A4 Envejecimiento Químico y Corrosión del Vidrio (Lixiviación)

Tópico

El agua, o una solución acuosa, ataca hidrolíticamente la red de sílice de este vidrio, y ese ataque hidrolítico es el fenómeno que describe este modelo: las moléculas de agua reaccionan con esa red de sílice, rompiendo sus enlaces y desplazando a los iones que la modifican. Que el agua ataque de esta manera hidrolítica a la red de sílice hace que ese ataque se manifieste, en este modelo, de dos maneras distintas según las condiciones del medio.

La primera de esas dos maneras es la lixiviación selectiva de los iones modificadores de la red de sílice: esos iones, que no forman parte del esqueleto de sílice propiamente dicho, se difunden hacia afuera del vidrio y son reemplazados por iones de hidrógeno provenientes de la solución, dejando tras de sí una capa superficial empobrecida en esos iones modificadores. Que esta lixiviación ocurra en régimen difusivo hace que su cinética sea análoga a la de otro modelo de este conjunto, el que describe el crecimiento de una capa de óxido sobre un cerámico: a medida que la capa lixiviada se hace más gruesa, ella misma se interpone entre la solución y el vidrio que todavía no se lixivió, y esto hace que la lixiviación se vuelva cada vez más lenta cuanto más gruesa ya es esa capa, de la misma manera autolimitante en que crece esa capa de óxido.

En un medio básico, sin embargo, se agrega a esta lixiviación un segundo mecanismo: la disolución de la red de sílice misma, y no solo de sus iones modificadores. Que el medio sea básico hace que la propia red de sílice, y no únicamente los iones que la modifican, se disuelva directamente en la solución. Que esta disolución de la red misma ocurra, a diferencia de la lixiviación, en régimen lineal hace que no se autolimite con el tiempo: no hay ninguna capa protectora que se interponga entre la solución y el vidrio para frenarla, y por eso avanza a una velocidad constante mientras el medio se mantenga básico.

Por eso este modelo, con el ataque hidrolítico de la red de sílice con el que se abrió, hace que el pH de la solución module la velocidad de ambos mecanismos a la vez: que el pH sea más básico hace que la disolución de la red misma, que no se autolimita, gane peso frente a la lixiviación autolimitante de los iones modificadores, y que el ataque total al vidrio se acelere; que el pH se mantenga más neutro o más ácido, hace que sea la lixiviación autolimitante, con su cinética análoga a la del crecimiento de una capa de óxido, la que domine el ataque al vidrio.

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