Qu’est-ce que la silice ?
La silice est le nom générique du dioxyde de silicium, un oxyde de silicium.
Sa formule chimique est SiO2 et sa structure cristalline est une structure tétraédrique composée de silicium lié à quatre atomes d’oxygène. Cette structure tétraédrique est combinée pour former une variété de structures, de sorte qu’il existe de nombreux types de silice, y compris cristalline et amorphe.
La silice est abondante dans la croûte terrestre et se présente naturellement sous forme de cristaux de silice tels que le quartz (cristal), la tridymite et la cristobalite. Elle est utilisée comme matière première pour le gel de silice, un déshydratant pour les composants optiques.
Utilisations de la silice
La silice est un solide incolore et transparent caractérisé par un point de fusion très élevé. Elle présente également une excellente résistance chimique et ne réagit qu’avec certains acides et alcalis.
En raison de sa résistance à la chaleur et aux produits chimiques, elle est utilisée dans les équipements de laboratoire de chimie et les analyseurs spectrométriques. Il est également utilisé comme matière première pour le gel de silice, un déshydratant. Les matériaux hautement transparents sont transformés en composants optiques tels que les lentilles et les prismes.
La silice joue également un rôle important dans les industries de l’électronique et des semi-conducteurs. La silice possède des propriétés isolantes et est essentielle à la fabrication de composants électroniques et de dispositifs à semi-conducteurs. De plus, elle est largement utilisée comme matériau pour le verre et les fibres optiques.
Le quartz, l’un des cristaux de silice, est connu pour son utilisation comme ornement et comme unité de cristal de quartz.
Propriétés de la silice
La silice peut être cristalline ou amorphe, et le nom de silice est surtout utilisé pour les désigner collectivement. La silice cristalline est connue sous forme de polymorphes cristallins tels que le quartz, la cristobalite et la tridymite. La silice amorphe, en revanche, est un terme générique pour les matériaux contenant du dioxyde de silicium non cristallin. L’aérogel de silice et la silice pyrogénée en sont des exemples.
La formule chimique de la Silice est SiO2, où un atome de silicium est lié de manière covalente à quatre atomes d’oxygène. Ceux-ci forment une structure tétraédrique SiO4, chaque atome d’oxygène appartenant à deux structures tétraédriques SiO4. Le polymorphisme cristallin de la silice cristalline telle que le quartz, la cristobalite et la tridymite résulte de la disposition différente de cette structure tétraédrique SiO4.
La silice elle-même a une faible réactivité avec d’autres substances, mais elle réagit avec certains acides et alcalis. Par exemple, la réaction avec l’acide fluorhydrique entraîne la formation d’acide hexafluorosilicique et la réaction avec l’hydroxyde de sodium entraîne la formation de silicate de sodium.
Types de silice
La silice est le terme générique pour désigner le dioxyde de silicium et il en existe différents types, notamment :
1. Les particules de Silice
Elles présentent des propriétés différentes en fonction de leur forme (par exemple, sphérique ou écailleuse), de la taille des particules et de la porosité. La silice colloïdale est constituée de particules de silice dispersées dans un solvant tel que l’eau.
2. Silice pyrogénée
Poudre blanche de très faible densité apparente, connue sous le nom de silice sèche ou de silice fortement dispersée.
3. Aérogel de silice
Matériau poreux constitué de particules de silice formant une armature de réseau tridimensionnel avec un espacement des pores d’environ 50nm.
4. Verre de silice
Le verre de silice présente les caractéristiques suivantes : faible teneur en impuretés métalliques, résistance élevée à la chaleur, bonne transmission de la lumière dans une large gamme de longueurs d’onde et résistance à l’attaque des acides et des alcalis.
Autres informations sur la silice
Sécurité de la silice
Les particules de silice peuvent adsorber les impuretés et sont utilisées comme adjuvant de filtration dans la production alimentaire. La filtration des boissons alcoolisées telles que la bière et les boissons gazeuses en est un exemple.
L’ingestion orale de silice n’a que peu d’effets graves sur le corps humain, mais l’inhalation de particules de silice en suspension dans l’air par le nez ou la bouche peut provoquer des symptômes graves. En particulier, l’inhalation de silice cristalline telle que le quartz a été signalée comme étant à l’origine d’un type de pneumoconiose appelé silicose.
Les symptômes de la pneumoconiose tendent à passer inaperçus au début, mais au fil du temps, des symptômes tels que la toux, les mucosités, voire l’essoufflement et les difficultés respiratoires peuvent apparaître. Des cas réels de pneumoconiose aiguë due à l’inhalation de particules de silice ont été signalés dans des usines manipulant des particules de silice cristalline de haute pureté. Pour éviter de tels accidents, ces particules doivent être manipulées à l’aide d’équipements de protection tels que des masques anti-poussière.