Transformation NaCl à 1200°

[jbmaleyran]

Bonjour,

Quelqu'un pourrait-il m'indiquer ce qu'il advient du sel de table (gros sel, NaCl) lorsqu'il est porté à très haute température (environ 1200°). C'est la technique d'émaillage du grés au sel. Quels éléments sont dégagés, sous quelle forme, ...?
Merci par avance de me faire part de vos connaissances dans ce domaine.
Cordialement.

[darrigan]

Bonjour,

Très bonne question. A cette haute température, le sel (NaCl) devient liquide. Mais une partie se vaporise aussi.

M'étant intéressé un temps à l'émaillage, j'ai retrouvé dans ma bibliothèque le livre Le Poème Céramique de Daniel de Montmollin. Il est une référence dans ce domaine. Un autre de ses livres (Pratique des émaux 1300 °C) est excellent car il aborde les émaux du point de vue scientifique, avec des diagrammes ternaires.

Dans Le Poème Céramique, il écrit, page 115 :

GRÈS SALÉ : Il s'agit là d'un grès émaillé selon une technique particulière. Au-delà de 1150 degrés, du sel ordinaire peut être introduit dans le four où il se volatilise et se décompose. L'oxyde de sodium qui en résulte forme alors avec la silice et l'alumine de l'argile des poteries une mince couche de verre. Bien entendu la réaction se fait également sur les briques du four.

Je doute tout de même que les vapeurs de NaCl se décomposent spontanément dans l'air en oxyde de sodium (Na2O) et un autre composé du chlore… Mais ce qui peut se passer plus probablement, c'est que NaCl vaporisé réagisse avec les atomes d'oxygène qui se trouvent en phase solide, dans l'alumine (Al2O3) ou la silice (SiO2). Pour comprendre vraiment quelle réaction se déroule il faudrait être capable d'analyser les gaz produits pendant la réaction et faire des analyses de surface…

[Maurice]

A haute température, il se produit l'équilibre :
6 NaCl + Al2O3 ⇄ 2 AlCl3 + 3 Na2O
4 NaCl + SiO2 ⇄ 2 Na2O + SiCl4
Normalement ces réactions sont endothermiques et ces équilibres sont déplacés vers la gauche. Mais si on travaille à haute température, on favorise la réaction vers la droite, car l'échauffement favorise la réaction endothermique d'une part, mais AlCl3 et SiCl4 sont extrêmement volatiles. ce qui favorise le déplacement vers la droite.
Il faut tout de même ajouter que Na2O ne se forme pas vraiment, mais qu'il réagit avec Al2O3 et SiO2 pour former des aluminates de sodium NaAlO2 et des silicates de sodium Na2SiO3 qui fondent à moins de 1000°C

[darrigan]

Merci Maurice pour ces précisions !

[ecolami]

Bonjour,
Durant des années nous avons employé un appareil d'analyse du Chlore organique qui comportait un four en quartz dans lequel nous pouvions au choix introduire une petite nacelle de porcelaine avec un échantillon solide ou injecter via un septum un liquide organique chloré. Le four était balayé par de l'oxygène et les gaz de combustion recueillis dans un milieu spécial pour être dosés par argentimétrie (électrolyse). Aprés plusieurs mois d'utilisation j'ai souvent observé que 'l'injection d'un échantillon d'eau pure produisait un dégagement de chlore susceptible d'être dosé!
L'explication que j'ai faite a été qu'il restait un reliquat de NaCl dans le tube et que ce n'est que la présence d'eau qui permettait sa décomposition en HCl et Silicate de sodium.
On pouvait répéter l'opération un certain nombre de fois avant d'arriver a purger le tube des reliquats de NaCl. La température était entre 1050 et 1080°C (dixit le thermocouple Platine/Platine Rhodié).

[jbmaleyran]

Merci à tous pour ces précieuses informations.
Si j'osais j'abuserais encore un peu de vos connaissances...
Lors de cette réaction, il se dégage du four une épaisse fumée blanche (je n'ose pas dire vapeur). Savez vous quelle est sa composition, ces effets sur l'acier qui constitue l'ossature des fours et éventuellement sur ceux qui les utilise?
Merci encore.

[darrigan]

Hé bien il s'agit sûrement d'une fumée de NaCl (sel), puisqu'il se vaporise et qu'il se dépose un peu partout dans le four et les poteries.

Un test : allume la flamme d'un chalumeau dans la pièce avant le montée en température. La couleur de la flamme doit être bleue (mis à part le bout de la flamme qui est jaune si la combustion n'est pas complète). Et puis teste en fonction de la température du four si la flamme du chalumeau vire au jaune-orangé lorsque tu dépasses 800 - 900 °C, caractéristique des ions sodium. (Voir l'expérience : Flammes colorées)

Cette fumée doit être irritante pour les yeux et les poumons non ? Si c'est du sel, cela va se déposer sur les parties métalliques (tuyau…) et en présence d'humidité, celles-ci peuvent rouiller plus rapidement..

[ecolami]

Bonjour
La fumée blanche qui apparait est sans doute acide. Il faut s'en assurer en recueillant un peu de cette fumée au contact d'un papier Ph humide. En effet selon les réactions indiquées par Maurice il y aurait du Chlorure d'Aluminium anhydre ou du Tétrachlorure de Silicium qui tous deux s'hydrolysent en libérant de l'Acide chlorhydrique. Et si le sel était un peu humide on aurait la réaction que j'ai décrite qui forme aussi de l'acide.
En résumé on peut s'attendre a une fumée corrosive dont il faut se protéger.