διερευνηση των παραγοντων

Γενικά, η διείσδυση πρωτονίων (Η + ) στο υλικό του γυαλιού είναι σχετικά απίθανη,
διότι η ενέργεια ενυδάτωσης των Η + σε Η3Ο + είναι πολύ μεγάλη, κατά απόλυτη τιμή και
αρνητική (περίπου ‐367 Κcal/mol). Από μελέτες, που έγιναν με υπέρυθρη φασματοσκοπία,
από τον Scholze (1975), διαπιστώθηκε η ύπαρξη μορίων νερού μέσα στη στοιβάδα
διάχυσης και η αναλογία των εισερχόμενων πρωτονίων προς τα μόρια του νερού βρέθηκε
να αλλάζει, με τη θερμοκρασία και τη φύση του ιόντος του αλκαλίου, ενώ είναι ανεξάρτητη
από την περιεκτικότητα αλκαλίου στο γυαλί. Έτσι δεν διαπιστώθηκε καθαρά αν τα μόρια
του νερού, που βρέθηκαν στη στοιβάδα διάχυσης προήλθαν από το διάλυμα σαν H2Ο ή
Η3Ο + ή σχηματίστηκαν επί τόπου μέσα στη στοιβάδα διάχυσης από την αντίδραση:
‐ ‐ ‐Si – OH + ΗO – Si‐ ‐ ‐ ↔ ‐ ‐ ‐Si – O – Si‐ ‐ ‐ + H2O
Η αντίδραση αυτή, που θα μπορούσε να χαρακτηρισθεί αντίδραση συμπύκνωσης
του νερού, έχει διαπιστωθεί ότι συμβαίνει σε ενυδατωμένη επιφάνεια πυριτίουκαι
μετατρέπει το διαλυτό πυριτικό οξύ σε αδιάλυτο διοξείδιο του πυριτίου [2].
Από μελέτες, που έγιναν από τους Douglas και Isard (1949) σε εμπορικό πυριτικό
γυαλί με περιεκτικότητες σε SiO2 69,9 %, Al2O3 2,6 %, CaO 5,4 %, MgO 3,6 % και ΝaO 16,8 %
διαπιστώθηκε ότι το ποσό του νατρίου, που απομακρύνθηκε από την επιφάνεια του
γυαλιού, από τη δράση απεσταγμένου νερού, είναι ανάλογο προς την τετραγωνική ρίζα του
χρόνου.
Από τις παρατηρήσεις αυτές διαπιστώθηκε επίσης ότι, για τη διαδικασία αυτή
καθοριστικό ρόλο παίζουν η διάχυση του διαβρωτικού διαλύματος και η ηλεκτρική
αγωγιμότητα του γυαλιού.
Επίσης, διαπιστώθηκε ότι κάτω από τη θερμοκρασία, που το γυαλί γίνεται
εύπλαστο, τα άτομα στο πυριτικό υλικό είναι σε σταθερές θέσεις και τα άτομα του νατρίου
μπορούν να μετακινηθούν από τις θέσεις τους σε γειτονικές αν αποκτήσουν μια ορισμένη
ενέργεια.
Τέλος, η διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από το γυαλί μπορεί να
πραγματοποιηθεί με τις μετακινήσεις των ιόντων του νατρίου. Κατά τη διάρκεια της
διάχυσης των ιόντων του νατρίου προς την επιφάνεια του γυαλιού πρέπει να διατηρηθεί η
ηλεκτρική ουδετερότητα του υλικού με την αντίθετη διάχυση άλλων ιόντων, το οποίο
σημαίνει ότι σχηματίζεται μια διπλή στοιβάδα ιόντων στην επιφάνεια, που παρεμποδίζει τη
συνεχιζόμενη απομάκρυνση των ιόντων του νατρίου. Το ποσό του νατρίου, που θα
μπορούσε να απομακρυνθεί, πριν αυτή η διπλή στοιβάδα σταματήσει τη διαδικασία,
βρέθηκε να είναι συνήθως εκατό φορές μικρότερο από το ποσό του νατρίου, που
πραγματικά έχει απομακρυνθεί [2].
Ο Halvac (1963, 1967) ανέπτυξε ένα μαθηματικό μοντέλο, για την ταυτόχρονη
απομάκρυνση νατρίου και πυριτίου. Τα συμπεράσματα, που προέκυψαν σχετικά με τη
διάβρωση του γυαλιού σε υδατικό διάλυμα δείχνουν ότι συνυπάρχουν δύο διαδικασίες:
54