cesse de se dégager.

Le produit consiste en une substance blanche ayant conservé par place la forme des rubans métalliques et qui semble au premier abord tout à fait amorphe. Au microscope, on constate au contraire qu'elle est cristallisée pour la plus forte part

Les cristaux, groupés ordinairement en druses, sont absolument incolores. Ils consistent pour la plupart en octaèdres réguliers et en cubes. Us sont absolument inactifs sur la lumière polarisée. Leur dureté extrême et leur inaltérabilité absolue dans l'acide azotique bouillant, les identifîe, comme leur composition, avec le spinelle naturel. D ans certaines portions du tube, ils sont mélangés de périclase, ou magnésie cristallisée, attaquable dans de l'acide azotique et résultant sans doute de l'action, déjà étudiée, de l'acide chlorhydrique sur la magnésie. On y aperçoit aussi quelques grains de forme allongée, très actifs sur la lumière polarisée, et qui semblent être du corindon.

Ce résultat si net a naturellement engagé à tenter la synthèse de la gahnite ou spinelle zincifère, et pour cela le zinc prit simplement, dans l'expérience, la place du magnésium.

Toutefois, Taluminate de zinc ne se fit pas, et il parait légitime d'attribuer l'insuccès à la température trop peu élevée qui fut atteinte et qui ne détermina pas la volatilisation du métal. Celuici s'était réuni en une sorte de lingot et n'avait subi qu'une très faible oxydation.

Néanmoins la poudre blanche qui remplissait le tube se montra remplie d'une multitude de lamelles hexagonales d'une netteté et d^une régularité admirables et n'exerçant aucune action sur la lumière polarisée. Un premier essai ayant démontré que ces cristaux ne renferment point de zinc, il devint probable qu'ils étaient constitués par Talumine pure et représentaient, par conséquent, une imitation artificielle du corindon de la nature.

Pour s'en assurer, on soumit à l'action de la vapeur d'eau seule du chlorure d'aluminium placé dans un tube de porcelaine et chaufifé au rouge : c'était une simple variante de ces expériences célèbres qui ont donné l'oligiste à Gay-Lussac et la cassitérite à M. Daubrée, et cette manipulation si simple a fourni en abondance les lamelles hexagonales précédemment signalées, de sorte qu'il n'y a plus maintenant à douter de leur vraie nature.

La méthode de reproduction artificielle de^ silicates anhydres qui vient d'être exposée consiste, en résumé, à exposer le métal qu'on veut silicater à l'action simultanée de la température rouge, de la vapeur d'eau et de la vapeur de chlorure de silicium.

Ce mode opératoire présente évidemment l'intérêt particulier d*imiter des conditions réalisées lors de la formation naturelle des minéraux primitifs, dont nous avons des échantillons dans divers types de météorites, et qui paraissent être en voie actuelle d'élaboration dans la photosphère du soleil.

Parmi les divers silicates que cette expérience est susceptible de procurer, le bisilicate de magnésie, a été cité d'une manière spéciale, parce que c'est un des minéraux qui caractérisent les météorites que nous avons en vue.

Or, pour ce qui concerne l'enstatite, il restait à étudier la question importante de ses associations minéralogiques. Dans les météorites primitives, l'enstatite est, comme on sait, mélangée à des grenailles de fer nickelé et à des cristaux très imparfaits de péridot.

Quant aux grenailles métalliques, nous savons déjà que la même disposition expérimentale peut les produire. Nous avons insisté (voir plus haut page 207) sur l'imitation, par condensation de vapeurs, des alliages météoritiques de fer et de nickel, et sur leur dépôt à la surface des silicates magnésiens. Mais, pour

le péridot, il était indispensable d'instituer de nouvelles expériences.

M. Stanislas Meunier constata d'abord que le produit complexe retiré du tube varie avec la vitesse relative des courants gazeux réagissants, c'est-à-dire avec la perfection de leur mélange. Sans décrire tous les cas dont il a fait Tétude, on dira que Ton peut obtenir (outre Tenstatite, la silice et la magnésie libres, le silicium aciculaire, le siliciure de magnésium, et le chlorure de magnésium en aiguilles irisées) une quantité variable d'une substance attaquable, comme le péridot, par Tacide chlorhydrique bouillant, avec dépôt de silice gélatineuse et dissolution de magnésie.

En même temps, le produit complexe laisse voir au microscope la présence d'innombrables grains hyalins, très actifs sur la lumière polarisée, et qui, parfois cristallins, sont remarquables le plus souvent par leurs formes arrondies et leur extrême petitesse. Les plus gros dépassent rarement 0"'"',01, et, pour la plupart, ils atteignent à peine 0"™,004. Malgré leurs très faibles dimensions, on reconnaît qu'ils renferment fréquemment des inclusions gazeuses.

Dans certaines expériences, l'auteur a obtenu ce minéral péridotique presque seul, Tenstalite ne se montrant que de loin en loin.

En résumé, la méthode rappelée plus haut permet de produire un mélange pulvérulent d'enstatite et de péridot, affectant les mêmes [caractères que la poussière des météorites primitives. H suffirait de cimenter, avec du fer nickelé, les grains de cette poussière, et cela serait facile, pour que l'identité fût absolue avec la roche naturelle.

Cette nouvelle synthèsç permettrait, à défaut d'autres aliments, de comprendre l'unité d'origine de météorites fort nombreuses, appartenant à des types très différents les uns des autres.

Les plus complexes (dites souvent du type commun) comprennent ïaumalùCy la lucéite^ la chantonnite, la laigliie^ etc., et consistent en un mélange de grenailles métalliques, d'enstatite et de péridot. Un autre type, représenté par la météorite de Bishopville {chladnite) j n'admet dans sa substance que l'enstatite pure. Un

dernier, dont la pierre de Ghassigny est le meilleur exemple [chassignite)^ se compose, au contraire, presque exclusivement de péridot*

Les expériences dont on vient de parler font voir comment ces roches, si diverses à première vue, et auxquelles on peut ajouter la plupart des fers météoriques, ont pu se constituer dans des conditions fort analogues : les unes comme les autres se sont concrétées, en dehors de toute fusion, par condensation brusque des vapeurs.

Si, dans un tube de porcelaine chauCTé au rouge, on soumet à Thydrogëne pur et sec un mélange convenable^ de protochiure de fer et de sesquichlorure de chrome, on obtient, outre quelques produits accessoires, une matière métallique dont l'aspect est fort remarquable. Elle est d*un blanc d'argent très brillant, nettement magnétique, et résiste d'une manière extraordinaire aux acides, qui la débarrassent seulement des impuretés : non seulement elle est inaltérée & TébuUition, par lacide chlorhydrique et par Tacide azotique, dilués ou concentrés, mais l'eau régale n'a sur elle qu'une action très faible.

L'analyse montre dans cet alliage :

fAlculé pour Fe* Cr*

Fer 35.01 40

Chrome 64.80 60

Produit dans une nacelle de porcelaine, Talliage dont il s'agit, et qui est mêlé souvent d'oxyde vert de chrome et d'une fine poussière de fer métallique, se présente en masses tuberculeuses trè» irrégulières, éminemment cristallines. Une partie de la paroi interne du tube est tapissée d'une feuille continue de la môme matière, prenant, dans les régions où elle est le plus mince, la forme en dentelle d'une dendrite métallique.

* Dans les premiers essais, le mélange était de 72 parties de sesquichlorure de* chrome pour 28 de protochlorure de fer ; mais on a reconnu que ce dernier doit être en: très notable excès et Ton peut employer des poids égaux des deux chlorures. Il faut en effet contre-balancer la perte que provoque sa volatilisation relativement très facileet, d'un autre côté, la vapeur de fer métallique constitue une atmosphère réductriceéminemment favorable au succès de Texpérience.

On n'éprouve naturellement aucune difficulté pour déterminer la concrétion de Talliage entre des grains pierreux et dans leurs fissures ; le métal prend alors une allure analogue à celle des fers nickelés des météorites pierreuses. Dans des conditions convenables, il constitue en même temps, au contact des fragments litholdes, une sorte de rosée dont chaque gouttelette est un petit octaèdre qui, dans une coupe mince de Tensemble, pourrait sembler au microscope devoir être antérieure à la roche environnante.

Par lui-même cet alliage, qui résulte d'ailleurs, comme on voit, non d'une double décomposition, mais d'une précipitation, n'a aucun intérêt minéralogique. Mais il va nous procurer le moyen de reproduire le fer chromé dans des conditions remarquables.

En effet, une fois qu'on la produit, il suffît de le soumettre, dans un tube de porcelaine chauffé au rouge, à Faction de la vapeur d'eau pour loxyder d'une manière complète. Le produit est tout à fait noir, mais laisse sur le biscuit une trace brunâtre. On y voit nettement la présence d'un peu de fer oxydulé attirable et soluble dans l'acide chlorhydrique bouillant. Après ce traitement, il consiste en fer chromé pur, ne montrant que de rares vestiges de formes cristallines, mais ayant toutes les propriétés du minéral naturel, jouissant d'une densité de 4,48 et donnant à l'analyse, après l'attaque au carbonate de potasse :

Protoxydedefer 32.41

Sesquioxyde de chrome ... 68.06

En oxydant les échantillons, précédemment décrits, de grains de péridot cimentés par l'alliage, on constitue la chromite en association avec les minéraux qu'elle accompagne dans les dunites et dans bien d'autres roches terrestres.

Sans doute, c*est la première fois que la synthèse artificielle du fer chromé est obtenue par un semblable procédé ; mais il parait certain que la nature n'a pas opéré autrement pour produire les grains et les amas de chromite contenus dans les roches serpen-

tineuses. Voici, dans cette manière de voir, la série des phases traversées successivement par ces roches :

A Vorigine, des vapeurs, dont la constitution nous a occupé (voir ci-dessus page 241), ont donné naissance, par leur réaction mutuelle, à une sorte de givre formé de cristaux plus ou moins confus, de minéraux pyroxéniques et péridotiques. Ces grains, clans un deuxième temps, ont été reliés ensemble par des concrétions de substances variées, au premier rang desquelles figurent le fer natif et des alliages de fer et de chrome.

Poussées ensuite, par Teffort de réactions mécaniques, vers la surface aquifère du globe, les roches dont il s'agit, sauf de très rares exceptions, ont subi d'abord une combustion de tous leurs éléments métalliques : le fer natif est devenu le fer oxydulé; les alliages de fer nickelé se sont scindés en fer oxydulé et en oxyde de nickel soluble, incorporé plus tard à des hydrosilicates, comme en Nouvelle-Calédonie; les alliages de fer et de chrome, de leur côté, ont donné le fer chromé, conformément aux expériences précédentes.

Plus tard, enfin, le pyroxène et le péridot, cédant & Ténergie chimique des eaux d'infiltration, se sont transformés plus ou moins complètement en serpentine.