Synthèse sèche d'une smectite fluorée saturée au sodium

The conditions of formation and the structural formula of a smectite fluoride (tetrasilicic, trioctahedral fluorosilicate of type 2/1 which undergoes inter-layer hydratation) have been specified. The fluorine, in the synthetic smectite, replaces the hydroxyl group in the corresponding natural mineral. The smectite was synthesized as the major phase using several starting compositions : a single phase product has not been obtained by synthesis. There are two conditions necessary for the synthesis of a phase with swelling properties : a neutral or reducing environment for the melt and rapid cooling. X-ray diffraction, chemical studies and infra-red spectroscopy permit the characterisation of the phase. The formula is Na⁺₁,₈₀ (Mg²⁺₅,₁ Si⁴⁺₈ O²⁻₂₀ F⁻₄) and measurements of the exchange capacity give the structural formula : Na⁺₁,₁₀[xii] [(Mg⁺₅,₁ Na⁺₀,₇₀ ⃞₀,₂₀)[vi] (Si⁴⁺₈)[iv] O²⁻₂₀ F⁻₄]. This formula corresponds both to a « fluor-hectorite » and to a « fluorostevensite » by analogy with the natural minerals.Les conditions de formation et la formule structurale d'une smectite fluorée ont été précisées : fluorosilicate cristallisé du type 2/1 tétrasilicique, tri-octaèdrique, susceptible d'hydratation interfeuillet. Le fluor remplace dans la smectite synthétique les groupes hydroxyles du minéral naturel correspondant. La smectite est synthétisée en phase majoritaire à partir de compositions variées ; une phase pure n'est pas obtenue par synthèse directe. Il est montré que deux conditions sont nécessaires pour synthétiser une phase gonflante : une atmosphère environnant le mélange fondu neutre ou réductrice et un refroidissement rapide. La diffraction des rayons X, les études chimiques et la spectroscopie infrarouge permettent de caractériser une phase pure. L'analyse chimique conduit à la formule brute : Na⁺₁,₈₀ (Mg²⁺₅,₁ Si⁴⁺₈ O²⁻₂₀ F⁻₄) et la mesure de la capacité d'échange à la formule structurale : Na⁺₁,₁₀[xii] [(Mg⁺₅,₁ Na⁺₀,₇₀ ⃞₀,₂₀)[vi] (Si⁴⁺₈)[iv] O²⁻₂₀ F⁻₄]. Cette formule correspond à la fois à une « fluor-hectorite » et à une « fluorstevensite » par analogie avec les minéraux naturels.Bordeaux-Juglaret Denise, Roby C. Synthèse sèche d'une smectite fluorée saturée au sodium. In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 93, 4, 1970. pp. 449-469