Bull. Minéral. (1982), 105, 357-363,

Solubilité de la silice dans des solutions aqueuses très concentrées de formamide et de chlorure de lithium. Détermination du coefficient d'activité de la silice en solution

Amorphous silica solubility in formamide and lithium chloride concentrated solutions. Determination of the activity coefficient of aqueous silica.

I. Introduction

Les siliciflcations sont souvent associées aux gîtes métallifères ou aux réservoirs pétrolifères. La silice est aussi un constituant majeur des eaux thermales, des saumures continentales ou des eaux océaniques. De nombreux travaux ont ainsi naturellement conduit à mesurer la solubilité de la silice dans l'eau, en fonction de la température et de la pression.

Cependant, l'influence de certains autres paramè¬ tres, comme la salure, est moins bien connue ; ainsi, les travaux de Krauskopf (1956), Greenberg et Price (1957), Kitahara (1960), Siever (1962), J�rgenson (1968) et lier (1979) portaient sur des concentrations faibles en ions étrangers dans la solution.

Récemment, Marshall (1980a, b) et Marshall et Warakomski (1980) ont publié une série d'articles sur la solubilité de la silice amorphe. Le comportement de la silice amorphe dans des solutions de NaN03 est étudié entre 25 et 300 °C, pour des molalités comprises entre 0 et 6 m. L'effet de la nature du sel à 25 °C et pour différentes molalités, ainsi que les variations du coefficient d'activité de l'espèce aqueuse Si02 sont analysés.

Les principales conclusions de ce travail sont les suivantes :

— La solubilité de la silice amorphe décroît lorsque la concentration en sel de la solution augmente. Pour une concentration en sel nulle, et à 25 °C, on retrouve la valeur de la solubilité couramment admise (120-130 mg/kg H20 soit 2,00-2,16 mmole/kg H20). Pour une solution de NaN03 6 m par exemple, la solubilité devient environ 2,5 fois plus faible (51,4 mg/kg H20 soit 0,856 mmole/kg H20).

— La solubilité de la silice amorphe change avec la nature du sel en solution ; pour une même molalité, la solubilité de la silice décroît dans l'ordre suivant : NaHC03, Na2S04, KC1 et KN03, NaCl et NaN03, LiCl et LiNOa, MgCl2 et CaCl2. Pour un anion donné (Cl", par exemple) et pour différents cations, la solubilité décroît lorsque le nombre d'hydratation du cation qui lui est associé augmente (Robinson et Stokes, 1948). Dans une solution 19 m de LiCl, la solubilité de la silice amorphe devient ainsi 36 fois environ plus faible que dans l'eau pure. Les résultats de Marshall vérifient l'équation de Setchenow (1892) : Log y = D.M (où y est le coefficient d'activité de la