Gostaria de saber , qual o estado físico do vidro ?

Question

dizem que é chamado de sólido amorfo , mas por que essa denominação?

Answer 1

O Vidro

--------------------------------------------------------------------------------

Substância inorgânica, amorfa e fisicamente homogênea, obtida por resfriamento de uma massa em fusão, que endurece pelo aumento contínuo de viscosidade.

Deste conceito, ficam excluídas as substâncias orgânicas que possuam propriedades análogas, por pertencerem a uma classe tecnologicamente diversa.

Industrialmente, pode-se restringir o conceito de vidro aos produtos resultantes da fusão, pelo calor, de óxidos ou de seus derivados e misturas, tendo em geral como constituinte principal a sílica ou o óxido de silício (SiO2), que, pelo resfriamento, endurecem sem cristalizar.

Por observação dos três estados - líquido, viscoso e quebradiço - apresentados pelo vidro em função da temperatura e pelas variações descontínuas de algumas de suas propriedades físicas, admite-se que o vidro seja:

em alta temperatura, uma solução de íons de silicatos em sílica.
no estado viscoso, um agregado de moléculas combinadas (polimerizadas) de silicatos em sílica, ao lado de íons leves de grande mobilidade.
no estado rígido, complexos moleculares agregados pelos íons, semelhantes a uma espuma ou esponja.
Óxidos estranhos aos silicatos constituintes, como, por exemplo, pigmentos, podem estar presentes em forma de solução, mas não se admite, face a sua homogeneidade e estado amorfo, que o vidro seja uma solução sólida.

Trata-se de um líquido em sobrefusão, de altíssima viscosidade.

Fundamentalmente, a química do vidro e a química da sílica (silício).

As poucas composições sem sílica, fabricadas com fins especiais, são a base de óxido bórico, óxido fosfórico e outros formadores de vidros apresentando estrutura e propriedades idênticas às dos vidro silícicos.

Na formulação das composições dos vidros se juntam à sílica outros óxidos, para:

facilitar a farbricação, ao diminuir a temperatura de fusão necessária para fundí-los e formá-los e,
regular propriedades, como o coeficiente de expansão térmica, índice de refração, cor, constante dielétrica e estabilidade química.
A físico-química do vidro pertence ao campo dos líquidos, sendo grande parte dos conhecimentos qualitativa ou, pelo menos, semiquantitativa e empírica.

Ainda aqui o vidro constitui um problema de difícil solução, pois, às temperaturas ordinárias (ambientes), não está em equilíbrio, sendo, além disso, potencialmente instável em relação à cristalização.

Essa tendência a se cristalizar ou desvitrificar-se é de grande importância prática na fabricação de vidro, o que se evidencia a altas temperaturas.

As complicações aumentam pelo fato do vidro não ter ainda alcançado o estado de equilíbrio meta-estável, à temperatura ambiente.

Vê-se que suas propriedades não somente dependem da temperatura e da pressão, como também, e em considerável extensão, de sua história térmica, ou seja, do caminho percorrido para esfriá-lo, através da região de temperaturas em que passou de líquido a sólido.

Parece que para cada temperatura inferior ao estado líquido, ou seja, ao ponto de cristalização, há um estado de equilíbio meta-estável, caracterizado por propriedades físicas bem definidas, que se aproximam das do vidro, enquanto não ocorre a cristalização.

Porém a velocidade com que se aproximam desse equilíbrio meta-estável vai-se tornando progressivamente menor, à medida que a tempertura baixa, sendo excessivamente pequena pouco antes de atingir a temperatura ambiente.

Assim, a temperaturas comuns, o vidro está em um estado de equilíbrio congelado, com certas propriedades que dependem do tempo que levou para aproximar-se do equilíbrio líquido meta-estável.

Em conseqüência desse comportamento, é absolutamente necessário temperar os objetos de vidro mediante tratamento térmico adequado e cuidadosamente especificado antes que o investigador possa realizar qualquer medida precisa de suas propriedades físicas.

Na estrutura do vidro silícico cada átomo de oxigênio está unido estreitamente a dois átomos diferentes de silício. Assim, cada um destes segundo a fórmula (SiO2) deve estar unido a quatro átomos de oxigênio que o cercam na colocação tetraédrica, a qual, segundo se deduz das determinações de raios X, é a estrutura característica elementar dos silicatos e vidros.

As ligações (enlaces) entre os átomos de oxigênio e de silício nos vidro silícicos são parcialmente iônicas e co-valentes. Supõe Pauling que as proporções dessas ligações no caso silício-oxigênio sejam iguais.

Assim, um pedaço de vidro silícico deve ser visto como uma rede de tetraedros de SiO4 unidos entre si por fortes enlaces químicos de evidentes características dimensionais.

A força de ligação faz com que o material seja forte, duro e infusível, ao passo que as orientações das ligações caracterizam uma densidade relativa baixa em certas direções do cristal e um baixo coeficiente de expansão térmica.

A estrutura forte e estreitamente unida da sílica vítrea se reflete também em sua grande resistência ao ataque químico, na perfeita elasticidade e nas excelentes propriedades dielétricas.

A rede desordenada, característica do vidro silícico e de outros vidros, se obtém normalmente por fusão das matérias-primas cristalinas, esfriando-se depois o líquido resultante o suficiente para evitar a cristalização. Isto é possível nas composições úteis para a fabricação de vidro, já que a viscosidade do líquido aumenta rapidamente ao baixar a temperatura e é suficientemente grande no ponto onde os cristais são termodinamicamente estáveis, para prevenir a desvitrificação no tempo necessário de esfriamento.

Em temperaturas baixas a viscosidade cresce bastante e o aspecto desordenado do vidro, ainda que teoricamente instável, é, na prática, permanente e rígido.

A viscosidade do vidro, em funçao da temperatura, é propriedade muito importante na sua fabricação. O vidro de sílica pura tem viscosidade tão alta a temperaturas normais que sua fabricação se torna muito difícil.

As complicações aumentam porque a pressão de vapores da sílica se faz apreciável a temperaturas necessárias para romper sua estrutura cristalina.

A viscosidade da sílica líquida é tão alta em seu ponto de fusão (1.710°C), que a eliminação das bolhas do fundido é quase impossível. A perda de material por evaporação rápida é evitada com o uso de resistências elétricas ou aquecimento com arco.

É necessário enfraquecer a estrutura do vidro de sílica para que ele possa ser fabricado mais economicamente.

A experiência mostra que os óxidos dos metais alcalinos são os agentes mais eficazes para este fim, sendo por isso, os principais fundentes usados na fabricação de vidro.

O de sódio é o mais barato e mais extensamente usado, porém o de potássio e, em alguns casos, o de lítio, que é o fundente mais poderoso, poderão ser usados, apesar de encarecerem bastante a fabricação.

O efeito dos óxidos alcalinos sobre as propriedades do vidro podem ser observados estruturalmente, considerando-se que os íons de oxigênio do fundente participam do arcabouço de sílica.

Como cada sílico se pode unir a somente quatro átomos de oxigênio, estes oxigênios em excesso interrompem as ligações silício-oxigênio-silício, que são as que dão ao vidro de sílica sua dureza e rigidez e produzem uma estrutura mais móvel.

Os átomos dos metais alcalinos, como íons monopositivos, ficam nos espaços abertos por esse rompimento, unidos frouxamente pelas cargas negativas dos íons de oxigênio extras.

Pela adição de cerca de 25% de óxido de sódio, a viscosidade do vidro de silício se reduz tanto que chega a fundir-se facilmente.

A viscosidade aumenta, a resistência elétrica decresce e o coeficiente de dilatação térmica aumenta extraordinariamente.

Pela adição à sílica de outros óxidos, em lugar de alcalinos, a viscosidade pode ser reduzida o suficiente para tornar fácil sua fabricação sem a desastrosa perda de estabilidade em dissolução aquosa.

Por razões econômicas, a cal é o mais comum ingrediente de estabilização. O óxido de cálcio e a dolomita (carbonato duplo de cálcio e magnésio) são usados em grandes quantidades com areia e carbonatos de sódio na fabricação de vidro barato de sódio e de cálcio, utilizado, por exemplo em garrafas e bulbos de lâmpadas elétricas.

O óxido de chumbo é outro agente útil de estabilização que participa da composição dos cristais de chumbo (flint glass). Esses vidros contém geralmente menos álcali total que as composições de óxidos de sódio-cálcio e uma considerável quantidade de potassa. Têm elevado índice de refração e dispersão, que os torna úteis em sistemas óticos, porporcionando-lhes brilho muito apreciável em objetos artísticos.

A grande resistência elétrica e constante dielétrica dos vidros de chumbo os tornam adequados para a confecção de tubos de vácuo e condensadores elétricos.

Devido a sua grande densidade, são muito apreciados para tubos de raios X e materiais radioativos; e devido ao amplo intervalo de trabalho e a baixa temperatura de têmpera, na fabricação de sinais elétricos.

Um estabilizador muito efetivo para diminuir a viscosidade da sílica sem aumentar a dilatação térmica é o óxido de boro. É necessária uma pequena quantidade de alumina (óxido de alumínio) para evitar a desvitrificação e melhorar a estabilidade química desses vidros que contém boro e que são chamados boro-silicatos; empregam-se em utensílios para fornos, equipamentos de laboratórios e conduções industriais, graças a sua extraordinária resistência às mudanças bruscas de temperatura e excelente estabilidade química.

Empregam-se também em lâmpadas elétricas (dada a pequena perda dielétrica). Outras composições desse tipo transmitem bem, o que não é comum, as radiações ultravioletas e são utilizados em lâmpadas esterilizadoras e geradoras de ozônio.

Os tipos de vidro boro-silícicos são adequados para os manômetros de caldeiras de grande pressão. Podem-se obter composições de boro-silicatos das quais depois do adequado tratamento térmico, são extraídos os fundentes solúveis com ácido a quente, restando um esqueleto poroso de sílica quase pura.

Depois de seco e queimado, esse material se contrai, produzindo um vidro claro e denso que contém cerca de 96% de sílica, e que é quase tão duro e tão pouco expansível como a sílica fundida.

Esse tipo de vidro, conhecido pelo nome de Vycor, é largamente empregado em equipamentos de laboratório, onde se exige alta resistência a temperaturas elevadas.

A alumina e a cal em grandes proporções, com 10% de óxido bórico e pouco de álcalis, são usadas em vidros para a fabricação de fibras. Isso é preciso para se obter a resistências que se faz necessária, dada a grande superfície que tem as fibras por unidade de peso.

Compostos parecidos são os empregados em tubos de combustão e material de cozinha, onde se requer um vidro bastante duro. Eles apresentam mudança muito rápida de viscosidade com a temperatura, tornando possível obter-se vidros que sejam suficientemente duros a temperaturas de trabalho.

Os vidros ópticos, considerados como tipo especial, têm composição muito variada. A característica comum é que devem possuir uma qualidade excepcional de homogeneidade e controle de propriedades. Caracterizam-se por seu índice de refração e valor de dispersão recíproca.

O vidro óptico original crown era um vidro de cal e chumbo. Atualmente, usam-se muitos outros ingredientes, como fluoretos, óxido bórico, óxido de zinco, óxido de bário, óxido de tântalo e de tório para se obterem valores especiais de índice de refração e dispersão recíproca.

Os vidros colorido são obtidos juntando-se o agente corante adequado aos diversos tipos de vidros tratados. O azul é conseguido juntando-se óxido de cobalto, sais cúpricos ou sais ferrosos. O verde, com óxido de cromo, ferro, cobre, urânio ou vanádio. O púrpura é obtido com manganês trivalente, misturas de óxidos de neodímio e praseodímio e óxidos de níquel em vidro, potássico. O óxido de cério dá uma coloração amarela.

Essas cores, que são devidas aos íons dos metais corantes, variam em tom e intensidade, segundo a natureza do vidro-base e, em alguns casos, segundo o estado de oxidação do fundido. O vermelho e o amarelo são obtidos com corantes coloidais e dependem em tom e intensidade do tratamento térmico a que foi submetido o vidro. O ouro, óxido cuproso e sulfosselenieto de cádmio produzem coloração vermelha com os tipos adequados de vidro-base.

O vidro branco translúcido é obtido, em geral, juntando-se uma quantidade suficiente de fluoreto ao vidro-base claro, mas também são usados fosfatos, cloretos, sulfatos, óxidos de estanho, zircônio, titânio e antimônio. As propriedades difusoras da luz dessa classe de vidro são devidas a momentâneas inclusões, normalmente de cristais, que se separam durante o estriamento.

Um dos mais interessantes sistemas de vidro coloidal é o vidro fotossensível. Nele a concentração e o estado de oxidação do corante devem-se ajustar de tal forma que, a exposição a luz ultra violeta provoque a formação de núcleos de precipitação das partículas que dão cor ou produzem a opalescência ao tratamento térmico.

As partes do cristal que não foram expostas ficam claras. Assim, é possível reproduzir uma imagem fotográfica em cor ou em branco opalescente dentro de uma lâmina de vidro. Com certos compostos opalizados é possível dissolver as partes expostas de modo seletivo com ácido fluorídrico. Esse processo dá ao vidro não exposto intrincadas formas perfuradas.

A composição dos vidrados pode expressar-se em forma de percentagem, diretamente, como relação em peso das quantidades de substâncias utilizadas para sua preparação ou, como fórmula molecular empírica. Para se compreender o uso das fórmulas empíricas correspondentes aos esmaltes é conveniente saber que os materiais vítreos são classificados, em estado fundido, em:

RO, bases ou fundentes, óxidos de lítio, sódio, chumbo, zinco, cobre, cobalto e níquel.
R2O3, intermediários, óxidos de alumínio, boro, cromo e ferro e
RO2, ácidos, óxidos de silício, titânio, estanho e zircônio
Uma boa fórmula para esmalte deve conter os grupos RO, R2O3 e RO2 em proporção equilibrada. A fórmula mpírica molecular expressa assim a proporção relativa, e, ainda, indica a função específica do material do vidrado. Para se ter uma base de comparação uniforme, o grupo RO de todos os esmaltes se faz igual à umidade.

Um esmalte pode ser de composição muito sensível e conter dois ou três materiais, mas geralmente é mais complexo, podendo ter mesmo 20 componentes diferentes. Os esmaltes se classificam em dois grupos: esmaltes crus e esmaltes fritados.

Os crus contém uma ampla variedade de matérias-primas de origem natural essencialmente insolúveis. Os esmaltes fritados contém, como um dos seus componentes, um vidro especial preparado sinteticamente.

Para incorporar alguns dos componentes solúveis, como os álcalis e os boratos, é necessário preparar um vidro espeial que permita a adição desses componentes em forma relativamente insolúvel.

Os esmaltes crus formam três grupos:

esmaltes para porcelana
esmalte de Bristol
esmalte cru ao cumbo
Os primeiros são compostos fundamentalmente de feldspato, sílica e argila, utilizando o óxido de cálcio como fundente adicional. O esmalte de Bristol se utiliza sobre os objetos que requeiram uma temperatura de cocção intermediária ou mais baixa que o esmalte para porcelana. Essa temperatura de cocção (cozimento) inferior pode ser obtida substituindo parte do óxido de cálcio por óxido de zinco e reduzindo o teor em sílica em sua formulação.

O esmalte de Bristol se compõe de feldspato, argila, carbonato de cálcio, óxido de zinco e sílica. Geralmente é aplicado sobre objetos não cozidos. É muito usado sobre artigos de grês, tais como vasos, ladrilhos vidrados e louças sanitárias de um só cozimento.

O vidrado cru ao chumbo é um vidrado para baixas temperaturas em que o PbO é o único membro ou o membro dominante do grupo RO.

A composição geral desses esmaltes é óxido de chumbo (litargírio), argila, carbonato de magnésio, óxido de zinco e sílica. Os esmaltes crus ao chumbo são empregados para uma grande variedade de artigos, incluindo muitos tipos de cerâmica artística, mosaicos para paredes, vasilhas e em qualquer caso em que se necessite um vidrado de baixo ponto de fusão.

Pelo uso de óxidos metálicos que produzem cores específicas são conseguidos esmaltes semelhantes aos vários tipos de vidro colorido. Assim, utiliza-se o óxido de cobalto para obter a cor azul, o óxido de cromo ou de cobre para os tons verdes e os de manganês e ferro para os pardos. Pode-se conseguir maior variedade de cores nos esmaltes a baixas temperaturas com o uso de materiais calcinados preparados especialmente, denominados corantes cerâmicos. Os esmaltes opacos podem ser obtidos usando-se materiais opacificantes, tais como o óxido de zircônio ou o óxido de estanho.

Os esmaltes fritados diferem dos crus por conterem um vidro especial preparado sinteticamente. São aplicados dentro de um intervalo de temperaturas muito amplo, compreendido entre 600-1200°C, de acordo com sua composição específica. A principal razão do preparo desse vidro auxiliar está em possibilitar o emprego de materiais solúveis na água, fundindo-os com outros para formar vidros relativamente insolúveis.

Esse vidro fundido se esfria bruscamente ao cair n'água, obtendo-se uma massa friável que pode ser moída com facilidade. Algumas regras empíricas foram desenvolvidas como ajuda para obtenção desses vidros auxiliares a fim de que fundam facilmente e sejam relativamente insolúveis.

A composição dos esmaltes fritados varia muito. Classificam-se em esmaltes com ou sem chumbo, esmaltes de elevado ou de baixo teor em boratos ou, ainda, como vidrados com teor elevado, médio ou baixo em álcalis. Pelo emprego de óxidos metálicos e de corantes cerâmicos preparados especialmente é possível obter-se grande variedade de cores. Os corantes se juntam de ordinário a mistura juntamente com o vidro auxiliar e os demais materiais. Pela adição de opacificantes, como o óxido de zircônio ou óxido de estanho, se podem obter vidrados opacos ou brancos.

Em todos os vidrados, crus ou fritados, um dos requisitos mais importantes é que o esmalte se adapte apropriadamente ao corpo do produto cerâmico. Para que o vidrado se forme como uma capa contínua sobre o objeto cerâmico é necessário que os coeficientes de dilatação térmica do objeto e do esmalte sejam muito próximos. Se o esmalte tem um coeficiente de dilatação térmica maior que o objeto, se produzirá um gretamento ou conjunto de linhas finas de fratura. A combinação mais desejada é aquela em que o esmalte tem coeficiente de dilatação ligeiramente inferior ao do corpo, de modo que fique submetido a uma compressão.

Answer 2

não sei

Answer 3

Sólido.

Answer 4

O vidro se encontra no estado líquido. E na verdade todo sólido pode ser interpretado como líquido, só depende da escala de tempo.
Para nós o vidro é sólido de acordo com o passar do nosso tempo lento, horas, dias e anos, mas numa escala de tempo maior, como séculos, o vidro é melhor tratado como líquido.
Veja que para nós uma pedra é sólida, mas numa escala de tempo de milhões de anos ela é vista como líquida. Para ver melhor isto, lembre que com o passar do tempo as rochas sofrem mudanças, imagine que pudéssemos viver milhões de anos mas numa velocidade muito baixa de percepção temporal, como se os acontecimentos fossem ocorrendo numa velocidade frenética, nesse caso veríamos as rochas fluindo como água.
O contrário também pode ser pensado. Se nós pudéssemos viver a nossa vida em 1 segundo, mas com a mesma percepeção temporal comum, ou seja, o tempo passando extremamente lento fora de nós, a água escorrendo de uma torneira veríamos como um sólido, um estalactite aguado.
Para uma escala de tempo tendendo ao infinito, todo a matéria poderia ser tratada como fluida.
A minha idéia é que a noção de sólido, líquido ou gasoso depende de qual escala de tempo está se tratando.

Answer 5

ele liquido de alta viscosidade

Answer 6

No programa Mundo de Beckman da cultura ele disse um dia que o vidro é liquido com altissima viscosidade. Que o vidro da janela o qual fica na mesma posição por longo tempo a parte debaixo é mais grossa que a de cima ... porque o liquido "escorreu" para baixo com a ação da gravidade. Coisa de loco.

Answer 7

sólido por sofrer pouca mudanças d forma em função da temperatura, mantem a forma independente de onde esteja e possui um ponto de fusão alto.

Answer 8

sua forma fisica è a solida

Answer 9

EXISTEM TRÊS PRINCIPAIS TIPOS DE ESTADOS FÍSICOS DE QUALQUER MATÉRIA:
1) SÓLIDO;
2) LÍQUIDO;
3) GASOSO.
PORTANTO, O ESTADO DO VIDRO PÓS-FABRICADO É SOLIDO (AMORFO É QUANDO NÃO POSSUI UMA FORMA DEFINIDA E MORFO QUANDO POSSUI A FORMA, POR EXEMPLO, DE UM VASO DE FLORES, COPO, TAÇA DE VINHO, ETC).

Answer 10

Epa é solido mas se deixares cair ao xao é cascalho XD

Answer 11

é sólido