Vetro Pyrex: composizione chimica, caratteristiche, proprietà

Il vetro Pyrex è uno speciale vetro borosilicato il cui marchio (Pyrex) ha fatto la sua apparizione nella città di New York nel 1915, prodotto da Corning Glass. È emerso come materiale per il moderno packaging alimentare, utilizzato anche per conservare e cuocere il cibo nello stesso tipo di contenitore.

L'origine della parola Pyrex ha generato alcune discrepanze, ma è accettato che sia derivato dall'articolo più venduto nei primi momenti della sua commercializzazione: un piatto in cui veniva cotta una torta. Con questo vetro molti materiali e attrezzature di laboratorio sono fabbricati in molti modi, come fogli o lastre, tubi, celle e barre.

Questi strumenti hanno diverse dimensioni, spessori e hanno diverse applicazioni e usi, che richiedono diversi gradi di precisione, resistenza chimica, meccanica e termica. Inoltre, vengono realizzati materiali in vetro volumetrico Pirex (pipette, burette, cilindri graduati, ecc.).

Le sue molecole non reagiscono chimicamente con i liquidi che contiene, siano essi acidi o basi; pertanto, non altera il pH delle sostanze confezionate. All'inizio erano considerati pesanti e costosi come utensili da cucina.

Composizione chimica

Secondo l'Istituto nazionale degli standard e della tecnologia degli Stati Uniti, tutti i produttori di attrezzature e strumenti Pyrex - come Corning, i laboratori Pyrex e Pyrex International Arc - hanno in comune il fatto che lo fabbricano da un vetro al borosilicato che ha i seguenti elementi chimica:

Diversi produttori o fornitori di vetro Pyrex hanno standardizzato la composizione come specificato di seguito, anche in unità di concentrazione percentuale p / p:

Caratteristiche e proprietà del vetro pyrex

La seguente tabella riassume le proprietà o le caratteristiche generali, meccaniche, termiche ed elettriche attribuite al vetro Pyrex o al vetro borosilicato:

La composizione chimica di Pyrex, le sue proprietà e la qualità dei processi nella sua fabbricazione consentono di riassumere quindi le seguenti proprietà:

- Chimicamente, il vetro borosilicato è resistente al contatto con l'acqua, la maggior parte degli acidi, alogeni, solventi organici e soluzioni saline. Per questo motivo, palloni di vetro e palloncini sono realizzati con questo materiale.

- Ha un'elevata resistenza idrolitica, motivo per cui supporta alte temperature e le ripetute sollecitazioni termiche a cui è sottoposto. Ad esempio, è resistente ai processi di sterilizzazione consecutivi che possono essere sottoposti all'uso di calore umido (autoclave).

- Poiché Pyrex ha un basso coefficiente di dilatazione termica, può essere utilizzato a 500 ° C, ma si consiglia di farlo per un breve periodo.

- Il suo materiale è omogeneo, puro e il suo contenuto di bolle e inclusioni è molto basso.

- È molto resistente agli urti.

- Ha un buon indice di rifrazione.

- Per quanto riguarda le proprietà ottiche, la capacità del pyrex di trasmettere la luce nell'intervallo visibile dello spettro, vicino alla luce ultravioletta, è massimizzata nell'area della fotometria chimica.

Struttura dei borosilicati

L'immagine in alto illustra una struttura ordinata di silicati, che contrasta con i veri arrangiamenti amorfi del vetro Pyrex.

Visto dall'alto, dà l'impressione che sia costituito da triangoli gialli, ma in realtà sono tetraedri, con un atomo di silicio metallico al centro e atomi di ossigeno ai loro vertici.

Nonostante l'aspetto cristallino, molecolarmente la rete di borosilicato presenta schemi disordinati; cioè, è un solido amorfo.

Pertanto, i tetraedri silicati si legano agli ossidi borici (B ₂ O ₃ ). Il boro qui si trova come un piano trigonale. In altre parole, sono tetraedri legati a triangoli piatti di boro.

Tuttavia, questo disturbo - o struttura amorfa - gli consente di accogliere cationi, che rafforzano le interazioni molecolari.

vantaggio

- È molto utile per la fabbricazione di attrezzature e materiali in vetro utilizzati in chimica e laboratori di ricerca scientifica, come tubi per centrifuga, vetreria volumetrica, pipette e dischi per filtri al borosilicato, tutti standardizzati secondo gli standard di qualità ISO internazionale.

- Vengono prodotte anche giunzioni in vetro pyrex conico, sferico, piatto e filettato.

- I substrati di vetro sono realizzati per il rivestimento dielettrico e per produrre lenti molto sottili e materiale ottico di precisione.

- Viene utilizzato nell'industria aerospaziale, in particolare per la produzione di apparecchiature di riflessione ottica a causa della sua bassa dilatazione termica. Allo stesso modo, specchi per telescopi sono stati fabbricati con il Pyrex.

- Permette la produzione di contenitori di vetro molto spessi

- Serve nell'elaborazione di superfici utilizzate come substrato con funzione di sensore.

- Viene utilizzato nella produzione di strumenti e coperture protettive ad alte temperature.

- Serve da materiale per manufatti in vetro che assorbono i neutroni.

svantaggi

Finora ci sono pochissimi aspetti rilevanti che possono essere identificati come svantaggi del vetro Pyrex:

- Dal punto di vista chimico, si riconosce che il vetro Pyrex viene attaccato dall'acido fluoridrico, dall'acido fosforico concentrato e caldo e da forti soluzioni alcaline che causano un effetto corrosivo.

- I produttori di vetro Pyrex non garantiscono la stabilità dei materiali quando vengono utilizzati in diverse condizioni di vuoto e pressione. Per questo motivo è essenziale prendere in considerazione le informazioni fornite dal produttore e seguire le loro istruzioni per garantire la protezione sia del materiale che dell'utente.

- Esistono poche revisioni degli enti di protezione dei consumatori con situazioni relative alla sicurezza in uso con i contenitori utilizzati per cuocere il cibo dopo aver sofferto di fratture dovute a urti o cadute.

Vetro Pyrex in cucina

In relazione a questo tipo di utensili utilizzati in cucina, sono stati presentati diversi studi comparativi tra i contenitori realizzati con il Pyrex di borosilicato e gli utensili fatti con vetro temperato con calce sodica.

È stato confermato che Pyrex è più resistente alle alte temperature, ma che ha meno resistenza meccanica rispetto ai contenitori di vetro temprato utilizzati per questo stesso scopo.