Estado vitreo y gel

Modulo: Fundamentos de Química

*Investigación del estado vítreo y gel de la materia*

Introducción:
Tradicionalmente se ha considerado que la materia podía presentarse bajo tres formas: la sólida, la líquida y la gaseosa. Particularmente durante el siglo XX, nuevos medios de investigación de su estructura íntima han puesto al descubierto otras formas o estados en los que la materia puedepresentarse. Por ejemplo el estado mesomorfo (una forma líquida con sus fases esmécticas, nemáticas y colestéricas), el estado de plasma (o estado plasmático, propio de gases ionizados a muy altas temperaturas) o el estado vítreo, entre otros.
En el año 1861 Thomas Graham, estudiando la difusión de las sustancias disueltas, distinguió dos clases de solutos a los que denomino cristaloides ycoloides.
En el grupo de los coloides situó a los que se difunden lentamente, dializan con mucha dificultad o bien no lo hacen y, al ser evaporadas las soluciones de que forman parte, quedan como residuo gomoso.
El nombre coloide proviene del griego kolas que significa que puede pegarse. Esto nombre hace referencia a la propiedad que tienen los coloides a tender a formar coágulos de forma espontánea.Las soluciones coloidales que poseen alguna de las propiedades elásticas o plástica de los cuerpos sólidos, aunque el medio dispérsame sea líquido se dice que constituye un gel.

ESTADO VITREO DE LA MATERIA
El estado vítreo se presenta en los materiales amorfos, que pueden ser orgánicos e inorgánicos, y algunas de las sustancias que utilizamos en nuestra vida diaria pueden contener estosmateriales, como por ejemplo, los polímeros, semiconductores y azúcares.
El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo, que ocurre en la naturaleza y también puede ser creado artificialmente por el hombre, se puede definir como un líquido que ha perdido su habilidad para fluir, o bien , como un material sólido amorfo con características estructurales del líquido y que presentauna transición vítrea.
El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos.
El vidrio se obtiene por fusión a unos 1.500 °C de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3).
Frecuentemente utilizamos el término “cristal” como sinónimo de vidrio, sin embargo esto es incorrecto, ya que en el ámbito científico el vidrio es unsólido amorfo (sus moléculas no están dispuestas de forma regular) y no un sólido cristalino.
Los cuerpos en estado vítreo se caracterizan por presentar un aspecto sólido con cierta dureza y rigidez y que ante esfuerzos externos moderados se deforman de manera generalmente elástica. Sin embargo, al igual que los líquidos, estos cuerpos son ópticamente isótopos, transparente a la mayor parte delespectro electromagnético de radiación visible.
Estas propiedad han llevado a algunos investigadores a definir el estado vítreo no como un estado de la materia distinto, sino simplemente como el de un líquido subenfriado o líquido con una viscosidad tan alta que le confiere un aspecto sólido sin serlo. Esta hipótesis implica la consideración del estado vítreo como un estado metaestable al que unaenergía de activación suficiente de sus partículas debería conducir a su estado de equilibrio, es decir, el de sólido a cristalino.
Figura 1: Cristal organizado de SiO2. Figura 2: SiO2 en estado vítreo.

Las sustancias susceptibles de presentar un estado vítreo pueden ser tanto de naturaleza inorgánica como orgánica, entre otras:
* Elementos químicos: Si, Se, Au-Si,Pt-Pd, Cu-Au.
* Óxidos: SiO2, B2O3, P2O5, y algunas de sus combinaciones.
* Compuestos: As2S3, GeSe2, P2S3, BeF2, PbCl2, AgI, Ca (NO3)2.
* Siliconas (sustancias consideradas como semiorgánicas)
* Polímeros orgánicos: tales como glicoles, azúcares, poliamidas, poliestirenos o polietilenos, etc.
ESTADO GEL DE LA MATERIA:
Dentro de los estados de la materia, podemos encontrar...