CHAPITRE 3 – PROPRIÉTÉS OPTIQUES
105
On associe souvent à la décoloration chimique du verre une décoloration « physique » qui consiste à ajouter la teinte complémentaire. Pour
compenser la teinte jaune résiduelle due à Fe
3+
, on introduit du rose de
sélénium et du bleu de cobalt ou de néodyme.
2.1.3. La coloration par des complexes ioniques
Il peut exister dans le verre des colorations particulièrement intenses
dues aux présences simultanées de deux espèces ioniques.
– La teinte ambre
La couleur ambre apparaît dans un verre réduit qui contient à la fois
du fer et du soufre. L’une de ses principales applications concerne le verre
de pharmacie car en plus de l’absorption du bleu, elle a une fonction de
filtre anti-UV. L’élément qui paraît jouer le rôle essentiel est Fe
3+ qui existe
en faible concentration dans un verre modérément réduit. L’autre ion
impliqué est S
2– . Selon Schreiber et al. [119], Fe
3+ oxyderait deux S
2– pour
former l’ion S 2
– que ces auteurs ont appelé le « super-sulfure » et qui serait
le chromophore :
3Fe
3+ + 2S
2–
⇔ 3Fe
2+ + S 2
– .
( 3 . 1 )
La réaction (3.1) est réversible. Le chromophore n’est stable que si l’agent
oxydant Fe
3+ est en excès dans le bain de verre par rapport aux ions S
2– .
L’équilibre varie selon l’histoire thermique du verre. La teinte ambre est
plus foncée lorsque le verre est recuit que lorsqu’il est trempé. On peut
penser que l’équilibre se déplace vers la droite lorsque la température
décroît. Ainsi, un refroidissement rapide fige l’équilibre plus à gauche
qu’un refroidissement lent.
On obtient une autre teinte ambre en remplaçant le fer par le molybdène.
– Le bronze de séléniure
La couleur bronze est utilisée dans les vitrages pour le bâtiment,
l’ameublement et parfois aussi pour l’automobile. Cette teinte apparaît
lorsque le verre contient du fer et du sélénium. Différentes interprétations
concernant la nature du chromophore ont été proposées. On pourrait
penser qu’il est l’analogue de l’ambre sulfoferrique. Schreiber et al. [120]
suggèrent au contraire que le sélénium, à l’inverse du soufre, subit non
pas une oxydation par Fe
3+ mais une réduction par Fe
2+
, laquelle produit
un polyséléniure
:
2xFe
2+ + xSe →
+ 2xFe
3+
(3.2)
où x est le nombre d’atomes dans la chaîne de l’ion séléniure formé par le
transfert d’électrons. Ainsi, selon cette hypothèse, c’est le polyséléniure
qui jouerait le rôle de chromophore.
Se x
2–
Se x
2–
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On associe souvent à la décoloration chimique du verre une décoloration « physique » qui consiste à ajouter la teinte complémentaire. Pour
compenser la teinte jaune résiduelle due à Fe
3+
, on introduit du rose de
sélénium et du bleu de cobalt ou de néodyme.
2.1.3. La coloration par des complexes ioniques
Il peut exister dans le verre des colorations particulièrement intenses
dues aux présences simultanées de deux espèces ioniques.
– La teinte ambre
La couleur ambre apparaît dans un verre réduit qui contient à la fois
du fer et du soufre. L’une de ses principales applications concerne le verre
de pharmacie car en plus de l’absorption du bleu, elle a une fonction de
filtre anti-UV. L’élément qui paraît jouer le rôle essentiel est Fe
3+ qui existe
en faible concentration dans un verre modérément réduit. L’autre ion
impliqué est S
2– . Selon Schreiber et al. [119], Fe
3+ oxyderait deux S
2– pour
former l’ion S 2
– que ces auteurs ont appelé le « super-sulfure » et qui serait
le chromophore :
3Fe
3+ + 2S
2–
⇔ 3Fe
2+ + S 2
– .
( 3 . 1 )
La réaction (3.1) est réversible. Le chromophore n’est stable que si l’agent
oxydant Fe
3+ est en excès dans le bain de verre par rapport aux ions S
2– .
L’équilibre varie selon l’histoire thermique du verre. La teinte ambre est
plus foncée lorsque le verre est recuit que lorsqu’il est trempé. On peut
penser que l’équilibre se déplace vers la droite lorsque la température
décroît. Ainsi, un refroidissement rapide fige l’équilibre plus à gauche
qu’un refroidissement lent.
On obtient une autre teinte ambre en remplaçant le fer par le molybdène.
– Le bronze de séléniure
La couleur bronze est utilisée dans les vitrages pour le bâtiment,
l’ameublement et parfois aussi pour l’automobile. Cette teinte apparaît
lorsque le verre contient du fer et du sélénium. Différentes interprétations
concernant la nature du chromophore ont été proposées. On pourrait
penser qu’il est l’analogue de l’ambre sulfoferrique. Schreiber et al. [120]
suggèrent au contraire que le sélénium, à l’inverse du soufre, subit non
pas une oxydation par Fe
3+ mais une réduction par Fe
2+
, laquelle produit
un polyséléniure
:
2xFe
2+ + xSe →
+ 2xFe
3+
(3.2)
où x est le nombre d’atomes dans la chaîne de l’ion séléniure formé par le
transfert d’électrons. Ainsi, selon cette hypothèse, c’est le polyséléniure
qui jouerait le rôle de chromophore.
Se x
2–
Se x
2–