L'utilité des liquides denses en gemmologie

Thierry Pradat, FGA
Juillet 2010
www.gemmo.eu

AVERTISSEMENT 1 : la majorité des liquides denses, aussi appelés liqueurs denses ou liquides lourds, sont toxiques et nocifs pour la santé. Ils doivent être utilisés avec une extrême précaution, sans contact avec la peau (utiliser les brucelles), dans une pièce bien aérée. Ils doivent être conservés dans des flacons bien hermétiques, dans un endroit sec, à l'abri de la lumière, hors de portée des enfants.

AVERTISSEMENT 2 : les matières gemmes à la surface poreuse comme l'Opale ou solubles comme certains halogénures ou plastiques ne doivent surtout pas être testées avec les liquides denses, au risque de les détruire irrémédiablement.


Les liquides denses ont deux utilités distinctes :
  • Comparaison par la DENSITÉ Cette méthode n'est pas aussi précise que celle de la pesée hydrostatique mais elle est relativement rapide, peu encombrante et donc pratique sur le terrain. Elle consiste à immerger la matière gemme dans les différents liquides denses jusqu'à s'approcher le plus possible du point de suspension, entre la flottaison et la coulée lente. Elle permet de comparer facilement les différences de densité entre plusieurs matières gemmes de même couleur.

  • Comparaison par l'INDICE DE RÉFRACTION Lorsqu'une matière gemme transparente est immergée dans une liqueur dense d'IR pratiquement identique, elle deviendra invisible ou presque. Idéalement, la matière gemme doit être de même couleur que la liqueur dense. S'il y a une différence de couleur trop marquée ou si la matière gemme est trop translucide, seuls ses pourtours ou sa forme tendront à devenir invisibles, ce qui peut tout de même constituer un critère d'analyse.

Les liqueurs denses sur fond violet sont celles les plus souvent utilisées en gemmologie. Les autres offrent parfois une bonne alternative en raison de leur disponibilité, de leur coût d'achat plus faible ou de leur toxicité moindre.

LIQUEURS DENSES => classées par IR
Liquides lourds
formule chimique (brute)
composition chimique
remarque
IR
densité
eau distillée
H2O
non toxique
facilement disponible
1,332
1,00
eau saturée en sel
H2O + NaCl
non toxique
facilement disponible
1,364
tétrachlorométhane
CCl4
1,46
vaseline / huile pour bébé / huile d'olive
dont hydrocarbures >C25
non toxique
facilement disponible
1,47
huile de paraffine
CnH2n+2
1,48
benzène
C6H6
1,50
toluène
C7H8
1,50
huile de cèdre
1,51 à 1,52
huile de clou de girofle
1,53 à 1,54
1,2-dibromoéthane
(CH2Br)2
1,54
nitrobenzène
C6H5NO2
1,55
monobromobenzène ou
1-bromobenzène
C6H5Br
1,56
benzoate de benzyl
C14H12O2
1,57
bromoforme
CHBr3
1,59
2,86 à 2,89
monoiodobenzène ou
1-iodobenzène
C6H6I
1,62
monochloronaphtalène ou
1-chloronaphtalène
C10H10Cl
1,63
disulfure de carbone
CS2
1,63
monobromonaphthalène ou
1-bromonaphthalène
C10H7Br
1,66
1,49
liqueur de Clerici
Tl(CHO2) / Tl(C3H3O4)
malonate et formiate de thallium
toxique
difficilement disponible, coûteux
1,685 à 1,71
4,15 à 4,35
monoiodonaphtalène ou
1-iodonaphtalène
C10H8I
toxique
1,70
diiodure de méthylène ou diiodométhane
CH2I2
toxique
1,74
3,32 à 3,33
liquide de contact pour réfractomètre solution saturée
CH2I2 + S
toxique
1,78-1,79
liquide de contact pour réfractomètre solution saturée
CH2I2 + CI4 + S
toxique
1,79-1,81
tribromure d'arsenic
AsBr3
toxique
2,00
 
polytungstate de sodium
3Na2WO4•9WO3•H2O
non toxique
l'ajout d'eau distillée permet d'abaisser la densité à volonté
variable
2,65 à 3,10


TESTS DE DENSITÉ PAR LES LIQUEURS DENSES
densité
type de liqueur dense et résultat obtenu
< 1,32
eau distillée => flotte
1,32 à 1,35
eau distillée => reste en suspension ou presque
eau saturée en sel => flotte
1,35 à 1,37
eau distillée => coule
eau saturée en sel => reste en suspension ou presque
1,37 à 1,47 eau saturée en sel => coule
monobromonaphthalène pur => flotte
1,47 à 1,51
monobromonaphthalène pur => reste en suspension ou presque
1,51 à 1,65
monobromonaphthalène pur => coule
2,50 à 2,63
bromoforme dilué à 2,65 => flotte
polytungstate de sodium dilué à 2,65 => flotte
2,63 à 2,67
bromoforme dilué à 2,65 => reste en suspension ou presque
polytungstate de sodium dilué à 2,65 => reste en suspension ou presque
2,67 à 2,85
bromoforme dilué à 2,65 => coule
polytungstate de sodium dilué à 2,65 => coule
bromoforme pur => flotte
2,85 à 2,92
bromoforme pur => reste en suspension ou presque
2,92 à 3,30
bromoforme pur => coule
di-iodure de méthylène pur => flotte
3,30 à 3,35
di-iodure de méthylène pur => reste en suspension ou presque
3,35 à 3,40
di-iodure de méthylène pur => coule lentement
3,40 et +
di-iodure de méthylène pur => coule


Références  
- Jahns R.H., American Mineralogist (1939), Vol. 24, p. 116 : Clerici solution for the specific gravity determination of small mineral grains (EN)
- Liddicoat R.T. Jr., Handbook of Gem Identification, 12th edition (GIA, 1989), p. 61 : Immersion (EN)
- Read P.G., Gemmology, 3rd edition (Nag Press, 2005), p. 61-66 & 97 : Approximation of SG using heavy liquids, etc. & Other methods of RI measurement, Approximation by immersion (EN)
- Vatan A., Manuel de sédimentologie (1967), p. 356 : Techniques concernant l'étude minéralogique des sables (FR)