Iridium natif

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.

Général
Iridium natif Catégorie I : Éléments natifs[1]

Nom IUPAC	Iridium
Numéro CAS	7439-88-5
Classe de Strunz	01.AF.10 1 ELEMENTS (Metals and intermetallic alloys; metalloids and nonmetals; carbides, silicides, nitrides, phosphides) 1.A Metals and Intermetallic Alloys 1.AF Platinum-group elements 1.AF.10 Palladium Pd,Pt Space Group F m3m Point Group 4/m 3 2/m 1.AF.10 Iridium (Ir,Os,Ru,Pt) Space Group F m3m Point Group 4/m 3 2/m 1.AF.10 Rhodium (Rh,Pt) Space Group F m3m Point Group 4/m 3 2/m 1.AF.10 Platinum Pt Space Group F m3m Point Group 4/m 3 2/m
Classe de Dana	1.2.1.1 Eléments natifs et amalgames 1. Eléments naturels et amalgames
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 = 3,839 4 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.

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.

Historique de la description et de l'appellation

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 cristallochimie

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, toxicologie

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, distinction

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.

Toxicité

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 gisements

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

Gisements relativement abondants ou caractéristiques

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 de Trinity, Californie

Mine Boss, district minier de Goodsprings, comté de 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 coopérite 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

Usages

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 références

La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
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.

Bibliographie

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 aussi

Articles connexes

Liens externes

Présentation du platine et des platinoïdes
(en) Handbook of Mineralogy Native Ir
(en) Iridium natif avec description et localisation géographique sur Mindat.
(en) Iridium sur Webmineral.

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[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.