Silice - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
En minéralogie
La silice cristallise sous plusieurs formes minérales en fonction de la température et de la pression de cristallisation. Par température de fusion, voici les polymorphes de la silice :
- stishovite (pf = 1 200 °C)
- Quartz (α ou β) (pf = 1 650 °C)
- tridymite (pf = 1 670 °C)
- calcédoine (pf = 1 700 °C)
- cristobalite (pf = 1 713 °C)
la silice hydratée
- l'opale
Il ne s’agit pas d’une espèce au sens strict du terme mais cette famille a une reconnaissance officielle par l’IMA
Elle se compose de trois espèces minérales bien distinctes, la cristobalite, la tridymite et la silice amorphe hydratée.
Elle se décompose en 4 variétés
Opal-CT (la lussatite des francophones) composé de cristobalite-tridymite (d’où les deux lettre « C » et « T »)
Opal-C Est une forme qui est encore à l’étude. Il semble que la base soit une cristobalite, présentant d’importantes anomalies de structures cristalline. Les différences sont assez franches pour la distinguer de la cristobalite,; de même le terme cristobalite-microcristalline n’est pas encore prouvé.
Opal-AG C’est l’opale la plus connue ; formée de microsphères de silice amorphe, associées à des molécules d’eau dans des proportion variable. La lettre « A » désigne le caractère amorphe, la lettre « G » suggère que nous sommes en présence d’un gel.
Opal-AN (la hyalite des francophones). Forme amorphe (Lettre A) comme la précédente mais cette opale apparait dans les formations volcaniques, où les pegmatites déposent la silice à des températures élevées. La lettre « N » (normal) rappelle que la structure en réseau est plus proche de la silice mais il reste tout de même des molécules d’eau dans des proportions significatives.
Applications
| minéral | densité | indice de réfraction |
|---|---|---|
| silice fibreuse | 1,96 | 1,40 |
| mélanophlogite | 2,05 | 1,42 |
| verre de silice | 2,20 | 1,46 |
| tridymite | 2,26 | 1,47 |
| cristobalite | 2,33 | 1,48 |
| kéatite | 2,50 | 1,52 |
| quartz | 2,65 | 1,55 |
| coésite | 3,0 | 1,59 |
| stishovite | 4,35 | 1,78 |
Le verre de silice est de la silice non cristallisée utilisée dans la fabrication des instruments d'optique, d'appareils de laboratoire et de fibre de verre.
La silice est chimiquement stable et n'est guère attaquée que par l'acide fluorhydrique, réaction utilisée dans la gravure sur verre. Cette réaction empêche d'utiliser du verre de silice pour manipuler le fluor.
La silice se dissout très partiellement dans l'eau pure sous la forme de Si(OH) l'acide silicique (acide faible). La limite de solubilité étant de 0,140 g·l-1 à 25 °C. Cette solubilité augmente très fortement avec le pH (formation d'ion silicate, par la présence d'alcali dans une eau en bouteille), la température et la pression ; ainsi cette solubilité atteint 20 % dans l'eau supercritique à 500 °C et 1 000 bars.
Dans l'eau, l'acide silicique forme des suspensions colloïdales qui sont responsables de l'apparente opacité de l'eau lorsqu'elles sont présentes. C'est le cas dans l'eau des geysers comme celui de Geysir en Islande. Pour une concentration donnée en silice colloïdale, la couleur bleue est d'autant plus intense que l'eau est froide (la solubilité de Si(OH) est alors plus faible).
La silice est aussi l'un des meilleurs isolants électriques qui existe. Pour cette raison, elle est souvent utilisée sur des circuits électriques de silicium, simplement en oxydant les couches voulues.
Dans l'industrie alimentaire, la silice est parfois utilisée comme agent anti-agglomérant ou anti-mottant dans des denrées en poudre (sucre, sucre glace, épices...).
