CHAPITRE XIII

Dans la plupart des analyses exécutées pendant le cours du siècle dernier, presque toujours on a inscrit l'acide silicique ou silice sous le nom de matière terreuse ou siliceuse.

Répandue en grande abondance, comme la chaux, la magnésie, la potasse, les acides carbonique et sulfurique, dans toutes les parties qui constituent notre globe, et principalement dans lés terrains primitifs et volcaniques, on comprend que malgré son insolubilité apparente, et par des causes que nous ferons connaître tout à l'heure, toutes les eaux qui jaillissent du sol ou qui s'y épanchent doivent contenir de la silice. G'est^ en eflfet, ce que les travaux des auteurs constatent.

§ l^^, •— Silice dans les eaux douces.

N'ayant pas eu le contact du sol, les eaux atmosphériques ne sont jamais imprégnées de silice; du moins aucun chimiste ne s'est appliqué à la chercher. Cependant si l'on sait que les corpuscules organiques et autres qui voltigent dans l'espace et que les eaux fluviales entraînent avec elles ont été primitivement soustraites au sol, il ne serait pas étonnant que ces eaux encontinssent des traces minimes.

Ainsi que nous venons de le dire, toutes les eaux qui sourdent de la terre et qui s'y épanchent sont chargées de silice en proportion variable, selon la nature du terrain qu'elles ont lavé. Les eaux de sources et de puits des terrains granitiques et sablonneux en sont plus riches que celles des terrains modernes. Dans les eaux courantes l'anaïysè en constate toujours des quantités très-notables et jamais identiques sur tous les points où on les puise. M. H. Sainte-Claire Devîlle, qui a fait Tanalyse des principaux fleuves de la France *, a trouvé qu'un Htre d'eau contenait en milligrammes :

1. H. Sa in te -Claire Deviîle. Annales de chimie et de physiquey 3« s4rie, 1848, t. XXIII, p. 32.

Garonne. Skins. Rhin. Loire. Rrone. Doubs.

Silice. . 41; 21; 48; 41; 23; 15.

Nous renverrons au paragraphe suivant pour l'état de la silice dans les eaux douces.

§ IL — Silice dans les eanz minérales.

Pour Black, la production des silicates alcalins dans les eaux a pour cause les sels marins qui, en présence des terres siliceuses et argileuses, et sous l'influence d'une haute température et d'une pression très-forte, se décomposent, en présence de Teau chaude, en silicates de potasse et de soude, en chlorures de potassium et de sodium, et en sulfates de soude et de potasse.

Une seconde hypothèse, assez peu vraisemblable, a été formulée par Davy, qui suppose que dans le sein de la terre la silice forme avec l'oxyde de fer un composé soluble que l'eau entraîne. Mais, arrivé à un point donné et par suite de rabaissement de la température, le silicate de fer se dissocie en silice et en oxyde de fer. C'est ainsi qu'il arrive à expliquer la présence de la silice et de l'oxyde de fer dans les dépôts naturels des eaux.

Faisons connaître maintenant l'opinion des auteurs sur rorigine et la nature de la silice dans les eaux minérales bicarbonatées, sulfatées, chlorurées et sulfurées. Et d'abord disons que, dans le doute de savoir quel est l'agent qui peut contenir la silice en dissolution dans les eaux en général, et en s' appuyant sur les données fournies par le calcul pour faire entrer en combinaison les acides avec les bases, beaucoup de chimistes la représentent tantôt à l'état de liberté, tantôt combinée avec la potasse, la soude, la chaux, la magnésie, l'alumine, et jusqu'à la lithine; tantôt enûn partie à l'état hbre, partie à l'état de sel ou de silicate.

Vauquelin, dans son travail sur les eaux de Néris et de Largentière, a émis l'opinion que la silice était dissoute à la faveur du carbonate alcalin. Berthier a avancé que dans les eaux du Mont Dore, qui sont très-siliceuses comme on sait, cet acide se trouvait dans un état de division tel qu'il se dissolvait rapidement dans l'acide chlorhydrique.

M. Dâmour ^ pense, avec plus de raison, que Peau seule; agissant à une température très-élevée et sous une pression considérable sur les roches trachytiques qu'elle pénètre et qu'elle désagrège, a pu décomposer ces dernières de manière à s'approprier des silicates de potasse et de soude plus ou moins basiques et solubles. Tous les chimistes savent qu'à la température de 100 degrés et sous la pression ordinaire, Feau distillée enlève aux vases de verre dans lesquels on la fait bouillir une quantité appréciable de silice. Ne sait-on pas depuis longtemps que M. Woëhler est parvenu à rendre soluble Tapophyllite (silicate double de potasse et de chaux hydraté), en la soumettant avec de l'eau simple à une température de 180 à 190 degrés et H une pression de 10 à 12 atmosphères.

Les expériences que nous avons entreprises dans ces derniers temps ne serviront pas peu à éclairer cette question.

A notre avis, il n'y a qu'un très-petit nombre de cas dans lesquels la silice puisse être raisonnablement représentée à Tétât de silicate.

Nous avons dû d'abord nous poser ce problème : la silice estelle tout à fait insoluble dans l'eau ? Nous nous empressons de répondre par la négative. On n'ignore pas que cette substance possède plusieurs états allotropiques distincts. Ainsi, lorsqu'elle est séparée d'un silicate alcalin par un acide minéral, elle ne se dépose que si les liqueurs sont concentrées : mais avec des solutions étendues elle reste en dissolution, quel que soit le degré de force de l'acide employé.

En nous occupant de la minéralisation des eaux en général (Livre deuxième, page 242), nous avons dit que lorsqu'on fait passer un courant d'acide carbonique dans une solution concentrée de silicate de potasse ou de soude, il se précipite tout de suite, comme chacun sait, de la silice gélatineuse ; mais si la solution est plus étendue, la silice ne se dépose qu'au bout de plusieurs heures, quelquefois même après plusieurs jours. Enfin, si les liqueurs sont très-étendues, comme une eau naturelle, l'acide carbonique décompose encore les silicates alcalins, mais la silice ne se précipite jamais. Tel est, d'après

1. Damour. AnnaUê de chimie 9t de physique, d« Eérie, IS49, t. XIX, p. 470.

nous, rexplication de k fMrésenoe de la silice dans les eaux douces et dans certaines eaux minérales^ explication qai con^ duit à admettre qu'à Vétat nai$$aivt et danvi tme grmtde quantité d'eau la sélicA est natahlement soluhh dms Veau, (?eët ainsi qa*on ariive à démontrer comment une eau rainérale peut tenir en dissolution jusqu'à O»',! et 0&^2 de sitiee, alors que le poids total du résidu salin ne s élève pas à â grammes. D'après M. Descloizeaux, un litre d'eau du grand <5eyser renferme 0^519 de silice pour 1,2225 de résidu fixe, et ce savant l'inscrit à Tétat de liberté.

Non-seulement la silice à Tétat naissant et dans une grande quantité d'eau se dissout dans une proportion trèâ-notabîe, mais encore on a reconnu l'influ^oe de certains principes pour augmenter cette dissolution.

Voici les résultats auxquels M. Struckmann est arrivé à cet ^gard :

Pour 400 grammes de liquide.

Eau pure ' O«',0îia

Eau charg('e d'acide carbonique 0, 0136

Eau chargée d'acide chlorhydrique 0, 017Î

Eau contenant 1/20 do carboaate d'ammoniaque . . 0, 0300

Eau contenant 1/100 de carbonate d'ammoniaque. . 0, 0620

Eau contenant 19,î pour cent d'ammoniaque. ... 0, 0710

Eau contenant 1,6 pour cent d'ammoniaque .... 0, 0986

Nous avons dit plus haut que, dans la grande majorité des cas, il n'était pas logique d'inscrire la silice à l'état de combinaison, comme Font fait et le font encore beaucoup de chimistes. Des expériences spéciales nous ont montré que les silicates alcalins et terreux ne pouvaient pas exister dans les eaux contenant des bicarbonates alcalins et de l'acide sulfbydrique libre sans donner lieu à des carbonates neutres et à des sulfures alcalins et terreux. A plus forte raison ne peut*oa pas mettre des silicates à côté de l'acide carbonique libre, car éeluici ne peut exister en liberté que lorsque tous les silicates pro ve-^ nant des roches ont été décomposés en acide silicique soluble. Le dernier fait est d'autant plus exact, que oe sont les eaux les plus riches en acide carbonique qui sont les plus siliceuses. Nous citerons les deux sources de ChateWon, analysées avec tant de soin par M. Bouquet, et dans lesquelles la proportion de

la silice a été trouvéô en quantité plus graiide dans la source 4a plus sursaturée de gaz carboiûque.

Voilà pour les eaux minérales bicarbonatées ; et tout ce que nous venons de dire peut également s'appliquer aux eaux douces, puisque toujours il existe dans celles-ci et de Tacide carbonique libre et des bicarbonates.

Les eaux sulfatées et les eaux chlorurées sont cdtes qui, en * général^ renferment le moins de silice; mais il en est autrement des eaux sulfurées^ qui, sous ce rapport , ont des analogies frappantes avec les eaux bicarbonatées.

Nous avons déjà rappelé que la silice parait jouer un rôle très- important dans la sulfuration des eaux, et, d'après M. Filhol, le blanchiment de quelques-unes d'elles dépendrait de la présence plus ou moins abondante de cette substance.

Pour se rendre compte de la notable quantité de silice des eaux minérales sulfurées^ on a imaginé plusieurs hypothèses que nous allons rapidement passer en revue.

D'après M. Aubergier, le sulfure alcalin, à la température où se produisent les eaux minérales sulfurées, réagit sur la silice des roches, en donnant lieu à de Tacide sulfhydrique et à des silicates alcalins^ suivant Téquation suivante :

SI03 + HO + SXa = SI08,NaO + SH

Mais comme une partie du sulfure alcalin reste intacte, il se produit alors du sulfhydrate de sulfure : il en résulte que le dégagement de l'acide sulfhydrique doit toujours se trouver en rapport avec la quantité de silice dissoute. M. Aubergier explique ainsi pourquoi les eaux sulfurées sodiques renferment beaucoup de silice.

Fontan dvait déjà avancé une hypothèse à peu près pareille à celle de M. Aubergier. Pour lui le sulfure de sodium attaque les éléments du granit : le bisilicate formé chasse une certaine quantité d'hydrogène sulfuré et remplace une portion de sul* fure par du silicate de soude.

M. Fremy attribue, comme nous le savons, la formation du principe sulfuré des eaux à la présence dans certains terrains du sulfure de silicium, qui, en se décomposant par l'eau, donne de la silice hydratée et soluble dans Teau. Cette théorie,

présentée avec toute réserve par son savant auteur, suppose n que dans des circonstances de pression et de température dont on peut admettre Tinfluence à certaines profondeurs, des agents de sulfuration ou de désoxydation ont pu changer en sulfures décomposables par Teau des corps oxygénés, comme la silice, l'alumine et la magnésie. >

M. Fiihol adopte plus particulièrement Topinion de M. Aubergier. Mais, de plus que lui, il admet dans les eaux sulfurées des Pyrénées que la silice s'y trouve partie à l'état de liberté, partie en combinaison avec la soude ^ la chaux, la magnésie et Talumine i. Rien ne s'oppose à ce que les eaux sulfurées modiques, dans lesquelles Télément sulfuré est complètement à l'état de monosulfure, contiennent et de la silice et des silicates. Ces substances sont parfaitement compatibles entre elles.

Maintenant Tacide sulfhydrique et les silicates alcalins ou terreux peuvent-ils exister à côté les uns des autres dans une même eau, comme dans celles à base de sulfure de Cdlcium ? C'est ce que nous n'admettons pas. Si on fait passer un courant d'acide sulfhydrique dans une solution concentrée de silicates, on voit, comme avec l'aciàe carbonique, de la silice gélatineuse se déposer et un sulfure alcalin se produire. Dans les solutions étendues la réaction est la même, seulement la silice reste en dissolution.

De l'ensemble de ces recherches nous concluons donc que, puisque les silicates sont décomposés par Tacide carbonique et l'acide sulfhydrique ; puisqu'ils ramènent les bicarbonates et les sulfhydrates de sulfures à l'état de carbonates et de sulfures neutres, il est impossible d'admettre l'existence des silicates dans les eaux bicarbonatées et suif hydratées. Toujours dans celles ci la silice doit être représentée à l'état libre.

On comprend en effet que sous l'influence d'une forte pression, d'une haute température, l'acide carbonique et l'acide sulfhydrique produits dans les foyers souterrains désagrègent les roches qu'ils traversent, décomposent les silicates alcalins de manière à former dans le premier instant des carbonates neutres et des sulfures neutres, puis, et subsidiairement, des bicarbonates avec excès d'acide et des sulfhydrates de sulfures