III. MÉTAUX TERREUX

Équivalent = 170,98.

§ 484. L'aluminium* est un des corps les plus répandus à la surface du globe; son oxyde, combiné à Tacide silicique et à une certaine quantité d'£au, forme les argiles. Le silicate d'alumine, combiné avec d'autres silicates, constitue des minérjaux nombreux, dont les plus importants sont le feldspath et le mica, qui entrent dans la constitution des granités, c'est-à-dire, des roches primitives qui forment toute la croûte intérieure du globe accessible à nos moyens d'observation. Le nom d'aluminium ^ donné à ce métal , lui vient de i'a/un, qui est un sulfate double d'alumine et de potasse, employé depuis longtemps dans les arts.

On prépare l'aluminium en décomposant par le potassium le chlorure d'aluminium anhydre. On opère d'ailleurs exactement comme pour le magnésium (§ 476). L'aluminium se présente sous la forme d'une poudre grise, qui prend sous le brunissoir un éclat métallique.

L'aluminium, chauffé au contact de l'air, prend feu. Il ne décompose pas l'eau à la température ordinaire; mais à 400** la décomposition est bien manifeste. Les acides étendus dissolvent l'aluminium avec dégagement d'hydrogène. Le même dégagement d'hydrogène a Heu quand oh traite l'aluminium par une dissolution de potasse ou de soude. Ainsi , Taluminium décompose l'eau en présence des acides, et en présence des bases énergiques. Cette circonstance tient à ce que ce corps joue, à la fois, le rôle d'acide et celui de

base.

Comblnatooii de ralamlnlain avec roxygène*

§ 485. On ne connaît qu'une Seule combinaison de l'aluminium avec l'oxygène : on l'obtient en précipitant une dissolution d'alun par un excès de carbonate d'ammoniaque. Le précipité gélatineux blanc doit éti e bien lavé à l'eau bouillante ; desséché et calciné , il donne de l'alumine anhydre. Ou obtient encore immédiatement l'alumine, en chauffant à une forte chaleur rouge l'alun ammoniacal; mais l'alumine, ainsi préparée, retient souvent un peu d'acide sulfurique L'alumine est une poudre blanche, insoluble dans l'eau. Lorsqu'elle n'a pas été chauffée au rouge, elle se dissout facilement dans une dissolution de potasse, de soude, de baryte et de stron-

* L'aluminium a été isolé pour la première fois par H. Wœbler.

tiane; elle se dissout aussi en petite quantité dans une dissolution concentrée d'ammoniaque. L'alumine joue, dans ce cas, le rôle d'un véritable acide, et Ton peut obtenir plusieurs aluminates à l'état cristallisé. Elle se dissout aussi dans les acides, et donne des sels qui ont toujours une forte réaction acide. L'alumine calcinée , au contraire, ne se dissout que difficilement dans la potasse et dans les acides. La combinaison de l'alumine avec les alcalis a lieu , dans tous les cas, à la chaleur rouge.

L'alumine se rencontre cristallisée dans la nature ; elle forme des minéraux qui présentent souvent de belles couleurs; on les emploie dans la bijouterie, comme pierres précieuses. On donne à ces minéraux des noms différents , suivant leur couleur. Ainsi , l'alumine naturelle, colorée en bleu, porte le nom de saphir; celle qui est colorée en rouge est appelée rubis. Ces couleurs sont dues à de très-petites quantités d'oxydes métalliques colorants. L'alumine incolore et transparente porte le nom de corindon hyalin. L'alumine naturelle a une densité considérable, qui s'élève à 3,9; c'est, après le diamant , la matière la plus dure. On s'en sert , à cause de cette propriété , pour polir les pierres précieuses et les glaces. On utilise à cet usage le corindon opaque , qui prend alors le nom d'emert.

L'alumine est infusible à la température de nos fourneaux ; mais elle fond au chalumeau à gaz oxygène et hydrogène, sous forme de globules incolores et transparents , qui prennent souvent en refroidissant une texture cristallinei Pour obtenir l'alumine fondue artificiellement , il suffit de chauffer au chalumeau à gaz oxygène et hydrogène, de l'alun potassique ordinaire, après l'avoir déshydraté par la chaleur. Le sulfate d'alumine se décompose, le sulfate de potasse se volatilise à cette haute température, il ne reste que l'alumine, qui fond lorsque la température est suffisamment élevée. En ajoutant à l'alun une petite quantité de chrômate de potasse, l'alumine fondue reste colorée en rouge, et imite alors parfaitement le rubis naturel.

L'alumine , précipitée d'une dissolution d'alun par le carbonate d'ammoniaque en excès, forme une matière gélatineuse, qui est un hydrate. L'alumine hydratée se dissout facilement dans les acides et dans les liqueurs alcalines. Elle ne se combine cependant pais avec les acides très-faibles, tels que l'acide carbonique. Elle ne perd pas son eau par l'exposition dans le vide sec , ou à la chaleur de Teau bouillante; il faut la chauffer jusqu'au rouge pour l'obtenir complètement anhydre. L'alumine calcinée ne se combine plus avec l'eau ; mais c'est une matière hygrométrique , qui condense facilement l'humidité de l'atmosphère.

0ebi formé* par Palmntne*

§ 486. Sulfate d'alumine. — Le sulfate neutre d*alumine se prépare en grand depuis quelque temps ; on l'emploie dans la teinture , où il remplace l'alun avec avantage. On le prépare en traitant les argiles par l'acide sulfurique ; on choisit des argiles qui renferment le moins de fer possible , les kaolins , par exemple. Le sulfate d'alumine est soluble dans le double de son poids d'eau. Une dissolution, saturée à. chaud, laisse déposer ce sel sous la forme de petites paillettes cristallines qui ont pour formule Al*0*.3SO*-}-48HO.

§ 487. Le sulfate d'alumine est surtout important par les sels doubles qu'il forme avec les sulfates alcalins et avec le sulfate d'ammoniaque. Ces sulfates doubles portent le nom d*aluns. Le plus ordinairement, cependant, ce nom est donné au sulfate double d'alumine et de [potasse. Ces sels doubles se préparent facilement en mêlant ensemble les dissolutions des deux sulfates, et évaporant les liqueurs pour que le sulfate double cristallise. Les aluns potassique et ammonique sont peusolublesà froi(i, et cristallisent facilement; l'alun sodique est , au contraire , très-soluble.

Ces trois aluns cristallisent dans le système régulier; leurs formes ordinaires sont l'octaèdre, le cube, ou des combinaisons de ces deux formes, dans lesquelles domine tantôt l'octaèdre, tantôt le cube. Ils présentent aussi des compositions semblables; ainsi :

L'alun potassique a pour formule. . . KO.SO* -4- Al'O*. 3S0* + 24H0,

Lalun so4ique NaO.SO* -+- Al'0».3S0» -h 24H0,

L'alun ammoniacal (AzH*.HO) .80* -h Al'0\3S0* -t- 24H0.

Les sesquioxydes basiques, isomorphes avec l'alumine, forment, avec les sulfates de potasse , de soude et d'ammoniaque , des sels doubles tout à fait semblables, auxquels on a donné, par extension, le nom d'aluns. Ces nouveaux aluns cristallisent en octaèdres ou en cubes, comme ceux que forme le sulfate d'alumine, et ils présentent la môme formule ; ainsi, le sulfate de sesquioxyde de fer, Fe*0*.3SO*, donne:

V Un alun ferri-potassique KO.SO* -+- Fe'0*.3S0* -h 24HO,

Un alun ferri-sodique NaO.SO» ■+■ Fe»0*.3S0* -4- 24H0,

Un alun ferri-ammonique (AzH*.HO).SO» 4- Fe'0*.3S0« + 24H0.

Le sulfate de sesquioxyde de manganèse , Mn'0*.3S0^, donne , de même :

Un alun mangani- potassique K0.S0»4-Mn'0».3S0» -i-24H0,

Un alun mangani-sodique NaO.SO* -h Mn»0*.3S0* -♦- 24H0,

Un alun mangani-ammonique (AzH*.H0}.S0* + Mn*0*.3S0> + 24H0.

ALUNS. 375

Enfiii} le sulfate dcsesquioxyde de chrômedonnelesaluns suivants:

Un alan chrômi-potasBique KO.SO* -i- Cr*0*.3S0' + 24HO,

Un alun chrôml-sodiqne NaO.SO" •+• Cr»0*.3S0' -h 24HO,

Un alun chrômi-amraonique (A2H*.H0).S0* -+- Cr*0*.3S0» ■+■ 24HO.

Les' chimistes s*appuient souvent sur l'existence de ces aluns isomorphes pour éta]3lir risomoriphsme des sesquioxydes.

L'alun potassique est le plus employé dans les arts ; on s*en sert dans la teinture , et sa fabrication a reçu \m grand développement dans presque tous les pays.

L'alun potassique se dissout dans i8,i parties d'eau froide, et dans 0,75 seulement d'eau bouillante. Il se dépose par le refroidissement en beaux octaèdres, dont les angles sont souvent tronqués par les faces du cube; on lui donne alors le nom d^a/un octaédrique. On peut également l'obtenir cristallisé en cubes ; il sufQtde prendre une dissolution ordinaire d'alun, saturée à 50°, et d'y verser du carbonate de potasse ; il se précipite un sous-sulfate d'alumine, qui se redissout par l'agitation de la liqueur. Si on laisse ensuite refroidir la liqueur, l'alun cristallise avec sa composition ordinaire, mais il affecte alors la forme de cubes. Cet alun est appelé alun cubique; il est plus estimédans le commerce qnel'alun octaédrique. Cette circonstance tient à ce que l'alun est souventmélangé avec un peu de sulfate de fer, très-nuisible dans les teintures, parce qu'il altère les nuances des couleurs. Or l'alun ne cristallise en cubes que dans les liqueurs qui renferment un excès d'alumine, et, par cela, privées d'oxyde de fer; la forme cubique de l'alun est donc un gage de sa pureté.

L'alun a une saveur, d'abord sucrée, mais qui devient bientôt très-astringente. Chauffé, il commence par fondre dans son eau de cristallisation ; puis, par le refroidissement , il se solidifie en masse Fig. 127. vitreuse, qu'on appelle alun de roche. Chauffé davantage , il perd successivement son eau et arrive à \ ( l'état anhydre. Lorsqu'on chauffe ainsi l'alun dans un

).. -^ creuset pour le déshydrater, la matière, d'abord li-

f ( quide, devient de plus en plus pâteuse, à mesure V > qu'elle perd de l'eau. Elle se boursoufle beaucoup, s'élève au-dessus du creuset, et, si l'on chauffe progressivement, l'alun anhydre reste sous la forme d'une matière spongieuse, qui a formé un champignon au-de?sus du creuset (fig. 127). L'alun déshydraté est employé en médecine comme caustique; on lui donne le nom d'a/un calciné. Enfin, l'alun, chauffé au rouge, se décompose ; un mélange diacide sulfureux et d'oxygène se dégage ; le résidu se compose d'alumine libre et de sulfate de

376 ALumNiuM.

potasse inaltéré. On peut séparer ce dernier sel , en le dissolvant dans Teau. L'alun calciné avec du charbon, ou mieux, du noir de fumée intimement mélangé, donne un résidu très-divisé , composé d'alumine , de sulfure de potassium et de charbon. Ce résidu est un véritable pyrophore, il prend feu quand on le projette à Tair humide.

% 488. On emploie dans les arts plusieurs procédés pour préparer Talun :

4" On prépare une dissolution de sulfate d'alumine, en attaquant des argiles par l'acide sulfurique; on ajoute du sulfate de potasse ou du chlorure de potassium , et on laisse refroidir les liqueurs , en les agitant continuellement. L'alun se précipite sous la forme de petits cristaux grenus, qu'on purifie par de nouvelles cristallisations.

S*" La plus grande partie de l'alun se prépare par le grillage spontané, ou artificiel, de certaines roches argileuses, fortement imprégnées de petits cristaux de sulfures de fer. Le sulfure de fer est le plus souvent du bisulfure de fer FeS*, ou pyrite; quelquefois cependant, c'est un sulfure Fe'S', appelé pyrite magnétique.

Lorsque les schistes alumineux des terrains tertiaires sont très-altérables, il suffit de les exposer à l'air, et de les arroser de temps en temps, pour que l'oxydation se fasse spontanément ; la pyrite de fer absorbe l'oxygène de l'air, et se change en sulfate de fer et en acide sulfurique. Cet acide se combine, à mesure, avec l'alumine du schiste, et forme du sulfate d'alumine :

FeS* -f 70 = FeO.SO' + SO».

3* On trouve dans quelques localités , principalement à la Tolfa près de Rome, une roche qu'on appelle alunite , ou pierre d'alun , et de laquelle on retire un alun très-estimé, appelé alun cfe/lom^. L'alunite a pour formule KO.SO» + 3ATO».S0»+ 6H0. On la chauffe dans des fours, jusqu'au moment où elle commence à dégager de l'acide sulfureux. On la traite alors par de l'eau, qui dissout de l'alun ordinaire et laisse un résidu' d'alumine. La liqueur évaporée donne des cristaux cubiques d'alun, ordinairement colorés en rose, parce qu'ils sont souillés par un peu de peroxyde dé fer. Cet oxyde ne nuit pas d'ailleurs dans les teintures, à cause de son insolubilité dans 1 eau. L'alun de Rome a plus de valeur que l'alun ordinaire, parce qu'on est certain qu'il ne renferme pas de fer à l'état soluble ; noua avons dit f§ 487) que l'on pouvait communiquer des propriétés semblables à l'alun ordinaire.

Si l'on verse du carbonate de potasse dans une dissolution bouillante d'alun, il se précipite un sous-sulfate d'alumine, qui se dissout dans la liqueur. Mais, si on continue l'addition du carbonate de

SILICATES d'aluminb. . 377

potasse, il se forme bientôt un précipité grenu, qui ne se redissout pas par Tagilation. Ce précipité a la même composition que Talunite de la Tolfa, on lui donne le nom d'a/un insoluble.

Silicates d*alumine.

§ 489. Les silicates d^alumine existent en grande abondance dans la nature, et présentent un haut intérêt. Quelquefois ils se rencontrent à rétat cristallisé, et forment plusieurs minéraux; maisc*est principalement à l'état d'hydrates, qu'ils sont importants. Ainsi, nos argiles ordinaires, la terre à porcelaine, ou kaolin, ne sont que des hydrosilicates d'alumine, qui renferment, cependant, toujours une petite quantité* de silicate de potasse. Ces matières proviennent évidemment de l'altération des roches primitives^ principalement de celle des granités. Les silicates alcalins de ces roches ont été dissous, et il est resté du silicate d'alumine, plus ou moins pur, qui a été charrié par les eaux et s'est déposé dans de nouveaux bassins.

Les feldspath sont des silicates doubles, formés par du silicate d'alumine et un silicate alcalin : la formule du feldspath ordinaire, ou feldspath orthose, est KO.SiO*4-Al*0'.3SiO*.

L'argile la plus pure est celle qui forme le kaolin, ou terre à porcelaine. Le kaolin se présente en masses blanches amorphes, friables ; il ne forme avec l'eau qu'une pâte peu liante. Le kaolin résulte de l'altération des roches feldspathiques. Dans quelques localités, on peut suivre cette altération depuis le feldspath intact qui forme l'intérieur de la roche, jusqu'au kaolin le plus friable de la surface. Les masses de kaolin renferment souvent des petits fragments de feldspath non altéré ; on les sépare facilement en soumettant la matière aune lévigation. Le kaolin, ainsi lavé, présente une composition qui diffère très-peu de la formule AI*0*.SiO'-+-2HO. Les argiles ordinaires ne s'éloignent pas non plus beaucoup de cette composition ; maiselles sont souvent mélangées de proportions variables de sable quartzeux, d'oxyde de fer, de carbonate de chaux qui altèrent considérablement les propriétés physiques et chimiques de l'argile.

L'argile pure est éminemment plastique, c'est-à-dire qu'elle forme avec Teau des pâtes liantes, que l'on peut pétrir et façonner de toutes les manières. On appelle cette argile argile grasse. Lorsque l'argile renferme des proportions notables de matières étrangères, sa plasticité diminue beaucoup, et l'on dit que Targile est maigre. L'arçile, mélangée d'une proportion considérable de carbonate de chalx, prçnd le nom de marne. Les propriétés chimiques des argiles ne sont pas moins profondément modifiées que leurs propriétés phy-

378 ALDHINIUM.

Biques, par le mélange des matières étrangères. Ainsi l'ai^ile pure

est complélement inHisible à la chaleur la plus élevée de nos fourneaux ; l'argile mélangée de sable l'est également. Mais elle devient Tusiblo, quand elle renferme des proporlions notables d'oxyde de fer ou de carbonate de cbaui.

Certaines espèces d'az^iles sont employées au dégraissage des étoffes de laine ; on les appelle tare â foulon. La terre à foulon, bienséchée, est répandue en poussière sur le drap que l'on veut dégraisser, et le tout est passé au cylindre. L'argile absorbe, par capillarité, la matière ^asse du drap.

On donne le nom d'ocrés ou de (erres ocreuses à des mélanges intimes d'argile et d'hydrate de peroxyde de fer. Les ocres sont empfoyées dans la peinture. Elles ont des nuances variées suivant la proportion de l'oxyde de fer qu'elles renferment. Lorsqu'elles contiennent en outre de l'hydrate de sesquioxyde de manganèse, elles prennent des teintes brunes. La terre de Sienne est une argile de cette nature.

CombliMlaoïi 4e mioanlnlBni «Tee le eUore.

g 490. En dissolvant de l'alumine dans de l'acide chlorhydrique aqueux, on obtient une dissolution de chlorure d'aluminium, que l'on peut faire cristalliser dans le vide sec; il se dépose des cristaux très-déliquescents, qui ont pour formule AI'Cl'-|-l2H0. Si l'on cherche à déshydrater ces cristaux par la chaleur, ils su décomposent; l'acide chlorhydrique se dégage, eti'alumine isolée reste comme résidu. On peut cependant obtenir lechlorure d'aluminium anhydre.

AceteB'et,on)raitagirduchloresecsurun mélange d'alumine^et^de charbon, chauffé au rouge dans un tube de porcelaine. Le chlore

CHLORURE D'aLDUINIHM. 379

n'attaque pas Talumine seule ; mais il y a réaction , lorsque Falu- mine est mêlée de charbon. Il se dégage du gaz oxyde de carbone, et , comme le chlorure d'aluminium est volatil, il vient se condenser dans un récipient placé en avant du tube de porcelaine. Pour obtenir un mélange intime d'alufnine et de charbon , on broie ensemble de Talumine et du noir de fumée , on ajoute une petite quantité d'huile, et on façonne le mélange pâteux sous forme de boulette^ que l'on calcine au rouge dans un creuset de terre. On place ces petites masses poreuses dans un tube de porcelaine, disposé dans un fourneau à réverbère (fig, ^^8). Par l'une des extrémités du tube, on fait arriver un courant de chlore sec, et on engage l'autre extrémité dans une allonge qui communique elle-même avec un flacon bien refroidi. Le chlorure d'aluminium vient se condenser dans l'allonge et dans le flacon récipient, sous forme de petites lames cristallines , d'un blanc jaunâtre. Le chlorure d'aluminium est très-volatil; il répand des fumées à l'air, et attire très-promptement l'humidité.

Caractère* dlstlneilffa dca «el« d^almnlne*

§ 491 . Les dissolutions des sels d'alumine sont précipitées par l'ammoniaque. Ce caractère les distingue des sels alcalins et alcalinoterreux ; on peut , cependant, les confondre sous ce rapport avec les sels de magnésie. Mais nous avons vu (§ 483] que, si l'on ajoute à un sel magnésien une quantité sufiBsante d'un sel ammoniacal , le sel magnésien n'est plus précipité par l'ammoniaque , tandis que le sel d'alumine est toujours précipité.

La potasse et la soude caustique précipitent les sels d'alumine; mais un excès de ces réactifs redissout immédiatement le précipité. Ce caractère distingue aussi très-nettement les .sels d'alumine des sels formés par des alcalis et par des terres alcalines.

Les sels d'alumine sont précipités par Teau de chaux.

Les carbonates alcalins et le carbonate d'ammoniaque , versés dans la dissolution d'un sel d'alumine , précipitent deralumine hydratée. Le précipité, bien lavé, se redissout dans les acides, sans effervescence. Les sulfhydrates précipitent également de l'alumine hydratée.

Si l'on ajoute du sulfate de potasse à la dissolution concentrée et chauded'un sel d'aliimine et qu'on laisse refroidir, il se dépose descristaux octaédriques d'alun, faciles à reconnaître à leur aspect. Si la (lissolution estétendue, les cristaux d'alun se déposent par l'évaporation .

Les sels d'alumine , chauffés au chalumeau avec une petite quantité d'azotate de cobalt , donnent une matière d'un beau bleu caractéristique.