Thermonatrite

Général
Thermonatrite Catégorie V : carbonates et nitrates^[1]

Numéro CAS	5968-11-6
Classe de Strunz	5.CB.05 5 CARBONATES (NITRATES) 5.C Carbonates without Additional Anions, with H2O 5.CB With large cations (alkali and alkali-earth carbonates) 5.CB.05 Thermonatrite Na2CO3•(H2O) Space Group P ca2₁ Point Group mm2
Classe de Dana	15.1.1.1 Carbonates 15. Carbonates hydratés 15.1.1.1 Thermonatrite Na₂CO₃ · H₂O
Formule chimique	C H₂Na₂O₄ Na₂(CO₃) · H₂O
Identification
Masse formulaire^[2]	124,0037 ± 0,0021 uma C 9,69 %, H 1,63 %, Na 37,08 %, O 51,61 %,
Couleur	incolore à blanche, gris à jaune, gris jaunâtre suivant impuretés
Système cristallin	orthorhombique
Réseau de Bravais	a = 10,72 Å ; b = 5,24 Å ; c = 6,46 Å ; Z = 4 ;V = 362,88 Å³
Classe cristalline et groupe d'espace	pyramidale, mm2 ou dipyramidale mmm, groupe de point 2/m 2/m 2/m, groupe d'espace Pmmm
Clivage	pauvre à indistinct sur (100), difficile sur ((010)
Habitus	croûte massive et protégée, en efflorescence et en incrustation poudreuse
Faciès	cristaux aciculaires rares
Échelle de Mohs	1 à 1,5
Trait	blanc
Éclat	vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	cristal polyaxe : n_α = 1,420 n_β = 1,506 n_γ = 1,524
Biréfringence	Biaxial (-) δ = 0,104 2V = 48° (mesuré) 2V = 46° (calculé)
Dispersion optique	relativement forte
Transparence	transparent à translucide
Propriétés chimiques
Masse volumique	2,255 g/cm³
Densité	2,25 à 2,26
Solubilité	soluble dans l'eau : 33 g/100 g à 20 °C
Comportement chimique	La perte d'eau commence à 100 °C, la soude anhydre n'apparaît qu'entre 150 °C et 200 °C.

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
modifier

La thermonatrite est un minéral qui correspond à un carbonate monohydraté naturel de sodium, de formule chimique Na₂(CO₃) · H₂O. Ce minéral assez rare, mais typique des roches évaporites ou des lacs alcalins, de saveur alcaline, apparaît sous forme de cristaux de maille orthorhombique, en efflorescences incolores, transparentes à blanches, parfois grisâtres à jaunâtres, ou encore sous forme de poudres dispersées ou de roche massive dans les dépôts salins des régions désertiques.

Il peut provenir de la déshydratation thermique du natron ou au contraire de l'humidification par la vapeur d'eau du minéral natrite ou carbonate de sodium anhydre. On le trouve aussi, mais beaucoup plus rarement, en petites veinules dans les roches ignées.

Description et géotype[modifier | modifier le code]

Le minéral a été décrit en premier acception officielle de façon minéralogique par Wilhelm, chevalier de Haidinger en 1845 dans des échantillons des dépôts des fumerolles du Vésuve. Il est nommé Thermonatrit par ce chimiste cristallographe parce que ce corps composé se transforme à l'air libre et humide en roche ou minéral natron ; il le représente ainsi dans des conditions thermiques, au sein de la Terre chaude. Le mot allemand vient des termes grecs scientifiques thermos (chaleur) et natron (le minéral), avec le suffixe « ite ». On peut aussi interpréter cette dénomination comme le minéral de stockage produit par la déshydratation thermique du natron. Notons que le terme chimique français était la soude carbonatée prismatique, correspondant à l'allemand das Prismatisches Natronsalz.

Le minéralogiste allemand Friedrich Mohs avait toutefois décrit en 1825 cette matière-là auparavant, mais sa description avait achoppé sur une apparition de dimorphisme, causée probablement par le dihydrate ou heptahydrate de soude ou de carbonate de sodium. Il cristallise souvent artificiellement avec ce dernier^[3].

Le minéral a aussi été décrit par les minéralogistes européens, le Suisse Jean Charles Galissard de Marignac, l'Anglais William Hallowes Miller et le Français Alfred Des Cloizeaux. Le dernier l'a observé à la surface d'une lave volcanique en Guadeloupe.

Propriétés physiques et chimiques[modifier | modifier le code]

Le minéral naturel Na₂CO₃ · H₂O, de caractéristiques physico-chimiques assez similaires à celles du trona, est fixe et stable à l'air sec. L'analyse chimique pondérale donne en masse 50 % Na₂O, 35,5 % CO₂ et 14,5 % H₂O.

Les cristaux sont parfois assez peu sectiles.

Le minéral fond facilement. Mis en tube fermé et chauffé, un dégagement d'eau issu de la structure minérale se produit, avant un dégagement de gaz carbonique CO₂. Chauffé au chalumeau, le minéral très fusible colore la flamme en jaune intense, fait caractéristique indicateur d'ion sodium.

La thermonatrite est très soluble dans l'eau, avec une réaction alcaline. Sa dissolution engendre une eau alcaline. Elle est soluble avec effervescence dans les acides.

La thermonatrite ne peut être que le produit de la cristallisation d'une solution aqueuse de carbonate de sodium qu'à une température d'équilibre supérieure à 25 °C.

Cristallochimie et cristallographie[modifier | modifier le code]

Les faces formées les plus communes sont (110), (120), (201) et (111). Les cristaux artificiels sont souvent allongés sur l'axe c, parfois aplatis suivant (001). Ainsi les fines lamelles cristalline sur (001), également tabulaire sur (010) et toujours allongées sur (100) obtenue au labo.

Le plan des axes optiques et parallèles à (010). La bissectrice aiguë est perpendiculaire à (100).

Gîtologie et gisements[modifier | modifier le code]

Selon Alfred Lacroix, la thermonatrite est le principal minéral qui se produit par exposition à l'air sec et chaud du natron.

Dépôts d'évaporites[modifier | modifier le code]

Il peut être produit par l’assèchement à l'air chaud des efflorescence du natron. Il se trouve ainsi dans les sols à croûte saline du Soudan. Apparue dans le désert ou au cours de l’assèchement des lacs salins ou alcalins, la thermonatrite ne se présente qu'en masses pulvérulentes et efflorescence. Il s'agit d'un aspect spécifique.

Elle est communément associée au natron, au trona, à la halite.

Gisements abondants ou caractéristiques[modifier | modifier le code]

Australie

Australie du sud

Autriche

Mine de sel de Seewinckel, Burgenland

Brixlegg - Rattenberg, vallée de l'Inn, Tyrol

Bolivie

Potosi

Botswana
Canada

Atlin ou district de Clinton, Colombie britannique

Carrière Poudrette, Mont-Saint-Hilaire, Québec

Chine

Région autonome du Tibet

Région autonome du Xingjiang

Mongolie intérieure

Chili
Égypte

région des lacs natron ou des lacs amers, Memphis

États-Unis

Lacs Deep Springs, Keeler et Owens, comté d'Inyo, Lac Searles dans le comté de San Bernardino, dépôt de Koehn dans le comté de Kern et Lac Borax du comté de Lake, Californie

Lac Soda, Vallée San Luis, Alamoso, Colorado

Nevada

Alkali Lake, Oregon

comté d'Okanogan, état de Washington

Éthiopie

Lac Shalah

Groenland

complexe intrusif Ilimaussaq

Hongrie
Iran
Italie

Vésuve, Campanie

Kenya

Bassin du Lac Bogoria, Vallée du Rift

Libye

Fezzan

Madagascar
Mexique

Lac Texcoco, province de Mexico

Mongolie

désert du Gobi

Russie

péninsule de Kola

Suisse

Mine de Bex

Tanzanie

Lac Natron, Arusha

Tchad
Tchéquie

Mine de Jachymov

Turkménistan
Turquie
Turkménistan

Notes et références[modifier | modifier le code]

↑ 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.
↑ Rammelsberg dans son article dans le Kristallische Physikalische Chemie, 1881, page 549, montre l'analogie des angles de la forme qui cristallise avec l'heptahydrate.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

Thermonatrite, sur Wikimedia Commons

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Alfred Lacroix, Minéralogie de la France et de ses anciens territoires d'Outremer, description physique et chimique des minéraux, étude des conditions géologiques et de leurs gisements, 6 volumes, Librairie du Muséum, Paris, 1977, réédition de l'ouvrage initié à Paris en 1892 en un premier tome. En particulier, pour la thermonatrite décrit dans le troisième volume, p. 782-783
Henri-Jean Schubnel, avec Jean-François Pollin, Jacques Skrok, Larousse des Minéraux sous la coordination de Gérard Germain, Librairie Larousse, Paris, 1981, 364 p. (ISBN 2-03-518201-8). en particulier, page 321.

Liens externes[modifier | modifier le code]

(en) « Données cristallographiques »
(en) « Une présentation générale », sur Webmineral
(en) « Présentation du minéral », sur Mindat
(en) Projet d'inventaire des roches carbonatées du Smithsonian Institut : quelques échantillons...

[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] Rammelsberg dans son article dans le Kristallische Physikalische Chemie, 1881, page 549, montre l'analogie des angles de la forme qui cristallise avec l'heptahydrate.

[1]

[2]

[3]