Química do Vidro
O principal componente do vidro é a Sílica (SiO2). A mistura de areia com os demais componentes do vidro é dirigida até o forno de fusão com temperatura de até 1.700ºC e, nesse estágio, sua consistência é igual a caramelo. A forma básica da sílica tem o formato de uma pirâmide, com silicone no centro ligado simetricamente a quatro átomos de oxigênio nas suas pontas: tem a fórmula química SiO4 e tem carga negativa.
Química do vidro: reações básicas
1500oC
Na2CO3 + SiO2 → Na2SiO3 + CO2 ↑
Na2SiO3 + x SiO 2 → (Na2O)(SiO2)(x+1)
Resfriando-se rapidamente a sílica derretida, uma organização randômica do tetraedro é formada, ligada pelas pontas, originando um material amorfo conhecido como sílica vítrea.
Por razões práticas e econômicas, o ponto de derretimento e a viscosidade elevados do silicone são reduzidos adicionando o óxido do sódio (um fluxo) na forma de um carbonato e os átomos do sódio-oxigênio incorporam a rede do silício-oxigênio, de acordo com seus estados de valência. Estes átomos são conhecidos como formadores da rede. Outros constituintes principais do vidro liso: O cálcio e o magnésio incorporam a estrutura da rede como modificadores da rede e a ação destes modificadores é fazer as estruturas mais complexas de modo que quando os componentes são derretidos juntos, no processo de resfriamento, seja mais difícil para os átomos se arranjar em configurações apropriadas para que a cristalização ocorra. No processo de produção de vidro, a taxa resfriamento é arranjada conforme a viscosidade aumenta e a mobilidade dos átomos é impedida, evitando assim que a cristalização ocorra.
Química de vidro colorido
Um exemplo é o célebre vitral “Rosas e Gaivotas” (foto acima). Nele são representadas gaivotas voando num fundo de céu azul sobre um mar agitado. Em primeiro plano vêem-se roseiras trepadeiras e arbustos que se confundem com o ferro utilizado para a estrutura. Para realizar este vitral, Gruber utilizou todas as técnicas de fabricação de vidro existentes na época.
Processos
Cada vidro deriva a sua cor de impurezas que estavam presentes quando o vidro foi formado. Por exemplo, "garrafa de vidro negro" era um vidro escuro, marrom ou verde, produzido pela primeira vez no século 17 na Inglaterra. Este vidro era escuro, devido aos efeitos das impurezas de ferro na areia usado para fazer o vidro e o enxofre da fumaça do carvão em brasa usados para derreter o vidro.
Além de impurezas natural, o vidro é colorido por propósito ao introduzir-se minerais ou sais de metal purificado (pigmentos). Exemplos de populares incluem vidros coloridos de vidro rubi (inventado em 1679, utilizando cloreto de ouro) e vidro de urânio (inventada na década de 1830, o vidro que brilha no escuro, que utiliza óxido de urânio).
As vezes é necessário remover a cor indesejada causada por impurezas para fazer vidro transparente ou prepará-lo para colorir. Decolorizantes são utilizados para precipitar a ferro e compostos de enxofre. O dióxido de manganês e óxido de cério são decolorizantes comuns.
Efeitos Especiais
Muitos efeitos especiais podem ser aplicados ao vidro de modo afetar a sua cor e aparência geral. Vidro iridescente, às vezes chamado de vidro íris, é feita pela adição de compostos metálicos no vidro ou pulverizando a superfície com cloreto de estanho ou cloreto de chumbo e de reaquecimento em uma atmosfera redutora. Óculos antigos aparecem iridescente a partir da reflexão da luz sobre muitas camadas de desgaste.
Vidro dicróico é um efeito furta-cor em que o vidro parece ser de cores diferentes, dependendo do ângulo a partir do qual ele é visto. Este efeito é causado pela aplicação de camadas muito finas de metais coloidais (por exemplo, ouro ou prata) para o vidro. As finas camadas são normalmente revestidos de vidro para protegê-los do desgaste ou oxidação.
Pigmentos de vidro
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Compostos
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Cores
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óxidos de ferro
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verdes, marrons
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óxidos de manganês
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âmbar, ametista, descolorante
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óxido de cobalto
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Deep Blue
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cloreto de ouro
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vermelho rubi
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compostos de selênio
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vermelhos
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óxidos de carbono
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âmbar / marrom
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mistura de mangnésio, cobalto, ferro
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preto
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óxidos de antimônio
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branco
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óxidos de urânio
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amarelo verde (brilha!)
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compostos de enxofre
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âmbar / marrom
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compostos de cobre
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luz azul, vermelho
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compostos de estanho
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branco
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chumbo com antimônio
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amarelo
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Wesley Fleming faz arte com vidro. Seus insetos são quase perfeitos e o site merece ser visto.
Wesley Fleming, glass artist
