Utilisateur:Shinkolobwe/Sandbox 2

Mécanisme de dissolution de la silice

La surface de la silice solide en contact avec l'eau est recouverte de liaisons siloxane (≡Si–O–Si≡) et de groupes silanol (≡Si–OH) sensibles à une attaque alcaline par les ions OH^–. Les liaisons siloxanes peuvent subir des réactions d'hydrolyse et de condensation comme représenté schématiquement ci-après :

Lien siloxane entre deux atomes de silicium.

≡Si–O–Si≡ + H₂O   ↔   ≡Si–OH + HO–Si≡

=Si=O + H₂O   ↔   =Si(–OH)₂

Formule chimique d'un groupe silanol

D'autre part, les groupes silanol peuvent également subir une protonation/déprotonation, comme dans le cas de l'autoprotolyse de l'eau :

≡Si–OH   ↔   ≡Si–O^– + H⁺

Si l'on augmente la concentration en anion hydroxyde (OH^–) en solution (ajout de NaOH et accroissement du pH), ces équilibres peuvent être déplacés vers le côté droit de la réaction et entraîner la dissolution de la silice.

L'hydrolyse alcaline des liaisons siloxanes se produit par substitution nucléophile de OH^– sur un atome de silicium, tandis qu'un autre groupe ^–O–Si≡ (groupe sortant) doit s'en aller pour préserver le caractère tétravalent de l'atome de Si :

≡Si–O–Si≡ + OH^–   →   ≡Si–OH + ^–O–Si≡

=Si=O + OH^–   →   =Si(OH)O^–

Déprotonation des groupes silanol :

≡Si–OH + OH^–   →   ≡Si–O^– + H₂O