GROUPE DE L’ALUMINIUM

Les métaux de ce groupe, sauf le gallium, ne forment qu’un chlorure, M^Ch’, et qu’un seul oxyde, M^Oh Ce sont \ aluminium, le gallium et X'indium, auxquels il convient de joindre le groupe des métaux dits des terres rares, dont les chlorures et oxydes appartiennent au même type, mais qui s’en distinguent par plusieurs autres particularités, entre autres en ce que les sulfates doubles qu’ils peuvent former n’appartiennent pas à la classe des aluns.

ALUMINIUM. — Al = 27,04.

1262. État naturel. Historique. — L’aluminium est le métal le plus répandu dans la croûte terrestre ; il s’y rencontre assez rarement à l’état d’oxyde pur ou alumine, mais cet oxyde entre dans la composition d’une foule de roches, notamment les granités. L’argile est un silicate d’aluminium hydraté, plus ou moins pur, résultant de la désagrégation des roches feldspathiques qui sont des silicates alumino-alcalins. Parmi les autres composés naturels renfermant de l’aluminium, nous citerons l’alun [alumen, en latin) et la cryolithe ou fluorure alumino-sodique. Quoique abondant dans toutes les terres arables, l’aluminium n’est pas absorbé par les végétaux.

L’aluminium, après plusieurs tentatives faites pour l’isoler de ses combinaisons par la pile, a été obtenu pour la première fois

FAnRICATlON DE L’ALUMINIUM.

on 1827 par Wœhler, qui avait soumis le chlorure d’aluminium à l’action du potassium; mais le métal qu’il avait obtenu était impur et sous forme pulvérulente ot, par suite, très altérable. D’après les propriétés de ce produit, Thénard avait cru devoir ranger l’aluminium au nombre des métaux décomposant l’eau à 100“, alors que le métal compacte est à peu près sans action sur l’eau, même aux températures les plus élevées.

L’aluminium pur et sbus forme compacte a été préparé par II. Deville en 1854 par la méthode de Wœhler^ mais en substituant le sodium au potassium et le chlorure double d’aluminium et de sodium au chlorure d’aluminium, qu’on peut remplacer aussi, comme l’a montré Percy, par la cryolithe.

1263. Fabrication de l’aluminium. — La préparation industrielle de l’aluminium nécessite la fabrication préalable du sodium (t. II, p. 46) et celle du chlorure double APCP.2NaCl. La matière première pour obtenir ce chlorure est la bauxite^ alumine ferrugineuse hydratée.

On fond la bauxite avec du carbonate de sodium, on reprend par l’eau qui laisse de l’oxyde ferrique et dissout l’aluminate de sodium. La solution clarifiée est neutralisée par l’acide chlorhydrique, puis évaporée à siccité après y avoir ajouté du charbon. On obtient ainsi un mélange d’alumine, de chlorure de sodium et de charbon, qu’on porte au rouge blanc dans un courant de chlore sec, après l’avoir introduit dans une cornue cylindrique en argile réfractaire. Le chlorure double se volatilise et va se condenser dans une chambre communiquant avec la cornue.

La réduction du chlorure double s’effectue dans un four à réverbère. On porte ce four au rouge blanc, puis, après avoir intercepté la flamme, on y fait tomber le chlorure double mélangé de 33 p. 100 de sodium et de 40 p. 100 de cryolithe destinée à servir de fondant. La réaction s’établit aussitôt avec énergie et le mélange entre en fusion; on fait rentrer la flamme dans le four pour en élever la température, puis on fait écouler la scorie fluide, puis le métal lui-même réuni dans la partie concave de la sole. On purifie le métal par une nouvelle fusion et on le coule en lingots.

Le prix de revient de l’aluminium est de 80 francs le kilogramme.

1264. Propriétés. — L’ aluminium est un métal d’un blanc

ALUMINIUM

hleiiati-e, susceptible de poli, mais dojit l’aspect est plus agréable lorsque sa surface est mate, ce qu’oii obtient par un décapage à la soude caustique faible, puis à l’acide azotique étendu. Sa densité est égale a 2, 56. Son point de fusion est intermédiaire entre ceux du zinc et de l’argent. Il n’est pas volatil. Sa conductibilité calorilique est un peu plus forte que celle du zinc, et sa conductibilité électrique huit fois celle du fer. Il est sonore; sa dureté/ et sa ténacité sont à peu près celles de l’argent.

L’aluminium est très malléable et ductile et peut être réduit en feuilles minces par le battage, c’est entre 100 et 150“ qu’il se laisse travailler le plus facilement.

L’aluminium pur est inaltérable à l’air, même à une haute température. Il ne brûle dans l’oxygène que s’il est en feuilles minces. Il ne décompose ni l’eau ni l’hydrogène sulfuré au rouge; cependant il se transforme lentement en alumine si on le chaude à 100° en feuilles minces avec de l’eau. L’acide chlorhydrique le dissout facilement avec dégagement d’hydrogène. Il n’est attaqué qu’à chaud par les acides sulfurique et azotique.

Les alcalis le dissolvent facilement avec dégagement d’hydrogène. Les chlorures aussi le dissolvent lentement, aussi l’alumimium ne peut-il être employé pour les usages domestiques.

L’aluminium précipite le plomb, l’argent, l’étain de leurs solutions alcalines, mais non leurs solutions neutres ou acides.

L’aluminium battu brûle dans le chlore. Le soufre ne se combine que difficilement à ce métal à une température élevée.

Poids atomique et atomicité. — La transformation du chlorure d’aluminium anhydre en oxyde a conduit Berzelius au nombre 27,2 comme représentant le poids atomique de l’aluminium. L’analyse du chlorure a fourni à Dumas le nombre 27,4 auquel est aussi arrivé Tissié par la transformation du métal en oxyde. Ces nombres paraissent trop forts et d’autres observateurs sont arrivés à des chiffres très voisins de 27. Ainsi M. Boubigny obtient le nombre 27,0 (O = 15,96) parla calcination du sulfate d’aluminium pur, séché à 440°.

On ne connaît pas de combinaison de l’aluminium ne renfermant qu’un seul atome de ce métal. Le chlorure renferme bien les rapports AlCP, mais la densité de vapeur de ce corps montre que cette formule doit être doublée, au moins si l’on envisage les résultats obtenus à une température qui ne s’écarte pas trop du

FLUORURE D’ALUMINIUM.

point d’ébullition. A une température élevée, en effet, la densité de vapeur de ce corps correspond bien à la formule simple. Il en est de même pour raluminium-étliyle, qui à une haute température parait être représentée par Al(C^ry (Odling et Buckton), tandis qu’à une température plus basse (238°) sa molécule correspond à AP(C-IP)^ comme l’ont montré récemment MM. L. Roux et Louise. A une température plus élevée, il s’établit une décomposition du produit, ce qui explique le résultat auquel sont arrivés MM. Odlinget Buckton.

En résumé l’aluminium fonctionne comme métal tétratomique, mais entre toujours dans les combinaisons par couple hexatomique d’atomes e Al — Al e.

Usages. — L’aluminium est employé à la fabrication de certains objets exigeant de la légèreté; on en fait des tuyaux de longuesvues et de lunettes, des instruments de chirurgie, etc., mais le plus souvent l’aluminium est employé à l’état d’alliage avec le cuivre.

1265. Alliages d’aluminium. — Le seul alliage usuel est le bronze d’aluminium [QQB).

L’alliage de l’aluminium avec 4 p. 100 d’argent est également doué de propriétés précieuses. Son inaltérabilité à l’air et sa légèreté font employer, cet alliage pour la fabrication des lléaux des balances de précision.

L’aluminium chauffé avec le mercure dans un courant de gaz carbonique donne un amalgame cassant, très oxydable à l’air et décomposant l’eau. Il suffît de frotter du mercure sur un lingot d’aluminium pour qu’il y ait amalgamation, avec élévation de température et production d’alumine.

On obtient encore l’amalgame d’aluminium en plongeant l’aluminium dans un sel de mercure.