Revista nº 1 Marzo Año 2013

Tabla I. Condiciones óptimas para la producción de coloración superficial en vidrio cristal mediante
cambio iónico con plata.
Óxido
dopante
% peso
añadido
dopante
% molar
dopante
% molar
AgNO3
Duración del
proceso
(min)
Temperatur
a (ºC)
As2O5 3 0,013 4 15 500
Sb2O5 1 0,003 2 30 500
Los espectros de absorción para las muestras sometidas a cambio iónico en las condiciones de la
tabla I son muy similares y corresponden a una coloración roja rubí intensa.
4. Conclusiones
En el vidrio cristal al plomo no se produce ningún tipo de coloración rubí después del proceso de
cambio iónico con plata, debido a que su composición no contiene una concentración
suficientemente elevada de agentes reductores enérgicos. El color obtenido es el característico
ámbar-marrón de los pequeños coloides de plata reducida por las trazas de iones ferrosos que
contiene el vidrio.
La intensidad de la banda de absorción óptica a 410-420 nm, debida a los coloides de plata,
aumenta con la cantidad de plata introducida.
La presencia de iones polivalentes en el vidrio influye sobre la cantidad de plata introducida, sobre
la agregación de los coloides formados, y por lo tanto, sobre el color obtenido. Esta influencia es
atribuible al efecto reductor de la especie dopante en un estado inferior de oxidación del par redox.
Cuando los vidrios contienen óxido de arsénico o de antimonio y se intercambian posteriormente
con plata, aparece una intensa coloración roja que, en principio, indica que se produce una
reducción de los iones plata, seguida de una agregación coloidal. En el caso de los óxidos de
estaño y de cerio, la coloración obtenida fue ámbar, lo que indica una reducción menos intensa y
otro tipo de agregación coloidal.
El porcentaje de óxido dopante añadido al vidrio cristal base es el factor más determinante, según
se desprende de los espectros de absorción óptica. Al aumentar el porcentaje de dopante, la
intensidad de color es mayor y también la saturación que muestra el correspondiente espectro.
El efecto reductor más intenso del óxido de antimonio es atribuible a tres causas:
- A una mayor proporción de la especie reducida Sb 3+ en su equilibrio redox, respecto al
caso del arsénico.
- A su mayor potencial reductor.
- A que su mayor radio iónico da lugar a una red vítrea más abierta, que facilita la movilidad
de los iones que intervienen en el proceso de intercambio.
La concentración óptima de óxido reductor en el vidrio es de un 3% en el vidrio dopado con óxido
de arsénico y del 1% en el caso del vidrio dopado con óxido de antimonio.
La concentración de plata más favorable en el baño de sales fundidas en que se lleva a cabo el
proceso de intercambio iónico es de 4 mol % para el vidrio que contiene óxido de arsénico y de 2
mol % para el vidrio con óxido de antimonio. En ambos vidrios la temperatura óptima del
tratamiento de intercambio iónico es de 500ºC y el tiempo, de 15 a 30 minutos. El desarrollo de la
coloración rubí por cambio iónico con plata es un proceso controlable y reproducible. El color
posee las características tricromáticas y de pureza deseadas para los fines del presente estudio.
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