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Silice
Qu'est-ce que la silice ?
La silice, également connue sous le nom de dioxyde de silicium (SiO2) ou quartz minéral, est un composé dérivé de l'élément chimique silicium (Si) et représente environ 59 % de la croûte terrestre et une grande partie du sable commun. Le silicium se lie à l'oxygène pour former des silicates, qui sont la résultante la plus commune de minéraux.
La silice est présente sous forme de silice dissoute ou de particules de silicate en suspension dans la plupart des eaux naturelles. La silice est utilisée dans de nombreuses applications industrielles, y compris la production alimentaire et pharmaceutique, comme additif et pour la filtration de l'eau.
Pourquoi mesurer la silice ?
La plupart des eaux contiennent une grande quantité de silicium et de ses dérivés, de silice (SiO2) ou de silicates (SiO4- et SiO32-). La concentration de silice dans l'eau est généralement inférieure à 30 mg/L, bien que des concentrations supérieures à 100 mg/L ne soient pas inhabituelles. Des concentrations supérieures à 1000 mg/L sont possibles dans les saumures et l'eau saumâtre.
La silice dans l'eau peut causer des problèmes importants pour l'eau industrielle
La silice et les silicates sont ajoutés à l'eau comme agents de conditionnement, détergents et inhibiteurs de corrosion. Cependant, la silice dans l'eau peut causer des problèmes importants pour les industries, principalement dans les applications de chaudières et de vapeur. Des pressions et des températures élevées entraînent des dépôts de silice sur les tubes de chaudière et les échangeurs de chaleur.
Ces dépôts vitreux réduisent l'efficacité du transfert de chaleur et entraînent une défaillance prématurée. Les dépôts de silice sur les aubes de turbine à vapeur réduisent l'efficacité et nécessitent des temps d'arrêt coûteux pour le nettoyage. Les niveaux de silice doivent être maintenus en dessous de 0,005 mg/L (5 ppb) dans les applications à très haute pression.
La mesure de la silice dans l'eau est utile lorsque l'efficacité des déminéralisateurs est surveillée. Le test de la silice (l'une des premières impuretés détectées lorsque la capacité d'échange d'un déminéralisateur est épuisée) permet de vérifier la sensibilité des performances du déminéralisateur.
Procédures et méthodes d'analyse de la silice
Parmi les procédures d'analyse de la silice, on trouve la méthode du silicomolybdate pour la mesure de la plage élevée et la méthode du bleu hétéropoly pour la mesure de la plage basse. La méthode du bleu hétéropoly est une extension de la méthode du silicomolybdate permettant d'augmenter la sensibilité.
Les méthodes de silice de Hach déterminent la silice réactive au molybdate. Les termes « réactif au molybdate » ou « non réactif au molybdate » n'impliquent pas de réaction ou d'absence de réaction vis-à-vis d'autres réactifs ou processus. Parfois, un échantillon contient de la silice qui réagit très lentement avec le molybdate ou qui ne réagit pas du tout. Dans au moins une de ses formes, la silice ne réagit pas avec le molybdate même si elle est capable de passer à travers le papier filtre présent sous forme dissoute ou colloïdale. On ne sait pas dans quelle mesure une telle silice « non réactive » apparaît dans les eaux.
La silice « non réactive au molybdate » peut être transformée en silice « réactive au molybdate » par chauffage ou fusion avec des alcalins, comme dans une digestion au bicarbonate de sodium. Voir Méthodes standard 4500-SiO2 pour plus de détails.
Pour la méthode du silicomolybdate comme pour la méthode du bleu hétéropoly, la couleur formée est directement proportionnelle à la quantité de silice réactive au molybdate présente dans l'échantillon original. La silice totale peut être déterminée en effectuant des analyses à l'aide de la méthode d'absorption atomique électrothermique (Méthodes standard 3113B), la méthode par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (Méthodes standard 3125) ou la méthode par plasma à couplage inductif (Méthodes standard 3120).
Des termes tels que « colloïdal », « cristalloïde » et « ionique » ont été utilisés pour distinguer les différentes formes de silice, mais une telle terminologie ne peut pas être justifiée. Hach ne fournit aucune solution ni aucune assistance pour les méthodes de silice totale.
Chez Hach, trouvez l'équipement de test, les ressources, la formation et le logiciel dont vous avez besoin pour surveiller et gérer les niveaux de silice dans votre application de processus spécifique.
Produits associés pour mesurer la silice
L'analyseur de silice 5500sc ne nécessite que deux litres de réactif pour un fonctionnement sans surveillance pendant un maximum de 90 jours, soit deux fois plus longtemps que les modèles précédents de la série 5000.
En savoir plusLa société Hach est connue pour ses innovations en matière de spectrophotométrie et propose de nombreux instruments spectrophotométriques à la pointe du marché de l'analyse de l'eau.
En savoir plusProduits chimiques, réactifs et étalons liés à la silice
Les produits chimiques Hach font l'objet de tests stricts, tout comme nos emballages et instruments, afin d'assurer les meilleures performances système possible.
En savoir plusLe colorimètre portatif DR900 vous permet d'accéder facilement et en moins de quatre clics aux méthodes de test que vous utilisez le plus fréquemment.
En savoir plusAnalyseurs de silice de la série EZ
Les analyseurs en ligne de la série EZ fournissent plusieurs options pour surveiller le taux de silice dans l'eau. Ces analyseurs sont principalement utilisés pour la génération de vapeur et d'électricité, les eaux de surface et les eaux de traitement.
En savoir plus
Quels sont les procédés qui nécessitent une surveillance de la silice ?
Electricité/vapeur
Eau de chaudière : la formation de tartre due à la dureté, à la silice et aux dépôts de produits de corrosion peut réduire la capacité d'échange de chaleur et l'efficacité globale de la chaudière. La qualité de la vapeur varie en fonction de la concentration d'impuretés dans l'eau de la chaudière et du risque de transfert mécanique des gouttelettes d'eau contaminées dans la vapeur. Plus la pression de fonctionnement de la chaudière est élevée, plus les exigences de pureté sont élevées, car la contamination résiduelle est encouragée. Mesures de silice (purge de la chaudière à tambour) : l'accumulation de silice dans la chaudière dépend de la pression du tambour, < 5 ppb.
Production de produits chimiques, de pétrole et de gaz (drainage par gravité au moyen de vapeur, DGMV)
La silice est analysée dans l'eau d'alimentation de la chaudière entre les adoucisseurs (primaires et de polissage) WAC (cations acides faibles) et le réservoir d'eau d'alimentation de la chaudière, avant la production de vapeur.
Comment la silice est-elle surveillée ?
Tests de laboratoire
Spectrophotomètre de paillasse Hach DR3900
Méthode du bleu hétéropoly 1 Méthode 8282 (ULR – plage ultra basse) 3 à 1000 ug/L SiO 2
Test portatif (disques de couleur et colorimètres)
Kit de test de silice SI-7, 0,05 - 1,0 mg/L SiO ₂
Kit de test de silice SI-5, 0 - 30 mg/L SiO ₂ et 0 - 600 mg/L SiO ₂ (double plage)
Foire aux questions
Comment puis-je nettoyer ma verrerie de laboratoire et ma cuve à circulation pour la méthode ULR 8282 ?
La méthode 8282 possède des recommandations spécifiques pour la maintenance du matériel de laboratoire et le nettoyage de la cuve à circulation.
Nettoyage du matériel de laboratoire :
Nettoyez entièrement tous les récipients utilisés lors de ce test afin d'éliminer toute trace de silice. Utilisez des récipients en plastique pour toutes les analyses et le stockage car le verre peut contaminer l'échantillon avec de la silice. Les petits flacons ou les flasques avec bouchons à vis sont bien adaptés.
- Nettoyez les récipients (n'utilisez pas de détergents à base de phosphate), puis rincez-les avec de l'eau désionisée de haute qualité à faible concentration en silice.
- Laissez tremper pendant 10 minutes avec une dilution 1:50 du réactif de molybdate 3 dans de l'eau à faible concentration en silice.
- Rincez à plusieurs reprises avec de l'eau à faible concentration en silice ou l'échantillon avant utilisation. Gardez les récipients bien fermés lorsqu'ils ne sont pas utilisés.
- Remplissez la cuve à circulation avec ce même mélange de molybdate 3 et d'eau. Laissez tremper pendant 10 minutes.
- Rincez avec de l'eau à faible concentration en silice.
Gardez les récipients bien fermés lorsqu'ils ne sont pas utilisés et rincez le matériel de laboratoire à plusieurs reprises avec de l'eau à faible concentration en silice ou l'échantillon avant utilisation.
Nettoyage de la cuve à circulation :
La cuve à circulation peut recueillir une accumulation de produits de couleur, surtout si les solutions ayant réagi restent dans la cuve pendant de longues périodes après la mesure.
- Rincez la cuve à circulation avec une solution de dilution 1:5 d'hydroxyde d'ammonium pour enlever la couleur.
- Rincez entièrement avec de l'eau désionisée.
- Placez un couvercle sur l'entonnoir de la cuve à circulation lorsqu'elle n'est pas utilisée.
Les opérations suivantes peuvent également être effectuées pour nettoyer la cuve à circulation :
- Nettoyez l'ensemble de la cuve circulation avec un détergent exempt de phosphate, puis rincez avec de l'eau désionisée de haute qualité.
- Laissez tremper pendant 10 minutes dans une dilution 1:50 de réactif de molybdate 3 dans de l'eau à faible concentration en silice. Cela devrait éliminer toute silice adhérente sur l'échantillon.
Quelle plage l'analyseur de silice de la série EZ peut-il mesurer ?
L'EZ1034 de la série EZ peut mesurer de 1 µg/L à 100 µg/L de Si et l'EZ1035 peut mesurer jusqu'à 1 mg/L de Si avec une dilution interne.
Comment vérifier ou ajuster le blanc de réactif sur l'analyseur de silice 5500sc sur le terrain ?
La valeur de blanc du réactif 1 (R1) se trouve sur le flacon du réactif. Si l'échantillon possède de très faibles concentrations de silice et présente des problèmes liés à des valeurs élevées (de l'ordre de un à deux ppb), qui ne sont pas causés par le bleuissement de la cellule d'échantillon ou des problèmes d'instrument, il est possible de déterminer le blanc sur le terrain afin d'ajuster la valeur de blanc. Nettoyez la cellule d'échantillon en suivant la procédure indiquée dans le manuel d'utilisation.
La méthode utilisée pour déterminer le blanc sur l'analyseur de silice 5500sc est la méthode d'ajouts d'étalon. Cette méthode nécessite une alimentation stable de l'échantillon dans l'analyseur pendant la durée du test, soit environ 2 heures. Commencez par effectuer un test d'échantillon ponctuel avec l'eau de l'échantillon et notez la valeur figurant sur l'analyseur. Prélevez 500 mL d'échantillon, ajoutez 2 mL d'étalon de 500 ppm, puis analysez cet échantillon enrichi comme un échantillon ponctuel et consignez la valeur. Prélevez 500 mL d'échantillon, ajoutez 4 mL d'étalon de 500 ppm, puis analysez cet échantillon enrichi comme un échantillon ponctuel et consignez la valeur. Répétez l'analyse des échantillons ponctuels enrichis de 6, 8 et 10 mL, en consignant chaque valeur.
Une fois les valeurs d'échantillons ponctuels enrichis recueillies, saisissez-les sur un papier graphique (ou dans Excel). Valeur d'enrichissement - 0, 2, 4, etc., ppb sur l'axe des x ; valeur de l'échantillon sur l'axe des Y. Tracez une ligne droite la mieux adaptée possible à travers les points du graphique. L'endroit où la ligne traverse l'axe des x correspond à la valeur du blanc de réactif. (Le point d'intersection sera une valeur négative, mais elle est saisie comme une valeur positive du blanc.)
La détermination du blanc de réactif est effectuée à des concentrations proches de la limite de détection de l'analyseur, les valeurs d'échantillons enrichis mentionnées ci-dessus sont sujettes à des bruits et à des interférences. Le matériel de laboratoire et les récipients de mélange doivent être scrupuleusement nettoyés pour obtenir de bons résultats. Il est préférable de répéter chaque ajout d'étalon au moins trois fois pour s'assurer que les résultats sont reproductibles. La précision finale de la détermination du blanc sera probablement autour de +/- 1 ppb, et très probablement dans cette plage de correspondance avec la valeur sur le flacon de réactif de molybdate.
Il peut être très difficile d'isoler une différence de 1-2 ppb entre deux analyseurs exécutant un échantillon qui n'est lui-même que de 1-2 ppb (voire moins). Si le système de processus est stable et exécute une réponse de référence connue après la régénération, et qu'aucun autre défaut ne peut être trouvé dans l'analyseur, la solution la plus pratique peut être d'ajuster la valeur de blanc sur cet analyseur afin que les valeurs correspondent à la référence connue.
Quelle est la durée de conservation des réactifs et des étalons utilisés pour l'analyseur de silice 5500sc ?
Les réactifs et les étalons pour le 5000sc ont la durée de conservation suivante :
Le kit de réactifs pour silice 5500sc réf. n° 6783600 comprend :
- 5500sc réactif 2 pour silice 2 litres réf. # 6774902 ayant une durée de conservation de 720 jours à compter de la date de fabrication s'il n'est pas ouvert.
- 5500sc étalon 1 pour silice 2 litres réf. # 6775002KTO ayant une durée de conservation de 360 jours à compter de la date de fabrication s'il n'est pas ouvert.
- 5500sc réactif 3 pour silice 1,8 litre réf. # 6775202 ayant une durée de conservation de 720 jours à compter de la date de fabrication s'il n'est pas ouvert.
- 5500sc réactif 3 pour poudre de silice 205G réf. # 6775355 ayant une durée de conservation de 1800 jours à compter de la date de fabrication s'il n'est pas ouvert.
- 5500sc réactif 1 pour silice 2 litres réf. # 6774802 ayant une durée de conservation de 720 jours à compter de la date de fabrication s'il n'est pas ouvert.
La date et le mois d'expiration exacts seront imprimés sur l'étiquette de chaque flacon.
Les réactifs de silice/phosphate de la série 5000 sont-ils compatibles avec le système de silice/phosphate 5500sc ?
Les réactifs de l'analyseur de silice/phosphate 5500 possèdent une concentration différente de celle des anciens réactifs des analyseurs de silice/phosphate de la série 5000 et ne sont donc pas compatibles. En raison de la différence de concentrations, les volumes de réactif sont différents et peuvent entraîner des problèmes de précision sur un modèle d'analyseur différent.
Veuillez noter que les étalons des analyseurs de silice/phosphate 5500sc sont identiques à ceux du modèle de la série 5000.
Si un flacon standard pour la série 5000 n'est pas ouvert et n'est pas périmé, le contenu peut être utilisé pour étalonner le même paramètre sur un analyseur 5500sc.
Avant utilisation, transférez le contenu dans le style de flacon approprié pour les systèmes 5500sc. Un type de flacon incorrect peut entraîner une fuite d'air ou d'étalon susceptible d'endommager le système.