SILICIUM

Étymologie. Le nom de tilicium vient de silex d'où l'on retire le silicium.

Propriétés physiques. Le silicium est coloré «n brun noisette. Il prend , par frottement , l’aspect métallique. Il est infusible et fixe. Sa densité est environ 2. Il est très-mauvais conducteur du calorique et de l’électricité , ce qui tient à son état d’agrégation moléculaire. C’est ainsi, par exemple, que le fer, bon conducteur de la chaleur et de j’électriefté , devient mauvais conducteur quand on le réduit en poudre impalpable.

Propriétés chimiques. Le silicium ne brûle qu’incomplétement dans l’oxygène. Chauffé avec du carbonate de potasse ou de soude, il s’oxyde complètement : l’acide süiciquequi en résulte s’empare de l’alcali employé pour former un silicate soluble. Il est à remarquer que , malgré l’affinité énorme du silicium pour l’oxygène , le chlorate de potasse et le nitre ne l’oxydent qu’incomplélement. Il se combine directement avec l’acide hydrofluorique pour former l’acide fluo-silicique , et il y a en même temps dégagement d’hydrogène.

Préparation. On fait arriver sur du potassium des vapeurs de chlorure de silicium ; puis on chauffe le tout légèrement dans un tube de verre soufflé en boule. Pendant la réaction, il se produit du chlorure de potassium soluble et du silicium insoluble dans l’eau. La quantité de silicium qu’on obtient est toujours trèspetite.

Historique. Le silicium a été découvert par M. Berzèlius , après avoir été déjà entrevu en 1807 , quelques années avant sa découverte , par MM. Gay-Lussac et Thénard.

CARBACÉS. 2l5

Acide silicique.

StüCWYMES. Silice , terre vitrijiable , terre de caillou , pierre à fusil , silex , cristal de roche, grains de sable, Kiesdcrde ( alUm. ).

Propriétés, physiques. L’acide silicique egt ma corps soUde» insipide et inodore. Préparé artificiellement , U se présente gous te forme d’une poudre ûne et légère , semblable à de te farine , douce au toucher et incris ta Uisab le. 8a densité est a, 6$. Dans (a nature, U existe cristallisé en prismes réguliers à six pans , terminé par des pyramides régulières à six faces- Souvent la pyramide est engagée dans le prisme. Ces cristaux o firent des raies transversales. Le temps, élément puissant de la cristallisation comme de la formation des corps > ne coûte rie» à te nature ; il est tout pour l’homme. Il faudrait peut-| être des siècles pour faire cristalliser la silice préparée dans nos laboratoires , comme nous la trouvons cristallisée dans la nature. L’acide «Urique est infusible dans nos forges. On ne peut le fondre qu’au moyen du chalumeau, il ne se van porise pas ; il est parfaitement fixe comme l’acide borique. Il est à peu près complètement insoluble dans l’eau ordinaire non alcaline.

Propriétés chimiques. L’acide silicique ne rougit pas la teinture de tournesol. C’est un acide très-faible qui neutralise mal les bases. L’acide carbonique lui-même peut le chasser de ses combinaisons. Le potassium ne le décompose que fort incomplètement.

L’acide fluorbydrique l’attaque : il se produit de l’eau et du fluorure de silicium ; et ce dernier composé forme , avec les éléments de l’eau qu’il décompose , de l’acide fluorhydrique et de l’acide silicique.

Les hydraeides n’ont aucune action sur l’aride silicique. Les arides borique , phosphorique et arsénique fondus avec l’acide silicique , donnent naissance à une matière vitreuse.

Lorsqu’on fait bouillir l’acide silicique avec une dissolu-

CARBÀCÉS.

tion de carbonate de potasse , l’acide ne tarde pas à entrer en dissolution , sans que cependant le carbonate de potasse dégage d’acide carbonique. Dans cette expérience , l’acide silicique parait se combiner avec l’eau et non pas avec l’alcali ; car , en saturant celui-ci par un acide , il ne se forme pas de précipité d’acide silicique. Ce n'est qu’à l’aide de la chaleur qu'il se produit de l’acide silicique, d’abord à l’état gélatineux , et enfin après avoir chassé toute l’eau , à l’état de poudre blanche tout à fait insoluble. Ce fait peut servir à expliquer les dépôts de silice que forment les eaux thermales du Geyser en Islande. * ‘

État. L’acide silicique est un des corps les plus généralement répandus dans la nature. Le quartz , la calcédoine , la pierre à fusil , le silex , les sables, les scories , etc. , sont des substances siliceuses. Le cristal de roche est de l’acide silicique pur cristallisé. Les plantes , les cendres des végétaux et des animaux contiennent de la silice. Certaines eaux minérales , les eaux du Geyser en Islande, tiennent de l’acide silicique en dissolution à la faveur d’une certaine quantité d’alcali.

Préparation. On peut obtenir l’acide silicique immédiatement par la combustion du silicium avec l’oxygène. Comme pour le bore, il est impossible de brûler ainsi le silicium d’une manière complète; car l’acide silicique qui se produit, recouvre le silicium non brûlé d'une couahe de vernis qu’il faut préalablement enlever pour recommencer l’expérience. Voici le procédé ordinairement employé pour préparer l’acide silicique : on chauffe ensemble 2 parties de potasse et 1 partie de sable ou de cailloux : il résulte de cette opération un silicate de potasse soluble (liqueur de cailloux , liquor silicum). En versant dans cette liqueur de l’acide chlorhydrique en excès , on obtient un précipité très-épais , gélatineux , qui , séparé du chlorure de potassium et convenablement évaporé , ofTre l’aspect d’une poudre blanche comme l’amidon. Dans cet état de division extrême, et récemment précipité de ses combinaisons , l’acide silicique est sensiblement soluble dans l’eau.

CARBACÉS.

Caractères distinctijs. L’état gélatineux ( précipité récent)* l’état de poussière blanche légère (après la calcination (1)) , l’état de cristallisation (dans la nature) , l’insolubilité, la fixité complète, et la propriété de former avec l’acide fluorhydrique du fluorure de silicium, distinguent l’acide silicique de tous les autres corps.

Composition. L’acide silicique se compose de silicium et d’oxygène. Ses éléments sont extrêmement stables. 100 parties se composent de

48,04 de silicium,

51,96 d’oxygène.

Dans un silicate neutre , l'acide contient le tiers de l’oxygène de la base. De là sa formule = Si O5.

Usages. L’acide silicique est employé dans la fabrication du verre et des pierres précieuses artificielles.

Silicates.

Les silicates sont fixes et généralement insolubles. Les silicates de potasse et de soude sont seuls solubles. Il n’existe point de silicate d’ammoniaque.

Les silicates solubles donnent avec les acides ( acide chlorhydrique) un précipité abondant gélatineux. Ils sont également précipités en blanc par l’eau de chaux , de baryte et de strontiane. Tous les silicates sont décomposés , à chaud , par les carbonates alcalins.

Préparation et Composition. On prépare les silicates presque toujours par voie sèche. Dans les silicates naturels et artificiels (scories , faïence, porcelaine, verre, etc. ); l’oxygène de la base est ordinairement le f , le j , le j de l’oxygène de l’acide. On regarde comme silicates neutres , ceux dans les-

(1) C'est à tort qu'on cite ces deux états de l'acide silicique, comme des cas d'isomérie ; car , dans le premier état , l'acide est hydralé , tandis que dans le dernier il est anhydre.

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CARBÀCÉS.

quels l’oxygène de la base est le { de l’oxygène de l’acide, ou IT,3Ü7. :

État. Les principaux silicates naturels, constituant des espèces minérales assez répandues , sont :

Le feldspath L’ apophyllite Uachmite L 'écume de mer ou meerschaum L 'albite

= KO SiO’ -f- Al1 01 SiO5 ;

= KO (SiO*)’ + 8Ca 0,S0*+ 16HO ; = 3NaO SO* -f 2F e90’ (SO*)'

^IVlgOSO’ + HO;

= NaOS03 + Al’0,(S01)\

Appendice.

L’acide silicique constitue avec l’alumine et quelques autres bases, la porcelaine , la faïence , la poterie , les tuiles , les briques , etc.

La porcelaine se prépare avec une espèce d’argile blanche, très-pure ( argile kaolin ) , contenant des proportions convenables de silice et d’alumine. La plupart des terres à porcelaine renferment une certaine quantité de potasse ; celle de Saint-Yrieux , près Limoges, avec laquelle on fabrique la porcelaine de Sèvres , en contient 3, 5 pour cent. Les terres riches en alcalis (silicates d’alumine et de potasse), peuvent être immédiatement travaillées, sans addition d’aucune autre substance. Q’autres moips riches, floiyent être préalablement mêlées avec une sorte dp fondant alcalin. La roche feldspathique (silicate de potasse et d’alumine) est le fondant le plus oydipaire. Ç’çst ainsi qu’on ajoute dp feldspath à la terre de î)for près Halle, avec laquelle on fabrique la porcelaine de Berlin , et à la terre de Aue, près Sçbppeberg (Saxe), qui sert à la fabrication dp la porcelaipp de Mispie. L» première espèce contient environ 0,^5 de potasse , et la dernière en renferme à peine quelques traces.

On fait cuire la pâte et on la recouvre d’un vernis qui, par l’action du feu, pénètre à quelque profondeur dans la masse.

OARBACÉS.

Ce vernis se prépare avec du feldspath et du quarz finement pulvérisés.

Dans l’ancienne porcelaine de Sèvres, et dans la porcelaine dite anglaise ( porcelaine tendre ) , la soude remplace la potasse ( silicate d’alumine et de soude). Dans la porcelaine de Piémont , c’est la magnésie qui remplace , en grande partie , la soude ou la potasse.

La faïence fine ( Steingut ) ressemble beaucoup à la porcelainè dont elle a presque la composition. Elle n’en diffère qu’en ce qu’elle est faite avec une argile moins pure et souvent mêlée d’oxyde de fer, isomorphe avec l’alumine.

La fcùer\ce commune est faite avec une argile impure. Elle happe légèrement à la langue, ce qui tient à ce que l’argile a été mal cpite. Son vernis est fait avec un mélange de potasse, d’oxyde de plomb et de silice. C’est un véritable verre de plomb qu’on rend opaque , par l’addition de l’oxyde de zjnc, afin de masquer la couleur jaunâtre de la faïence.

La poterie ne diffère de la faïence qu’en ce qu'elle a été faite avec une argile ferrugineuse , de plus mauvaise qualité encore que celle qui entre dans la composition de la faïence. La pftte est rouge et poreuse- On endujt les vases de poterie d’un vernis p|ombifère , pour empêcher l’eau d'en traverser les pores. On les colore en Yert, en rquge, en J>lep , etc. , par différents oxydes métalliques.

Les tuiles, les briques , les çarreaux , etc- sont faits avec l’argile la plus commune / mêlée d’oxyde de fer qui la colore en rouge , plus de carbonate de chaux , de magnésie, de silice, 4e bouille , de terre végétale , etc.

Verres.

Le verre ordinaire est un silicate de soude ou de potasse, auquel se trouvent mêlés , accidentellement ou à dessein , dçs silicates de chaux , de magnésie , d’alumine , de fer , de manganèse et de plomb.

CARBACKS.

On prépare le verre en faisant fondre le carbonate de potasse ou de soude avec un excès de sable blanc (acide silicique). Les verres ne peuvent pas être considérés comme des silicates à proportions rigoureuses et définies. Car , l’oxygène de l’acide est à celui de la base , tantôt comme 4 : 1 , tantôt comme 6 : 1 ; d’un autre côté , les proportions des matières étrangères , qui entrent dans les verres, sont très-variables.

Voici la composition des verres blancs les plus estimés :

t'erres de Nemours ,

de Bohême ,

de Venise.

Silice

Chaux

Potasse

Soude

Magnésie

Alumine

Oxyde de fer

— de manganèse

— de plomb

Verre de vitres. On fabrique ce verre en faisant fondre ensemble un mélange de 100 parties de quartz en poudre , 35 à 40 p. de craie , 30 à 35 p. de carbonate de soude , et 180 p. de fragments de verre.

La potasse donne un verre plus blanc et plus dur que la soude. La soude donne un verre d’apparence verdâtre ou bleuâtre. L’oxyde de plomb , en proportion convenable , communique au verre une grande beauté ; il entre , avec la potasse , dans la composition du verre de cristal.

Préparation du cristal anglais (Flintglass). Faites fondre : sable blanc, 120 parties ; potasse purifiée, 40 p. ; litliarge , 35 p. ; salpêtre , 12 p. Ce verre , à cause de la présence du plomb , est beaucoup plus pesant que le verre ordinaire. Le Jlintglass est employé dans la fabrication des instruments d’optique.

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CARBACES.

Le strass est ud verre de plomb , semblable au flintglass , avec la différence qu’il est coloré par certains oxydes métalliques. Ainsi, par exemple, il est coloré en bleu par l'oxyde de cobalt , en vert par l 'oxyde de cuivre , en violet par l 'oxyde de manganèse , en rouge- rubis par le pourpre de Cassius (oxyde d’or). La coloration des verres par les oxydes métalliques, est devenue une véritable branche d'industrie; elle constitue la fabrication des pierres précieuses artificielles. 1/ émail coloré n’est autre chose qu’un verre de plomb ( cristal), rendu opaque par l’oxyde de zinc, et diversement colorés par certains oxydes métalliques. Le verre laiteux ( Milchglass ) est le produit de la fusion d’une masse vitreuse avec des cendres d’os (phosphate de chaux). Dans la fabrication du verre , on se sert souvent , à la place du carbonate de potasse ou de soude , du sulfate de ces hases. Alors l’acide silicique déplace l’acide sulfurique à une température élevée. Le déplacement est hâté par une addition de poussière de charbon : il se dégage de l’acide sulfureux, mêlé d’acide carbonique. C’est ainsi qu’un mélange fait avec 1 partie de quartz, 4^ p. de sel de Glauber ( sulfate de soude ) , \ p. de chaux , et de charbon , peut servir à la fabrication du verre ordinaire.

Il est très-difficile d’obtenir du verre parfaitement incolore. La présence d’une certaine quantité de protoxyde de fer isomorphe avec la chaux , la magnésie , etc. , donne presque toujours au verre une légère nuance de coloration. Pour obvier à cet inconvénient , on ajoute à la masse vitreuse du peroxyde de manganèse. Par ce moyen , le protoxyde de fer est changé en peroxyde qui ne produit presque aucune coloration , tandis que le peroxyde de manganèse est réduit à l’étal de protoxyde (oxydule) qui donne également des verres incolores. L’addition du nitre remplit le même but.

Un verre est de bonne qualité et propre aux opérations chimiques , lorsque les acides bouillants ne l'attaquent point et qu il n’est pas sujet à se fêler par un chaugement brusque de

CARBACES.

température. Cette dernière propriété , très-précieuse du reste , le verre l’acquiert lorsque , après l’avoir travaillé , on a soin de le refroidir lentement et avec précaution.

V erre hydrique ( Wasserglas). Ce verre ressemble tout à à fait au verre ordinaire ; mais il a la propriété de se dissoudre dans l’eau bouillante. On l’obtient en faisant fondre ensemble , pendant six heures , 10 p. de carbonate de potasse, 15p. de quartz pulvérisé, et 1 p. de poussière de charbon. On ajoute le charbon afin de décomposer l’acide carbonique de l'alcali avec lequel l’acide silicique doit s’unir. Le produit est une masse vitreuse attirant l'humidité de l’air , mais non déliquescente. Cette masse se dissout dans l’eau , et la dissolution peut être évaporée jusqu’à consistance sirupeuse. Séchée à une douce chaleur, cette masse est vitreuse , transparente , moins dure que le verre et inaltérable à l’air. M. Fucbs, chimiste allemand distingué, a proposé l'emploi du wasserglas pour garantir les étoffes et le bois contre l'action de la flamme, dans les cas d'incendie. A cet effet, on les recouvre d’une dissolution de wasserglas , à laquelle ou ajoute de la craie , du verre pilé et d’autres corps qui résistent à la flamme. Ce badigeonnage ressemble à un badigeonnage à l'huile. En ajoutant à la dissolution du wasserglas de la litharge , on obtient une masse éminemment propre à badigeonner des tapisseries, des décorations de théâtre, etc.; ces tapisseries se laissent dérouler sans que la couche vitreuse se brise. Le bois qu’on a recouvert d’une couche de wasserglas se charbonue au feu sans se consumer.

La peinture sur verre consiste dans l’emploi de couleurs faites avec des verres colorés très-fusibles , réduits en poudre fine et tenus en suspension dans de l’eau. On chauffe ensuite avec précaution les vitres ordinaires ainsi peintes, de manière que les verres colorés entrent seuls en fusion.

CARBACÉS.