La domanda "Cos'è il vetro?" può riferirsi a due aspetti principali di questo materiale:
(1) La sua composizione chimica;
(2) Al suo stato di aggregazione, cioè il vetro è solido o liquido?
Il vetro viene generalmente prodotto nelle grandi industrie e lavorato artigianalmente attraverso una miscela di sostanze inorganiche, che prende il nome di miscela vetrificabile. Questa miscela è formata dasilice o biossido di silicio (SiO2 ) (proveniente principalmente dal quarzo), soda o soda (carbonato di sodio - Na2CO3) ecalcare (carbonato di calcio - CaCO3). Questi tre composti inorganici vengono frantumati, macinati in polvere e miscelati nelle giuste proporzioni. Inoltre, nelle industrie, il vetro rotto viene comunemente aggiunto anche come parte del processo di riciclaggio di questo materiale.
Questa miscela vetrificabile viene portata in un forno ad una temperatura di circa 1500ºC. Quindi, questi solidi si fondono (passano allo stato liquido), formando una massa pastosa e omogenea composta da silicati di sodio e calcio. Questa, quindi, è la composizione chimica del vetro comune.
cenere + calcare + sabbia → vetro comune + anidride carbonica
A2CO3 + CaCO3 + SiO2 → silicati di sodio e calcio + anidride carbonica
x In2CO3 + e CaCO3 + z SiO2 → (Nella2o)X . (CaCO)si. (SiO2)z + (x + y) CO2
il CO2 viene eliminato nel forno fusorio in modo che non si formino bolle sul vetro. Dopo aver modellato la forma dell'oggetto desiderato, il vetro viene raffreddato.
Esistono anche altri metodi per fare il vetro, e può essere realizzato anche con altre sostanze. Attualmente, ad esempio, sono ben noti vetri organici e metallici.
Per quanto riguarda la seconda domanda, che interroga il stato fisico del vetro, possiamo dire che è un solido non cristallino che presenta il fenomeno della transizione vetrosa. Mentre il solido cristallino ha una struttura microscopica periodicamente organizzata, il solido no il cristallino, invece, ha una struttura disordinata, priva di simmetria e periodicità. traslazionale. Esistono due tipi di solidi non cristallini, vetro e solidi amorfi: questi non hanno il fenomeno della transizione vetrosa (che verrà spiegato meglio di seguito).
Il vetro è considerato un solido non cristallino perché la sua temperatura di raffreddamento è inferiore al momento in cui le sue particelle iniziano ad organizzarsi per svolgere il processo di cristallizzazione. Quindi diciamo che è un raffreddamento al di sotto della temperatura di transizione vetrosa.
La temperatura di transizione vetrosa si riferisce alla transizione dallo stato vetroso allo stato viscoelastico. Lo stato viscoelastico descrive un comportamento di un corpo che risponde elasticamente all'applicazione di una forza. D'altra parte, lo stato vitreo descrive il comportamento di un corpo che non si deforma quando gli viene applicata una forza. La sua tendenza è quella di assorbire energia e dissiparla, scomponendola.
Pertanto, quando la massa fusa viene raffreddata per formare il vetro, questo raffreddamento avviene a una temperatura al di sotto della temperatura di transizione vetrosa e ad una velocità che non consente agli atomi di organizzarsi in cristalli. In questo modo si forma un corpo che presenta questa transizione vetrosa. Per comprendere meglio questo concetto, leggi il testo "Il vetro è solido o liquido?”.
Possiamo quindi concludere cheil vetro è un solido non cristallino che presenta il fenomeno della transizione vetrosa e può essere prodotto da materiali inorganici, organici e metallici.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
