Sur les quantités relatives de Radium et d'Uranium contenus dans quelques minéraux

HAL Id: jpa-00242089

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242089

Submitted on 1 Jan 1904

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

contenus dans quelques minéraux

Bertram B. Boltwood

To cite this version:

Bertram B. Boltwood. Sur les quantités relatives de Radium et d’Uranium contenus dans quelques

minéraux. Radium (Paris), 1904, 1 (8), pp.45-48. �10.1051/radium:019040010804501�. �jpa-00242089�

ces cubes, parfaitement formés. varie communément de 2 à 4 millimètres, ^ils sont parfois ^un peu al-

longés. ^rarement cependant ^au point d’affecter nne

forme quadratique : quelquefois le cristal semble formé de plusieurs ^cristaux empilés ^{(fig. 1):} pIns

Fig. 2.

souvent t on observe

une légère ^deforma-

tion du cristal due à la pénétration ^de

2 ou 5 individus suivant le même

plan; d’ailleurs j’ai remarqué quelques

cristaux enchevêtres formant un entre- croisement analogue à celui que l’on ob-

serve si fréquemment ^dans les cristaux de fluorine

(fig. 2) .

, ^{il faut} signaler ^{comme très} accidentels les cristaux crclasés ^et évidés.

L’éclat de la Thorianite cst a peu près ^{le même}

que cclui des autres minéraux des terres rares en géné- ral, ^{il sc} rapproche de 1 éclat métallique.

Sa teinte noir de fer, ^{ou noir de} poix, ^est également

peu caractéristique.

La couleur de ^sa poussière ^{est blanc} grisâtre.

Sa cassure illébalc ^{est noir de fer : on} peut ^obtenir cependant ^un eliBage imparfait suivant ai.

La dureté varie de 6, J ^{à 7.}

Enfin ce minéral opaque possédant ^{une structure} compacte ^{os[ infusible au} chalumeau, ^{très difficile-}

ment soluble dans l’acide chlorhydrique, et lentement

attaque ^{à cllalld,} par l’acide sulfurique.

EXall1iné en lame très mince au microscope, ^ce

mineral offre une teinte rougeâtre variant du fauve au jaune acajou.

Quant ^on examine attentivement la préparation microscopique ^en lumière blanche. ou voit que cette

teinte uniforme dominante est accompagnée de ^bandes plus ^on moins parallèles d’un ton plus ^{clair: ces ban-}

des alternantes semblent avoirune direction suivant

les faces P du cube, et sont visibles, surtout, près de

la périphérie du cristal.

Examiné en lumière polarisée, la Thorianite se

comporte ^comme un minéral cubique.

Dans les échantillons que je possède, la Thorianite est accompagnée ^{de zircon} transparent dont la teinte varie du jaune ^{bistre an} gris clair : quelques ^cristaux

de Thorianite renfermaient encore du )nica.

A côã de l’intérèt théorique que peut présenter

cette nonBelle espèce minéralogique, ^et de l’intérêt

pratique que l’on pourrai) tirer de celle-ci , étant (hume

sa richesse en thorium, elle possède une radioactivité

relativement intense qui permet de la considérer

comme une nouvelle source de corps radioactifs.

L’activité du minéral es) environ 2 lois plus grande

que l’uranium métalliques ; cette activité semble se ^loca-

liser Bcrs le Thorium, ainsi une quelques essais l’ont

montre. Ce l’ait apporte ^{encore un intèrêt} puissant ^{à la}

recherche et l’exploitation ^{(te ce minéral.}

En terminant, ajoutons que ^Sir William Ramsay ^à

trouvé 1 que ^ce minéral chauffé seul dégage ^{3,3 centi-} mètres cubes d’hélium par gramme, et que chauffé

avec du bisulfate de potasse ^{il a donne} jusqu’à 9,5 centimètres cubes d’hélium.

Louis JACKER,

Proffeseur de Mineralogie

à l’Ecole de Physique ^et de Chimie de Paris.

1. Nature, ^11° lî9î, page 333.

Sur les quantités ^{relatives de Radium}

et d’Uranium contenus dans quelques ^minéraux

expériences qui ^{vont être décrites ici ont}

été effectuées dans le hut de déterminer la

proportion relative de radium et d ’uranium contenus dans certaines substances minérales .

La méthode employée pour doser le radium revient à mesurer la conductibilité de l’air chargé d’émana-

lion (lu radium produite par ^une quantité ^{connue de}

substanceradifère. Il ·lltlit de dissoudre ou de décom- poser lu· minerais par de, ^agents chimiques ^con-

venablement choisis, et d’abandonner la solution qui

en résulte pendant plusieurs jours. dans ¹¹¹¹ récipient

clos.

Un autre procédé également essayé consiste à dé-

composer complètement ^{le minéral dans un vase} ouvert, puis à faire bouillir la solution, afin de provo- quer le dégagement de toute l’émanation qui peut y

être contenue. La solution est alors placée dans un

vase fermé, et l’émanation qui se forme s’accumule pendant une période de temps déterminée. à la fin

de laquelle elle ^s’est complètement renouvelée et se

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019040010804501

trouBc dans d’excellentes conditions pour donner ^une

mesure exacte.

La totalité de l’émanation est aspirée ^{dans un élec-} troscope ^étanche analogue, en principe. ^II cullzi décrit pal’ C.-T.-R. Wilson. 11 se compose d’une cage ^rectan-

gulaire A de 15 centimètres de haut, 10 centimètres de côté et 4cm, 5 ^de profondeur. Les côtés de cette caisse ()ni 6 millimètres d’épaisseur ^et portent ^sur deux, de leurs llorfis ^une glissière de 5 millimètres dt’

profondeur. ^DcuB: glaces ^{en verre} de 7) millimètres

Fig. 1. 2013 Electroscope.

d’épaisseur peuvent s’engager ^{dans les rainures; le} joint ^est rendu étanche par l’emploi de cire dure et

chaude. Les glaces forment l’avant et l’arrière de

l’électroscope. Sur ^{la boite se froment} (1xrs deux robinets G; ^elle porte ^{en outre au sommet Illl tube de}

verre T de 2cm,5 de diamètre et de 7cm,5 ^de longueur.

La feuille d’or l est attachée it la lame métallique ^en laiton p qui ^a 5 centimètres de long ^et 1 centimètre de large; ^{elle est fixée à une tige de 1cm,5 de} long ^et

5 millimètres de diamètre. Le tube S en diélectrine a 4 centimètres de Joug ^et 1 centimètre de diamètre;

il sert de support ^{isolant à} la feuille d’or et est alla- ché par son ^{sommet ;1 mie} tige ^en laiton de 12 centi- mètres de long ^et 3 centimètres de diamètre. Les

tiges ^sont préalablement scellées dans la dielectrine

en les chauffant jusqu’au point de fusion de celle-ci et en les faisant entrer par pression ^{à une} petite ^dis-

tance des extrémités du cylindre S.

Fixée an sommet du tube T se trouve une bague C

dans laquelle ^se visse le bouchon B, également ^en

laiton. A travers ce dernier passe ^{un court} tube de

verre de centimètre de diamètre, effilé Ü son som-

met. Ce tube de verre est rempli de diélectrine fondue

que l’on laisse se solidifier. L’extrémité de la tige T

est alors chauffée et poussée dans la diélectrine du tube de verre a une distance d’environ 5 millimètres;

le joint ^{est rendu encore} plus étanche par l’applica-

lion d’une petite quantité de cire fondue. Suspendu

par ^un petit ^ressort près ^{du sommet} du tube T ^se trouve un lit de fer fin W, qui ^se termine par ^une boucle contournant la tige de la lame p. Quand ^{il est} suspendu ^{dans sa} position ^{normale, ce fil ne touche}

pas ^la partie inférieure de la tige; mais, ^en appro- chant un petit ^aimant près ^{du tube T, le fil es[ attire}

et établit un circuit métallique ^{entre la} partie supé-

ricure de la tige ^{et la feuille d’or. La} plaquette p ^et

les parties métalliques ^du support ^sont dorées dans le but d’éviter l’oxydation. ^{Tous les} joints ^et toutes

les ouvertures sont remplis ^{de cire, sauf entre B el C,} (lui ^{est rendu étanche} par ^une rondelle de caout- chouc fi. En dévissant le bouton B, ^la feuille d’or et son support peuvent être retirés de la cage.

L’électroscope ^{se trouBe fixé} par ^{des vis sur une}

plaque métallique ^{Nissée à sa base à deux masses de} plomb LL, pesant ^{environ 7 liBres chacune. L’ensemble} de l’appareil ^cst alors très stable et les opérations peu- vent, être effectuées sans faire varier la position ^rela-

tive des différentes pièces.

Pour charger la feuille d’or, ^{on utilisc une} grande tige ^{de cire dure ; est frottée sur du} drap ^{el es[}

approchée ^de l’extrémité t, ^le fil W étant mis au même moment ^en contact ^avec le plateau p ^au moyen d’un

petit ^{aimant; en} frottant la tige de ^résine conBenablc- ment, ^on obtient une charge suffisante pour dénier les feuilles d’or d’une quantité appréciable. ^{En éloi-}

gnanl ^{le bâton de résine el} l’aimant, ^{on touche l’ex-}

trémité de la tige ^{aBcc le} doigt. Cette méthode de

charge réussit très bien en lu ver par les Len1ps ^secs,

facilement au printemps, mais devient d’une applica-

tion délicate quand l’air du laboratoire est chargé ^d’hu- midité, ^{et il est} préférable ^{de lui en} substituer ^une

autre qui consiste à faire usage d’une batterie de

petits éléments de pile ^{donnant un} potentiel ^{de 300 à}

100 volts.

La chute de la feuille d’or provoquée ^{par le traiis-} port ^des charges dans le gaz ionisé ^est oh- servée au moyen d’un microscope ^{monté sur un} sup-

port spécial placé devant l’électroscope. ^La largeur ^du champ d exploration ^est d’enBiron 4 millimètres.

L’oculaire contient une petite ^{échelle divisée en 9 diBi-} sions, ^dhisées elles-mêmes en 10; chaque petite

division correspond ^{donc il 0,044} millimètres.

L’émanation du radium produite par ^un poids ^connu

de substance minérale est recueillie dans un appareil analogue ^{il celui} (lui ^est représenté par ^la hgure ^{2. Il}

est complètement en ^{verre et se} compose d’un ^réser-

voir B, relié par ^un tube à ^un petit ^{ballon B} qui ^est

lui-même relié à un encore plus petit, ^{C. Une} petite quantité de substance minérale finement pulvé-

risée est introduite au moyen d’un long ^{tube dans}

l’ampoule ^{B et} l’on y ajoute ^une quantité d eau ^sur-

saute pour ^{recouBrir toute la} poudre. Le réactif em-

ployé ^{est eu} général de ^l’acide sulfurique ^concentré.

Le ballon C est reiiipli ^{d’acide :} les tubes capillaires f et g ^sont toujours ^{férmés l’t le tube est scellé à la}

Fig. ^2.

^Tuhe.

ranime d’un brûleur. Au moment oû l’on étire le tube J), ^{on raréfie}

l’air dans le tube en échauffant

une assez grande portion ^{du tube D.}

On renverse alors le contenu dc C dans B, ^ct l’on chaulle jusqu’à ^ce

que le minéral ait été entièrement

déconlposé. On abandonne alors

l’appareil à lui-même pendant quel-

ques jours jusqu’à ^ce que l’équi-

libre soit établie puis ^on sépare ^le

réservoir A en etfilalt la portion ^e.

L’ampoule ^A, séparée ^{de cette} façon ^{do reste de} l’appareil, ^{est de}

nouveau abandonnée pendant ^deux

heures environ afin que les élllana- tions à loi de décroissance rapide

du rayonnement (thorium ^{ou acti-} nium) aient entièrement disparu.

L’air et l’émanation du radin1l1 contenus dans A sont transvasés dans l’électroscope ^{de la} façon ^sui-

vante : le tube capillaire ^{e est} rompu dans ^une solu- tion de soude. Par suite de la dépression qui ^{existe en} A, quelques centimètres cubes de la solution pénètrent

dans l’ampoule. ^Un petit ^{tube court à robinet et} rempli

d’eau est fixé à l’extrémité e ; il plonge ^par conséquent

dans lac-uine à ^eau et le gaz ^{se trouBe} de nonveau dans

ull espace clos. On agite ^la petite quantité de solution de soude qui ^a pénétré ^à l’intérieur de l’ampoule ^{A de} façon ^à dessécher le gaz ^et d supprimer les vapeurs acides s’il s’en trouvait. On l’ait le vide dans l’élec-

troscope ^{a une} pression ^d’une demi-atmosphère ^envi-

roll, et l’on terme le robinet G, ^on relie le tube capil-

laire au robinet de l’électroscopo, ^{on ouvre} le robinet

placé ^{ml e, on casse la} pointe f ^{du tube; on ouvre}

lentement le robinet de l’électroscope, le gaz ^con- tenu en A s’écoule peu à peu à ^mesure que le liquide

monte dans l’ampoule ^{A. Quand} le niveau du liquide

est arriv é un peu au-dessous de G, ^on ferme le robi- net placé ^{en e. on casse la} pointe g ^{de façon} que la

pression ^dans l’électroscope ^{celle dt’} l’atmosphère ambiante ; ^{on ferme} alors le robinet de l’électroscope

et l’on commence les mesures.

Pour mesurer la conductibilité de l’air acquise ^sous

l’influence de l’émanation, ^on observe le temps ^néces- saire pour que la feuille mobile de l’électroscope ^se déplace de 8 divisions de l’échelle. Comme l’activité augmente d’abord an début par suite ^{de la} production

d activité induite, ^{on a} pris ^{comme terme} de compa- raison la lui de décroissance après trois heures de désactiv ation.

Pour déterminer la quantité ^{d’urane contenue dans}

le minerai, la solution placée ^dans l’ampoule ^{B est}

évacuée et la quantité d’urane dosée par rune des methodes ordinaires de l’analyse.

En comparant les résultats ohtenus avec différents minéraux, il résulte qu’en général, ^la distribution de l’émanation dans les différentes parties ^de l’appareil

est uniforme que le volume de la solution est négli- geable.

Les résultats obtenus avec huit échantillons iirani- fércs différents sont consignes ^{dans le} tableau suivant :

Pour décomposer l’uraninite, ^{on a} employé ^l’acide chlorhydrique ^{concentré contenant une} petite quantité

d’acide nitrique ; ^la gummite ^et rurallophane ^{ont été}

traitées par l’acide chlorhydrique ^{concentré et la}

carnotitc dissoute dans 1* acide nitrique ^{dilué (30} p. 100).

L’échantillon de sanlarskite a été obtenu finement divisé par des lessivages à l’eau suivis de décantation.

Dans ^ces conditions, ^{elle a} pu être attaquée par de l’acide sulfurique ^concentré.

Les échantillons 1, ’2, 3 et 4 venaient delà Caroline dn Nord, ^{le N°3} de Branchville Comm., les nos 6 et 7 du Colorado, le n" 8 de Saxonny.

La faible Yalenr du rapport obtenu dans l’expérience

aBec le n° 3 a uté attribuée à ce que le minéral ^sem- blait donner une plus grande proportion d’émanation à froid que les autres, ^{et au} fait qu il n’avait pu

jamais prendre ^{llll état} d’équilibre ^{au moment ou l’on}

dosait l’émanation.

Quelques échantillons des nos 1,2 et 3 furent alors

complètement décomposés par ces acides et la solution résultante évaporée ^{a sec au} bain-marie: les résidus ont été traités par 1 acide chlorhydrique dilué et la ^so- lution obtenue introduite dans un des tubes à solution

précédemment décrits. Les tubes scellés turent aban- donnés pendant ^OI jours, temps ^{au bout} duquel ^{on fit}

une expérience, ^à l’électroscope: les résultats obtenus

sont résumés dans le tableau suivant :

De ^ces dernières, il ^résulte qu’il ^{est fort} probable que la faible valeur obtenue dans l’expé- rience précédente avec furanophane ^{est due a la for-}

mation de silice gélatineuse, la silice ayant été insolu- bilisée dans ces nouveaux essais.

CONCLUSION

La quantité deradium contenue dans les minéraux

uranifères qui ^ont été examinées est directement pro-

portionnelle à ^la quantité d’uranium contenue dans

ces minéraux. J.-J. Thomson et Rutherford _suppo-

sent que le radium est très probablement forme par

la destruction de l’atome d’uranium. Il était alors

logique d’ admettre qu’il deB ait exister ^un état final

d’équilibre ^{et une} proportion ^{bien définie entre l’ura-}

nium et le radium présents ^{dans le} minéral. Ces résul- tals semblent de nature a fournir la vérification expé-

rimentale de cette dernière hypothèse. ^Nous comptons

étendre ce travail à d’autres minéraux contenant une

plus petite quantité d’uranium, ^en introduisant cer-

taines modifications dans la méthode. L’importance ^des

résultats ici acquis ^ne fera ainsi que s’accroître.

BERTRAM B. BOLTWOOD, Yale University (New-Haven).

Électrolyse ^des solutions de sels de baryum ^ràdifère

’ETUDE de l’électrolysc des solutions de sels de

baryum radifières ^{a lu} poursuiBie depuis quel-

que _{le temps,} soit dans le but d isoler le groupe-

ment métallique ^{Ra, soit,} de modifier ta méthode de

séparation actuelle. le dois dire aussitôt que ^ce dernier

point ^est de peu d intérêt, ^{étant donnée la très faible}

teneur en radium des substances radiféres.

L’étude a d’abord été entreprise par M. W. ^Marck- ald1 qui ^{a tenté} quelques essais de séparation 1)ar voie électrolytique. Une solution aqueuse ^{saturée de} chlorure de baryum-radium, provenanv ^{du traitement}

direct de la pechblende, ^{est mise en contact avec} l’amalgame ^{de sodium à} 1 pour 100 ; ^une partie ^du

sodium passe ^en solution tandis qu’il ^{se forme une} quantité équivalente d’amalgame ^de baryum ^{et de}

radium. La proportion ^{de ces} métaux est dif1ërcnte dans l’amalgame ^{et dans le bain : le} premier ^{s’est en-} rilhi, ^{le second s’est} appauvri ^en radium. Le traite- ment ( direct des minerais par ^cette méthode ne don- nerait probablement pas de très bons résultats, ^{el l’on}

doit s’en tenir a la simple concentration sur des sels

plurifiés,ce (pli n’ offre pas alors grand intérêt, ^le rall- port ^de concentration étant très faible Ainsi _conçu, le

procédé ^ne semble pas devoir ^se substilucr 1 la lllé- thode dcs fractionnements ^sur les chlorures ou les bromures.

M. C0153hll a électrohsé des solutions aqueuses ^{a Bt’e} des électrodes eu platine: ^{dans ces} conditions, ^il 11’y ^a

aucun dépôt métallique ala cathode. Marckwald avait fait des expéériences analogues ^{aBec des} électrodes ^en Mg. Zn, Cu, Sn, Ag, Bi: les résultats ne furent pas meil-

leurs. Dans tous les cas la cathode est simplement

activée si on la retire du bain,qu on ^{la lalC et} qu’on

1. W. MARKWANN. Ber. Deutsch. chem. Ges., ^1. XXXVII, p. 88-91 ^1904. -2. A. COEHN. ibid., ^{t. XXXVII,} p. 811-819

1904

l’abandonne, ^{elle se désactive} complètement ^{en fonc-}

tion du temps. Cependant, d’après Marckwald, Mg et ^Zn

ne semblent pas s’activer.

Les résultats sont nettement différents si l’on uti- lise une cathode en mercure. Le baryum ^et lc radiuiii

s’y déposent ^{en formant un véritable} amalgame ^carac-

térisé par ^une actix iié persistante. Il semble qu’il y ait là une 111méthode de concentration rapidc.

Les alcalino-terrcux Ba, Ca, Sr, ^{Ra sc} déposent ^sur

le mercure pour diifércntes valseurs de la tension, ^et

les écarts sont suffisants pour permettre ^une sépara-

tion électroly tique ^des trois métaux par amalgamation.

L’ordre de grandeur de l’écart cntrc les différents alcalino-terrcllx est environ Gv, 2. ^La différence des tcnsions entre Ha et Ra n’a pas ^cncorc été exactement

déterminée; les expériences ^actuelles indiquent cepen- dant qu’elle ^{es[ cncorc notable et} que l’on peut espérer

faire une séparation ^du bayrum ^{et du radium} par voie

électroly tique.

Les cathodes en zinc amalgamé donnent de bons résultats.

Dans ces amalgames, 1!’ radium se trouve à l’état

métallique. ^Ses propriétés ^{radiantes sont} analogues ^à

celles des sels auxquels ^{il donne} naissance ; ^comme

eux, ^son activité augmente ^en fonction du temps - ^au

début de sa préparation, elle tend vers une activité limite qui ^{est 4 fois} plus grande que l’activ ité

initiale.

Il ne semble pas y avoir d’intérêt capital ^à pré-

parer l’amalgame de radium exempt ^de bavrum, ^les amalgames Hg-Ba-Ra obtenus dans ces conditions suffisent pour identifier les propriétés ^{du radium} métallique ^avec des sels. Les résultats indiqués ^con-

firment nettement les premières hypothèses ^{faites sur}

les sels de radiiiin : leurs propriétés ^ne dépendent que

de l’atome de radiuii-1. W. BERTHIER.