EL VIDRIO Y VIDRIERÍA DE LABORATORIO

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Espinosa siguió fabricando botellones, redomas (vasijas anchas en el fondo y angostas en la boca), vinateras y vasos de vidrio blanco, verde y azul. Su taller fue el único de la Nueva España, incluso exportaba parte de su producción a Perú y Guatemala.

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Posteriormente, en la casa del apartado, en la Ciudad de México, se construyó en le siglo XVII la mayor fábrica de vidrio del virreinato.

SU COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES

La mezcla u horneada de la cual se hace el vidrio contiene algunos materiales fundamentales:

Sílice (casi siempre)

Óxidos de Ca, Na, Bo, Pb u otros elementos

Hidróxido de K

La mayoría de los vidrios comerciales contienen de 60 a 80% de arena (sílice) por unidad de peso.

El principal factor que interviene en la fabricación del vidrio es el cuarzo, que es la formación más simple del sílice. Se parece a la arena de las playas, pero sin impurezas, las cuales le son removidas. El sílice se funde a temperaturas muy elevadas para formar el vidrio y se fabrica a partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes, como el sílice,

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Fundentes como los álcalis y estabilizantes como la cal. Estas materias primas se cargan en el horno de cubeta (de producción continua) por medio de una tolva. El horno se calienta con quemadores de gas o petróleo, aunque también hay hornos eléctricos. La mezcla se funde (zona de fusión) a unos 1,500ºC y avanza hacia la zona de enfriamiento, donde tiene lugar un recocido, encontrándose la temperatura entre 1,200 a 800ºC. Este vidrio es sometido a un proceso de laminación u otro método de moldeo.

De acuerdo a su composición, algunos vidrios se pueden fundir a 500ºC; en cambio, otros necesitan 1,650ºC. La resistencia a la tracción, que suele estar entre los 3 000 y 5 000 N/cm2, puede llegar a los 70 000 N/cm2 si recibe un tratamiento especial.

La densidad relativa (con respecto al agua) puede ser de 2 a 8, es decir, el vidrio puede ser más ligero que el aluminio o más pesado que el acero, por lo que sus propiedades ópticas y eléctricas pueden variar mucho.

Las impurezas en las materias primas afectan el color del vidrio, los fabricantes añaden manganeso con el fin de eliminar los efectos de pequeñas cantidades de hierro que producen tonos verdes y pardos. El cristal puede colorearse disolviendo en él óxidos metálicos, sulfuros o selenuros. Otros colorantes se dispersan en forma de partículas microscópicas.

Los principales métodos empleados para moldear el vidrio son el colado, el soplado, el prensado, el estirado y el laminado. Todos estos procesos son antiguos, pero han sufrido modificaciones para poder producir vidrio con fines industriales. Por ejemplo, se han desarrollado procesos de colado por centrifugado, en los que el vidrio se fuerza contra las paredes de un molde que gira rápidamente, lo que permite obtener formas precisas de poco peso, como cinescopios de televisión. También se han desarrollado máquinas automáticas para soplar vidrio.

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El vidrio es un mal conductor del calor y la electricidad, por esto, es muy práctico para el aislamiento térmico y eléctrico.

Las propiedades del vidrio común, son una función tanto de la naturaleza como de las materias primas y de la composición química del producto obtenido. En el vidrio se encuentran las cualidades siguientes:

1. TRANSPARENCIA: Transmite en un alto porcentaje las ondas de luz visibles

2. DUREZA Y RESISTENCIA: La resistencia a la tracción en estado puro, en condiciones normales y con una superficie perfectamente libre de toda fisura, es de unos 60 kbar. Esta gran resistencia (superior a la del acero) se ve fuertemente disminuida por imperfecciones en la superficie del objeto, por pequeñas que estas sean.

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3. LISURA: Presenta una superficie tersa, homogénea y sin imperfecciones (cuando está libre de defectos).

4. INERCIA QUÍMICA. Gran resistencia al ataque por agentes químicos, por lo que es muy utilizado como material de laboratorio. Sólo es atacado, de manera importante a temperatura ambiente, por el ácido fluorhídrico en sus diferentes formas (gaseosa o disolución). A temperaturas superiores a 800 °C reacciona a velocidades apreciables con sales alcalinas o alcalinotérreas, en particular con sales sódicas, tales como el carbonato o el sulfato sódicos.

5. AISLANTE ELECTRICO Y DIELECTRICO: Para las propiedades eléctricas se manejan en lo vidrios dos medidas en especiales las cuales son: La constante dieléctrica y la resistividad eléctrica superficial.

La resistividad eléctrica superficial, es la resistencia que presenta el vidrio al paso de la corriente eléctrica, la cuál es muy alta en este material, 108 veces más alta que en el cobre, lo cual hace al vidrio muy popular en el diseño de partes y máquinas eléctricas.

La constante dieléctrica es la capacidad de almacenar energía eléctrica, la opacidad y la constante dieléctrica están relacionadas de manera inversamente proporcional, siendo que mientras más transparente sea el vidrio, mayor será su capacidad para almacenar energía.

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6. GRAN VARIEDAD DE COLORES Y PERMANENCIA DE LOS MISMOS: iones del color en los vidrios, el color es originado por los elementos que se agregan en el proceso de fusión, llamados colorantes (Tabla 1).

ELEMENTO COLOR

Oxido de cobalto

Rojo azulado

Oxido ferroso

Azul

Oxido férrico

Amarillo

Oxido de cromo

Verde grisáceo

Trióxido de cromo

Amarillo

Oxido