Vidrio

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INTRODUCCIÓN

El vidrio es un sólido no cristalino (material amorfo) cuyos átomos o moléculas están distribuidos de forma irregular, sin ocupar posiciones geométricas regulares. Se enfría rápidamente sin cristalizar, hasta adquirir un estado rígido. Los mal llamados cristales de las botellas o de las ventanas son un ejemplo típico de vidrios. Los vidrios consisten químicamente en unamezcla de silicatos que se obtienen fundiendo conjuntamente dichos silicatos con óxidos o carbonatos metálicos.

Además del papel que ha desempeñado en la vida cotidiana, el vidrio ha tenido una trascendental participación en el desarrollo de la tecnología y de nuestra concepción de la naturaleza. Gracias a él sabemos cómo son los microorganismos, a través del microscopio; cómo es elUniverso, con el uso de los telescopios; cuál es la naturaleza del átomo y el dinamismo de una célula viva. La variedad de usos que se le ha encontrado solamente está limitada por la capacidad y el ingenio del hombre. Su versatilidad es difícilmente sustituible, por lo que su estudio se vuelve más interesante.

ESTRUCTURA FÍSICA Y QUÍMICA DEL VIDRIO


En los vidrios de silicato (SiO4) existengrupos enlazados formando redes pero tales grupos no están colocados simétricamente como sucede con los cristales, sino que lo están desordenadamente es decir de una manera irregular. Los grupos SiO4 tienen la forma de un tetraedro con el átomo de silicio como centro de gravedad y los átomos de oxígeno en los vértices. Dos tetraedros de esta clase se hallan unidos por un átomo de oxígeno común. Elencadenamiento de los tetraedros es completamente irregular e ilimitado en el espacio. Este modo de formarse la red es posible con todos los óxidos que existen en el vidrio, modificando la estructura los iones nuevamente introducidos como por ejemplo Na+ Pb++ Mg++, los cuales se intercalan en la coordinación existente y dan origen a lugares de separación laxos. Con la ayuda de esta concepción delvidrio es posible predecir ciertas propiedades derivándolas de su estructura.

Tetraedro de silicio rodeado Diferencia de estructura entre un cristal(a) por cuatro átomos de oxígeno y un vidrio (b)
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COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES

La sílice se funde a temperaturas muy elevadas para formar vidrio. Como éstetiene un elevado punto de fusión y sufre poca contracción y dilatación con los cambios de temperatura, es adecuado para aparatos de laboratorio y objetos sometidos a choques térmicos (deformaciones debidas a cambios bruscos de temperatura), como los espejos de los telescopios. El vidrio es un mal conductor del calor y la electricidad, por lo que resulta práctico para el aislamiento térmico yeléctrico. En la mayoría de los vidrios, la sílice se combina con otras materias primas en distintas proporciones. Los fundamentes alcalinos, por lo general carbonato de sodio o potasio, disminuyen el punto de fusión y la viscosidad de la sílice. La piedra caliza o la dolomita (carbonato de calcio y magnesio) actúan como estabilizante. Otros ingredientes, como el plomo o el bórax, proporcionan al vidriodeterminadas propiedades físicas.


Las propiedades físicas del vidrio y su resistencia química dependen de su composición aunque esta puede variar dentro de amplios límites. Estudios realizados demuestran la influencia que posee un oxido de vidrio sobre una propiedad determinada la cual depende de su cantidad y de la composición del vidrio.

Generalmente, cuando pensamos en elvidrio nos imaginamos un sólido con una rigidez y elasticidad comparables a las del acero, pero con ciertas propiedades mecánicas que limitan sus aplicaciones; como por ejemplo que no tiene ductilidad, ya que no se deforma a temperatura ambiente, y que si tratamos de cambiar su forma aplicando una fuerza, lo único que logramos es que se rompa. En realidad es un material duro pero frágil al mismo...
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