VIDRIO

VIDRIO
Los componentes básicos del vidrio se pueden clasificar según los siguientes grupos o familias:
Óxidos, fundentes, afinantes, Colorantes.
El vitrificante por excelencia y responsable de la formación de la red vítrea es la sílice (SO2), procedente fundamentalmente de la arena silícea. Esta funde a temperaturas muy altas, 1800ºC, aunque se consigue disminuir el punto de fusión confundentes. Entre los óxidos más importantes se encuentran la caliza (Ca CO3) y la dolomía (CaCO3) y Mg (CO3). El primero facilita la fusión y da fluidez al vidrio, mientras el segundo aumenta la resistencia del vidrio a los cambios de temperatura y mejora las propiedades mecánicas. El fundente más corriente es el Na2SO4(sulfato de sodio) y su misión es homogeneizar la masa de vidrio fundido mediante lacesión de gases que al desprenderse remueven dicha masa de vidrio. Los colorantes suelen ser compuestos metálicos que en una pequeñísima proporción aporta color al vidrio. Por ejemplo, el óxido de cobalto aporta coloración azul, el óxido de cromo (III) color verde, y la pirita color topacio. Hay distintos tipos de vidrio según la composición porcentual de las diferentes materias primas que loconstituyen. El vidrio utilizado en envases y vidrios de ventanas es del tipo sodo-cálcico. El vidrio al plomo se utiliza para lentes y aislantes. El vidrio de borosilicato, dada su resistencia a las altas temperaturas, se utiliza en utensilios de cocina y laboratorio. El vidrio tipo sílice es el que resiste temperaturas más altas y se destina a materiales especiales.
Componentes del Vidrio:
Hoyen día la fabricación de vidrio industrial se realiza en hornos de fusión continuos tipo balsa, en los que por un extremo entra la mezcla de arena y demás componentes y por el otro sale el vidrio ya fundido. Los hornos se calientan hasta temperaturas de 1500-1600ºC mediante quemadores de fuel o gas natural y energía eléctrica. El proceso de fusión se podría separar en varias etapas:
•Reacción delas materias primas y formación del vidrio.
•Disolución del excedente de sílice sin reaccionar.
•Afinado y homogeneización.
•Reposo y acondicionamiento térmico.
Conforme va ascendiendo la temperatura en el horno se van sucediendo una serie de reacciones entre los materiales para formar finalmente una masa homogénea de vidrio. A continuación se muestran las principales reacciones que se producendurante la fusión del vidrio.
•130 ºC: Eliminación del agua de la composición (humedad):
H2O (l) →H2O (v)
•400 ºC: Comienza la descomposición de la dolomía.
CaCO3•MgCO3 ↔ MgO + CO2↑+ CaCO3
•600 ºC: La sosa y la caliza se combinan para formar el carbonato doble de sodio y calcio, que funde a 813 ºC.
CO3Na2 + CO3Ca →CaNa2(CO3)2
•Reducción del sulfato por el carbón.
2Na2SO4 + 2C + xSiO2 → 2Na2S.xSiO2 + 2CO2 + SO2 + S
•785 ºC: Descomposición de la caliza:
CaCO3 ↔ CaO + CO2↑
•740-900 ºC: El carbonato de magnesio que proviene de la dolomía se descompone:
CO3Mg → MgO + CO2
La magnesia se combina con la sílice paraformar un silicato de magnesio:
MgO + SiO2 → MgSiO3
Se entra, pues, en una segunda fase liquida formada por una mezcla de Na2SiO3, CaSiO3, MgSiO3 y Na2SO4 que lleva como infundidos arena y feldespato.
1045 ºC: Fusión del Na2O•3CaO•6SiO2
1141 ºC: Fusión del 2Na2O•CaO•3SiO2
1284 ºC: Fusión del Na2O•2CaO•3SiO2
1100 ºC: Comienzo de la fusión del feldespato.Disolución de la sílice en el silicato.
1450 ºC: Descomposición del sulfato por la sílice:
Na2SO4 + SiO2 → Na2SiO3 + 8SO3
Una vez el vidrio fundido se encuentra acondicionado pasaría a la etapa de conformación según el producto terminado previsto.
Al final de toda esta sucesión de reacciones se obtiene el vidrio. Pero, ¿cuál es la estructura del vidrio? El vidrio es un...