Notice sur les travaux scientifiques, 1863-1890

Pour satisfaire, au moins en partie, aux conditions qui rendent les synthèses minérales utilisables dans les spéculations des géologues, j’ai réalisé simultanément ou successivement la reproduction d’espèces minéralogiques associées dans un même gisement et renfermant toutes un élément commun, l’acide titanique.

J’ai multiplié les procédés chimiques au moyen desquels on transforme l’acide titanique libre ou combine en minéraux véritables. J’ai

classé et comparé ces procédés; les plus intéressants sont ceux qui, ea utilisant les réactions présumées de la nature, n’emploient comme réactifs que les substances les plus répandues. Je me suis servi de préférence, pour minéraliser cet acide et transformer les minéraux titaniferes les uns dans les autres, des substances communes des gites métallifères et des émanations volcaniques. Le fluorure de calcium, l’acide chlorhydrique et la vapeur d’eau suffisent pour préparer toutes les variétés connues des espèces minérales appartenant à la famille des titanides. Dans mes recherches synthétiques sur ce groupe de minéraux (comme généralement dans tous mes essais de minéralisation), j’ai tiré parti de l’étude des cristaux préparés dans des conditions très différentes de celles qui ont présidé à leur formation dans les roches ou dans les filons; car c’est en s’écartant volontairement des conditions de la production naturelle que l’on peut obtenir des données réellement nouvelles sur la structure intime des cristaux et multiplier le nombre des corps polymorphes.

Reproduction du rutile.

J’ai préparé artificiellement les variétés les plus remarquables du rutile à l’aide de l’acide chlorhydrique, que l’on sait exister dans les fumerolles à l’état sec et à l’état humide. '

H. Sainte-Claire Deville ayant prouvé que cet hydracide transforme à haute température l’acide titanique amorphe en petits cristaux quadratiques, je n’ai eu qu’à varier les conditions accessoires qui président à la formation du chlorure de titane et à sa décomposition par la vapeur d’eau pour reproduire des cristaux mesurables appartenant aux variétés suivantes ;

i° Le rutile aciculaire, identique à celui qu’on rencontre engagé dans le quartz hyalin ; ce rutile est obtenu à volonté en cristaux jaunes ou bleus;

2 0 Le rutile laminaire, tel qu’on le rencontre à New-Jersey;

3“ La sagénite de Saussure.

l’Oural. Les trois variétés artificielles possèdent la densité caractéristique de l’acide titanique trimétrique.

Reproduction de l'anatase.

Le fluorure de titane, quel que soit le procédé employé pour le préparer, est décomposé par l’eau en vapeur, et le produit fixe obtenu est l’acide titanique. J’ai démontré que cette décomposition, qui fournit tantôt des cristaux de rutile, tantôt des cristaux de brookite, peut également donner des cristaux de titane anatase. Lorsque le mélange des vapeurs se fait dans un tube de platine maintenu à 8oo° environ, l’acide titanique formé, chimiquement pur, a la densité de l’anatase et la forme caractéristique de cette espèce.

En faisant passer de l’acide chlorhydrique chargé de vapeurs de fluorure de titane sur une argile très fissurée et incomplètement desséchée, qu’on porte lentement à la température de 8oo°, on obtient, d’après mes expériences, des octaèdres isolés ou réunis en druse dans les anfractuosités du bloc d’argile. La dimension et la perfection de forme des cristaux ainsi obtenus montrent, d’une façon saisissante, . qu’on peut reproduire par la voie sèche les espèces minérales avec une fidélité qui ne laisse rien à désirer. La lenteur de l’accroissement des cristaux est le seul obstacle invincible à la préparation d’échantillons de collection. La formation de l’anatase aux dépens du fluorure titanique dans les fissures de l’argile présente peut-être le plus remarquable exemple du parti qu’on peut tirer de l’emploi des agents minéralisateurs gazeux; car les cristaux obtenus dans ces conditions rappellent, vus à la loupe, les beaux échantillons du Saint-Gothard.

On obtient d’ailleurs à volonté l’anatase en cristaux bleus ou en cristaux incolores.

La nature de l’anatase a été fort discutée par les minéralogistes. Berzelius, tout en donnant l’anatase comme une troisième forme de l’acide titanique, émit l’opinion que ce minéral pouvait être une épigénie d’oxyde bleu de titane. La synthèse de l’anatase incolore, réalisée dans un gaz oxydant, établit que le titane y existe, dès que ce

corps prend l’état solide, à son plus haut degré d’oxydation, et que la coloration bleue ordinaire à ce minéral tient à la réduction facile de l’acide titanique au moment où il prend cette forme.

Nous avons constaté récemment, M. Perrey et moi, que l’acide titanique amorphe chauffé à 6oo°, dans un courant lent d’acide chlorhydrique possédant une pression supérieure à 2 *"", subit une volatilisation apparente qui donne de petits cristaux d’anatase.

Reproduction du sphëne et de la greenorite.

J’ai constaté que l’acide titanique amorphe, chauffé au rouge avec de la silice et du chlorure de calcium (produit de la décomposition du spath fluor par l’acide chlorhydrique), se minéralisé très rapidement, et qu’il se forme un silicotitanate de chaux identique avec l’espèce naturelle appelée sphène.

L’acide titanique cristallisé ne résiste pas non plus à l’action dù ce réactif : le rutile est rongé, et des cristaux de silicotitanate, quelquefois très nets et très brillants, s’y incrustent en grand nombre. J’ai préparé la greenovite en ajoutant au mélange minéralisateur un peu de chlorure de manganèse.

Enfin, en opérant au contact du charbon et dans une amosphère réductrice, j’ai obtenu un sphène coloré en violet améthyste par le sesquioxyde de titane.

Reproduction de la perowskile.

La vapeur d’eau détruit le sphène contenu dans du chlorure de calcium en fusion et détermine la formation d’un nouveau minéral, de constitution plus simple, le titanate de chaux, connu sous le nom de

Après avoir obtenu cette espèce minérale comme produit de la décomposition du sphène, j’ai dû chercher ù la produire en l’absence de

la silice, pour éliminer cette matière étrangère à sa constitution, qui, pouvant être entraînée lors de là cristallisation, jouait peut-être un rôle dans les anomalies optiques communes aux cristaux naturels et artificiels. Le chlorure de calcium, additionné d’une quantité suffisante de chaux vive, attaque l’acidc titanique au rouge vif et, après refroidissement, l’oxychlorure de calcium contient du titanate de chaux. Une chauffe rapide fournit des cristaux de perowskite très petits, mais d’une parfaite homogénéité. Il est facile de les nourrir en prolongeant la durée de l’expérience, mais ils sont alors striés, fragiles, et ceux mêmes qui ont conservé une enveloppe régulière, examinés dans la lumière polarisée, présentent des plages rectangulaires juxtaposées, diversement colorées, comme les cristaux naturels de cette espèce.