Acide hexafluorosilicique
# Acide hexafluorosilicique

L'acide hexafluorosilicique (ou fluorosilicique) est un composé chimique de formule $H_2SiF_6,$ qui n'existe jamais à l'état pur mais toujours en solution dans un solvant donneur de protons à pH faible (acide). L'eau est le solvant le plus courant, formant une solution aqueuse qui se présente sous la forme d'un liquide incolore contenant le cation hydronium $H_3O^+$ et l'anion hexafluorosilicate (ou fluorosilicate) $SiF_6^{2−}.$ La distillation d'une solution aqueuse d'acide fluorosilicique dégage ainsi non pas des molécules $H_2SiF_6$ mais libère plutôt du fluorure d'hydrogène HF, du tétrafluorure de silicium $SiF_4$ et de la vapeur d'eau $H_2O.$

Les sels de l'acide hexafluorosilicique sont appelés hexafluorosilicates (ou fluorosilicates) : hexafluorosilicate de sodium, hexafluorosilicate d'ammonium (en), etc.

## Production et principales réactions chimiques

L'acide fluorosilicique est extrait comme sous-produit de la synthèse de l'acide fluorhydrique $HF_{(aq)}$ par réaction de l'acide sulfurique $H_2SO_4$ sur la fluorine, un minéral constitué essentiellement de fluorure de calcium $CaF_2$ : environ 50 kg de $H_2SiF_6$ par tonne de fluorure d'hydrogène produite, une partie de celui-ci réagissant avec les minéraux silicatés présents comme impuretés dans la fluorine. De la même manière, l'acide fluorosilicique est également un sous-produit de la synthèse de l'acide phosphorique $H_3PO_4$ à partir d'apatite et de fluorapatite, $HF_{(aq)}$ réagissant sur les silicates pour former du tétrafluorure de silicium $SiF_4,$ lequel réagit à son tour avec l'acide fluorhydrique pour donner $H_2SiF_6$ :

    $SiO_2$ + 4 $HF_{(aq)}$ → $SiF_4$ + 2 $H_2O,$
    $SiF_4$ + 2 $HF_{(aq)}$ → $H_2SiF_{6(aq)}.$

L'acide fluorosilicique peut ainsi être produit directement par l'action de l'acide fluorhydrique $HF_{(aq)}$ sur le tétrafluorure de silicium $SiF_4.$

La neutralisation de solutions d'acide fluorosilicique par des bases alcalines conduit à la formation des sels de fluorosilicates alcalins correspondants. L'hydroxyde de sodium NaOH agissant sur de l'acide fluorosilicique $H_2SiF_{6(aq)}$ donne ainsi du fluorosilicate de sodium $Na_2SiF_6$ :

    $H_2SiF_{6(aq)}$ + 2 NaOH → $Na_2SiF_6$ + 2 $H_2O.$

Cette réaction de neutralisation doit demeurer ménagée car l'excès de base conduit à l'hydrolyse du fluorosilicate :

    $Na_2SiF_6$ + 4 NaOH → 6 NaF + $SiO_2$ + 2 $H_2O.$

On produit les autres fluorosilicates de la même façon, tel que le fluorosilicate d'ammonium (en) $(NH_4)_2SiF_6.$

## Applications

L'acide fluorosilicique est essentiellement converti en fluorure d'aluminium $AlF_3$ et en cryolite $Na_3AlF_6.$ Ces composés sont essentiels dans la conversion des minerais d'aluminium (bauxite) en aluminium métallique. La formation du fluorure d'aluminium s'écrit :

    $H_2SiF_{6(aq)}$ + $Al_2O_3$ → 2 $AlF_3$ + $SiO_2$ + $H_2O.$

Il est également converti en un ensemble de sels d'hexafluorosilicate aux utilisations variées : le fluorosilicate de potassium $K_2SiF_6$ est utilisé dans la production de porcelaines, celui d'ammonium $(NH_4)_2SiF_6$ comme désinfectant et dans la gravure sur verre, celui de magnésium $MgSiF_6$ comme insecticide et dans la production de bétons spéciaux, celui de baryum $BaSiF_6$ dans la production de matériaux phosphorescents, celui de sodium $Na_2SiF_6$ principalement pour la fluoration de l'eau, celui de plomb $PbSiF_6$ dans la purification de ce métal par électrolyse, etc.

Par ailleurs, l'acide fluorosilicique est un réactif utilisé en synthèse organique pour cliver les liaisons Si–O des éthers de silyle.

