A4 Envelhecimento Químico e Corrosão do Vidro (Lixiviação)

Tópico

A água, ou uma solução aquosa, ataca hidroliticamente a rede de sílica deste vidro, e esse ataque hidrolítico é o fenômeno descrito por este modelo: as moléculas de água reagem com a rede de sílica, quebrando suas ligações e deslocando os íons que a modificam. Como a água ataca a rede de sílica dessa maneira hidrolítica, esse ataque se manifesta de duas formas distintas neste modelo, dependendo das condições ambientais.

A primeira dessas duas formas é a lixiviação seletiva dos íons modificadores da rede de sílica: esses íons, que não fazem parte da estrutura da sílica em si, difundem-se para fora do vidro e são substituídos por íons hidrogênio da solução, deixando para trás uma camada superficial empobrecida desses íons modificadores. O fato de essa lixiviação ocorrer em condições difusivas torna sua cinética análoga a outro modelo desse conjunto, o que descreve o crescimento de uma camada de óxido sobre uma cerâmica: à medida que a camada lixiviada engrossa, ela se interpõe entre a solução e o vidro que ainda não foi lixiviado, e isso faz com que a lixiviação se torne progressivamente mais lenta conforme a camada engrossa, da mesma maneira autolimitante com que a camada de óxido cresce.

Em um meio básico, no entanto, um segundo mecanismo é adicionado a essa lixiviação: a dissolução da própria rede de sílica, e não apenas de seus íons modificadores. A natureza básica do meio faz com que a própria rede de sílica, e não apenas os íons que a modificam, se dissolva diretamente na solução. O fato de essa dissolução da própria rede ocorrer, diferentemente da lixiviação, de forma linear significa que ela não é autolimitante ao longo do tempo: não há uma camada protetora entre a solução e o vidro para retardá-la e, portanto, ela progride a uma taxa constante enquanto o meio permanecer básico.

Por essa razão, este modelo, com o ataque hidrolítico à rede de sílica que o iniciou, mostra que o pH da solução modula a taxa de ambos os mecanismos simultaneamente: um pH mais básico faz com que a dissolução da própria rede, que não é autolimitante, ganhe terreno sobre a lixiviação autolimitante dos íons modificadores e acelera o ataque geral ao vidro; um pH mais neutro ou mais ácido faz com que a lixiviação autolimitante, com sua cinética análoga ao crescimento de uma camada de óxido, domine o ataque ao vidro.

ID:4532