PLSTICOS COMO SUBSTITUTOS DOS VIDROS

Plsticos como substituintes dos vidrosPlsticos, Vidros e Novos MateriaisQumica 12E.B/S Vieira de Arajo

Com este trabalho pretendemos analisar ao pormenor os vidros e as suas aplicaes, de forma a compreender a substituio destes pelos plsticos, da o ttulo Plsticos como substitutos dos Vidros. Este trabalho insere-se nos contedos programticos da terceira Unidade, Plsticos, Vidros e Novos Materiais.

1H quem acredite que a descoberta do vidro advm de uma lenda: uns mercadores Fencios que viajavam pelo Mar Mediterrneo, aportaram numa praia e ao cair da noite, acenderam uma fogueira. Nessa fogueira apoiaram os potes, para cozimento dos alimentos, sobre blocos de natro, a fonte natural de carbonato de sdio (Na2CO3) e uma das matrias-primas para o fabrico do vidro. De manh, os Fencios ficaram maravilhados com os pedaos brilhantes e transparentes a reluzir sobre a areia, cr-se assim que, por volta de 5 mil anos a.C., se tenha obtido acidentalmente os primeiros pedaos de vidro.Contudo, a lenda pode ser fundamentada quimicamente: o calor proveniente da fogueira favoreceu a mistura e a fuso do natro com a areia da praia, rica em slica (SiO2) e em xido de clcio proveniente das conchas. Os xidos de sdio e de clcio ter-se-iam aglomerado com gros de areia e formado os pedaos de vidro, enquanto o calor do fogo diminua.

Indstria VidreiraQumica 12Tudo o que o Homem toca deve a sua origem Qumica. A sociedade contempornea encontra-se rodeada de materiais sintetizados artificialmente; os plsticos, em particular, fazem parte do quotidiano. Um pouco antes da Segunda Guerra Mundial a indstria dos plsticos viveu o seu auge, permitindo que, na atualidade, o Homem produza e utilize novos materiais, como ligas de diversos tipos. Assim se deve, ao desenvolvimento dos plsticos, as inovaes tecnolgicas com as quais lidamos segundo a segundo.No entanto, antes dos plsticos usavam-se materiais transparentes, duros e resistentes... usavam-se os vidros! Nos prximos slides falaremos um pouco do desenvolvimento histrico dos vidros at sua substituio pelos plsticos.Mas uma vez que o nosso trabalho rondar constantemente os vidros, gostaramos de explicar um dos avanos para a origem dos plsticos

sabias que...?3O nascimento de uma Indstria de bilies!

A moderna histria dos plsticos, nasceu na Amrica na dcada de 1860, com um concurso para se encontrar uma bola de bilhar de melhor qualidade. Oferecia-se um prmio de 10 000 dlares para quem descobrisse um substituto de baixo preo para as bolas de marfim.O vencedor foi John Wesley Hyatt, que fez uma bola com uma sustncia a que chamou celulide. Depressa se descobriram novos usos para o celulide: armaes para culos, cabos de facas, pra-brisas, pelculas fotogrficas, etc. Sem o celulide a indstria cinematogrfica nunca poderia ter nascido!O celulide no uma substncia inteiramente sinttica, porque a sua matria prima a celulose que se encontra nas plantas. Leo Baekeland, qumico belga a trabalhar na Amrica, criou o primeiro material inteiramente sinttico em 1907, ao combinar fenol com o gs formaldedo o plstico produzido viria a chamar-se baquelite.Indstria Vidreira MundoQumica 12 Lenda Fencia;

NatroNa2CO3.10H2O

H quem acredite que a descoberta do vidro advm de uma lenda: uns mercadores Fencios que viajavam pelo Mar Mediterrneo, aportaram numa praia e ao cair da noite, acenderam uma fogueira. Nessa fogueira apoiaram os potes, para cozimento dos alimentos, sobre blocos de natro, a fonte natural de carbonato de sdio (Na2CO3) e uma das matrias-primas para o fabrico do vidro. De manh, os Fencios ficaram maravilhados com os pedaos brilhantes e transparentes a reluzir sobre a areia, cr-se assim que, por volta de 5 mil anos a.C., se tenha obtido acidentalmente os primeiros pedaos de vidro.

No obstante, o historiador e naturalista latino Plnio (23-79 a.C.) registou muito antes dos Fencios terem descrito a lenda, que o vidro era confecionado para decorar as casas dos nobres. Afinal de contas, muito provvel que a queima de peas cermicas ou a fuso das primeiras peas metlicas tenha correspondido verdadeira descoberta do vidro.

Contudo, a lenda pode ser fundamentada quimicamente: o calor proveniente da fogueira favoreceu a mistura e a fuso do natro com a areia da praia, rica em slica (SiO2) e em xido de clcio proveniente das conchas. Os xidos de sdio e de clcio ter-se-iam aglomerado com gros de areia e formado os pedaos de vidro, enquanto o calor do fogo diminua.

sabias que...?5Indstria VidreiraMundo Qumica 12

Vidros Egpcios

Sabias que...?Saint-Gobain manufaturou vidros planos com o nome de La Compagnie des Glaces e produziu tambm os famosos espelhos do Palcio de Versalhes.

As mais antigas peas de cermica com revestimento vtreo, datam de aproximadamente 12 mil anos a.C., enquanto que as mais antigas peas de vidro apenas datam de 7 mil anos a.C. Apesar da justificao cientfica da lenda dos fencios (falado anteriormente), h investigadores que defendem que o vidro comeou a ser produzido no Egito, por volta de 3 mil a.C. [clicar!] Estes vidros eram opacos, tinham um formato relativamente irregular e uma colorao escura, tal como se pode verifica rcom a imagem.

A atividade vtrea atingiu o seu apogeu no sculo XIII em Veneza, durante o Imprio Romano, graas fama dos cristais e espelhos de Murano. Algum j ouviu , por exemplo, as mes a falar dos vidros de Murano? que so dos mais famosos! Antes de mais, j algum aqui visitou Veneza? Foram a Murano? Bem, temos aqui um mapa onde se identifica a Ilha de Murano em Veneza [clicar 2x!] Colocamos aqui duas imagens: [clicar!] uma primeira de uma fbrica de vidro em Murano e uma segunda [clicar!] que comprova, sem qualquer dvida (!), a riqueza dos vidros de Murano!

Porm, tambm em Frana a indstria vtrea promoveu a produo de vidros que duram at aos dias de hoje. Em meados do sculo XVIII, o rei francs Lus XIV [clicar!] montou a companhia de Saint-Gobain, hoje uma companhia privada mas com o ttulo das mais antigas empresas do mundo.

sabias que...?7Qumica 12Indstria Vidreira Mundo

Vidros floatSabias que...?Em jeito de curiosidade, Floatglass a tcnica mais utilizada atualmente (90% das vidrarias usam a tcnica) para fabricar vidros planos, como o vidro float. Neste processo, o vidro fundido e a seguir passa por dois cilindros de ao e desagua num tanque de estanho lquido, no final volta a passar por outro tanque de ao antes de alcanar o canal de resfriamento.

A indstria moderna do vidro sofreu um desenvolvimento significativo a partir da Revoluo Industrial, graas mecanizao dos processos. Desde ento, foi-se produzindo vidros mais resistentes e com qualidades estticas superiores s dos primeiros vidros. Nos anos 50, em Inglaterra, a Pilkington inventou o vidro float, tambm conhecido com vidro-cristal.

sabias que...? - explicar sabias que com ajuda da imagem

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Indstria Vidreira PortugalQumica 12

Vidros de embalagemVidro planoVidros domsticosSabias que...?A incorporao, nos vidros, de xido de chumbo produz o cristal de chumbo um vidro pesado e brilhante.O vidro de embalagem, o vidro plano e o vidro domstico constituem o essencial da produo nacional; enquanto que, as fibras de vidro, vidros especiais e produtos de alta tecnologia (utilizados na tica, eletrnica e qumica) constituem uma produo muito menos significativa.

Em Leiria, na zona da Marinha Grande, concentra-se a indstria vidreira nacional, verificando-se uma forte dependncia regional do setor a nvel econmico e social.

Por fim, decidimos por bem enunciar algumas da matrias-primas da indstria do vidro: areia, argila refratria, barita, pedra calcria, calcite, dolomito, espatoflor, quartzo e feldspato; o uso do chumbo na produo de cristal torna-o diferente dos restantes vidros, como veremos adiante - sabias que...?9Composio do VidroQumica 12

Grfico das percentagens dos constituintes dos vidros

Unidade tetradrica da SlicaNa composio bsica do vidro constam diferentes xidos: xido de silcio (obtido a partir de areia ou quartzo), xido de clcio (resultante do carbonato de clcio, vulgarmente conhecido por soda, presente na areia) e xido de potssio (vulgarmente designado por potassa).

Relativamente ao grfico das percentagem dos constituintes do vidro, temos a enunciar as seguintes percentagens:Slica (SiO2) - 72% - matria prima bsica (areia) com funo vitrificante.Alumina (Al2O3) - 0,7% - Aumenta a resistncia mecnica.Sdio (Na2SO4) - 14% - Aumenta a resistncia mecnica.Clcio (CaO) - 9% - Proporciona estabilidade ao vidro contra ataques de agentes atmosfricos.Magnsio ( MgO) - 4% - Garante resistncia ao vidro para suportar mudanas bruscas de temperatura e aumenta a resistncia mecnica.Potssio (K2O) - 0,3%.

Quanto maior for a percentagem de slica na mistura fundida, mais resistente ser o vidro s flutuaes de temperatura; uma vez que, maior ser o coeficiente de expanso.

Na imagem em baixo esto representados os esquemas reacionais relativos produo do vidro:

Uma vez que o vidro possui cerca de 70% de slica, decidimos por bem mencionar que esta arrefece rapidamente, formando uma estrutura aleatria com os tetraedros, constitudos por tomos de silcio no centro e quatro tomos de oxignio nos vrtices [clicar!], dando origem slica vtrea [clicar!].

10Composio do VidroQumica 12 Janelas de avies aluminossilicato Utenslios de lab. borossilicato Cristal chumbo(...)

xido de ferro ou de cobre verde xido de urnio amarelo xido de cobalto e de cobre azul Ouro + cobre vermelho

No entanto, de forma a modificar as suas propriedades, alguns vidros possuem composies alteradas; por exemplo: os vidros de garrafas (vidros de embalagem) e as lmpadas so produzidos com cal. As janelas dos avies contm aluminossilicato e os utenslios de laboratrio contm borossilicato que lhes permitem uma resistncia elevada ao calor e ao fogo.O vidro de elevado grau de transparncia (tambm designado de cristal) fabricado base de chumbo. Como explicaremos adiante, tambm a adio de carbonato precipitado influencia significativamente os ndices de refrao e a densidade do vidro.

Tambm os padres coloridos dos vidros se devem adio de elementos qumicos aos ingredientes base para a produo de vidro; a adio de mangans, cobalto, ferro, nquel, antimnio e outros elementos metlicos que atribui as belas cores aos vidros. Ou seja, a cor deve-se, nomeadamente, presena de ies metlicos (na forma de xidos), sendo que a maior parte deriva de metais de transio. Os vidros que contm xido de ferro (III) ou xido de cobre (II) possuem uma colorao esverdeada, os que possuem xido de urnio (IV) so amarelos, os que possuem xido de cobalto (II) e cobre (II) so azuis; por sua vez, os vidros vermelhos contm partculas de ouro e cobre.

Desta forma, a variedade de vidros justifica-se pela adio de outros elementos qumicos slica, soda, potassa e cal.11

VidroEstrutura do VidroQumica 12O vidro uma substncia inorgnica e homognea, e, apesar de ser um material duro e comportar-se como um slido, trata-se de um lquido resfriado e sem estrutura cristalina (substncia amorfa). Desta forma, o vidro um lquido subarrefecido, que contrariamente a outros materiais, no forma cristais quando arrefece. O vidro comum obtm-se por fuso a cerca de 1250 C, razo pela qual a sua manipulao s possvel enquanto quente.

Especificando o facto do vidro ser uma substncia amorfa, temos a denotar o facto de possuir uma estrutura no cristalina; uma vez que, as molculas de vidro no esto dispostas numa ordem regular como as molculas que existem em slidos cristalinos. O facto do vidro poder ser manipulado enquanto quente deve-se ao modo aleatrio com que as molculas mudam de orientao.

[clicar!]Na seguinte imagem possvel verificar as diferenas estruturais entre o vidro e o cristal comparativamente aos lquidos. Como possvel verificar, as molculas de vidro no esto to organizadas quanto as dos cristais.

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Estrutura do VidroQumica 12

Vidro com slica + quartzoMineral de quartzoPodero ver nas imagens comparaes do retculo estrutural do quartzo e de um vidro constitudo por quartzo.

Respetivamente da esquerda para a direita observa-se o retculo de um vidro com slica e quartzo e um retculo do mineral de quartzo.

Salientamos novamente a organizao estrutural da rede cristalina em comparao com a estrutura vtrea.

13Materiais TransparentesQumica 12

AcrlicoNo que toca aos materiais transparentes, gostaramos de denotar o facto de se tratar de materiais com impacto elevado quer em tamanhos quer em espessuras, j que atraem muito mais comrcio pelo seu grau de pureza e transparncia.

bvio que os vidros so materiais transparentes (na sua generalidade), no entanto os plsticos demarcam-se nesta categoria pelas suas inmeras vantagens.

Em geral, os materiais transparentes so materiais altamente maleveis com tima qualidade e um grau de transparncia fora do comum.

O mais comum dos materiais transparentes no mercado o acrlico... Mas ateno que se trata de um polmero e no de um vidro! 14ndice de RefraoQumica 12

Para abordar o ndice de refrao dos vidros, decidimos fazer uma referncia s fibras ticas. Os vidros com maior grau de pureza podem sofrer um estiramento de modo a fabricar tubos muito finos com dimetros da ordem de algumas centsimas de milmetro. As fibras ticas baseiam-se na propagao da luz: a luz reflete-se nas paredes internas da fibra tica sem qualquer diminuio significativa da intensidade luminosa, j que a luz no atravessa o tubo. Associando a fibra tica aos vidros, possvel referir que esta conduz a luz pelo facto de existir um vidro com elevado ndice de refrao no ncleo da fibra; por sua vez, a parte superficial da fibra (ou vulgarmente chamada casca) formada por um vidro de baixo ndice de refrao... Da o facto de ocorrer reflexo total no interior da fibra [clicar!] nesta figura possvel a fibra tica segundo uma estrutura cilndrica, um corte transversal e outor longitudinal.

No que toca a aplicaes das fibras ticas, nos dias de hoje verifica-se um uso exponencial na Medicina, j que se tratam de materiais timos para observao de certas partes internas do corpo humano (para endoscopias por ex.). Tambm com a modulao da amplitude da luz laser possvel transmitir mensagens udio com recurso s fibras ticas, de forma idntica de uma onda de rdio (ex: internet e tv por cabo).

15ndice de RefraoQumica 12[Reviso]

Refrao da luz na gua, no vidro e no diamante (um cristal natural)Quanto maior o ndice de refrao de um material, em comparao com o ar, maior o desvio da luz quando passa do ar para esse material. Na figura seguinte, podemos verificar que a luz incide na fronteira de separao do ar e de outro material (gua, vidro ou diamante) com um ngulo de 60. Comparando as trs situaes, verificamos que no diamante, o desvio maior, pois o ngulo de refrao aproxima-se bastante da normal; da o facto do diamante possuir maior ndice de refrao que a gua ou o vidro.16Ao dos fundentesQumica 12 Diminuio do consumo energtico

Caties MetlicosQuebra de LigaesNo fabrico do vidro, recorrente adicionar outros materiais slica, com o objetivo de diminuir os custos de produo, relacionados com o consumo energtico e com a utilizao de revestimento refratrio especial nos fornos e outros utenslios. O tipo de vidro obtido varia consoante a adio de determinados fundentes.

Como os fundentes tm como objetivo baixar o ponto de fuso da mistura, verifica-se, com a sua adio, uma diminuio da viscosidade do vidro. Quanto menos viscoso for o vidro mais facilmente pode ser trabalhado e enformado.

Na sua composio [clicar! 2x] , os fundentes possuem caties metlicos responsveis pela quebra de ligaes da slica (estas quebras devem-se a interaes eletrostticas); desta forma, os caties no entram na rede de slica, mas permanecem nos interstcios desta como ies metlicos ligados ionicamente. O preenchimento dos interstcios pelos fundentes promove, durante o arrefecimento, a cristalizao do vidro.

Assim, a ao dos fundentes revela o seu lado vantajoso no campo econmico e energtico. 17Vidros comercializadosQumica 12 Vidro sdico-clcico; Vidro de borossilicato; Vidro de chumbo; Vidro quadrato; Vidro laminado; Vidro temperado; Vidros especiais;(...)

A diversidade de vidros deve-se s variaes na composio e, consequentemente, s diferentes temperaturas de fuso. Por esta mesma razo, os diferentes tipos de vidro esto associados composio da mistura de origem. Os vidros mais comercializados esto designados nos seguintes tpicos:Vidro sdico-clcico (vidro comum); Vidro de borossilicato [prex]; Vidro de chumbo (vidro-cristal); Vidro quadrato; Vidro laminado; Vidro temperado; Vidros especiais [fibras ticas];(...)

Como o nosso trabalho se foca tanto nos VIDROS, achamos por bem falar com um mnimo de detalhe cada um deste vidros comercializado, por isso: aqui vai!18Vidro sdico-clcicoQumica 12 Crown Glass Vidro Comum

Plano Transparncia

Verde Bronze Incolor

Janelas Garrafas Frascos(...)

Vidro comum60-75% slica12-18% xido de sdio5-12% xido de clcioVidro sdico-clcico (crown glass ou vidro comum): constitui 90% do vidro fabricado, por ser plano e possuir tima transparncia. Contm, geralmente, 60 a 75% de slica, 12 a 18% de xido de sdio e 5 a 12% de xido de clcio. comum ser dado a conhecer no mercado com colorao verde, bronze e incolor. As suas principais aplicaes vo de encontro ao fabrico de janelas, garrafas, frascos e lmpadas fluorescentes. 19Vidro de borossilicatoQumica 12 Prex

Resistente ao calor Baixo coeficiente de dilatao

Incolor

Instrumentos culinrios Instrumentos de laboratrio(...)Vidro de borossilicato Schott

81% slica4% xido de sdio13% xido de boro2% xido de alumnioVidro de borossilicato (exemplo prex): trata-se de um vidro bastante resistente ao calor, o que o torna um material comum na fabricao de materiais de laboratrio* os instrumentos de vidro mantm a preciso das suas medidas, mesmo quando sujeitos ao calor, devido ao seu baixo coeficiente de dilatao.Outro uso comum a fabricao de instrumentos culinrios tipo as travessas para ir ao forno e assim... Este vidro silicatado contm xido de boro e uma pequena quantidade de xido de alumnio.

*[os gobels e tubos de ensaio que se encontram neste mesmo laboratrio so produzidos com este vidro para resistirem a elevadas temperaturas e para no dilatarem e alterarem as precises cientficas.]

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Vidro de chumboQumica 12 Vidro-cristal

Transparncia

Incolor

Lentes Peas decorativas(...)Vidro-cristal70% slica13% xido de sdio7% xido de clcio10% xido de chumboVidro de chumbo (exemplo vidro-cristal): a palavra cristal leva-nos a admitir que este vidro possui um elevado grau de transparncia. Estes cristais no so mais do que vidro com xido de chumbo.Em termos de aplicaes, o cristal costuma ser utilizado em lentes e peas decorativas. 21Vidro quadratoQumica 12 Transparncia Textura caracterstica Sofisticado Moderno

Incolor

Divisrias Portas Janelas(...)Vidro quadrato

Vidro quadrato: tal como o nome indica, este vidro possui uma textura em forma de pequenos quadrados. Entrou recentemente no mercado e, segundo o design moderno: bastante sofisticado, valoriza os ambientes engrandecendo-os e proporcionando bem-estar. aplicado em divisrias, portas e janelas e, comercializado na cor incolor.

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Vidro laminadoQumica 12 Pelcula Butiral Lminas de vidro

Resistente

Incolor Verde

Cabines Carros Fachadas Divisrias(...)Vidro laminado

Sabias que...?O vidro prova de bala feito a partir do reforo do vidro com folhas de plstico endurecido o vidro absorve a energia da bala, e o plstico evita os estilhaos.Vidro laminado: constitudo por uma pelcula Polivinil Butiral e duas lminas de vidro (desta forma a sua estrutura vtrea conjuga-se com uma estrutura polimrica). A existncia da pelcula torna este vidro mais resistente, e, em caso de quebra, os estilhaos ficam presos pelcula (o que reduz o risco de ferimentos). Existe tambm uma verso mais resistente deste vidro, uma vez que, prova de bala vulgarmente designado por laminado mltiplo uma vez que usa trs ou mais vidros. So vendidos nas cores verde e incolor e utilizados em cabines, fachadas, divisrias, claraboias, pisos, revestimentos e guarda corpos.

sabias que...?23Vidro temperadoQumica 12 Resistente

Incolor Bronze

Mobilirio Divisrias(...)Vidro temperado

Vidro temperado: no seu processo de produo, injeta-se ar direcionado na superfcie vtrea, o que lhe confere uma maior resistncia a atritos e uma diminuio das quebras durante a sua utilizao. Em qualquer caso, se este vidro quebrar fica reduzido a pequenos pedaos sem pontas. A sua principal aplicao vai de encontro ao mobilirio e a vitrinas, sendo comercializado nas cores verde, bronze, incolor e pontilhado. 24Vidro especiaisQumica 12Vidros especiais Fibras ticas

Frmula especial Custo elevado

Telecomunicaes Medicina(...)

Vidros especiais (exemplo fibras ticas): estes vidros so produzidos a partir de uma frmula especial, razo pela qual so difceis de fabricar e muito caros. As fibras ticas, por exemplo, so xido de silcio puro no estado no cristalino. As suas principais aplicaes destacam-se na Medicina e nas Telecomunicaes.

25Reciclagem do VidroQumica 12 1kg de vidro reciclado 500kJ de energia

1kg de vidro novo 4500kJ de energia

Sabias que...?Quando se criaram leis para a reciclagem do vidro, s no estado de Nova Iorque, em 1093, estimou-se que em 2 anos teriam poupado 50 milhes de dlares em despesas de recolha de lixos e cerca de 75 milhes em custos de energia.O fabrico do vidro liberta imensos poluentes, facto estimulante da reciclagem deste. Se atendermos que a produo de 1 kg de vidro reciclado necessita de 500 kJ, ao passo que para produzir 1 kg de vidro novo so necessrios 4500 kJ, comprovamos que a reciclagem do vidro promove a poupana de energia. A reciclagem do vidro destina-se a recipientes em geral: garrafas, boies, frascos, etc. Mas nem todos os tipos de vidro so apropriados para reciclagem, so-no apenas os vidros de embalagem. [clicar!] No se devem colocar no contentor vidros especiais, como por exemplo vidraas, pratos, copos, chvenas, espelhos, lmpadas e cristais, por possurem uma composio diferente das embalagens de vidro normais e, por isso, fundirem a temperatura diferente dos restantes vidros. Tambm no devem ser colocados no vidro, vidros com polmeros, como o vidro laminado, uma vez que possuem uma composio

sabias que...?26Reciclagem do VidroQumica 12 Deposita Recolha Triturao Descontaminao Fundio Moldagem

Sabias que...?Os pases onde se recupera maior percentagem de vidro produzido so a Suia e a Holanda com cerca de 50%.Quando o vidro est cheio, o vidro recolhido, partido, esmagado e descontaminado (so-lhe extradas todas as impurezas). Para sintetizar, sequenciamos o processo da seguinte forma: 1. O consumidor deposita os vidros no vidro;2. O vidro recolhido e levado para uma central de reciclagem;3. Parte-se e esmaga-se o vidro recolhido;4. Limpa-se os pequenos pedaos de vidro; 5. Os pequenos pedaos de vidro so introduzidos em fornos de fundio;6. Depois de fundidos so moldados, dando origem a novos objetos.O vidro reciclvel sem limite, uma vez que a reciclagem no lhe retira qualidades.

de denotar, que na separao do vidro (triagem) se distinguem os vidros segundo as suas cores e texturas; sendo que, a separao dos vidros azuis dos verdes (por exemplo) e a separao dos vidros lisos dos ondulados (por exemplo) a responsvel pela atribuio ao vidro das qualidades iniciais.

Como j vimos anteriormente, a reciclagem do vidro reduz o consumo de energia, estima-se que cerca de 32%, em relao produo de vidro novo.

Um passo importante para a concretizao da reciclagem a separao; sendo que, o consumidor faz a primeira triagem e durante o prprio processo de reciclagem so removidos os rtulos de papel, geralmente colados e mais difceis de remover pelo consumidor.

sabias que...?

27Reciclagem do VidroQumica 12 Menor poluio Menos matria-prima Menor consumo de energia Menor custo

Casco de Vidro:O vidro para reciclagem (partido e lavado) toma a designao de casco de vidro; sendo que, a reutilizao deste resduo do vidro tem as suas vantagens: * Os nveis de gases libertados para a atmosfera com a fuso do casco so inferiores aos produzidos com a fuso de matrias-primas, como a areia, o calcrio e a soda;* Uma tonelada de casco economiza 1.2 toneladas de matria-prima;* Por cada 10% de casco incorporado, poupa-se cerca de 2.5% de energia no fabrico do vidro, pois h menos matria-prima para fundir;* O casco mais barato que a matria-prima.

28Vidros e CristaisQumica 12

Grfico da temperatura em funo da variao de volume: vidro versus cristaisComo j explicamos anteriormente, um cristal um vidro de alta qualidade e transparncia.

Apesar da designao, trata-se de um material com uma estrutura no cristalina ou amorfa, portanto no constitui um verdadeiro cristal no sentido literal do conceito.

A pureza da massa vtrea e do polmero da pea promovem a grande transparncia, brilho e disperso da luz, caratersticas destes cristais-vidros ou vidros de chumbo.

No que toca s diferenas entre os cristais e os vidros: o arrefecimento dos vidros deve ser mais rpido para que no se forme qualquer rede cristalina.

O comportamento de solidificao de um vidro difere do de um slido cristalino em funo da temperatura com a variao de um volume especfico (inverso da densidade).

Como podemos depreender com o grfico ao lado, o trajeto ABC corresponde solidificao do slido cristalino; sendo que, no seu ponto de fuso (Tf) se verifica uma diminuio de volume especfico graas cristalizao e contrao resultante da solidificao.

Por sua vez, ao arrefecer um lquido no vai haver cristalizao (trajeto AD). Um lquido do tipo representado no grfico, torna-se mais viscoso medida que a temperatura diminui, passando de um estado pastoso (tipo borracha), para um estado vtreo rgido e frgil, num intervalo estreito de temperaturas.

Verifica-se nesta situao uma diminuio significativa do declive da curva do volume especfico em funo da temperatura.

Salientamos tambm o ponto E, um ponto de transformao, que toma a designao de temperatura de transio vtrea (Tg).

Este valor uma temperatura caraterstica para os vidros, definido pela passagem do estado vtreo para o estado viscoelstico ou pastoso.

Abaixo da Tg o volume continua a diminuir, por consequncia das menores amplitudes de vibrao dos tomos em torno das posies fixas.

29EstruturasQumica 12[Comparao]Sabias que...?Numa lista das 10 maiores inovaes tecnolgicas no Japo em 1983, onde convivem desenvolvimentos fantsticos como a biotecnologia e supercomputadores, 3 so diretamente relacionadas com vidros e cermicas: fibras ticas, cermicas especiais e novos materiais. Estrutura Polimrica Estrutura Vtrea Estrutura Cristalina

Estrutura polimricaEstrutura cristalinaDe forma a distinguir estas trs estruturas, temos a dizer que na estrutura cristalina as unidades estruturais esto organizadas tridimensionalmente, de um modo regular, uniforme e repetitivo; na estrutura amorfa (no cristalina) as unidades estruturais no estabelecem arranjos tridimensionais e a organizao, de uma forma geral, no ultrapassa os limites da molcula; a estrutura polimrica pode ser amorfa ou semi-cristalina; sendo que, uma estrutura semi-cristalina est associada a polmeros cujas cadeias conseguem formar zonas cristalinas quando se encontram no estado slido, porm mantm tambm regies desorganizadas ou amorfas.

sabias que...?30

Plsticos e VidrosQumica 12 Policarbonatos Polimetracrilato de metilo Politereftalato de etileno

As caractersticas dos plsticos revelam vantagens no nosso quotidiano em comparao com a utilizao dos vidros.

Existem diferentes tipos de plsticos que tm vindo a substituir os vidros, so exemplos os:

Policarbonatos (resistentes a temperaturas elevadas e a quebras);Polimetracrilato de metilo (que possui um ndice de refrao muito prximo do do vidro);Politereftalato de etileno (muito leve e praticamente inquebrvel).

Para abordar este ltimo tpico geral do nosso trabalho intitulado Plsticos como substitutos dos vidro (ou seja um tpico com o mesmo ttulo que o nosso trabalho), decidimos identificar as propriedades dos vidros e dos plsticos (individualmente) e s depois comparar e identificar as semelhanas e diferenas entre ambos.31Propriedades do VidroQumica 12 No so porosos No so absorventes So bons isoladores So transparentes Tm baixo ndice de dilatao Tm baixa condutividade trmica Suportam altas presses So densos So quebrveis So impermeveis So duros Recursos abundantes So reciclveis So esterilizveis So durveis

Relativamente ao vidro temos a dizer que se distingue dos restantes materiais pelas seguintes caractersticas/propriedades:No so porosos;No so absorventes;So timos isoladores;So transparentes;Possuem baixo ndice de dilatao;Possuem baixa condutividade trmica;Suportam elevadas presses;So muito densos;So quebrveis;So impermeveis luz e gua;So duros;As matrias-primas so abundantes na Natureza;So reciclveis;So esterilizveis;So durveis.32Propriedades do PlsticoQumica 12 So resistentes So amorfos So transparentes So reciclveis So inquebrveis So moldveis So pouco densos So combustveis So esterilizveisSabias que...?Nos EUA vendem-se atualmente mais de 70 000 milhes de bebidas em lata de alumnio. Cerca de metade refundida depois de usada, e, no espao de 6 semanas, est de volta s prateleiras dos supermercados.

Por sua vez, os plsticos tm vindo a substituir os vidros graas s seguintes propriedades:Resistncia ao calor, a solventes orgnicos, frico, oxidao e radiao ionizante;So materiais amorfos ou semi-cristalinos;So transparentes;So reciclveis; So inquebrveis;So moldveis;Tm baixa densidade;Tm poder combustvel;So esterilizveis.

sabias que...?33PropriedadesQumica 12[Comparao]PlsticosVidrosMateriais orgnicos;Materiais inorgnicos;Transparentes ou opacos;Transparentes ou translcidos;Moldveis;Moldveis;Inquebrveis;Quebrveis;A maior parte reciclvel;A maior parte reciclvel;Resistentes frico;Tornam-se baos com a frico;Pouco densos;Muito densos;Esterilizveis;Esterilizveis;Podem deformar-se com a elevada temperatura;Fundem a temperaturas muito elevadas.CombustveisSabias que...?S nos Estados Unidos da Amrica, a indstria dos plsticos tem atualmente uma produo bruta superior a 100 bilies de dlares.Sabias que...?Apesar da produo e utilizao de plstico desperdiar energia, na fabricao do plstico consome-se atualmente menos 40% a 70% de energia do que h 20 anos.Sabias que...?Apesar da produo de plstico contribuir para o esgotamento das reservas de petrleo, apenas 4% do petrleo consumido no mundo ocidental se destina produo de plsticos.Desta forma, conclui-se que os vidros e os plsticos possuem algumas propriedades em comum, mas diferenciam-se noutras. Na seguinte tabela fazemos essa mesma comparao:[ler e analisar com a turma a tabela]

de salientar que os plsticos tm menores custos de produo, sendo que no necessrio um gasto de energia to elevado como no vidro. sabias que...?

Tal como se verifica nos seguintes Sabias que...?, a substituio dos vidros pelos plsticos tem sido acompanhada por desenvolvimentos econmicos e constataes ambientais: 2sabias que...?

34Cientistas criam vidro que pode substituir o concreto e o aoThe New York Times (8 de julho de 2009)Qumica 12Qumica 12http://noticias.terra.com.br/ ciencia/interna/0,,OI3863594-EI8147,00.html

Durante a nossa pesquisa deparamo-nos com imensas notcias relacionadas com a temtica deste trabalho: Os plsticos como substitutos dos Vidros. Apresentamos de seguida alguns excertos/snteses das mesmas:

Cientistas criam vidro que pode substituir o concreto e o ao The New York Times (8 de Julho de 2009)Diversos cientistas discutem a hiptese de o vidro vir a ser um material de construo vulgar, tal como o tijolo. Atualmente, ainda no existem construes totalmente em vidro, uma vez que, desde o momento em que sai da fbrica, as suas propriedades de dureza diminuem drasticamente, sendo assim um problema de segurana para as construes.

Link: http://noticias.terra.com.br/ ciencia/interna/0,,OI3863594-EI8147,00.html 35Pirmides de vidro so encontradas submersas no Tringulo das BermudasS1 Notcia(11 de abril de 2012)Qumica 12Qumica 12http://www.s1noticias.com/2012/04/piramides-de-vidro-sao-encontradas.html#.T6JR41JTBnw

Pirmides de vidro so encontradas submersas no Tringulo das Bermudas S1 Notcia (11 de Abril de 2012)

Segundo esta notcia, vrios cientistas de diversos pases esto a fazer pesquisa no Tringulo das Bermudas e descobriram umas estruturas piramidais a uma profundidade de 2 mil metros. Aparentemente estas duas pirmides gigantes, maiores que as do Egito, so feitas de vidro, ou de um material muito semelhante, pois tem uma grande espessura, so lisas e parcialmente translcidas.

Link: http://www.s1noticias.com/2012/04/piramides-de-vidro-sao-encontradas.html#.T6JR41JTBnw36Regies escuras de Marte so compostas por vidroINFO Online(17 de abril de 2012)Qumica 12Qumica 12http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/regioes-escuras-de-marte-sao-feitas-de-vidro-17042012-50.shl

Regies escuras de Marte so compostas de vidro INFO Online (17 de abril de 2012)

Cientistas da Universidade Estatual do Arizona (EUA) descobriram que as regies mais escuras de Marte so compostas por vidro forjado nos antigos vulces.

Link: http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/regioes-escuras-de-marte-sao-feitas-de-vidro-17042012-50.shl37