CHAPITRE II
Silicates. Leurs propriétés. — L'acide silicique hydraté se comporte par voie humide comme un acide très faible à la température ordinaire, mais son énergie acide augmente rapidement sous l'influence de la chaleur; à la température de 100 degrés, il décompose les carbonates, les azotates ; à une température plus élevée, la silice et le quartz porphyrisé peuvent décomposer presque tous les sels formés par les oxacides; les arséniates et les phosphates résistent, à peu près seuls, à l'action de l'acide silicique au rouge vif.
On trouve dans la nature, et on produit dans les usines ou dans les expériences de laboratoire, un nombre considérable de silicates, anhydres ou hydratés, renfermant une ou plusieurs bases, cristallisés, cristallins ou compacts. La composition d'un certain nombre de silicates peut être représentée par des fi/rmules simples, dans lesquelles les rapports entre les proportions de l'oxygène des oxydes et de l'acide suivent des règles fixes, analogues à celles qui ont été observées pour les sels formés par les autres acides. Mais pour plusieurs silicates, naturels ou artificiels, il n'y a aucune relation simple entre les proportions d'oxygène que contiennent les bases et l'acide, et on serait porté, à première vue, à supposer que l'acide silicique peut se combiner avec des quantités indéterminées des divers oxydes. En réfléchissant à l'existence d'un grand nombre de silicates de composition définie, aux circonstances diverses dans lesquelles les silicates ont pu se former dans la nature, aux conditions dans lesquelles on produit les composés artificiels, on est ramené n une opinion différente ; on peut toujours expliquer les anomalies que présente la composition de certains silicates en admettant des mélanges de plusieurs silicates entre eux, ou de silicates avec de l'acide silicique ou avec des oxydes non combinés.
Silicates simples. — On désigne sous ce nom les silicates qui renferment une seule base, ou bien une base et de l'eau combinées ; ils peuvent contenir, suivant leur mode de formation, soit des composés définis de l'acide silicique avec l'oxyde, soit des composés définis mélangés avec un excès d'acide silicique, ou avec un excès de l'oxyde.
Fusibilité. — Les silicates de potasse et de soude fondent avec la plus grande facilité. La lithine donne également des silicates très fusibles; elle parait même plus fondante que la soude.
En chauffant du quartz porphyrisé, après l'avoir intimement mélangé avec du carbonate de baryte, on obtient des silicates de baryte bien fondus, ou simplement agglomérés, suivant la proportion de l'acide silicique et de la baryte.
Les silicates de strontiane sont un peu moins fusibles que ceux de baryte ; le maximum de fusibilité parait répondre à la composition SiO3 + StO.
Chaux. — Quand on chauffe fortement un mélange intime de quarlz pulvérisé et de carbonate de chaux, tout le quartz passe à l'état de silicate lorsque la chaux est en excès convenable ; on n'obtient de silicate fondu que si l'acide
4« HEMUVAUX. — LE VERRE.
silicique et la chaux sont compris entre certaines limites. Le maximum de fusibilité répond à la composition Si03-f-CaO, ou bien, en nombres ronds, à :
Acide silicique 63,00
Chaux 37,00
Ce silicate fond en un verre assez fluide à la température des essais de fer ; il se ramollit à peine dans les fourneaux de calcination dont on se sert habituellement dans les laboratoires. Les silicates qui contiennent l'acide silicique et la chaux dans les proportions indiquées par les formules SiO3 -f- 3 CaO, 3Si03-{-CaO, éprouvent un commencement de fusion dans les grands fours à porcelaine et dans les fourneaux à essais de fer. Lorsque la chaux ou le quarts sont en excès plus considérable, il n'y a pas même de ramollissement.
Magnésie. — En chauffant à une température élevée des mélanges intimes de quartz porphyrisé et de magnésie caustique, on détermine la formation de silicates de magnésie; ces composés sont très peu fusibles, même à la température des essais de fer. Le maximum de fusibilité parait répondre à la composition représentée par la formule Si03xMgO, ou par les nombres:
Acide silicique 70,00
Magnésie 30,00
Ce silicate éprouve seulement un commencement de fusion à la température à laquelle la fonte est parfaitement liquide ; il ne se ramollit pas dans les fourneaux ordinaires de calcination.
Alumine. — Les silicates d'alumine sont à peu près infusibles ; on ne parvient que très difficilement à les former en chauffant fortement du quartz porphyrisé avec de l'alumine calcinée.
Les silicates qui se rapprochent de la composition représentée par la formule 3 SiO3 + Al30s se ramollissent dans les grands fours à porcelaine et dans les fourneaux à essais de fer. )
La formule précédente se traduit par les nombres suivants:
Acide silicique 73,00
Alumine * • 27,00
tls répondent probablement au maximum de fusibilité des silicates d'alumine.
La silice et l'alumine hydratées se combinent bien plus facilement, par voie humide, que le quartz porphyrisé et l'alumine calcinée, par voie sèche ; les silicates ainsi obtenus, et ceux qu'on trouve tout formés dans la nature, ne sont pas plus fusibles que ceux qu'on cherche à produire par calcination du quarte mélangé avec l'alumine.
HENR1VAUX. — LE VERRE. il
Oxydes métalliques. — On peut obtenir facilement des silicates simples avec la plupart des oxydes métalliques en chauffant fortement le quartz porphyrisé, mélangé intimement avec les oxydes. Presque tous les silicates formés par ceux des protoxydes qui sont des bases fortes sont fusibles, pourvu, bien entendu, que l'acide silicique et les oxydes se trouvent en présence dans des proportions convenables. Les silicates formés par les peroxydes sont, en général, peu fusibles. Du reste, chaque oxyde métallique possède une faculté fondante, qui dépend de sa nature et de sa propre fusibilité, au moins autant que de l'énergie basique qu'il manifeste dans les diverses réactions par voie humide.
Les silicates formés par les protoxydes de cérium, de fer, de cobalt, de nickel, de manganèse, de plomb, d'étain, et par l'oxydule de cuivre, sont fusibles à des températures relativement peu élevées, quand leur composition ne s'écarte pas beaucoup de celle que représente la formule SiO3 + RO.
L'oxyde de zinc ne forme pas de silicates fusibles.
Le sesquioxyde de bismuth donne des silicates aussi fusibles que ceux de l'oxyde de plomb, et qui se dissolvent également dans un excès d'oxyde en fusion.
Les silicates d'oxyde d'antimoine sont moins facilemeut fusibles; cependant plusieurs d'entre eux peuvent acquérir une fluidité parfaite dans les fourneaux de calcination.
Le sesquioxyde de fer forme des silicates presque aussi infusibles que ceux d'alumine. Lorsqu'on fait des expériences sur la fusibilité des silicates de pro~ toxyde et de peroxyde de fer, il faut faire une grande attention à la nature oxydante ou réductive des gaz qui entourent les creusets dans lesquels les matières sont renfermées. Ces gaz pénètrent toujours en partie dans les creusets et peuvent agir énergiqueroenl sur les oxydes de fer, dans les silicates, pulvérulents, agglomérés, ou même parfaitement fondus. Les gaz oxydants ou réductifs peroxydent le protoxyde de fer, ou ramènent le peroxyde à l'état de protoxyde, avec autant de facilité que les réactifs, oxydants ou réductifs, de la voie humide agissent sur les dissolutions chlorhydrique ou sulfurique des deux oxydes du même métal.
Le bioxyde d'étain ne forme pas avec l'acide silicique de composés bien fusibles.
Solubilité dans Veau. — Les silicates alcalins sont seuls solubles dans l'eau ; ils s'y dissolvent d'autant plus aisément qu'ils renferment une proportion plus considérable d'alcali. L'action de l'eau, déjà sensible à la température ordinaire, devient plus énergique à l'aide de la chaleur : la vapeur d'eau décompose à peu près complètement les siiicates simples de potasse et de soude, môme quand ils ne. renferment qu'une très faible proportion d'alcali. Quant aux silicates alcalins facilement solubles, il est probable qu'ils sont décomposés partiellement par l'eau en excès, de la même manière que les borates, mais le fait n'a pas encore été démontré nettement, comme pour ces derniers.
Les silicates de baryte, de stronliane et de chaux, dont la composition est telle que la totalité de la terre alcaline est combinée avec l'acide silicique, saut insolubles dans l'eau, et ne sont décomposés par cet agent qu'avec une extrême
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lenteur; aussi peut-on connaître aisément si, dans un silicate formé parcalcination du quartz avec la chaux, la slrontiane ou la baryte, la terre alcaline est entièrement combinée avec l'acide. En traitant par l'eau on enlève peu à peu la partie dû la base qui n'est pas à l'état de silicate, et on laisse indissous le silicate lui-même. Les combinaisons de l'acide silicique avec l'alumine, et avec les oxydes métalliques, sont solubles dans l'eau, et ne sont pas décomposés par cet
agent.
