Antimoine natif

L'antimoine, substantif masculin, est issu du latin médiéval savant antimonium, attesté au XI^e siècle notamment en 1050 par Constantin l'Africain. Il existe un mot invariable grec stibi qui nommait une poudre noire servant de fard à paupière ou de peinture à sourcils dans l'Antiquité gréco-romaine. Mais les chimistes ont montré par analyse que ce khôl était fabriqué à partir de galène. Toutefois, le minerai qui a servi au gré des provenances a pu contenir une fraction de stibine. Le mot stibi a évolué, devenant en grec byzantin stimmi, puis ’ithmid en arabe[4].

Les alchimistes européens, lointains héritiers de la tradition arabo-persane, désignent par ce mot relatinisé en antimonium à la fois la stibine et le semi-métal antimoine. Il a donné antimoine en français, déjà attesté au XIII^e siècle dans l'Antidotaire Nicolas, et antimony, adapté en anglais probablement au siècle suivant.

Il existe une légende, irrémédiablement marquée d'humour noir. Elle attribue vers 1450 au moine chimiste Basile Valentin la synthèse de l'antimoine semi-métal pur, ce qui peut être vraisemblable en redécouverte. Néanmoins, adepte de la chimie gustative ou glycochimie, il fit part de sa découverte aux frères de son couvent, qui s'empressèrent de se porter volontaire pour tester ce médicament qui se révéla finalement mortel ou à dose létal. Cette anecdote sans antidote a été largement récupérée avec foi par les amateurs d'étymologie fantaisiste francophones en postulant la décomposition arbitraire en "anti"-"moine", illustrant le préfixe grec signifiant "contre, opposé à" et le mot moine rappelant la qualité des victimes. La plaisanterie anticléricale a toutefois le mérite de rappeler la toxicité de l'antimoine[5].

Notez que l'arsenic natif peut être très semblable à l'antimoine natif, et les deux corps simples ne se distinguent que par des tests chimiques élaborés, comme le Test de Marsh. Le stibarsen alliage SbAs assimilé aujourd'hui à l'allemontite SbAs₃ peuvent également avoir des aspects très similaires. L'anecdote légendaire devient encore plus crédible s'il s'agit d'un dérivé d'arsenic et d'antimoine.

Les Romains, promoteurs d'une civilisation céramique, qui possédaient d'excellents métallurgistes en bronze et alliages proches, connaissaient en pratique l'antimoine car il l'incluait volontairement dans les alliages de coupelles qui conservaient un vin acide à dépôt de tartre, dont l'usage par ingestion du contenu avec de l'huile avait pour fonction unique de les faire vomir après un festin. En faible quantité, les composés organiques que l'antimoine forme auraient un pouvoir émétique ou vomitique. C'est le cas du tartrate double d'antimonyle et de potassium (SbO)KC₄H₄O₆. ½ H₂O nommé tartar emetic en anglais. L'époque médiévale a conservé par l'art pharmaceutique l'usage d'un grand nombre de compositions de médicaments à base d'antimoine ou de ses dérivés, notamment comme vomitique ou diaphorétique.

L'antimoine servait aussi à colorer des verres, outre à durcir les alliages ou à leur conférer des propriétés antifriction. Dans la préparation de la matière à réduire puis à porter à fusion, les métallurgistes l'incluaient sous forme de sulfures ou d'oxydes. Il reste que ce corps simple n'est isolé et purifié qu'en 1604. Au laboratoire, les chimistes du XVII^e siècle ont distingué l'antimoine jaune de l'antimoine noire. Lorsque ces deux variétés à propriétés métalloïdes étaient chauffées, elles donnaient l'antimoine gris, semi-métal stable, très analogue à l'arsenic gris.

Selon l'association internationale de minéralogie, l'espèce est reconnue par l'Homme depuis les temps préhistoriques, un topotype possible, mais non exclusif, peut être l'ancienne mine d'argent de Sala dans le Västmanland en Suède.

L'antimoine en masse, le plus commun, dévoile une structure cristalline sans cristal apparent ou isolable. Il est vrai que ces cristaux, pseudo-cubiques ou tabulaires, sont très rares ou bien peu fréquents. Du coup, le clivage basal est rarement observé. L'essentiel est présent sous forme d'agrégats lamellaires en mamelons ou en nodules souvent radiés, de colonnes cristallines ou fibreuses ressemblant aux stalactites, et surtout en masses compactes, parfois à texture granulaire ou fibreuse, ainsi qu'en encroûtements ou en poudres.

Leur cassure irrégulière est grise. La coupe fraîche dévoile une couleur blanc d'étain avec une nuance légère de bleu. Autrement, les vieux échantillons ont une couleur sombre et terne, grisâtre ou gris sombre, parfois tachetée. Sombres et ternes, sans aucune nuance de bleu métallique, ils sont souvent recouverts d'une couche protectrice d'oxydes d'antimoine.

Selon la classification de Dana, l'antimoine fait partie du groupe de l'arsenic (01.03.01) de la catégorie des éléments natifs (premiers chiffres 01), comportant des corps simples ou composés d'éléments semi-métal ou non métal. Ce groupe homosymétrique, de groupe d'espace R 3 m et de groupe de point 3 2/m comporte sous le code respectif :

• 01.03.01.01 le minéral arsenic As ;
• 01.03.01.02 l'antimoine Sb ;
• 01.03.01.03 le stibarsen SbAs ;
• 01.03.01.04 le bismuth natif Bi ;
• 01.03.01.05 la stistaïte SnSb.

Petits cristaux millimétriques de Sb natif, observable à travers une gangue transparente, St Andreasberg, Harz

Il appartient, selon la classification de Strunz, au groupe de l'arsenic codé 01.CA.05, qui ne comporte que quatre membres déjà cités, sans la stistaïte.

Le spectre optique dévoile des raies d'absorption intenses dans l'UV proche.

Pour les chimistes, il s'agit d'un semi-métal brillant, de couleur argent brillant et cristallisé qui a de mauvaises propriétés mécaniques. Il est très cassant et se met facilement à l'état poudreux. Le faible usage de ce corps simple chimique explique sa mise en évidence tardive. Mais, fabriqué in situ ou additionné en milieu réducteur, il s'allie facilement avec la plupart des métaux.

Il s'agit d'un semi-conducteur, mauvais conducteur de la chaleur. Il n'a qu'une conductivité électronique équivalente à 4 % de celle du cuivre natif.

Antimoine natif massif à éclat métallique mais finement recouvert de valentinite blanche, Mine mexicaine d'Arechuybo, Musée d'histoire naturelle de Londres.

Il est facilement fusible au chalumeau entre 630 °C et 632 °C. Il génère une fumée blanche d'acide antimonieux HSbO₂. L'échantillon brûle ensuite à l'air même si le feu est coupé. Puis il se couvre d'aiguilles blanches, c'est-à-dire d'une couche protectrice d'oxyde de Sb ou valentinite SbO₃. Sur le charbon qui a servi au chauffage, l'antimoine forme un enduit blanc. Chauffé, il se volatilise en colorant la flamme de réduction en bleu verdâtre, couleur du test de flamme de l'antimoine.

L'antimoine s'altère à l'air, laissant une couche blanc jaunâtre à base de valentinite. Il est insoluble dans l'eau. Du fait de la formation d'une mince couche de passivation, l'antimoine est stable à l'eau et à l'air à température ordinaire.

L'antimoine fondu en atmosphère protectrice non oxydante cristallise par refroidissement. Il se contracte lors du passage de l'état solide à l'état liquide. Il se comporte comme le couple eau-glace, le volume de matière augmente lors de la solidification. C'est une propriété rare dans la nature.

Il reste insoluble à froid dans les acides, mis à part l'eau régale qui détruit systématiquement sa couche d'oxydes protectrices. Toutefois, l'acide nitrique concentré à chaud attaque facilement ce métal avec dégagement de vapeurs nitreuses NO très dangereuses. Il ne reste plus que l'acide antimonique blanc.

Antimoine natif, Musée de Genève

Il est également attaqué par l'acide sulfurique et l'acide phosphorique, concentrés et à chaud. Il s'enflamme spontanément dans un milieu oxydant comme le chlore gazeux Cl₂. La réaction avec les autres halogènes, brome Br₂ et iode I₂ n'apparaît qu'au chauffage.

Pépite d'antimoine natif oxydé en surface d'environ 59 g, Erskine Creek, comté de Kern, Californie

En masse, il s'agit d'un produit de réduction qui apparaît dans les filons sulfoantimonieux cobalto-nickelifère et argentifère, c'est-à-dire des filons hydrothermaux chargés de divers sulfoarséniures et de sulfoantimoniures, surtout d'argent.

Antimoine natif de la mine Tom Moore à Erskine Creek dans le comté californien de Kern. Taille pour 88 g : 5,1 × 3,3 × 2,7 cm.

Dans les terres ocreuses des filons, il est possible de trouver des rognons, fibreux ou pulvérulents, entourés parfois de valentinite ou de kermésite. Association de l'antimoine massif : stibine ou autres sulfures de Sb, valentinite ou oxyde blanc de Sb, minerai d'argent, de bismuth, d'arsenic natif, allemontite SbAs₃ ou stibarsen, nickéline, kermésite, minerais sulfurés tels que sphalérite ou blende, galène, pyrite... mais aussi quartz.

Notons que l'expédition Luna 16 en a trouvé sur notre satellite sur le site d'alunissage sur la Mare Fecunditatis.

Grossissement d'un rare échantillon d'antimoine natif, issu des profondeurs de la mine de stibine de Monarch à Gravelotte, chaîne de Murchison, Province Limpopo, Afrique du Sud

Gisements relativement abondants ou caractéristiques

• Afrique du Sud

Gravelotte, Province de Limpopo

• Allemagne

Sankt Andreasberg et autres mines du Harz

Sb natif, Sankt Andreasberg, Musée minéralogique de Bonn

mines de la Forêt-Noire

• Argentine
• Autriche
• Australie

Broken Hill, Nouvelle-Galles du Sud (échantillons de collection)

Torrington, Nouvelle-Galles du Sud

• Azerbaïdjan
• Bolivie
• Botswana
• Brésil
• Canada

Mine d'antimoine du Lac George, comté d'York, Nouveau-Brunswick

South Ham, comté Wolfe, et mine du lac Nicolet, Centre-du-Québec, Québec

Antimoine natif recouvert de calcite blanche, Lac George, Comté d'York, Nouveau Brunswick, Canada

• Chili
• Chine
• États-Unis

Mines de Erskine Creek, près de Kernville, comté de Kern, Californie

Coupe d'une pièce d'antimoine natif du comté de Kern, Californie

Pièce de collection au musée de géologie d'Harward, antimoine natif venant du comté californien de Kern

• Espagne

mine Mathilde, province de Málaga, Andalousie

• Finlande

Seinajoki, Vassa

Antimoine natif, Finlande

• France

Mine d'argent de la montagne de Chalanches ou Allemont, Isère (échantillons de collection, rognons pulvérulents ou fibreux, en association avec l'allemontite)

Cantal

Corse

Gard

• Géorgie
• Ghana
• Grande-Bretagne
• Grèce
• Groenland

Mine d'Illimaussaq

• Hongrie
• Inde
• Indonésie

Sarawak, Bornéo (petites masses)

• Italie

Sarrabus, Sardaigne (échantillons de collection)

• Irlande
• Japon
• Kazakhstan
• Kirghizstan
• Malaisie
• Mexique

Arechuyobo, désert de Chihuahua

• Mongolie
• Namibie
• Norvège

Anciennes mines d'argent du Kongsberg, Buskerud

• Ouzbékistan
• Pologne
• Portugal

Coïmbra

• Russie
• Slovaquie

Pezinok, Monts Carpathes

Pièce collectée à Pezinok en Slovaquie, ici éclairée dans le noir pour montrer sa grande brillance

File:

• Suisse
• Suède

Mine d'argent de Sala, Västmanland (topotype européen)

• Tchéquie

Příbram, Bohème (échantillons de collection)

• Zimbabwe

Sb natif du lac Nicollet avec très légères couches de stibine et de valentinite, mine de South Ham, Saints-Martyrs-Canadiens, Québec

Bronze avec billes d'antimoine, art amérindien, Musée américain de Géorgie

Le métal est habituellement extrait de la stibine Sb₂S₃, beaucoup plus fréquente. L'antimoine natif est souvent objet de collection.

• 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 l'antimoine décrit dans le second volume, p. 384-386
• Annibale Montana, R, Crespi, G. Liborio, Minéraux et roches, éditions Fernand Nathan, Paris, 1981, 608 pages. § 8.
• Pierre Pomet, Histoire générale des drogues: simples et composées renfermant dans les trois classes des végétaux, des animaux & des minéraux, tout ce qui est l'objet de la physique, de la chimie, de la pharmacie, & des art les plus utiles à la société des hommes, Chez E. Ganeau & L.E. Ganeau fils, Paris, 1735, En ligne. En particulier, Tome 2, des pages 307 à 318.
• Henri-Jean Schubnel, avec Jean-François Poullen, Jacques Skrok, Larousse des Minéraux, sous la coordination de Gérard Germain, Éditions Larousse, Paris, 1981, 364 p. (ISBN 2-03-518201-8). Entrée 'antimoine' p. 68.