MÉTHODES D'EBELMEN. CRISTALLISATION PAR DISSOLUTION (VOIB SÈCHE

La méthode d'Ebelmen, qui est une véritable cristallisation par dissolution, appliquée à la voie sèche, s'appuie sur ce que certaines substances peuvent, à une haute température, jouer le rôle que joue Teau à la température ordinaire ou à des températures peu élevées, à Tégard des corps qu'elle lient en dissolution. On sait que l'évaporation de cette eau permet d'obtenir, dans le plus grand nombre des cas, des combinaisons cristallisées. Or, nous connaissons des corps qui se volatilisent à de très-hautes températures, et qui, cependant, à un certain degré de chaleur, sont des dissolvants énergiques pour la plupart des oxydes métalliques. Nous citerons Tacide borique, le borax, Tacidephosphorique, les phosphates alcalins. Il était permis de penser que, en employant l'un de ces corps, avec des proportions calculées d'avance de certains oxydes, et exposant le mélange à l'action d'une haute température, dans un courant de gaz, on parviendrait, par l'évaporation lente du dissolvant, à obtenir des combinaisons cristallisées. L'expérience a confirmé celle prévision.

Cette méthode a été appliquée d'abord à la reproduction des aluminales naturels cristallisés.

En mêlant ensemble de l'alumine, de la magnésie, à peu près dans les proportions qui constituent le spinelle, puis y ajoutant de l'acide borique fondu, et exposant le mélange à la température la plus élevée d'un four à porcelaine, on a obtenu une matière présentant un grand nombre de cristaux. Ces cristaux sont des octaèdres réguliers présentant, sur les douze arêtes, les faces du dodécaèdre rhomboïdal, l'octaèdre émarginc de HaQy.

Si Ton a ajouté aux matières qui réagissent une petite quantité d'oxyde de chrome, les cristaux obtenus sont roses; si, au contraire, on s'est servi d'un peu d'oxyde de cobalt, ils sont d'un très-beau bleu.

Ils sont tout à fait infusibles au chalumeau; ils rayent fortement le quartz.

Ces caractères sont ceux du spinelle de la nature : on peut, du reste, constater, en outre, l'identité du produit artificiel avec le produit naturel, en prenant la densité et en faisant l'analyse des cristaux après les avoir isolés de la pftte par l'action des acides.

On a obtenu, pour la densité des cristaux roses, le nombre 3,548; pour la densité des cristaux bleus, le nombre 3,542. La densité du spinelle naturel est comprise entre 3,523 et 3,585.

L'analyse des cristaux a conduit exactement à la formule admise pour

le spinelle Al*0^,MgO, On n'a pas trouvé trace d'acide borique dans les produits de l'analyse.

L'alumine et la glucine, mêlées ensemble dans les proportions qui constituent la cymophane, puis exposées, après addition d'acide borique fondu, à la haute température du four à porcelaine, ont donné une masse cristallisée rayant la topaze. On la désagrège par l'action de l'acide sulfurique concentré, qui en isole des cristaux dont la forme se reconnaît aisément au microscope. Ils paraissent tout à fait semblables, par la disposition de leurs faces, aux cristaux de cymophane du Brésil. Ce sont des prismes aplatis sur lesquels on reconuAit très-nettement les modifications qui forment une bordure à huit faces autour de la base. Leur densité a été trouvée de 3,728 ; M. Awdejew a trouvé 3,733 pour les cristaux du Brésil. Quant à la composition des cristaux, elle a été déterminée par une analyse qui n'a pas donné trace d'acide borique et quia conduit exactement à la formule de la cymophane 3(A1W),G1^0^.

Il y a donc identité complète entre les cristaux naturels et les cristaux artificiels.

On a préparé par la môme méthode plusieurs autres aluminates cristallisés, les aluminates de fer, de manganèse, de cobalt, de chaux, de baryte, d'oxyde de cérium. Tous ces produits ont la môme dureté que le spinelle; ils rayent facilement le quartz. A l'exception de la combinaison barytique, dont les cristaux agissent sur la lumière polarisée à la manière des cristaux doués de la double réfraction, tous ces aluminates paraissent cristallisés dans le système régulier.

Des combinaisons de l'oxyde de chrome avec les bases ont été obtenues par le môme procédé. Nous citerons le chromite de magnésie, le chromite de manganèse, qui cristallisent en octaèdres réguliers, et dont la formule Cr*05,MgO est semblable à celle du spinelle. On s'est aussi spécialement occupé de la reproduction de l'espèce minérale connue sous le nom de/c?r chromé^ combinaison dans laquelle on trouve généralement de l'alumine et de la magnésie, et sur la formule de laquelle les minéralogistes ne sont pas encore complètement d'accord. On a pu préparer diverses variétés de fer chromé : les unes contenant, outre l'oxyde de chrome et l'oxyde de fer, de l'alumine et de la magnésie^ les autres ne renfermant que des oxydes de chrome et de fer. Toutes ces variétés présentaient la môme forme cristalline, l'octaèdre régulier, et les mômes caractères minéralogiques.Les analyses qui en ont été faites, ont montré que toutes ces combinaisons devront ôlre rapprochées du chromite de magnésie Cr^O*,MgO, et du spinelle, et que l'alumine et la magnésie n'y entraient que pour remplacer des proportions équivalentes d'oxyde de chrome et de protoxyde de fer.

D'autres expériences montrent clairement que la môme méthode permet aussi de reproduire des silicates cristallisés infusibles à la température de nos fourneaux. Nous en citerons deux exemples, l'un relatif à la cristallisation de l'émeraude, l'autre à celle du péridot.

MÉTHODES GËNËRALES. 919

L'acide borique n'est pas, au surplus, le seul dissolvant dont Ebelmen se soit servi dans ses expériences. Il ne réussit pas dans tous les cas, notamment quand on cherche à obtenir l'alumine cristallisée. Il faut employer un fondant un peu plus fixe que l'acide borique, le borax, dans la proportion de 3 à 4 parties de borax fondu pour 1 d'alumine. Le mélange contenait, en outre, une faible quantité d'oxyde de chrome. L'examen du produit obtenu y a fait constater la présence d'une grande quantité de cristaux rouges de rubis, transparents, et qui^ examinés au microscope, présentent identiquement la même forme que certains cristaux de corindon hyalin, le rhomboèdre basé.

Le peu de durée de l'évaporation du dissolvant, limitée à celle de la cuisson de la porcelaine dans les fours qui servaient à l'expérience, n'avait pas permis toutefois d'oblenir les cristaux dans des dimensions notables.

En se servant des moufles de M. Bapterosses pour la cuisson de ses boutons en pâte céramique dans des fours qui restent au feu pendant plusieurs mois, mais dont la température est un peu moins élevée que dans les fours à porcelaine, on a pu cependant obtenir la plupart des combinaisons qui avaient été préparées dans ceux-ci. En opérant sur des quantités plus considérables d'alumine, de magnésie et d'acide borique, et en laissant les capsules de platine qui contenaient le mélange, exposées pendant plusieurs jours consécutifs à cette température constante, on a pu obtenir des octaèdres de spinelle parfaitement reconnaissables à l'œil nu.

On a préparé dans les mêmes conditions une autre espèce de spinelle qui n'avait pas été obtenu dans les premières expériences, le spinelle zincifère ou gahnite. Cette espèce n'a pas encore été rencontrée dans la nature à l'état de pureté. Les cristaux naturels renferment toujours de l'oxyde de fer, et sont bruns ou verts : ceux qui ont été préparés artificiellement, sont transparents et incolores. L'addition de l'oxyde de chrome a produit des octaèdres réguliers bien transparents, d'une belle couleur rouge de rubis, et de 2 à 3 millimètres de côté. On y dislingue aussi les faces du dodécaèdre rhomboïdal.

La densité du spinelle zincifère pur a été trouvée de 4,58, tandis que celle des cristaux naturels varie entre 4,23 et 4,70. La dureté de l'aluminate de zinc artificiel est la môme que celle des cristaux naturels : il raye facilement le quartz.

Les chromites de manganèse et de zinc qui cristallisent en octaèdres réguliers, et dont la formule Cr^O^jRO est analogue à celle des spinelles, ont été également obtenus.

On a préparé également le ferrite de zinc Fe*0^,ZnO cristallisé en octaèdres réguliers. Les crisLiux sont noirs, très-éclatants ; leur poussière est brune. Ils ne s'attaquent pas par les acides très-étendus; mais l'acide chlorhydrique concentré les dissout : leur densité égale 5,132. Cette combinaison paraît fournir le type de l'espèce minéralogique connue sous le nom de franklihite.

Le borale de magnésie BO*,3MgO se forme par l'exposilion des borates de magnésie avec excès d'acide à une température élevée et longtemps prolongée : il paraît entrer dans la composition de deux nouvelles coinbinaisons qui ont été désignées sous les noms de sesquioxyde de chrome magnéso-boraté et de peroxyde de fer magnéso-boratéy et qui ont été obtenues en faisant fondre, pour Tune, 20 d'oxyde de chrome, 15 de magnésie, 30 d*acide borique fondu; et, pour Tautre, 25 de peroxyde de fer, 20 de magnésie, 25 d'acide borique fondu : le borate tribasiquc de magnésie paraît jouer dans ces deux combinaisons le môme rôle que Teau dans les hydrates.

L'emploi de l'acide borique a permis de préparer également à l'état de pureté quelques silicates infusibles à la température de nos fourneaux. On a obtenu le silicate de magnésie SiO^,3MgO en cristaux parfaitement transparents et nettement terminés dont on a pu constater l'identité avec le péridot hyalin. Le bisilicate de magnésie {Si03)^,3MgO a cristallisé également en longs prismes d'un beau blanc, à l'aspect nacré, présentant les angles et les principaux clivages du pyroxène. Les combinaisons correspondantes formées par l'oxyde de zinc ont été également obtenues à l'état de cristaux.

Dans la préparation de l'alumine au moyen de borax, les cristaux obtenus n'étaient visibles qu'au microscope. L'addition au borax d'une petite quantité de matière qui donne au fondant un peu plus de fixité, comme la silice ou le carbonate de baryte, a permis d'obtenir l'alumine en beaux cristaux, d'un très-grand éclat.

On a également employé les phosphates acides comme dissolvants, et on a pu obtenir ainsi l'acide tantalique, l'acide niobique, l'acide titanique à l'état de cristaux. L'acide titanique cristallise dans le sel de phosphore en longues aiguilles semblables au titane aciculaire.

Les dissolvants qui avaient été employés d'abord, étaient de nature acide : c'étaient l'acide borique, le borax, les phosphates acides alcalins. II a paru que cette méthode pourrait recevoir une extension nouvelle et conduire à d'autres applications par l'emploi des dissolvants de nature basique, tels que les alcalis. Ces corps présentent, comme on sait, cette double propriété, d'être liquides à des températures qui sont atteintes aisément dans nos fourneaux, et de se volatiliser en entier dans des vases ouverts à ces mômes températures. Toutes les expériences faites dans cette direction nouvelle ont consisté à dissoudre les éléments du corps qu'il s'a^sait de faire cristalliser dans un silicate chargé d'un grand excès d'alcali, et à soumettre le tout à l'action d'une haute température comme celle du fourà porcelaine ou du four à boutons de M. Bapterosses. La présence de la silice était nécessaire pour donner au fondant une certaine fixité qui permît aux cristaux de se développer avec la netteté désirable.

Ce procédé a permis de préparer diverses combinaisons cristallisées, parmi lesquelles nous citerons le péridot, la pérowskite ou titanate de chaux, le rutile ei la glucine.

METHODES DE M. DAUBRl'E. 921