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Iridium natif
Catégorie I : Éléments natifs[1]
Général
Nom IUPAC Iridium
Numéro CAS 7439-88-5
Classe de Strunz
Classe de Dana
Formule chimique Ir   [Polymorphes]Ir
Identification
Masse formulaire[2] 192,217 ± 0,003 uma
Ir 100 %,
Couleur blanc, blanc d'argent, blanc d'étain
Classe cristalline et groupe d'espace isometrique hexohedrale cubique, groupe de point 4/m 3 2/m; groupe d'espace F m3m
Système cristallin isométrique
Réseau de Bravais cubique
a = 3,8394 Å ; Z = 4, V = 56,6 Å3 avec densité calculée 22,66
Clivage aucun
Cassure quelquefois légèrement malléable au marteau (dur et cassant en général)
Habitus rares cristaux cubiques ou pseudo-cubiques isolés, cristaux xénomorphes à idiomorphes, en inclusions prismatiques dans une matrice ; état particulaire ou granulaire disséminé dans une matrice rocheuse, paillettes, petites écailles ou gouttes, lames, grains, fréquemment isolés ; grains anguleux à arrondis (roulés), nodules arrondis de quelques grammes à quelques kilogrammes, pépites rares dépassant très rarement 1 kg ; amas à structure granulaire, agrégats grenus; masse grenues
Jumelage sur {111} dans les groupes cristallins polysynthétiques
Échelle de Mohs 6 à 7
Trait blanc
Éclat métal
Éclat poli polissage, obtention de surface miroir, réflectance comprise de 66,7 % à 74,8 %, selon le rayonnement électromagnétique visible (du violet au rouge); lumière réfléchie blanche à teinte argentée à jaune.
Propriétés optiques
Pléochroïsme faible
Fluorescence ultraviolet non fluorescent
Transparence opaque
Propriétés chimiques
Masse volumique 22,7 g/cm³
Densité 22,6 à 22,85 (21,5 à 22,66 par calcul)
Solubilité insoluble dans l'eau, les principaux acides forts et les alcalis (bases), peu soluble dans l'eau régale à froid, soluble dans l'eau régale bouillante
Propriétés physiques
Magnétisme non magnétique (en absence de fer)
Radioactivité non radioactif

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'iridium natif est une espèce minérale naturelle, corps simple métallique, extrêmement dense et très rare de formule chimique Ir, correspondant à l'élément chimique iridium noté Ir. L'iridium appartient à la classe minéralogique des éléments natifs, en particulier il s'agit d'un métal natif. Il est presque toujours associé intimement à des teneurs appréciables d'osmium, de ruthénium, de platine au point que la formule chimique se décline en (Ir,Os,Ru) ou (Ir,Os,Ru,Pt) en mentionnant ces métaux par les teneurs décroissantes les plus banales.

Il se présente le plus communément en cristaux opaques, en paillettes ou grains, opaques à éclat métallique blanc étain, avec les minerais platinifères, de même que dans les principaux placers fluviaux ou marins, actuels ou fossiles, de platine natif.

Sommaire

Historique de la description et de l'appellationModifier

Un topotype parfois cité est la rivière Pustaya, dans le district minier ou oblast du Kamchatka en Russie (Sibérie orientale).

Ce n'est qu'entre 1803 et 1804 que le chimiste anglais Smithson Tennant démontre que l'existence de ce corps simple et en particulier l'oxyde d'iridium est issu d'un élément particulier, qu'il nomme iridium en latin, du mot gréco-romain iris, arc en ciel, multicolore[3]. Le corps simple naturel, bel et bien présent dans certaines pépites de platine qui se comporte à l'eau régale comme les principaux minerais, est alors nommé en latin ou en anglais iridium nativum.

D'autres vieilles appellations synonymes sont l'osmiridium ou zvyagintsev en Russie, le ruthenosmiridium. Le platiniridium ou le ruthèneiridium sont d'autres synonymes.

La rutheniridosmine est une autre espèce minérale reconnue de maille hexagonale. L'irite est souvent un mélange complexe de minéraux notamment platinoïdes.

Cristallographie et cristallochimieModifier

La maille de son système cristallin est cubique compacte. Ce qui explique sa densité record pour un corps simple natif.

Le minéral fait partie en seconde position du groupe du platine, rassemblant des éléments natifs métalliques dit platinoïdes au sens chimique mais de me groupe de symétrie. Il s'agit du rhodium natif et du palladium natif, et en premier lieu du platine natif selon la classification de Dana ou dans un ordre différent dans la classification de Strunz.

Propriétés physiques et chimiques, toxicologieModifier

Ce métal blanc argenté métallique de la famille des platinoïdes lourds avec l'osmium natif Os et le platine natif Pt est très dur. L'iridium métal se corrode très difficilement. Cette propriété permet d'augmenter notablement la résistance à la corrosion dans les alliages, notamment avec l'osmium. L'iridium natif ou le corps simple iridium est plus fusible que l'osmium natif.

Chauffé au rouge vif à plus de 900 °C, il se forme rapidement à sa surface le dioxyde d'iridium IrO2, corps chimique solide noir instable à partir de 1 400 °C.

Il est très stable sur un plan chimique en milieu réducteur et son point de fusion est élevé. Il a une tension de vapeur très faible. Il s'agit d'un métal, bon conducteur de la chaleur et de l'électricité.

Ce corps simple métal blanc argent est insoluble dans les alcalis et les acides forts, à l'exception de l'eau régale.

Ses alliages avec le platine, l'iridium et le palladium présente une grande dureté recherchée.

Analyse, distinctionModifier

Les impuretés les plus communes sont le platine Pt, le palladium Pd, le rhodium Rh, l'or Au, le Cu, le Fe si on considère que les platinoïdes osmium Os et ruthénium Ru sont généralement présentes dans la composition des échantillons d'iridium natif.

L'iridium natif de Nijhni Taghil dans les monts Oural comporte grosso modo 74 % d'Ir, 19 % de Pt, 5 % de Cu et 2 % de Pd. Celui des placers de Sorashigawa en Hokkaïdo en moyenne 62 % d'Ir, 32 % d'Os, 3 % de Ru, 2 % de Cu et 1 % de Fe.

L'osmiridium (Ir,Os) est une variété de cette espèce minérale de maille cubique, l'iridium natif.

Le ruthénium natif (Ru,Ir,Os) de symétrie hexagonale contient des quantités parfois appréciables d'iridium et d'osmium.

ToxicitéModifier

 
Iridium natif, variété riche en osmium nommée osmiridium sous forme d'une multitude de grains ou paillettes avec quelques fines pépites, blanc d'argent brillant. Taille de l'amas ou petit magot de 2,5 cm x 2,5 cm x 1,9 cm au fond d'un vieux tube de verre. Matière collectée sur les placers de l'Oural à la Belle Époque en Russie. Musée Field de Chicago.

Gîtologie, occurrences et gisementsModifier

Il apparaît le plus souvent dans les gîtes associés aux roches magmatiques éruptives ultrabasiques, ou parfois également dans les filons de quartz.

Ce sont des roches (ultra)mafiques, c'est-à-dire des roches basiques à ultrabasiques, qui livrent le plus facilement des échantillons inclus d'osmium natif.

Après érosion des gisements, ces fins morceaux et particules se retrouvent avec le sable des placers. Les placers des rivières aux sables potentiellement aurifères ou platinifères dévoilent très souvent des paillettes et grains roulés d'iridium natif.

L'iridium natif peut être présent dans les minerais de nickel. Il peut être disséminés dans les alliages de fer et de platine.

Minéraux associés ː métaux natifs, alliage à base de Pt (syssertskite, newjanskite), alliage à base de Ru, sperrylite PtAs2, cooperite PtS, laurite RuS2, vysotskite (Pd,Ni)S, sulfures (lors des cristallisations hydrothermales), vassilite (Pd,Cu)16(S,Te)7, limonite

Gisements relativement abondants ou caractéristiquesModifier

  • Albanie
  • Afrique du Sud
Bushveld ou Bushvoeld Complex, Province Limpopo
Witwatersrand field (Transvaal).
  • Allemagne
Placer du Danube, Straubing, Basse-Bavière
  • Argentine
  • Australie
en Nouvelle-Galles du Sud
Adamsfield, Tasmanie
  • Autriche
  • Brésil
Bahia
  • Bulgarie
  • Canada
Placer de Bear Creek, près de la rivière Tulameen, Colombie britannique
couches minière nickélifères et cuprifères incluant des platinoïdes, Wellgreen, Territoire du Yukon
Québec
  • Chili
  • Chine
dépôt de Jinbaoshan Pt-Pd-Ni-Cu, Yunnan
  • Colombie
Rio Pilpe, Municipalité de Guapi, département Cauca, district de Papayan
  • Costa Rica
  • Équateur
Province d'Esmeralda
  • États-Unis
Fox Gulch, Goodnews Bay District, Alaska
Placers ou mines près des monts Klamath, comté Trinity, Californie
Mine Boss, district minier de Goodsprings, comté Clark, Nevada
Placers de Josephine creek, Oregon
Washington
  • Éthiopie
  • Finlande
Kemi, Laponie
  • France
Alluvions noires de la Durance
  • Grèce
  • Grande-Bretagne
îles Shetland
  • Inde
  • Indonésie
Bornéo
  • Iran
  • Italie
  • Japon
Placers (associé à la cooperite et tétraferroplatine) à Sorashigawa dans la province de Sorashi, placers de l'Uryugawa, province Kamikawa, île d'Hokkaïdo
  • Maroc
Bou Azer, Ouarzazate
  • Nouvelle-Calédonie
  • Nouvelle -Zélande
Rivière Pirogue, Province du sud
  • Norvège
Leka, Nord-Trondelag
Østhammeren (Osthammeren) à l'est du lac Ferhagen, municipalité de Røros, Sør-Trøndelag
  • Nouvelle-Zélande
Ironstone Creek, Parapara, île du sud
  • Papouasie-Nouvelle-Guinée
Placer Ioma sur la rivière Waria, champ aurifère de Yodda
  • Russie
Mines et cours d'eau des monts Oural, par exemple région de Nizhni Tagil
Divers placers (par exemple de la rivière Pustaya) ou gisements dans les régions extrêmes-orientales proches du Kamtchatka ou du Koryak-Kamchatka
  • Turquie
  • Tchéquie

UsagesModifier

Il s'agit d'un métal relativement précieux par sa rareté et ses usages assez variés.

Les alliages avec le platine, l'iridium et le palladium sont très durs et stables. Ils servent à la confection de pointes de plume ou de stylos, d'aiguilles à injection ou de tourne-disques, d'assises ou de pivot d'instruments de précision scientifiques, de pignons et de roulement à billes. Ils peuvent encore servir de filaments d'ampoules électriques ou de contact électrique.

Notes et référencesModifier

  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. Lors de la dissolution des principaux minerais de platine par l'eau régale, il restait toujours un résidu différent des composés du platine. Ce résidu noir et très dur, de corps platinoïdes (en réalité essentiellement de l'osmiure d'iridium, avec un peu d'osmiure de ruthénium et parfois de rhodium ou de platine, cet osmiure complexe étant inaltéré par l'attaque à l'eau régale), irritant et nauséabond, avait été signalé par les chimistes français Vauquelin, Fourcroy et Collet-Descotils, qui prédisaient la présence d'éléments chimiques inconnus à dévoiler. Le chimiste londonien Tennant, qui, averti des recherches élémentaires de Vauquelin et de Descotils, habitant un grand port en communication constante avec l'Amérique latine, dispose en outre d'un apport de résidu de production de platine important poursuit en 1803 les analyses en trouvant deux types de composés, à base d'osmium responsable de l'odeur, et à base d'iridium pour la diversité coloré ou en arc-en-ciel de ses dérivés. Il fait publier un article dans la Royal Society le 21 juin 1804 sous le titre "On two metals, found in the black powder remaining after the solution of slatina", Philosophical Transactions of the Royal Society, volume 94, 1804, pp 411–418.

BibliographieModifier

  • D.C. Harris, L.J.Cabri, "Nomenclature of platinum-group-element alloys; review and revision", The Canadian Mineralogist, volume 29, 1991, pp 231-237.

Voir aussiModifier

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Articles connexesModifier

Liens externesModifier