Cinabre

Cinnabar, se référer à la forme rouge brique commune de rouge de brique de sulfure de mercure (II), formule HgS, qui est le minerai source le plus commun pour affiner le mercure élémentaire, et est la source historique pour le rouge vermillon brillant et pigmenté pigments de mercure rouge associés.

Le cinabre se présente généralement sous la forme d’un minéral remplissant de veines associé à une activité volcanique récente et à des sources chaudes alcalines. Le minéral ressemble au quartz en symétrie et à sa biréfringence; le cinabre a un indice de réfraction moyen de ~ 3,2, une dureté comprise entre 2 et 2,5 et une densité de ~ 8,1. La couleur et les propriétés dérivent d’une structure qui est un réseau cristallin rhomboédrique appartenant au système cristallin hexagonal, des cristaux qui présentent parfois des jumelages.

Le cinabre a été utilisé pour sa couleur depuis l’antiquité au Proche-Orient, y compris comme cosmétique de type rouge, dans le Nouveau Monde depuis la culture olmèque, et en Chine depuis la culture Yangshao, où il était utilisé pour colorer le grès.

Les précautions modernes associées à l’utilisation et à la manipulation du cinabre découlent de la toxicité de la composante du mercure, qui a été reconnue dès la Rome antique.

Propriétés et structure
Propriétés
Cinabre se trouve généralement dans une forme massive, granulaire ou terreux et est de couleur rouge écarlate à rouge brique, mais il se produit parfois dans des cristaux avec un lustre adamantin non métallique. Il ressemble au quartz dans sa symétrie. Il présente une biréfringence et possède l’indice de réfraction le plus élevé de tous les minéraux. Son indice de réfraction moyen est de 3,08 (longueurs d’onde de la lumière au sodium), contre les indices pour le diamant et l’arséniure de gallium (III) non-minéral (GaAs), qui sont respectivement de 2,42 et 3,93. La dureté du cinabre est de 2,0-2,5 sur l’échelle de Mohs et sa densité spécifique de 8,1.

Structure
Structurellement, le cinabre appartient au système cristallin trigonal. Il se présente sous la forme de cristaux prismatiques épais tabulaires ou minces ou sous forme d’incrustations granulaires à massives. Le jumelage de cristaux se produit comme de simples jumelles de contact.

Notons que le sulfure de mercure (II), HgS, adopte la structure du cinabre décrite et une structure supplémentaire, c’est-à-dire qu’il est dimorphe. Le cinabre est la forme la plus stable, et est une structure semblable à celle de HgO: chaque centre Hg a deux courtes liaisons Hg-S (chaque 2,36 Å), et quatre contacts Hg ••• S plus longs (avec 3,10, 3,10, 3,30, et des séparations de 3,30 Â). De plus, le HgS est présent dans un polymorphe noir non métababique (métacinnabar) qui a la structure de zincblende.

Caractéristiques physico-chimiques
Critères d’identification
La couleur de la trace minérale peut également être utilisée pour l’identification grossière des pigments. Il s’agit de faire une trace du minéral par frottement sur une tablette de porcelaine dure et d’observer sa couleur. De nombreux minéraux ont une trace incolore, certains ont des traces de couleur caractéristiques. Voici un exemple: Les traces roses à rouge-brun peuvent indiquer la présence de cinabre, de cuprite ou d’hématite.

Le mercure en petites quantités peut être détecté par spectrométrie ou par des précipités de Hg₂Cl₂ et HgS. On considère que si les composés du mercure sont chauffés dans un tube avec de la soude, il se forme un miroir gris de mercure qui se condense sur les parois froides.
Les méthodes spectrométriques permettent l’identification du cinabre. Il est utile de mentionner la spectroscopie Raman, une méthode optique qui analyse les pierres (semi) précieuses sans contact, les pigments, les verres et les céramiques. Cette méthode ne nécessite pas d’échantillonnage. Et grâce à leur source laser intégrée, la dernière génération de spectromètres peut être transportée au cœur des musées. L’identification des objets peut être faite in situ. De plus, cette identification moléculaire permet de différencier sans ambiguïté les composés voisins de la même composition élémentaire.

Pour identifier la structure cristalline, la sonde nucléaire PIXE (Particle Induced X-Ray Emission) distingue les formes hexagonales et cubiques.

Propriétés chimiques
Polymorphisme du HgS
HgS a un polymorphisme:

α-HgS, cinabre / vermillon
α’-HgS, sulfure de mercure amorphe
β-HgS, métacinabre (noir)
γ-HgS, hypercabius
Les propriétés chimiques du sulfure noir et du sulfure rouge de mercure sont sensiblement les mêmes, mais le sulfure noir réagit plus que le rouge. Le cinabre, le vermillon ou le métacinabre sont généralement considérés comme presque insolubles dans l’eau, les solvants organiques et les acides minéraux dilués.

Altération chromatique
L’assombrissement de la couleur écarlate du cinabre (α-HgS) sous l’influence de l’irradiation solaire jusqu’à devenir gris-noir est un problème important dans la conservation des peintures murales depuis l’Antiquité et représente toujours une casse. tête-générateur de polémique. Vitruve explique que «lorsqu’il est employé dans des appartements dont le plâtre est couvert, le cinabre conserve sa couleur sans altération, mais dans les endroits exposés à l’air, comme les péristyles, les exèdres, et quelques autres endroits semblables où les rayons du soleil et l’éclat de la lune peut pénétrer, il est altéré, il perd la vivacité de sa couleur, il s’obscurcit dès qu’il est frappé par lui.Cela mentionne que de la cire punique a été appliquée sur les peintures murales pour empêcher la lumière de la lune et les rayons du soleil enlèvent sa couleur, mais certains facteurs associés accélèrent ce changement chromatique, comme une forte humidité associée à une atmosphère très polluée.Seule la surface est dégradée, si elle est raclée, on peut voir à nouveau la couleur rouge. au cinabre rouge peut aussi permettre son identification.

Actuellement, le noircissement des fresques de la Villa des Mystères à Pompéi en est l’illustration parfaite. Le nettoyage au laser des peintures murales contenant du cinabre n’est pas recommandé en raison de l’altération chromatique qui en résulte.

Propriétés physiques

Structure du cinabre, α-HgS (mercure Hg en gris, soufre S en jaune)
La formule suivante donne une approximation de la pression de vapeur saturée du cinabre:

ln P * = 8,765 – 3533 / T
P * étant exprimé en kilopascals et la température T en Kelvin.

Le sulfure de mercure HgS est le minerai de mercure le plus important. Il est utilisé pour la fabrication de mercure et comme pigment. Le cinabre contient environ 86,2% de mercure. Le mercure est obtenu en rôtissant le cinabre. Pour l’extraction du métal, le minerai pulvérisé descend dans un four à 700 ° C où l’air est envoyé. La réaction suivante se produit:

HgS + O2 → Hg + SO2,
au-dessus de 737 ° C, le cinabre se décompose

HgS → Hg + S.
Le mercure est obtenu par pyrométallurgie: à la pression atmosphérique, le cinabre se sublime à 583 ° C (856 K) et se décompose en mercure liquide et en vapeur de soufre.

Il y a trois formes cristallines:

le cinabre trigonal rouge, groupe spatial P3121 ou P3221 (n ° 154), structure B9 en notation Strukturbericht, plus stable à des températures inférieures à 350 ° C (Barnett et al., 2001: 1499);
le métacinabre cubique, groupe spatial F43m, de couleur noire;
Hypercabiner (γ-HgS), révélé par Potter et Barnes en 1978. Son nom est lié au fait que sa zone de stabilité s’étend à des températures plus élevées que celles du cinabre et du métacinabre.

Usage thérapeutique
Le cinabre est connu et utilisé depuis l’antiquité la plus ancienne en médecine (Pline l’Ancien, Histoire naturelle, XXXIII, p. 41, qui d’ailleurs décourageait et considérait cette substance comme un poison).

Il a également été utilisé en médecine pour le traitement de la syphilis, ou il a été prescrit dans les années 1820 à des femmes enceintes par fumigation (General Archives of Medicine, De Vaugirard, 1914, 436.). Sous la forme d’un onguent, il était utilisé contre les maladies cutanées (Louis Mialhe, Traité sur l’art de la formulation, Ed Fortin, Masson, 1845, 150.).

Le cinabre se retrouve aussi dans la composition des remèdes pour le traitement externe du cancer, comme la pâte inventée par le chirurgien Jean Baseilhac, dite «poudre de frère Como», composée d’arsenic blanc, de cendres brûlées de semelles de chaussures, de sang-dragon, le cinabre et l’eau (Hermann Lebert, Traité pratique sur les maladies cancéreuses et les conditions curables combinées au cancer, Baillière, 1851, 645). L’utilisation de cette pâte d’arsenic sera également préconisée par le chirurgien Joseph Souberbielle, (neveu de Jean Baseilhac), dans le traitement des ulcères du visage.

Médicaments chinois contenant du cinabre comprennent: 金、二十五味松石丸、二十五味珊瑚丸、十香返生丸、七珍丸(丹)、七厘散、万氏牛黄清心丸、小儿百寿丸、小儿至宝丸、小儿金丹片、小儿惊风散、小儿清热片、天王补心丸、牙痛一粒丸、牛黄千金散、牛黄抱龙丸、牛黄清心丸、牛黄镇惊丸、安宫牛黄丸、安宫牛黄散、红灵散、苏合香丸、医痫丸、补肾益脑片、局方至宝散、纯阳正气丸、抱龙丸、柏子养心丸、胃肠安丸、香苏正胃丸、保赤散、益元散、梅花点舌丸、琥珀抱龙丸、紫金锭、紫雪、暑症片、舒肝丸、痧药、避瘟散、人参再造丸、平肝舒络丸、再造丸、复方芦荟胶囊、赛霉安散/软膏。

Toxicité:
Les précautions modernes associées à l’utilisation et à la manipulation du cinabre découlent de la toxicité de la composante du mercure, qui a été reconnue dès la Rome antique. En raison de sa teneur en mercure, le cinabre peut être toxique pour les êtres humains. Bien que les peuples de l’Amérique du Sud utilisaient souvent le cinabre pour l’art, ou le transformaient en mercure raffiné (comme moyen de dorer l’argent et l’or), les propriétés toxiques du mercure étaient bien connues: dangereux pour ceux qui minaient et traitaient le cinabre Les données suggèrent que le mercure a été réprimé par le cinabre et que les travailleurs ont été exposés aux vapeurs toxiques de mercure. La surexposition au mercure, le mercurialisme, était considérée comme une maladie professionnelle chez les Romains: «L’exploitation minière dans les mines de cinabre espagnoles d’Almadén, à 225 km au sud-ouest de Madrid, était considérée comme une condamnation à mort en raison de la l’espérance de vie des mineurs, qui étaient des esclaves ou des condamnés.  »

Les taoïstes chinois l’utilisaient comme une drogue d’immortalité, d’où des empoisonnements mercuriels. Le plus célèbre est celui du premier empereur Qin Shi Huang en 210 av. BC 8.

Puisque le cinabre est pulvérulent ou sous forme de poudre, des mesures de protection strictes sont fortement recommandées.

Occurrence:
Le cinabre se présente généralement sous la forme d’un minéral remplissant de veines associé à une activité volcanique récente et à des sources chaudes alcalines. Le cinabre est déposé par des solutions aqueuses ascendantes épithermales (proches de la surface et pas trop chaudes) éloignées de leur source ignée. Il est associé au mercure natif, stibine, realgar, pyrite, marcassite, opale, quartz, calcédoine, dolomite, calcite et barytine.

Le cinabre se trouve essentiellement dans toutes les localités d’extraction minérale qui produisent du mercure, notamment à Almadén (Espagne); Puerto Princesa (Philippines); New Almaden (Californie); Mine Hastings et Mine St. John’s, Vallejo, Californie, [une page est nécessaire] [une meilleure source est nécessaire] Idrija (Slovénie); New Idria (Californie); Gizeh, Egypte; Moschellandsberg (de) près d’Obermoschel dans le Palatinat; La Ripa, au pied des Alpes Apuanes et dans le Mont Amiata (tous deux en Toscane); la montagne Avala (Serbie); Huancavelica (Pérou); Murfreesboro, Arkansas; Terlingua, Texas (États-Unis); et la province de Guizhou en Chine, où de fins cristaux ont été obtenus. Il a également été extrait près de Red Devil, en Alaska, au milieu de la rivière Kuskokwim. Red Devil a été nommé d’après la mine de cinabre Red Devil, une source primaire de mercure. Il a été trouvé en Dominique près de ses sources de soufre à l’extrémité sud de l’île le long de la côte ouest.

Le cinabre est encore déposé, par exemple, aujourd’hui, dans les eaux chaudes de la mine Sulphur Bank en Californie et de Steamboat Springs, au Nevada.

Extraction et extraction de mercure:
En tant que source la plus commune de mercure dans la nature, le cinabre a été extrait pendant des milliers d’années, même dès l’âge néolithique. Au cours de l’Empire romain, il a été extrait à la fois comme un pigment, et pour sa teneur en mercure.XLI

Pour produire du mercure liquide (vif-argent), le minerai de cinabre concassé est rôti dans des fours rotatifs. Le mercure pur se sépare du soufre dans ce processus et s’évapore facilement. Une colonne de condensation est utilisée pour recueillir le métal liquide, qui est le plus souvent expédié dans des flacons de fer.

Usage décoratif
Le cinabre a été utilisé pour sa couleur depuis l’antiquité au Proche-Orient, y compris comme cosmétique de type rouge, dans le Nouveau Monde depuis la culture olmèque, et en Chine depuis la dynastie Song, où il était utilisé pour colorer les laques.

L’utilisation du cinabre en tant que couleur dans le Nouveau Monde, depuis la culture olmèque, est illustrée par son utilisation dans les chambres funéraires royales au sommet de la civilisation maya, plus dramatiquement dans le tombeau de la reine rouge à Palenque (600-700 apr. les restes d’une femme noble et les objets qui lui appartenaient dans son sarcophage étaient complètement couverts de poudre rouge vif faite de cinabre.

L’usage le plus connu du cinabre est celui de la laque sculptée en Chine, une technique qui semble provenir de la dynastie Song. Le danger d’empoisonnement au mercure peut être réduit dans les anciens laques en entraînant le pigment en poudre dans la laque, mais pourrait encore présenter un danger pour l’environnement si les pièces étaient accidentellement détruites. Dans l’industrie de la joaillerie moderne, le pigment toxique est remplacé par un polymère à base de résine qui se rapproche de l’aspect de la laque pigmentée.

Histoire
Cinabre est utilisé comme un pigment pour faire de la céramique, des fresques murales et lors de cérémonies religieuses, de la période néolithique. La plus ancienne preuve archéologique 13 peut être trouvée en Turquie (Çatalhöyük, -7000, -8000), en Espagne (mine Casa Montero et tombes de La Pijota et Montelirio, -5300) et en Chine (culture Yangshao -4000, -3500 et début de l’âge du bronze dans la culture d’Erlitou)

Les Chinois utilisaient le cinabre il y a 3 600 ans comme pigment pour la poterie ou l’encre. Ils auraient été les premiers à avoir fait du vermillon au début de notre ère. Dans l’Egypte des Ptolémées (IVe siècles), la pratique de la crémation apparaît. Sur certains fragments d’os brûlés, il y a une couleur rouge, le colorant est le cinabre intentionnellement déposé.

Vers 300 avant J.-C. Théophraste, philosophe et érudit grec, évoque dans le Livre des Pierres4 les mines de cinabre d’Almaden en Espagne, à Colchide et près d’Éphèse, où le cinabre est extrait d’un minéral sableux.

Les mines du Mont Amiata en Italie aussi connu depuis l’antiquité.

Au premier siècle, Dioscoride consacre un dossier de sa pharmacopée,  » Materia medica  » (V, 94), cinabre de Libye et utilisé en pharmacologie et peinture, et le record V, 95 mercury ( » hydrargyros  » ὑδραργυρος) dont il indique le processus d’extraction:

« … nous mettons sur un bol d’argile une coquille de fer contenant du cinabre, nous ajoutons un » ambix « [coupé], nous jouons avec de l’argile, puis nous le réchauffons avec des charbons. Une fois éraflée, elle devient du mercure »(Mertens, 17).
Cette description d’un dispositif utilisé pour faire des sublimations est l’ancêtre des alambics. L’emprunt du terme grec ambix en arabe donnera al-‘anbīq (avec le pronom) qui après avoir traversé le latin médiéval donnera en français « encore ».

Le cinabre était utilisé dans l’Antiquité comme pigment généralement réservé à l’élite. Ainsi, Rome en fait un monopole d’Etat et une loi fixe le prix de vente. Pline le mentionne sous le nom de minium dans les livres XXXIII et XXXV de son Histoire Naturelle. Vitruvius (De Architectura, VII), au premier siècle avant J.-C. J.-C., décrit l’utilisation du cinabre dans la peinture. Zosime de Panopolis, lettré et alchimiste grec, né en Egypte, aurait mentionné, au troisième siècle de notre ère, que le cinabre était composé de mercure et de soufre. L’alchimiste Geber ou Jabir Ibn Hayyan, né en Iran en 721, explique que le mercure et le soufre peuvent, avec la chaleur se combiner dans le cinabre.

Au Moyen Âge, à l’Est, les documents les plus importants étaient signés à l’encre de Chine (à Byzance, seul l’empereur pouvait s’en servir) tandis qu’à l’Ouest (certaines sources évoquent le XIIIe siècle, d’autres xiie) un cinabre et de l’encre de sang. Les artistes de l’époque ont pris soin d’isoler cette matière trop réactive aux autres pigments avec du vernis et de la protéger du soleil en posant sur des glacis (garance). Recettes médiévales évoquent l’ajout de cérumen, car cette cire a des propriétés fongicides. Le moine Théophile, au douzième siècle, explique que le mélange de parties égales de soufre et de mercure a été disposé dans un récipient en verre fermé avec de l’argile qui a été chauffé jusqu’à la formation du pigment. Cennino Cennini, vers 1390, dans son livre d’art, mentionne également ce pigment.

La veine d’Idrija, dans l’actuelle Slovénie, est découverte en 1490. Huancavelica, au Pérou, est découverte en 1564. Au début du XVIe siècle, la mine d’Idrija s’est développée sous le contrôle de la République de Venise, qui commercialise le mercure. partout en Europe centrale, en Méditerranée orientale et en Flandre. La puissante dynastie commerciale Fugger, originaire du sud de l’Allemagne, occupe une position dominante dans les mines de métaux non ferreux en Europe, grâce à un accord avec la maison dirigeante des Habsbourg. Almadén faisait partie de cette entité, et l’extraction du mercure y est relancée vers 1550. La raison en est l’extraction des métaux précieux des gisements en Amérique du Sud et en Amérique centrale, qui étaient parmi les principales motivations de l’expansion coloniale espagnole. Un premier test d’amalgamation pour l’extraction d’argent est probablement effectué à Venise en 1507. Alors que l’exploitation dans les Andes profitait de la découverte de gisements de mercure à Huancavelica, la Nouvelle-Espagne devait importer massivement du mercure des mines européennes18. Le patrimoine mercure. Almadén et Idrija rapportent la contribution importante à l’histoire de l’humanité que les deux sites ont eu.

En 1527, Paracelse a prescrit le mercure et son oxyde comme médicament dans les onguents comme remède contre la syphilis.

En 1797, Constantin Kirchhoff découvre un procédé de production de cinabre (sulfure de mercure) par voie humide.