CARACTÈRES DES SELS DB ZIRCONE
Les sels de zircone ont une saveur astringente, sans arrière-goût mé* tallique.
Poiaue. — Précipité blanc insoluble dans un excès de réactif.
Amnumiaque. — Même réacticm.
CarbcntUes et bicarbonate de potasie^ de $aude et d'ammoniaique. — Précipité blanc ua peu soluble dans un excès de réactif.
Sulfate dépotasse, — Une dissolution concentrée de ce sel produit au bout de quelque temps un précipité blanc, peu soluble dans l'eau et les
318 TBoana.
aeidas quand il s'est formé à diaud. Cette propriété distingue surtout la
arcooe des autres terres.
Cymoferrure de potassium» — ^ Pas de prédpité.
Cyanoferride de potassium, — Pas de précipité.
Sulfhydrate d^ammoniaque. — Précipité blanc d'hydrate de zircone.
Acide stdfhydrique. — Pas de précipité.
Les sels de zircone présentent une certaine analogie avec ceux d'alumine; toutefois la zircone diffère de l'alumine esa ce gu'après avoir été précipitée par l'ammoniaque, elle est insoluble dans un excès de potasse, et solubie dans les bicarbonates alcalins. L'infusion de noix de galle produit un précipité jaune dans les sels de zircone.
THORIOM ou THOMNIDM.
Ce métal a été découvert par M. Berzélius, dans le minéral appelé thorite^ qui contient 67 p. 0/0 de thorinè (oxide de thorinium), et en outre de la silice, de la chaux, de la magnésie, des ôxides de fer, de manganèse, d'uranium, de plomb, d'étain.
On prépare le thorinium en décomposant par le potassium le chlorure de thorinium, ou le fluoinire double de thorinium et de potassium.
Ce métal présente une grande analogie avec l'aluminium; il n*est oxidé, ni dans l'eau froide, ni dans l'eau chaude; il prend feu au-dessous du rouge, et brûle avec un vif éclat. Il est attaqué assez lentement par les acides ; mais Tacide fluorhydrique le dissout avec facilité ; les alcalis n'exercent aucune action sur lui.
Le thorinium ne s'unit qu'en une seulç proportion avec l'oxigène pour former la thorine.
THORINB. — OXIBE DE THORINItM. ThO.
Pour séparer la thorine des autres bases avec lesqudles elle est mélangée, on proBte de la propriété que possède le sulfate de thorine d'être moins solubie à chaud qu'à froid ; lorsqu'on fait bouillir une dissolution contenant du sulfate de thorine , on voit ce sel se précipiter en une masse blanche , molle et peu compacte. Ce sulfate , calciné fortemeiit , donne de la thorine pure.
La thorine est blanche, insohible dans l'eau ; c'est le plus pesant de tous les oxides terreux ; son poids spécifique est de {),&62 ; elle se combine avec l'eau, et forme un hydrate (ThO,HO), qui est insoluble dans les alcalis, solubie dans les carbonates alcalins et dans tous les acides ; UHitefois la thorine calcinée cesse d'être sduble dans les acides, excepté dans l'acide suiftarique.
TTTWUM. — HMUM. — TIRBIUM. 219
CARAGTÈRSS DES SELS DE THOfONfi.
Les sels de thorine sont incolores; leur saveur est astringente.
Potasse, — Précipité blanc gélatineux , insoluble dans un excès de réactif, ne se colorant pas à Tair.
Ammoniaque, — Même réaction.
Carbonates dépotasse^ de soude et d'ammoniaque. — Précipité blanc, soluble dans un excès de réactif, surtout quand la dissolution des carbonates est très concentrée.
Phosphate de soude ^ acide oxalique^ cyanoferrure de potassium. — Pré* cipité blanc.
Cyanoferride de potassium. — Pas de prédpité. •
Sulfate de potasse. — Ce sel précipite la thorine à Fétat de sulfate double de thorine et de potasse, surtout lorsque le sulfate de potasse est ajouté en excès.
Stilfkydrate d'ammxmiaque, — Précipité blanc d'hydrate de tborioe.
Acide sulfhydrique. — « Pas de précipité.
La thorine se distingue des autres terres par les caractères suivants;
1" Son sulfate est moins soluble à chaud qu'à froid ;
2*" Elle diffère de Talumine et de la glucine en ce qu'elle est însol^Me dansla ik)ta8se;
3* On la distingue de l'yttria par la propriété qu'elle possède de former un sulfate double, insoluble dans une dissolution saturée de sulfate de potasse;
4"* Elle diffère de la zircone en ce que ses dissolutions sont précipitées en blanc par le cyanoferrure de potassium ; tandis que les dissolutions de zircone ne s<Hit pas précipitées par ce réactif ;
5"^ La thorine 'se distingue de la magnésie en ce que ses sels, rendus préalablement acides, sont précipités par l'ammoniaque; la magnésie B'est pas précipitée.
Traitée au chalumeau par le borax ou par le phosphate de soude et d'ammoniaque, la thorine se dissout en petite quantité, et donne un globule limpidéi (fcà devient d'un blanc laiteux en se refroidissant*
YTTRIUM. — ERBIUM. — T£BBIUM.
L'yttrium est à peine connu; on l'extrait en décomposant le chlorure d'yttrium pur du potassium. Il ne s'oxide pas à l'air; mais à mie température élevée, il brûle avec une vive incandescence.
Il ne se oondMne à l'oxigène qu'en une seule propcnrtion, et forme une base que l'on nomme ytiri^.
220 mniA.
YTTRU. — OXIDK d'îTTRIUM. YO.
Cette base est incolore, d*un blanc de lait après la calcination; elle se dissout plus lentement dans les acides concentrés que dans les acides étendus : ses dissolutions ont d*abord une saveur franchement sucrée, puis astringente.
L'yttria forme avec l'acide sulfurique un sel incolore, qui cristallise en petits cristaux compactes.
L*azotate d*yttria est blanc et cristallisable.
Le chlorure d'yttriumest déliquescent, et ne parait pas volatil.
On a donné pendant longtemps le nom d' Yttria à un corps dans lequel H. Mosander a découvert récemment deux bases nouvelles : r^réine (oxide d'erbium) , la terbine (oxide de terbiiun).
L'yttria impure, c'est-à-dire le mélange d*yttria pure, d'erbine et de terbine , se prépare par la méthode que nous allons décrire.
On trouve en Suède , dans une mine de feldspath , un minéral noir , qui a reçu le nom de Gadolinite.
Cette substance est réduite en poudre, et traitée par Teau régale; la liqueur, évaporée à sec, laisse précipiter la silice sous forme gélatineuse. On reprend le résidu de Tévaporation par Teau, et Ton verse dans la dissolution, goutte à goutte, de Toxalate d'ammoniaque jusqu'à ce qu'il ne se forme plus de précipité. La glucine et l'oxide de fer restent en dissolution. Le précipité se compose d'oxalates de cérium, de lanthane, d'yttria , contenant une trace d'oxalates de manganèse et de chaux. C^ oxalates sont soumis à la calcination et donnent comme résidu un mélange de différentes terres qui est repris par l'acide chlorhydrique. On fait dissoudre, dans la liqueur acide , du sulfate de potasse jusqu'à saturation : ce sel détermine la précipitation des sulfates doubles de cérium et de lanthane. On sépare ces deux sels par filtration ; et 4a liqueur, précipitée par l'oxalatexle potasse, donne de l'oxalate d'yttria qui retient encore des traces de manganèse et de chaux.
Pour enlever l'oxide de manganèse et la chaux , on fait dissoudre l'yttria impure dans de l'acide azotique, on évapore la liqueur à sec, et l'on chauffe légèrement de manière à transformer l'azotate de manganèse ea sesqui-oxide insoluble; la liqueur filtrée est traitée par l'ammoniaque, qui précipite Fyttria et laisse la chaux en dissolution.
GARAGTÈRBS DES SELS D*YTT&1A.
Potoiêe. — Précipité blanc, msoluble dans un excès de réactif. Ammoniaque, — Môme réaction.
Carbonates et hicarbonatet de potasse^ de soude et d'ammoniaque. — Précipité blanc, se dissolvant dans un excès de réactif.
CifiACTiRES PIS SILS D'TTTKIA. 321
Acide oxalique, — Précipité blanc.
Cyanoferrure de potassium. — Préc^>ité blanc.
Cyanoferride de potassium. — Pas de précipité.
Sulfhydrate d'ammoniaque. — Précipité d'hydrate d*yttria.
Acide sulfhydrique. — Pas de précipité.
Les caractères que nous venons de donner appartiennent au mélange d'oxides d'yttrium , d'erbium et ^ terbium.
Pour séparer ces trois métaux les uns des autres, on peut employer les méthodes suivantes :
l** On profite de Tinégale affinité de leurs oxides pour les différents acides. Si Ton dissout Tyttria impure dans de Tacide azotique, et que Ton ajoute lentement de Tammoniaque dans la liqueur en ayant soin de fractionner les précipités , on obtient des corps qui jouissent de propriétés différentes.
Les oxides qui se précipitent en premier lieu deviennent par la calcination d'un jaune foncé , Umdis que les derniers restent blancs après la calcination. Les premiers précipités contiennent les oxides d'erbium et de terbium ; les derniers doivent être considérés comme de l'oxide d'yttrium presque pur.
2* On peut aussi employer, d'après M. Mosander, le bi-oxalate de potasse pour séparer les unes des autres ces trois bases, qui se précipitent successivement et dans le même ordre que précédemment , à l'état d'oxalates insolubles.
3* Lorsqu'on agite un mélange d'oxides d'yttrium, de terbium et d'erbium avec de l'acide sulfurique très étendu , l'oxide d'yttrium entre d'abord en dissolution , tandis que les oxides de terbium et d'erbium restent à l'état insoluble. On dissout ces deux derniers oxides dans de l'acide azotique , et l'on sature la liqueur avec du sulfate de potasse. L'oxide d'erbium se précipite à l'état de sel double peu soluble, tandis que l'oxide de terbium reste en dissolution dans la liqueur. Il est aloi*s facile d'isoler ces deux, oxides de leurs sels doubles au moyen de la potasse , qui les précipite à l'état d'hydrate.
La terbioe forme , avec les acides , des sels dotitla saveur est sucrée et astringente ; le sulfate et l'azotate cristallisent facilement ; cessels prennent souvent, par la dessiccation, une teinte rouge améthyste : le sulfate de terbium s'efOeurit très facilement.
L'erbine , à l'état anhydre , est d'un jaune foncé. Elle se décolore dans un courant d'hydrogtee, et reprend sa coloration jaune quand on la chauffe au contact de l'air. Elle forme avec l'acide sulfurique un sulfate cristallisable , incolore , qui ne s'effleurit pas à l'air; ce qui la distingue de la terbine, dont le^sulfate est effloroscent.
CÉRIDM. —LANTHANE. — DIDïME.
Le Cérium fut découvert en 1809 parlMU. Berzelius etHisinger dans la cérite (silicate d'oxide de cérium). Plus tard , on trouva le cérium dans la gadolinite, Torthite, Tallanite, l'y ttro-cérite , le fluorure de cérium, etc.
En 1839 , M. Mosander découvrit dans la cérite deux nouveaux métaux, qu'il nomma Lanthane et Didymè, Ces deux derniers métaux accompagnent toujours le cérium; mais on trouve plus de lanthane dans les gadolinites , et plus de didyme dans les orthites des environs de Stockholm.
Le cérium, le lanthane et le didyme présentent un très grand nombre . de propriétés communes, qui rendent leur séparation très difficile.
Le cérium , le lanthane et le didyme forment avec Toxigène des oxides, qui sont irréductibles par Thydrogène et le potassium. Le carbone décompose ces oxides, mais produit en même temps des carbures de cérium, de lanthane et de didyme. Pour isoler ces trois métaux, il faut décomposer leurs chlorures anhydres par le potassium.
Le cérium , le lanthane et le didyme se présentent en poudre grise, très réfractaire et fixe, acquérant un certain brillant par le frottement, et d'une grande oxidabilité. Ils décomposent Teau à 100" ; le dégagement d'hydrogène est très rapide. Aussi lorsqu'on a chauffé avec du potassium les chlorures de cérium, de lanthane et de didyme, vaut-il mieux traiter la masse qui en résulte par Falcool à 90° centésimaux que par Teau, pour enlever le chlorure de potassium et isoler les métaux à Tétat de pureté.
Les sels de cérium, de lanthane et de didyme présentent avec les réactifs ordinaires des caractères, qui permettent de distinguer ces sels des autres dissolutions salines, 'mais qui ne suffisent pas pour les distinguer les uns des autres.
Nous allons reproduire ici les caractères qui avaient été assignés au mélange de ces trois métaux, à l'époque où l'on considérait les dissolutions de cérium comme ne contenant qu'un seul métal.
GAIUCTÈBES GOlUfUNS AUX liilANGES DE SELS DB CÉRIUM» DE LANTHANE ET DB DIDTHB.
Ces 9âB iont sucrés et astringents, sans arrièie^iDpût métallique.
Potesêty $mÊdef ammùnio/que. — Précipité blanc, volumineux, insoluble dans un excès d'akali.
Sulfhydrate d'ammoniaque. — Précipité Uanc sale, insoluble dans un excès de réactif.
Acide sulfhydrique, ~ Pas de précipité. v
SIL8 m cÉiiuif. su
Carbonate de ioude ei dépotasse. — Précipité blanc, volumineux, insoluble dans un excès de caibonate alcalin.
Oxalates et acide oxalique. — Précipité blanc, pulvérulent, insoluble dans Tacide acétique.
Cyanûferrure de potassium. — ^Précipité blanc, pulvérulent, qui se forme même dans des dissolutions très étendues.
Cyanoferride de potassium. — Pas de précipité.
Sulfate de potasse. — Précipité blanc, cristallin, à peine soluble dans l'eau. Dans des liqueurs étendues, ce précipité ne se forme qu'après une agitation prolongée.
Les sulfates de lanthane , de cérium et de didyme sont plus soluhles ï froid qu'à chaud.
M. Mosandera pu récemment opérer la séparation du çérium, du lanthane et du didyme; nous ferons connaître les prmcipales combinaisons formées par ces trois métaux.
OXIDES I>B CÉRIUM.
On prépaie le protoxide de cérium GeO à l'état d'hydrate, en prédpitint par Ttimmoniaque caustique le protochlorure de cérium. Cet oxide est blanc au moment de sa précipitation et devient jaune au contact de l'air ou par l'action du chlore. Cette propriété distingue le protoxide de cérium de l'oxide de lai^ane , qui reste inodore lorsqu'on le soumet à l'influence du chlore.
Le protoxide de cérium anhydre n'est pas connu à l'état de liberté. Quand on calcine le carbonate de protoxide de cérium, il se dégage un mélange d'acide carbonique et d'oxide de carbone, et le résidu est du sesqui-oxide mêlé de protoxide.
On obtient le sesqui-oxide de cérium anhydre Ce^ soûs forme d'une poudre d'un rouge brique, en décomposant l'azotate de cérium par la chaleur ou en traitant l'hydrate de protoxide par du chlore ; mais alors il n'est pas pur et retient toujours du protoxide.
L'acide chlorhydrique concentré ne dissout qu'avec difficulté le sesquîoxide de cérium qui a subi l'action d'une temf^rature élevée, mais ce^t oxide se dissout rapidement dans l'acide sulfurique concentré et bouillant. La potasse et la soude caustique sont sans action sur lui.
On prépare Fhydrate de sesqui-oxide de cérium sous forme d'un précipité gélatineux, d'un jaune clair, en décomposant par la potasse un sel de sesqui-oxide de cérium.
Le sesqui-oxide de cérium , soumis à l'influence de l'hydrogène , produit un oxide intermédiaire formé de protoxide et de sesqui-oxide.
234 OXIDB KT SILS DB LANTHANE.
CARBURE DE GÉRIUM.
Les oxides de cérium, calcinés avec de Thuilé, donnent, selon Laugier, un carbure métallique en poudre noire très pyrophorique. Le tartrate et Toxalate de protoxide de cérium laissent après leur calcination à Tabri de l'air, un résidu insoluble dans les acides et qui consiste, selon H. Mosander, en carbure de cérium.
SULFURE i)E G1ÎRIUM.
Ce sulfure a été obtenu par M. Mosander ; 1* en exposant le carbonate de protoxide de cérium chauffé au rouge, à la vapeur de sulfure de carbone; 2* en chauffant Toxide de cérium avec du sulfure de potassium. Le premier procédé donne un sulfure léger, d'une couleur rouge de minium ; le second fournit uti sulfure qui ressanble à Tor mussif pulvérisé.
Le sulfure de cérium se dissout dans l'acide chlorhydrique, en dégageant de l'acide sulfhydrique.
Le sesquisulfure de cérium corre^ndant au aesquioxide n'est pas connu à l'état de liberté, m^ il existe en combinaison avec d'autres sulfures et forme des sulfosels.
SULFATES DE CÉRIUM.
Le sulfate de protoxide de cérium cristallise en petits prismes d'un blanc rosé pâle. Il forme avec le sulfate de potasse un sel double presque insoluble qui peut même servir à doser le cérium et qui a pour formule : (ÇeO,S03),(KO,SO;). Quand on chaufTe à l'air libre le sulfate de protoxide de cérhun, il laisse un résidu pulvérulent d'un rouge de brique foncé qui est un sous-sulfate de sesqui-oxide de cérium.
Le sulfate neutre de sesqui-oxide Ce%',3S0^ est d'un jaune citron. Il forme avec le sulfate de potasse un sel double d'une belle couleur jaune, qui est insoluble dans le sulfate de potasse en excès.
OXIDB ET SEtS DE LANTHANE.
Le lanthane se combine en une seule proportion avec l'oxigène. D'après M. Mosander, Yoxide de lanthane est formé d'un équivalent de lanthane » 680 et d'un équivalent d'oxigène » 100. Sa formule est LaO.
On pr^[iare cet oxide en calcinant le carbonate de lanthane ; il est pulvérulent, amorphe, d'un blanc légèrement jaunâtre ; il ne change pas de teinte lorsqu'on le calcine à l'air. Les acides concentrés ou étendus dissolvent l'oxide de lanthane , même lorsqu'il a été fortement calciné.
U se dissout lentement dans les sels ammoniacaux en dégageant de l'anmioniaque. Lorsqu'il est hydraté, il attire l'acide carbo*
DiDTmc'. 225
nique de Tair. Sa réaction est légèrement alcaline ; il ramène au bleu le papier de tournesol rougi. Son énergie , comme base , peut être comparée à celle de la magnésie, llis dans l'eau, surtout à ch$ud , Toxidede lanthane s'hydrate peu à peu, augmente de volume et devint d'un blanc de neige. Il forme des sels incolores qui ont une savrar astringente et faibl^nent sucrée. Les alcalis séparent de ces sels un hydrate incolore et gélatineux.
Le carbure de lanthane ressemble au caii)ure de cérium et se prépare de la même manière.
On obtient le sulfure de lanthane en exposant Toxide à une température rouge dans un courant de vapeurs de sulfure de carbone.
Les caractères des sels de lanthane se confondent avec ceux que nous avons indiqués en traitant du mélange des sels de cérium, de lanthane et de didyme. L'anmioniaque les transforme en sels basiques qui rendent Teau laiteuse : ces sels basiques, exposés à l'air, absorbent Tadde carbonique, forment du carbonate de lanthane insoluble, et la liqueur redevient claire.
V azotate de lanthane est déliquescent , soluble dans Talcool ; il cristallise en gros prismes incolores, qui perdant facilement par la chaleur leur eau de cristallisation et se convertissent en une masse transparente et vitreuse; par une température plus élevée, cette masse se transforme en sous-azotate de lanthane, se gonfle considérablement, décrépite et finit par laisser un résidu d'oxide de lanthane pur.
Le sulfate de lanthane cristallise en prismes incolores, à six faces, terminés par des pyramides à six faces, qui ont pour formule : LaO,SO',3HO. Ces cristaux sont solubles dans 6 parties d'eau froide et dans 115 à 120 parties d'eau bouillante. Une solution de ce sel, saturée à 10 ou 12% se prend presque complètement en une masse composée de longues aiguilles incolores, quand on la porte peu à peu à son terme d'ébullition.
Cette propriété permet de séparer le sulfate de lanthane du sulfate de didyme ; la solubilité de ce dernier sel est encore très grande à UO ou /i2», tandis qu'à cette température le sulfate de lanthane exige une quantité d'eau considérable pour se dissoudre.
On purifie le sulfate de lanthane en le faisant cristalliser à plusieui^ reprises à /iO% Sescristauxsont alors complètement incolores.
