Mélantérite

Mélantérite Catégorie VII : sulfates, sélénates, tellurates, chromates, molybdates, tungstates[1]
Melanterite - Copperas Mountain, Ohio
Général
Nom IUPAC	Sulfate de fer(II) heptahydraté
Numéro CAS	7782-63-0
Classe de Strunz	7.CB.35 7 SULFATES (SELENATES, TELLURATES)  7.C Sulfates (selenates, etc.) without Additional Anions, with H2O   7.CB With only medium-sized cations    7.CB.35 Bieberite CoSO4•7(H2O) Space Group P 21/c Point Group 2/m    7.CB.35 Boothite CuSO4•7(H2O) Space Group P 21/c Point Group 2/m    7.CB.35 Mallardite Mn++SO4•7(H2O) Space Group P 21/c Point Group 2/m    7.CB.35 Melanterite Fe++SO4•7(H2O) Space Group P 21/c Point Group 2/m    7.CB.35 Zincmelanterite (Zn,Cu,Fe++)SO4•7(H2O) Space Group P 21/c Point Group 2/m    7.CB.35 Alpersite (Mg,Cu)SO4•7H2O Space Group P 21/c Point Group 2/m
Classe de Dana	29.06.10.01 Sulfates 29. Sulfates acides hydratés 29.6.10/ Groupe de la mélantérite 29.6.10.1 Mélantérite FeSO4 · 7H2O
Formule chimique	H14FeO11S FeSO4· 7 H2O
Identification
Masse formulaire[2]	278,015 ± 0,011 uma H 5,08 %, Fe 20,09 %, O 63,3 %, S 11,53 %,
Couleur	incolore à blanc, bleu-vert, bleuâtre à verdâtre, vert, bleu verdâtre à bleu si inclusions de cuivre
Système cristallin	monoclinique
Réseau de Bravais	primitif P paramètres de maille a = 14,11 Å, b = 6,51 Å, c = 11,02 Å ; β = 105,15°
Classe cristalline et groupe d'espace	prismatique 2/m - groupe d'espace P 21/c
Macle	non connu
Clivage	parfait à {001}, distinct à {110}
Cassure	conchoïdale (cassure fragile)
Habitus	Rares cristaux dans la nature, cristaux prismatiques courts, pseudo-octaèdres, tabulaires ou aciculaires ; agrégats de cristaux aciculaires, tabulaires épais, agrégats fibreux, formations le plus souvent en concrétions ou en stalactites ; nodules à faciès massif (souvent trace de Cu) ; véritables masses rocheuses souvent pulvérulentes sous pression ; encroûtement à structure pulvérulente, en efflorescence, poudres.
Échelle de Mohs	2
Trait	blanc
Éclat	vitreux, parfois soyeux (aspect fibreux)
Propriétés optiques
Indice de réfraction	nα = 1.470-1.471 - 1.471 nβ = 1.477 - 1.480 nγ = 1.486
Biréfringence	Biaxial (+) ; δ = 0,016 2V = 86°
Transparence	transparent, translucide à opaque
Propriétés chimiques
Densité	1,89 1,898 1,899 (très souvent arrondi à 1,9)
Température de fusion	64 °C
Solubilité	soluble à l'eau à froid, 266 g/l à 20 °C, encore plus à chaud 438 g/l à 80 °C, soluble dans le méthanol
Comportement chimique	devient du monohydrate ou szomolnokite vers 90 °C, anhydre à 300 °C
Propriétés physiques
Radioactivité	aucune
Précautions
Directive 67/548/EEC
Numéro index : 026-003-01-4026-003-01-4] Classification : Xn; R22 - Xi; R36/38 Phrases R : R22 : Nocif en cas d’ingestion. R36/38 : Irritant pour les yeux et la peau. Phrases S : S2 : Conserver hors de portée des enfants. S46 : En cas d’ingestion, consulter immédiatement un médecin et lui montrer l’emballage ou l’étiquette. Phrases R : 22, 36/38, Phrases S : 2, 46,
SIMDUT[3]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT. Divulgation à 1,0 % selon la liste de divulgation des ingrédients Commentaires : Ce produit est inscrit sur la Liste de divulgation des ingrédients sous la dénomination chimique fer, sels hydrosolubles, n.s.a (non spécifié autrement). La dénomination chimique et la concentration de cet ingrédient doivent être divulgués sur la fiche signalétique s'il est présent à une concentration égale ou supérieure à 1,0 % dans un produit contrôlé.
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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La mélantérite est une espèce minérale composée de sulfate de fer heptahydraté, précisément le sulfate ferreux heptahydraté naturel, de formule chimique FeSO₄· 7 H₂O. C'est un minéral sulfaté secondaire qui se forme, dans la nature, par oxydation des sulfures de fer tels que pyrite, marcassite, pyrrhotite, chalcopyrite, arsénopyrite ou berthiérite sous l'action de l'oxygène de l'air en présence d'humidité. Les agrégats cristallins fragiles de densité 1,9, parfois en concrétions diverses ou en stalactites, sont le plus souvent gris sales, voire avec des nuances blanches, vertes, bleues, bleu-vert ou vert-bleu, ces dernières s'expliquant par des traces d'ions cuivreux, alors que les spécimens purs ou les plus propres sont incolores à blancs.

La mélantérite est un indicateur de la présence possible d'acide sulfurique produit par l'oxydation des sulfures et ne doit pas être prise à main nue, ou inhalée lorsqu'elle est sous forme pulvérulente. Selon les anciens glycochimistes, elle possède un goût légèrement sucré, astringent et métallique.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

Dioscorides en 50 apr. J.-C. est le premier à en faire mention écrite. Sa description moderne est due à René Just Haüy qui en 1801 la nomme fer sulfaté; François Sulpice Beudant en 1832^[4] lui donne le nom de mélanterie (du grec μελαντηρία, melanteria ou couperose). Le mot racine μελας mélas désigne déjà le sulfate de fer, tout comme son dérivé melanteria. Ce n'est qu'en 1850 que le terme mélantérite sera définitivement arrêté par Haidinger^[5].

Topotype

Non référencé pour cette espèce.

Synonymie

• couperose verte
• fer sulfaté (selon Haüy 1801)
• mélantérie (Beudant 1832)
• mélanthérite (Chapman, E.J. 1843)^[6]
• vitriol vert(pour les Anciens chimistes)
• copperas (pour la mélantérite des mines de cuivre américaines)
• atrament (dans le scriptorium médiéval)

Caractéristiques physico-chimiques

La mélantérite, exposée à l'air humide, tend à devenir blanc jaunâtre à opaque. Placée au soleil à des températures caniculaires, ou légèrement chauffée, elle se déshydrate en sidérotile FeSO₄· 5 H₂O qui appartient au groupe minéral de la chalcantite.

Critères de détermination

Fe^IISO₄ · 7 H₂O est soluble dans l'eau : 15,65 g pour 100 g d'eau pure vers 0 °C, 32,8 g à 22 °C, 48,6 g à 50 °C...

Elle est soluble dans le méthanol, soit 15,6 g pour 100 g de méthanol pur à 18 °C. Par contre, le minéral est insoluble dans l'éthanol et quasi-insoluble dans l'alcool à 95°.

Un chauffage prolongé à l'étuve à 90 °C de la mélantérite permet d'obtenir facilement le sulfate du fer II monohydraté FeSO₄· H₂O, par la perte de 6 molécules d'eau. Le sulfate ferreux anhydre FeSO₄ n'apparaît complètement qu'à 300 °C.

Variétés et mélanges

• pisanite : variété cuprifère de mélantérite de formule (Fe, Cu)SO₄ · 7 H₂O. Décrite par Alfred Kenngott en 1860 dédié au minéralogiste et marchand de minéraux Félix Pisani (28 avril 1831 Constantinople, Turquie - 7 novembre 1920 Paris)^[7].

Synonyme de pisanite

chalcitris

chalcite

mélantérite cuprifère

• cuprokirovite : variété cuprifère de kirovite de formule (Fe,Mg,Cu)SO₄ · 7 H₂O. Contenant 3,36 % MgO et 3,18 % CuO. Décrite par Vertushkov (1939) à Smolnik baňa, Smolnické rudné pole en Slovaquie.

Synonyme de cuprokirovite

cuprojarošite

• kirovite : variété magnésienne de mélantérite décrite par Vertushkov en 1939, à Smolnik baňa, Smolnické rudné pole en Slovaquie^[8], de formule (Fe,Mg,)SO₄ · 7 H₂O.

Synonyme de kirovite

jarošite (yarroshite, yarroschite) selon Kokta 1937^[9]. Attention à la confusion avec la jarosite, un sulfate basique mixte de fer et de potassium de formule générique KFe₃(SO₄)₂(OH)₆.

mélantérite magnésifère

• luckite : variété manganésifère de mélantérite décrite par Carnot en 1879^[10], de formule (Fe,Mn)SO₄ · 7 H₂O. Le terme dérive de la localité type de « the Lucky Boy » Mine, Butterfield Canyon, Salt Lake County, Utah, États-Unis.

Synonyme de luckite

luckyite

mélantérite manganésifère

• sommairite : variété zincifère de mélantérite de formule (Fe,Zn)SO₄ · 7 H₂O.

Cristallochimie

La mélantérite sert de chef de file à un groupe de sic sulfates heptahydratés monocliniques qui ont la même structure de base que la mélantérite mais avec substitution des ions fer par des ions manganèse, cobalt, cuivre ou zinc.

Le groupe de la mélantérite

• Biebérite (sulfate de cobalt heptahydraté, CoSO₄ · 7 H₂O)
• Boothite (sulfate de cuivre heptahydraté, CuSO₄ · 7 H₂O)
• Mallardite (sulfate de manganèse heptahydraté, MnSO₄ · 7 H₂O)
• Zinc-mélantérite (sulfate de zinc, cuivre et fer heptahydraté, (Zn,Cu,Fe)SO₄ · 7 H₂O)
• Alpersite (sulfate de magnésium et de cuivre heptahydraté, (Mg,Cu)SO₄ · 7 H₂O)

Cristallographie

• Elle cristallise dans le système monoclinique.
• Paramètres de la maille conventionnelle : a = 14,11, b = 6,51, c = 11,02, Z = 4 ; bêta = 105,25° V = 976,61
• Densité calculée = 1,89

Propriétés physiques

Habitus

Elle se présente le plus souvent sous forme de petits cristaux n'excédant pas 2 mm, mais peut aussi exister sous forme de plus gros cristaux. Les formes cristallines sont variées : prismes courts, cristaux tabulaires, pseudo-rhomboèdres, pseudo-octaèdres, formes fibreuses, aciculaires. Les cristaux s'agencent en agrégats grenus, efflorescences, encroûtements ou masses stalactitiques et concrétionnées.

Gîtes et gisements

Il s'agit d'un minerai secondaire, issu le plus souvent de la dégradation des différents sulfates de fer dans les zones d'oxydation. Il peut aussi être récupéré parmi les dépôts de sublimation des fumerolles. Son remaniement par érosion et son transport différentiel le transforme ipso facto en minéral ou roche évaporites rémanents des milieux arides. La sidérotile, son produit de déshydratation, se retrouve surtout en surface.

Gîtologie et minéraux associés

Gîtologie

Elle se rencontre dans les crevasses ou cavités des roches sédimentaires et métamorphiques sulfurées et oxydées ainsi que dans le charbon et le lignite (roches carbonées qui contiennent très souvent de la marcassite altérable) mis en contact avec l'air. Elle se forme rapidement sur les murs, les voûtes et les structures de soutènement des galeries de mines dans lesquelles se trouvent des sulfures de fer récemment exposés à l'oxygène de l'air en conditions humides à la suite des travaux d'excavation de la mine. Par exemple, elle se retrouve très souvent fixée sur les vieux bois de mines, qui ont servi de poutres de soutènement. Elle s'amasse sur certaines parois de galerie.

Minéraux associés

chalcanthite, epsomite, pickeringite, halotrichite, pisanite, et autres sulfates.

Gisements remarquables

• Allemagne

Rammelsberg

• Espagne

les mines de Rio Tinto

• États-Unis

Ducktown, Tennessee ; Dakota du Sud ; Colorado ; Bigham Canyon, Utah ; Comstock Lode, Nevada ; Butte, Montana ; différentes mines de l'Arizona et enfin quelques régions de Californie.

• France

Mine de Salsigne, Aude

• Italie
• Russie
• Suède

Falun

• Tchéquie

Usage

Le sulfate de fer s'emploie en milieu aqueux pour purifier les encres. Il était utilisé autrefois pour la fabrication finale d'encres ferro-galliques. Le bois de chêne, équivalent du tan à haute teneur en tanins, trempé dans l'eau, permettait d'obtenir une eau concentrée après évaporation en tanins, qui donnait après ajout d'atrament (sel ferreux hydraté ou mélantérite) de l'encre violette très foncée, dite encre noire selon les codes couleurs de l'époque médiévale.

La mélantérite est également employé comme coagulant, puisque le sulfate ferreux favorise les dépôts colloïdaux. Par exemple, dans l'industrie des eaux pour la purification de l'eau.

Il s'agit aussi d'un engrais, notamment pour lutter contre les carences en fer ou chlorose.

Voir aussi

Bibliographie

• Ronald L. Bonewitz, Margareth Carruthers, Richard Efthim, Roches et minéraux du monde, Delachaux et Niestlé, 2005, 360 pages (traduction de l'ouvrage anglo-saxon, publié par Dorling Kindersley Limited, London, 2005), en particulier p.  214. (ISBN 2-603-01337-8)

Liens externes

• (en) La mélantérite dans le Webmineral
• (en) Données minérales
• (en) Présentation minéralogique du Handbook of Mineralogy

Notes et références

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