SILICE GÉLATINEUSE
La terre à infusoires, qui en raison de sa grande division se dissout très aisément dans les lessives alcalines, est employée avantageusement pour la fabrication des lessives de verre soluble (silicates alcalins). On l’emploie aussi comme isolant pour protéger les tuyaux de vapeur contre le refroidissement.
Enfin, la silice joue un rôle prépondérant dans la céramique et la verrerie.
HYDRATES S1LICIQUES.
640. La silice est l’anhydride d’un acide faible auquel, d’après la composition de ces sels, correspondent divers hydrates. Outre les hydrates monosiliciques Si(OH)4 ou Si02.2H20 et SiO(OH)2ou Si02.ÏI20, on peut admettre l’existence d’acides polysiliciques tels que (OH)3Si — 0 — Si(OH)3 ou Si204. 3IP0 ; 3Si02. 2IP0 ; 3Si02.IP0, etc. Tous ces hydrates sont instables.
État naturel. — Les minéraux désignés sous le nom d 'opale (hyalite, hydrophane, geysérite, etc.) sont des hydrates de silice renfermant de 3 à 10 p. 100 d’eau. Ce sont des minéraux diaphanes renfermant souvent des veines de silice anhydre, qui est généralement de la tridymite. Leur composition extrêmement variable oscille entre les rapports lOSiOMPO et 3Si02.H20. L’opale se dissout très aisément dans la potasse. Chauffée, elle perd facilement de l’eau.
La terre à infusoires est également de la silice hydratée.
La silice se rencontre en dissolution dans la plupart des eaux naturelles, le plus souvent en très minime proportion. Mais certaines eaux minérales en renferment des quantités relativement considérables. L’eau des geysers d’Islande, qui sourd à une température supérieure à 100°, en renferme jusqu’à 0gr,520 par litre (Bunsen). Elle ne tarde pas à en abandonner une grande partie à l’air formant des tufs puissants de silice hydratée (geysérite). Les eaux sulfureuses des Pyrénées qui sont toutes thermales sont également caractérisées par leur richesse en silice qui constitue souvent plus du tiers des principes fixes; les eaux d’Olette, de Ludion, etc., en renferment jusqu’à 0gr,090 à0gr,l par litre.
641. Silice gélatineuse. — Lorsqu’on décompose un silicate alcalin par un acide, une partie de la silice se sépare sous la forme d’une masse gélatineuse blanche, tandis qu’une autre partie reste dissoute. Si l’on emploie une solution étendue de silicate, toute
COMBINAISONS OXYGÉNÉES DU SILICIUM
la silice reste même en dissolution. Si l’on évapore celle-ci, la silice reste comme résidu avec le chlorure de sodium; si l’on reprend ce résidu par l’eau, après l’avoir séché seulement à 100°, une partie au moins de la silice se redissout, surtout si l’on emploie de l’eau aiguisée d’acide chlorhydrique. Ce n’est que lorsque le résidu a été légèrement calciné (vers 300°) que la silice, devenue alors anhydre, refuse de se dissoudre dans l’eau pure ou dans l’eau acidulée. *
La silice gélatineuse, qu’on obtient aussi lorsqu’on décompose le fluorure de silicium par l’eau, est un hydrate silicique qui, séché à l'air, renferme 17,3 p. 100 d’eau, soit environ 3Si02,2II20 ou Si308H4. Cet hydrate séché à 100° perd la moitié de son eau et devient 3Si02,II20 ou Si307IP. Séché à 120°, il ne renferme plus que 6 p. 100 d’eau; à 150, 4,2 p. 100; à 250°, 2,5 p. 100; enfin le produit est presque anhydre à 370°. (Deveri.)
L’hydrate Si(OH)4 exigerait 37,5 p. 100 d’eau et Si03IP, 23,1 p. 100; on voit donc que ces hydrates sont instables déjà à la température ordinaire. Néanmoins le résidu de l’évaporation de la silice colloïdale dans le vide paraît constituer ce dernier hydrate, qui est l’acide métcisilicique , l’hydrate hypothétique Si(OH)4 étant l’acide orthosilicique.
Si ces hydrates sont inconnus ou instables, on connaît par contre les éthers correspondants Si(OC'2IP)4, SiO(OC2H5)2, Si20(0C2H5)6 ainsi que des silicates naturels.
642. Silice colloïdale. — Lorsqu’on soumet à la dialyse une solution étendue de silicate alcalin sursaturée par l’acide chlorhydrique, l’excès de cet acide traverse la membrane avec le chlorure alcalin et la silice reste dissoute dans le liquide soumis à la dialyse. Une semblable solution, renfermant environ 5 p. 100 de silice, peut être concentrée dans un ballon jusqu’à en contenir 14 à 15 p. 100 (la concentration ne doit pas se faire dans une capsule parce qu’il se formerait sur les bords du liquide un bourrelet de silice qui déterminait la coagulation du reste).
La solution de silice colloïdale est limpide, à réaction, acide, insipide au premier moment, mais produisant ensuite une sensation désagréable. Au bout de quelques jours, elle devient opaline, puis elle se prend en une gelée transparente ou opaline; cette gelée se contracte ensuite et il s’en sépare de l’eau pure. Cette coagulation est produite en quelques minutes par l’addition d’une trace de
SILICATES.
carbonate alcalin. Les acides sulfurique, azotique, chlorhydrique, acétique ne coagulent pas la solution ; mais cet effet est produit par le passage de quelques huiles d’acide carbonique. Il est provoqué également par la gélatine et par les dissolutions d’alumine ou d’hydrate ferrique colloïdal.
643. Silicates. — Les silicates constituent une classe fort nombreuse de minéraux, dont un certain nombre ont pu être reproduits artificiellement et se rencontrent accidentellement parmi les produits d'opérations métallurgiques. Les uns sont anhydres, d’autres hydratés; dans ce dernier cas, la complication moléculaire ne permet pas de discerner en général si cette eau est de l’eau de constitution ou de l’eau de cristallisation; de plus, si on admet qu’elle appartient à la molécule proprement dite, on peut tantôt l’envisager comme eau basique ou comme eau acide. De même il existe beaucoup de silicates renfermant de l’alumine qui tantôt joue le rôle de base, tantôt le rôle d’acide. Ces circonstances rendent très arbitraire la classification rationnelle des silicates. Ajoutons-y l'incertitude qui règne encore sur la composition exacte de quelques-uns d’entre eux. L’acide silicique se distingue de la plupart des acides que nous avons étudiés jusqu’à présent par la tendance qu'il manifeste à donner par élimination d’eau des anhydrides polysiliciques qui, tout hypothétiques qu’ils sont, sont représentés par des sels et souvent par des éthers.
En partant de l’acide orthosilicique Si(OH)4, nous pouvons admettre les hydrates suivants :
Acide orthosilicique Si02.2H20 = Si04H4 ou Si(OH)4
Acide métasilicique SiO2. H20 = Si03H2 ou SiO(OH)2
Trihydrate disüicique 2Si02.3H20 = Si207H6 ou O
xbi(OM)3
Hydrate disüicique 2Si02. H20 = Si203H2 ou 0 \(SiO) "OH
0/Si(OII)3
Tétrahydratetrisilicique 3Si02.4H20 — Si3Ol0II8ou j)Si(OH)2
0 \Si(OH)3 /(SiO)OII
Dihydrate trisilicique 3Si02.2II20 — Si308tl4 ou \Si(OH)2
O \(SiO)OH
etc., etc.
Voici quelques-uns des principaux minéraux correspondant à ces acides siliciques :
COMBINAISONS OXYGÉNÉES DU SILICIUM
OliviiiG.
Si04Mg2
Willcmite.
SiO*Zn»
ORTHOSILICATES.
Phénacite. Zircon. Grenat.
Si04Gl2 Si04Zr,v (Si04)3(Al2)VICa3
Les péridols appartiennent à cette série. La calamine est Por-
thosilicate de zinc
hydraté.
MÉTA SILICATES.
Enstatite.
Wollastonite. Pyroxène.
Amphigènc.
Si03Mg"
Si03Ca" Si03(CaMg)"
(Si03)4(AI2)VIK2
DISILICATES (1).
Okénite.
Serpentine. * Pholérite (2).
Euclase.
Si205Ca
Si207Mg3 Si207(Al2)VI
Si209(Al2)Gl2
TRISILICATES.
Feldspath orthose.
Albite. Labradorite.
Lépidolite.
(Si308)2(Al2)K.2
(Si308)2(Al2)Na2 Si3O10(Al2)Ca
Si3O10(Al2)(LiK)
Beaucoup de silicates aluminiques simples ou doubles constituent des sels basiques. L andalousite, par exemple, renferme la silice et l’alumine dans le rapport de SiO2 à A1203, tandis qu’il est de 3Si02 à 2AP03 pour l’orthosilicate. Les argiles sont des silicates d’alumine basiques hydratés. Dans beaucoup de silicates aluminiques doubles, l’alumine doit être envisagée comme acide.
Tous les silicates, sauf les silicates alcalins (verre soluble) sont insolubles dans Peau. Celle-ci agit lentement, surtout sous l’influence des actions mécaniques sur beaucoup de silicates aluminoalcalins en leur enlevant le silicate alcalin pour laisser le silicate aluminique; c’est là l’origine de la plupart des argiles. Le verre, qui est un silicate alcalino-calcique, cède également du silicate alcalin à Peau bouillante, qui par là devient alcaline; en opérant à 300°, M. Daubrée a vu le verre se transformer en une matière fibreuse ayant la composition de la wollastonite.
L’acide chlorhydrique et l’acide azotique attaquent plus ou moins facilement un grand nombre de silicates, surtout ceux qui sont hydratés; lasilice se sépare alors à l’état gélatineux, quelquefois à l'état pulvérulent, une portion restant dissoute. L’acide fluorhydrique les attaque tous avec dégagement de fluorure de silicium. Calcinés avec les carbonates alcalins, ils entrent en fusion et toute la silice peut alors être mise en liberté par l’acide chlorhydrique. Cette
(1) Abstraction faite de l’eau.
(2) Le kaolin est un silicate hydraté qui possède souvent cette composition + 51I!().
