Béton pour projet artistique

[xoluobac]

Bonjour,

Pour un projet de figurines de grande taille, je souhaite réaliser un béton un peu spécial. La "recette" permettant d'obtenir le résultat désiré m'a été donnée par un contact aux US, et elle contient deux éléments qui me posent problème. En effet, il est nécessaire d'ajouter deux produits chimiques dans des quantités/proportions que je ne suis pas en mesure de respecter faute de connaissances adéquates. Après avoir recherché sur internet pour tenter de me débrouiller seul, j'abdique et m'en remet à l'aide bienveillante de quelques participants de ce forum.

Le premier produit à ajouter est du Sicilicate de Soude (Na2SiO3). Il est marqué qu'il faut qu'il soit en concentration à 50%. Je n'ai pas réussi à trouver de produit correspondant à cette concentration, la plupart des drogueries vendent en effet des concentrations inférieures (20%-40%). J'ai alors pensé à réaliser moi même la solution à partir de métasilicate de sodium pentahydraté, mais je ne sais pas comment m'y prendre, ni quels calculs appliquer (j'ai lu quelques cours de chimie en ligne, mais vu que toutes ces choses là sont lointaines pour moi, je crains de ne pas m'y prendre correctement). Quelqu'un peut-il soit :
- M'indiquer où me procurer du silicate de sodium en concentration 50%
- M'expliquer quels calculs / méthodes appliquer pour obtenir une solution à 50% à partir de métasilicate de sodium pentahydraté
D'autre part, la composition chimique indiquée n'est pas la classique Na2SiO3 mais NaSiO2. Je ne sais pas si je peux utiliser la formule standard (si c'est un équivalent), et si ce n'est pas le cas, comment faire pour obtenir un produit respectant la composition chimique indiquée (NaSiO2). Quelqu'un saura peut-être m'expliquer ?

Le second produit est de l'hydroxyde de soude (NaOH). Il est dit qu'il me faut utiliser une concentration molaire à 14. Je ne suis pas certain de ce que cela signifie. Quelqu'un aurait-il l'amabilité de m'expliquer quel calcul appliquer ? Soyons clair : je n'ai pas l'intention de devenir chimiste, ni d'améliorer mes compétences dans ce domaine que je ne maitrise absolument pas. Je cherche simplement à savoir, muni d'une balance et d'un récipient, combien de grammes d'hydroxyde de sodium anhydre je dois mélanger avec de l'eau pour obtenir une solution respectant une concentration molaire à 14 (je ne sais même pas si c'est comme cela qu'il faut dire).
De plus, j'ignore s'il faut chauffer l'eau (quelle température ?) ou bien si de l'eau froide convient.

Merci d'avance pour vos explications et votre aimable compréhension

[Maurice]

Il est presque impossible à un amateur de faire sa propre solution de silicate de soude, quelle que soit sa concentration. Le silicate de sodium se fabrique en poudre par fusion de sable dans NaOH fondu. Il est certes soluble dans l'eau. Mais il se dissout très mal et très lentement. Dans l'industrie, on prépare la solution en dissolvant la poudre dans l'eau à près de 100°C et sous haute pression. Et malgré cela, il faut longtemps pour que le silicate veuille bien se dissoudre. On obtient une solution très visqueuse, un peu comme le miel.

A mon humble avis, pour faire du béton, cela revient au même de prendre du silicate de soude à 30% ou à 50%.

Quant à ta solution d'hydroxyde de sodium 14 M, cela ne va pas non plus être facile à fabriquer. Cela veut dire qu'il faut peser 14 fois 40 g = 560 g de NaOH, et mettre le tout dans un récipient ayant un trait de jauge à exactement 1 litre. Puis y verser 0.4 litre d'eau, bien fermer et agiter vivement. öLe NaOH va se dissoudre, mais cela chauffe beaucoup. Il faut continuer l'agitation constamment, sinon les grains de NaOH se collent sur le verre, et on ne peut plus les détacher plus tard. Quand tout est dissous, tu rajoutes de l'eau jusqu'au niveau de 1 litre exactement, et tu mélanges bien ton mélange. Attention. Cette solution concentrée de soude est très corrosive. Ne t'en mets pas sur les doigts !

Enfin, dis toi bien que le silicate de sodium a comme formule Na2SiO3, et que la formule NaSiO2 que tu indiques est fausse, et même impossible.

[xoluobac]

Merci pour votre réponse précise et concise.

Cependant, je suis surpris que la formule NaSiO2 ne soit pas bonne, car j'ai pris soin de demander plusieurs fois à mon contact de vérifier si c'était bien cela compte tenu de l'absence de résultat retournés par Google, et celui-ci a été formel. Si ce n'est pas trop demander, accepteriez-vous d'étayer votre affirmation afin que je puisse la lui retranscrire et tenter de comprendre pourquoi qu'un côté la personne me dit qu'il s'agit bien de la formule NaSiO2 et de l'autre, vous, qui me dites que cette formule ne peut pas exister ?

D'autre part, ayant pris bonne note de vos avertissements quant à la dangerosité de la solution obtenue avec l'hydroxyde de sodium, pourriez-vous me conseiller un récipient qui conviendrait à cette tâche ? Je n'y connais rien en chimie et je ne sais pas où me procurer du matériel adéquat. Existe t-il un type de récipient prévu à cet effet (si oui, quel est son nom) ? Un site internet sur lequel se procurer du matériel adéquat ?

Enfin, concernant le silicate de soude concentré à 50%, mon contact m'a affirmé qu'on en trouve dans le commerce... aux US ! Il m'a conseillé de regarder dans les magasins de poterie, mais d'après mes recherches les concentrations sont encore plus faibles que dans les magasins de bricolage. Je n'ai donc pas été en mesure de trouver un équivalent dans notre beau pays. Il s'avère, comme j'ai eut l'occasion de le dire dans mon précédent message, que ce béton est "un peu spécial", ce n'est pas vraiment du béton ordinaire, et la formule qui m'a été communiquée est issue, manifestement, d'un laboratoire, ou en tout cas d'une entreprise qui utilise ladite formule pour ses produits. S'ils précisent donc 50%, c'est que ça doit être ça, du moins je suppose. Existe t-il des magasins en ligne spécialisés dans la vente de produits destinés aux labos de chimie sur lesquels du silicate de soude respectant une concentration à 50% pourrait être trouvé ? Mais peut-être faut-il un n° de TVA pour passer commande sur ces sites ?

[darrigan]

Bonsoir,

Regarde cette page, c'est plus compliqué que Na2SiO3 car c'est un mélange variable entre SiO2 et Na2O, et de l'eau : silicate de sodium

On trouve aussi diverses proportions de SiO2 et Na2O dans ce document, avec la densité correspondante, page 11 :
http://pqcorp.com/Portals/1/lit/SodiumSilicates.pdf

[xoluobac]

Bonjour,

Merci pour votre réponse.

J'ai contacté PqCorp et ai obtenu une personne du laboratoire. Selon cette personne (fort sympathique au demeurant), NaSiO2 correspondrait en fait au di-silicate de soude et non pas au silicate de soude. Elle m'a expliqué que si je ne parvenais pas à obtenir ce produit exact, je pouvais simplement ajouter de la lessive de soude pour obtenir quelque chose d'équivalent. Or comme dans mon béton il faut également que j'ajoute du NaOH, je suppose que cela revient au même. Il ne me reste donc plus qu'à trouver un magasin où me procurer du silicate de soude à 50%. J'ai vu que Woellner en fabrique. J'ai contacté la maison mère mais ils sont incapables de me communiquer le nom d'un revendeur ou d'un grossiste. En France Woellner = Novabion, qui, eux, restent pour l'instant injoignables. Après avoir contacté toutes la drogueries près de chez moi (on les compte sur les doigts d'une main), aucune n'est en mesure de se procurer un produit respectant cette concentration.

Quelqu'un aurait une autre piste ?

D'autre part, je me demande si la lessive de soude concentrée à 14M revient à faire une solution à 14%, car c'est ce qu'a suggéré la personne de PqCorp. Est-ce que cela signifie que pour 100g de solution, je dois mélanger 14g de perles de NaOH avec 86g d'eau ? Ou est-ce que % et concentration molaire n'ont rien à voir ? Car, selon les proportions données par Maurice, 14M équivaudrait à peu près à 50%, non ? (Pour 1000g de produit)

Enfin, je comprend l'explication donnée par Maurice, c'est à dire prendre la masse molaire du NaOH (40g/mol) et multiplier par 14, mais j'ai lu quelque part que la solubilité du NaOH varie avec la température de l'eau, d'où la question : à quelle température mon eau doit-elle être afin d'obtenir le résultat attendu ?

[darrigan]

Bonsoir,

Non, 14M ne signifie pas 14%.
14 M signifie 14 mol/L, c'est-à-dire 14 [mol/L] * 40 [g/mol] = 560 g/L.
14% signifie 14% en masse, soit 14 g de NaOH dans 86 g d'eau (pour obtenir 100 g au final).

On ne peut pas calculer l'équivalent en % de la solution à 14 mol/L tant que l'on ne connait pas sa masse volumique.

Si tu veux une soude caustique à 560 g/L, il faut faire comme Maurice l'a décrit. Comme le mélange va chauffer, il faut attendre qu'il revienne à 20 °C si tu veux ajuster précisément le volume de solution totale dans une fiole jaugée.

Attention lors de la dissolution, il se dégagera des vapeurs très irritantes pour la peau, yeux et voies respiratoires La solution finale sera très corrosive. Une goutte dans l'œil et tu comptes quelques secondes avant d'être borgne…