3. Genèse
• Solubilité et cristallinité de la silice
Il est utile tout d'abord de rappeler que la silice de l'hydrosphère est le plus souvent à l'état de solution vraie, et non de solution colloïdale comme on l'a si souvent affirmé. L'équation d'équilibre est (SiO2)n + 2n H2O ⇌ n Si(OH)4.
Le monomère Si(OH)4, monomolécule d'acide silicique, est libre et en solution vraie. À la température de 20-25 0C, l'équilibre est atteint pour une teneur de 120 à 140 ppm (ou mg/l) de SiO2. A 100 0C, cette solubilité s'élève à 360-420 ppm. Elle est indépendante du pH pour les valeurs comprises entre pH 2 et pH 9, et s'élève ensuite considérablement dans les milieux alcalins, pour atteindre 6 000 ppm à pH 11 par suite de l'ionisation de l'acide silicique. Or, les solubilités des minéraux de la silice sont beaucoup plus faibles (de l'ordre de 8 à 20 ppm) que celle de la silice amorphe, si bien qu'une eau qui contient par exemple 100 ppm de SiO2, sous-saturée pour la silice amorphe, est sursaturée par rapport aux formes cristallines dont elle peut assurer la croissance. Ces formes cristallines sont le quartz, la cristobalite de basse température, la calcédoine, assemblage fibreux de cristallites de quartz avec désorganisation du réseau à la limite des fibres, et l'opale, dont on a souvent dit qu'elle était amorphe, mais qui est en fait partiellement cristallisée en particules dispersées, d'où l'isotropie statistique qu'elle présente.
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