Estado Vítreo: Características, Exemplos e Propriedades
O estado vítreo ocorre em corpos que sofreram uma rápida ordem molecular para tomar posições definidas, geralmente devido ao rápido resfriamento. Estes corpos têm um aspecto sólido com um certo grau de dureza e rigidez, embora na aplicação de forças externas eles sejam geralmente deformados elasticamente.
O vidro, que não deve ser confundido com vidro, é usado na fabricação de janelas, lentes, garrafas, etc. Em geral, tem inúmeras aplicações, tanto para a vida doméstica quanto para pesquisa e tecnologia; daí sua importância, e a importância de conhecer suas propriedades e suas características.
Por outro lado, é importante entender que existem diferentes tipos de óculos, tanto de origem natural quanto artificial. Quanto a este último, os diferentes tipos de vidro respondem frequentemente a diferentes necessidades.
Portanto, é possível obter vidros que atendam a certas propriedades para suprir certas necessidades tecnológicas ou industriais.
Funcionalidades
Em relação às suas características ópticas, esses corpos vítreos são isotrópicos (isto é, suas propriedades físicas não dependem da direção) e transparentes contra a maior parte da radiação visível, da mesma forma que acontece com os líquidos.
O estado vítreo é geralmente considerado como outro estado da matéria além dos três estados comumente conhecidos, como líquido, gás e sólido, ou novos que foram descobertos nas últimas décadas, como o condensado de Bose ou plasma. Einstein
No entanto, alguns pesquisadores entendem que o estado vítreo é o resultado de um líquido ou líquido sub-resfriado com uma viscosidade tão alta que acaba dando-lhe uma aparência sólida sem realmente ser.
Para esses pesquisadores, o estado vítreo não seria um novo estado da matéria, mas sim uma forma diferente na qual o estado líquido é apresentado.
Em última análise, o que parece ser bastante certo é que os corpos no estado vítreo não mostram um certo arranjo interno, ao contrário do que acontece com os sólidos cristalinos.
No entanto, também é verdade que, em muitas ocasiões, o que é chamado de desordem ordenada é apreciado. Existem certos grupos ordenados que são organizados espacialmente de maneira total ou parcialmente aleatória.
Tipos de óculos
Como já foi dito acima, o vidro pode ter origem natural ou artificial. Um exemplo de um corpo vítreo de origem natural é a obsidiana, que é criada pelo calor presente no interior dos vulcões.
Por outro lado, tanto as substâncias de origem orgânica como as substâncias inorgânicas são susceptíveis de adquirir estado vítreo. Algumas dessas substâncias são:
- Diferentes elementos químicos, como Se, Si, Pt-Pd, Au-Si, Cu-Au.
- Diferentes óxidos, como SiO 2, P 2 O 5, B 2 O 3 e algumas de suas combinações.
- Compostos químicos diferentes, como GeSe 2, As 2 S 3, P 2 S 3, PbCl 2, BeF 2, AgI.
- Polímeros orgânicos, como poliamidas, glicóis, polietilenos ou poliestirenos e açúcares, entre outros.
Exemplos
Entre os óculos mais comuns que podem ser encontrados, vale a pena destacar o seguinte:
Sílica vítrea
A sílica é um óxido de silício, dentre os quais, em geral, o mais conhecido é o quartzo. Em geral, a sílica é um componente fundamental do vidro.
Para o caso do quartzo, você pode obter um copo de quartzo aquecendo-o até o seu ponto de fusão (que é 1723 ° C) e procedendo a resfriá-lo rapidamente.
O vidro de quartzo tem excelente resistência ao choque térmico e pode ser banhado em água quando está em brasa. No entanto, sua alta temperatura de fusão e sua viscosidade dificultam o trabalho com ela.
Este vidro de quartzo é aplicado tanto em pesquisas científicas quanto em muitas aplicações domésticas.
Vidro de silicato de sódio
O seu fabrico deve-se ao facto de oferecer propriedades semelhantes às do vidro de quartzo, embora o vidro de silicato de sódio seja muito mais barato porque não é necessário produzir temperaturas tão elevadas como no caso dos vidros de quartzo.
Além do sódio, no processo de fabricação outros metais alcalinos terrosos são adicionados para dar ao vidro certas propriedades particulares, como resistência mecânica, não reatividade a agentes químicos à temperatura ambiente (especialmente água), entre outros.
Da mesma forma, com a adição desses elementos, procura-se também preservar a transparência na luz.
Propriedades do vidro
Em termos gerais, as propriedades do vidro estão relacionadas tanto à natureza quanto às matérias-primas utilizadas em sua produção, bem como à composição química do produto final obtido.
A composição química é geralmente expressa em percentagens por massa dos óxidos mais estáveis à temperatura ambiente dos elementos químicos que a compõem.
Em qualquer caso, algumas propriedades gerais do vidro são que ele não perde suas propriedades ópticas ao longo do tempo, que são facilmente maleáveis quando estão no processo de fundição, que sua cor depende dos materiais que são adicionados no processo de fusão e que são facilmente reciclável
O vidro tem a capacidade de refletir, refratar e transmitir luz, graças às suas propriedades ópticas, sem dispersá-lo. O vidro comum tem um índice de refração de 1, 5, que pode ser modificado com diferentes aditivos.
Da mesma forma, o vidro comum é resistente à corrosão e sua resistência à tração é de 7 megapascals. Além disso, a cor do vidro pode ser modificada pela adição de diferentes aditivos.
Reciclagem de vidro
Uma vantagem importante do vidro em comparação com outros materiais é sua facilidade de reciclagem e sua capacidade ilimitada de reciclagem, uma vez que não há limite para o número de vezes que o mesmo material vítreo pode ser reciclado.
Além disso, na fabricação de vidro reciclado, a economia de energia é da ordem de 30% em relação ao custo de energia envolvido em sua fabricação a partir de matérias-primas. Essa economia de energia, juntamente com a economia de matéria-prima, também significa economia econômica significativa.
