UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA VIDRO

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UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA
Adonis Guedes de Oliveira Arouck
Igor de Almeida Rêgo
Paulo César Fratin Júnior
VIDROS
Belém-Pa
2013
Adonis Guedes de Oliveira Arouck
Igor de Almeida Rêgo
Paulo César Fratin Júnior
VIDROS
 
Trabalho apresentado à disciplina Tópicos da Ciência dos Materiais e Materiais de Construção I, como requisito para obtenção de nota parcial relativa ao 2º NI
Belém-Pa
2013
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 3
2 OBJETIVO 4
3 CONCEITO 4
4 ESTRUTURA INTERNA 5
5 PROPRIEDADES 5
6 TIPOS DE VIDRO 6
6.1 SÍLICA VÍTREA 7 
6.2 VIDRO FLOAT 7
6.3 VIDRO SODO-CÁLCICO 8 
6.4 POZOLANAS 9
7 EXPERIMENTO 9
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS 9
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 9
1 INTRODUÇÃO
O vidro é um material amplamente utilizado e de inúmeras maneiras diferentes em todo o mundo, desde um simples copo de fabricação fácil e barata até fibras ópticas que demandam alta tecnologia e elevadíssimo custo de produção. Além disso, o vidro é bom para a preservação da natureza, pois ele pode ser totalmente reciclado.
 Não se tem certeza de onde e como o vidro foi inventado, mas se tem uma disputa entre os povos egípcios e fenícios pela criação. O historiador latino Plínio tem uma versão, que conta que os fenícios numa viagem, ao voltarem do Egito, pararam às margens do rio Belus para repousar e fizeram uma fogueira para cozinhar os animais caçados. Nessa fogueira foram utilizados pedaços de trona, que é carbonato de sódio natural, para apoiar os vasos de cozimento.
 Após comerem, os fenícios adormeceram e deixaram o fogo aceso. Ao despertarem na manhã seguinte, perceberam que a trona tinha dado lugar a blocos transparentes e brilhantes que pareciam pedras preciosas. Essa história apesar de muito difundida é um tanto quanto lendária.
O vidro era utilizado somente como adorno até o ano de 1500 a.C., a partir daí começou-se a produção de recipientes no Egito. Como era de difícil fabricação só os mais abonados podiam ter esses frascos de vidro. Uma técnica de produção muito comum até os dias atuais, o sopro, foi descoberta em meados de 300 a.C..
2 OBJETIVO
Temos como objetivo, mostrar através de experimento se o ácido muriático, material comumente utilizado na limpeza dos vidros ao final de obras, afeta de alguma forma as suas propriedades.
3 CONCEITO
O vidro e outros materiais vítreos não podem ser classificados comumente como sólidos ou líquidos. Estes materiais parecem sólidos em temperatura ambiente, pois apresentam rigidez mecânica, mas apesar disso não apresentam a característica principal dos sólidos, que é a estrutura cristalina. A estrutura interna desses materiais é semelhante aos dos líquidos, pois não apresenta ordem em grandes distâncias.
	
Estado gasoso
	
Estado líquido
	
Estado sólido
	
Estado vítreo
Fonte: http://oficina.cienciaviva.pt/~pw054/vidro/Oqueeovidro.htm
Por causa da difícil classificação dos materiais vítreos, nos estados comuns – sólido, líquido e gasoso – sugeriu-se a criação de um novo estado de agregação, o estado vítreo, mas isto não é uma unanimidade.
A transição vítrea ocorre quando um líquido fundido sofre um rápido resfriamento, formando um líquido super-resfriado e que tem sua viscosidade aumentada com a diminuição da temperatura, até o ponto de sua viscosidade ser tão alta que impede a movimentação das moléculas. Assim o material mantém a característica de um líquido, com suas moléculas sem arranjo definido, mas se comporta semelhante a um sólido cristalino.
Novas teorias sobre a vitrificação apontam que qualquer material orgânico, inorgânico ou metálico pode ser transformado em vidro, mas para que isso ocorra, a técnica utilizada deve permitir a manifestação do comportamento de transformação vítrea.
Segundo Eva Marques, “o vidro pode ser definido como uma substância inorgânica, amorfa e fisicamente homogênea, obtida por resfriamento de uma massa em fusão que endurece pelo aumento contínuo de viscosidade até atingir a condição de rigidez, mas sem sofrer cristalização.”.
4 ESTRUTURA INTERNA
Os vidros silicatos são formados por redes conectadas tridimensionalmente. A unidade básica da rede de sílica é o tetraedro silício-oxigênio, onde um átomo de silício está ligado a quatro átomos de oxigênio, que se dispõem espacialmente formando um tetraedro.
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABq0QAG/atividade-coloidal-fisico-quimica-solo?part=2
Os tetraedros se unem pela ligação de um átomo de oxigênio com dois átomos de silício. Cada átomo de oxigênio de um tetraedro pode ser compartilhado com outro tetraedro, assim formando uma rede tridimensional.
Fonte: http://ivege.no.comunidades.net/index.php?pagina=1281442867
Quando o vidro apresenta outros átomos, como de sódio, estes se ligam ionicamente ao oxigênio. Com a presença destes átomos, alguns átomos de oxigênio não ficam mais ligados entre dois tetraedros, somente a um átomo de silício, assim quebrando a continuidade da rede.
 
 Fonte: http://cms.pilkington.com/resources/estrutura.jpg
Muitos óxidos inorgânicos podem ser incorporados aos vidros silicatos. Os que substituem o silício são chamados de “formadores de rede”, enquanto que os que formam ligações iônicas com os oxigênios são chamados de “modificadores de rede”. Existem também alguns íons que podem ser formadores ou modificadores de rede, como o magnésio e o zinco, mas dependem da natureza e da quantidade de outros componentes do vidro.
5 PROPRIEDADES
As propriedades do vidro variam principalmente conforme sua composição química, mas também pela sua história térmica. Mas de forma geral podemos dizer que o vidro é um material resistente mecanicamente e quimicamente, durável, com boas propriedades térmicas, óticas e acústicas.
O vidro é um material frágil, ou seja, ele oferece baixa resistência aos impactos, mas não é fraco, tendo grande resistência à ruptura, além disso, é difícil de riscar e é resistente à deformação elástica.
É um material elástico que tem comportamento semelhante ao do aço, depois de sofrer uma tensão, volta ao seu formato original. Mas o vidro na temperatura ambiente não é capaz de se deformar plasticamente, assim quando se ultrapassa o seu limite de resistência ele se rompe sem dar sinais do que vai ocorrer. No vidro o limite de resistência é igual ao limite de ruptura.
O vidro não é um bom condutor de calor, ele oferece resistência à passagem de calor. O calor leva certo tempo para conseguir atravessar a espessura do vidro. Com isso, quando apenas uma superfície do vidro recebe calor, e a outra superfície ainda está fria, isto gera tensõesde tração na superfície fria, e se o valor da tensão for maior do que o vidro suporta este quebrará. Quanto maior for sua dilatação térmica, menor será sua resistência a mudanças bruscas de temperatura. A espessura do vidro também é inversamente proporcional à resistência térmica, quanto mais fino o vidro, mais resistente ao choque térmico ele será.
O vidro apresenta uma elevada durabilidade química, mas não são considerados inertes. Quando em contato com solução aquosa, os vidros sofrem alterações superficiais. Os vidros são resistentes ao ataque de soluções ácidas e levemente básicas, com pH menor que nove, mas são atacados por soluções básicas, com pH maior que nove, como exceção temos o ácido fluorídrico (HF).
O vidro é um material incolor, ou transparente, mas que pode ser colorido através da adição de um colorante na composição do vidro.
Quando se tem uma massa de vidro homogênea sem estar sujeita a tensões, ela é opticamente isotrópica, ou seja, suas propriedades não dependem da posição na qual são analisadas. Quando uma superfície de vidro recebe a incidência de um feixe de luz, parte dessa luz é refletida e a outra passa para o vidro sendo refratada. Uma parte dessa energia é absorvida pelo vidro. Na saída do feixe de luz na outra superfície ocorre novamente a reflexão e a refração.
Fonte: http://www.fisicaevestibular.com.br/images/enem28/image030.jpg
6 TIPOS DE VIDRO
Como já mencionado anteriormente, na atualidade existem vários tipos de vidro, a seguir mostraremos alguns exemplos de vidros e materiais vítreos.
6.1 SÍLICA VÍTREA
É o vidro feito a partir do aquecimento de areia de sílica ou cristais de quartzo à uma temperatura superior ao do ponto de fusão da sílica, que é de 1725°C. O produto dessa fusão é um vidro de elevadíssima viscosidade. Este vidro apresenta o coeficiente de expansão térmica muito baixo, o que o torna a melhor escolha para ser usado onde se precisa de baixa expansão térmica, assim tendo alta resistência a choques térmicos. Como exemplos de uso temos as janelas de veículos espaciais e na fabricação de fibras óticas.
6.2 VIDRO FLOAT
O vidro float, também conhecido como vidro comum, é produzido através da fusão de areia de sílica, potássio, alumina, sódio, magnésio e cálcio, em um forno a 1000°C e depois derramado sobre estanho liquefeito. A espessura é controlada pela velocidade da chapa de vidro que se solidifica à medida que continua avançando. O vidro obtido tem superfícies polidas e paralelas.
Este vidro é muito utilizado, pois apresenta como características a transparência, durabilidade, boa resistência química, facilidade de manuseio e baixo custo. Além disso, o vidro float serve de matéria-prima para diversos outros vidros, como os temperados, laminados e espelhos.
6.3 VIDRO SODO-CÁLCICO
Este tipo de vidro é o mais antigo e mais utilizado. Utilizado desde os antigos egípcios, na atualidade é usado na fabricação na maioria das garrafas, frascos, janelas, entre outros. 
O vidro sodo-cálcico é composto geralmente por 8 a 12 por cento, em peso, de óxido de cálcio e por 12 a 17 por cento de óxido alcalino, principalmente óxido de sódio. A utilização de muito cálcio na fabricação ocasiona em uma tendência de cristalização, enquanto que, a utilização de pouco cálcio ou um alto teor de alcalinos faz com o vidro produzido tenha baixa durabilidade química.
6.4 POZOLANAS
As pozolanas são materiais artificiais ou naturais, silicosos ou silico-aluminosos, contendo um alto teor de sílica vítrea, que é sua forma reativa. Quando finamente pulverizadas elas reagem na presença de água e em temperatura ambiente, com o hidróxido de cálcio, formando silicatos de cálcio com uma boa capacidade cimentante. Quando adicionas ao cimento trazem algumas vantagens, como a hidratação lenta, baixa liberação de calor e aumento de resistência ao ataque de sulfatos.
7 EXPERIMENTO
No nosso experimento, fizemos com que três amostras de vidro fossem atacadas por ácido muriático durante dez minutos, para verificar se o uso deste como material de limpeza afeta de alguma forma o vidro.
No experimento foi utilizado ácido muriático, com o ph medido de 0,3.
As amostras de vidro utilizadas foram:
Vidro comum
Vidro temperado
Pastilha de vidro
As amostras de vidro foram pesadas antes do ataque e foram obtidas as seguintes massas: vidro comum 2,7394g, vidro temperado 8,6094g, pastilha de vidro 8,6330g.
Na seqüência as amostras foram submersas no ácido muriático, e nele permaneceram por dez minutos sofrendo o ataque.
Após o ataque, as amostras foram novamente pesadas. As massas obtidas nessa pesagem foram exatamente iguais ao da realizada antes do ataque.
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Pudemos comprovar através do experimento que o ácido muriático pode ser utilizado para limpar vidros, sem que estes sejam afetados.
O vidro foi uma descoberta de extrema importância para a humanidade. E no decorrer dos milhares de anos de uso ele vem evoluindo junto com a tecnologia. Estudos sobre novos materiais vítreos continuam sendo feitos, com grandes chances de obtenção de novos materiais.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
Akerman, Mauro, Natureza, Estrutura e Propriedades do Vidro, CETEV, 2000;
http://oficina.cienciaviva.pt/~pw054/vidro/Oqueeovidro.htm
http://www.andiv.com.br/vidro_comum.asp
http://pt.wikipedia.org/wiki/Pozolana