Vidrio Pyrex: qué es, composición, características, propiedades
¿Qué es el vidrio Pyrex?
El vidrio Pyrex es un vidrio especial de boro silicato cuya marca (Pyrex) realizó su aparición en la ciudad de New York en el año 1915, fabricado por Corning Glass. Surgió como material para envases de comida modernos, también empleado para almacenar y hornear los alimentos en el mismo tipo de recipiente.
El origen de la palabra Pyrex ha generado ciertas discrepancias, pero se acepta que se deriva del artículo más vendido en los momentos iniciales de su comercialización: un plato en el que se horneaba una torta. Con este vidrio se fabrican muchos materiales y equipo de laboratorio de muchas formas, como láminas o placas, tubos, celdas y varillas.
Estos instrumentos poseen diferentes tamaños, grosores y tienen diversas aplicaciones y usos, los cuales requieren de diferentes grados de precisión, de resistencia química, mecánica y térmica. Asimismo, con el vidrio Pirex se elaboran materiales de vidrio volumétricos (pipetas, buretas, cilindros graduados, etc.).
Sus moléculas no reaccionan químicamente con los líquidos que contiene, ya sean ácidos o bases; por lo tanto, no altera tampoco el pH de las sustancias envasadas. En sus inicios fueron considerados pesados y costosos como utensilios de cocina.
Composición química del vidrio Pirex
Según el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos, todos los fabricantes de equipos e instrumentos Pyrex —como Corning, la Arc Internacional Pyrex y laboratorios Pyrex— tienen en común que lo fabrican partiendo de un vidrio de borosilicato que tiene los siguientes elementos químicos:
Varios fabricantes o proveedores del vidrio Pyrex tienen estandarizada la composición como se especifica a continuación, también en las unidades de concentración porcentuales p/p:
Características y propiedades del vidrio pyrex
La siguiente tabla permite resumir las propiedades o características generales, mecánicas, térmicas y eléctricas que se le atribuyen al vidrio Pyrex o vidrio de borosilicato:
La composición química del Pyrex, sus propiedades y la calidad de los procesos en su fabricación permiten resumir entonces las siguientes propiedades:
- Químicamente, el vidrio de borosilicato es resistente frente al contacto con agua, la gran mayoría de los ácidos, halógenos, solventes orgánicos y soluciones salinas. Por este motivo, se fabrican los matraces y balones de vidrio con este material.
- Posee alta resistencia hidrolítica, razón por la que soporta altas temperaturas y las repetidas tensiones térmicas a la que es sometido. Por ejemplo, es resistente a los consecutivos procesos de esterilización a que puede ser sometido con el uso del calor húmedo (autoclave).
- Debido a que el Pyrex posee un bajo coeficiente de dilatación térmica, puede ser utilizado a 500 °C, pero se recomienda que sea por poco tiempo.
- Su material es homogéneo, puro, y su contenido de burbujas e inclusiones es muy bajo.
- Es muy resistente a los golpes.
- Posee un buen índice de refracción.
- Con relación a las propiedades ópticas, la capacidad del pyrex de transmitir la luz en el rango visible del espectro, cerca de la luz ultravioleta, se aprovecha al máximo en el área de la fotometría química.
Estructura de los borosilicatos
La imagen superior ilustra una estructura ordenada de silicatos, la cual contrasta con los verdaderos arreglos amorfos del vidrio pyrex.
Vista desde arriba, da la impresión de que consiste en triángulos amarillos, pero son en realidad tetraedros, con un átomo metálico de silicio en el centro y átomos de oxígeno en sus vértices.
A pesar la apariencia cristalina, molecularmente la malla de borosilicatos presenta patrones desordenados; es decir, es un sólido amorfo.
Así, los tetraedros de silicatos se enlazan a los óxidos bóricos (B2O3). El boro aquí se encuentra como un plano trigonal. En otras palabras, son tetraedros enlazados a triángulos planos de boro.
Sin embargo, este desorden —o estructura amorfa— le permite alojar cationes, los cuales refuerzan las interacciones moleculares.
Ventajas
- Es muy útil para la fabricación de equipos y materiales de vidrio utilizados en los laboratorios de química e investigación científica, como tubos de centrífuga, material de vidrio volumétrico, pipetas y discos para filtros de borosilicato, todos ellos estandarizados conforme a las normas de calidad internacional ISO.
- Se elaboran también uniones de vidrio Pyrex cónicas, esféricas, planas, y de rosca.
- Se hacen sustratos de vidrio para recubrimiento dieléctrico, y para fabricar lentes y material óptico de precisión muy delgados.
- Es usado en la industria aeroespacial, específicamente para la fabricación de equipos ópticos de reflexión debido a su baja expansión térmica. Asimismo, con el Pyrex se han fabricado espejos para telescopios.
- Permite la fabricación de envases de vidrio muy gruesos
- Sirve en la elaboración de superficies usadas como sustrato con función de sensor.
- Se emplea en la fabricación de instrumentos y cubiertas protectoras de altas temperaturas.
- Sirve como material para artefactos de vidrio que absorben neutrones.
Desventajas
Hasta el momento son muy pocos los aspectos relevantes que pueden ser señalados como desventajas del vidrio Pyrex:
- Desde el punto de vista químico, se reconoce que el vidrio Pyrex es atacado por el ácido fluorhídrico, por el ácido fosfórico concentrado y caliente, y por soluciones alcalinas fuertes que le causan un efecto corrosivo.
- Los fabricantes del vidrio Pyrex no garantizan la estabilidad de los materiales cuando son usados bajo diferentes condiciones de vacio y presión. Por esta razón es imprescindible tomar en cuenta la información que provee el fabricante y seguir sus indicaciones para asegurar la protección tanto del material como del usuario.
- Se encuentran pocas reseñas de entes de protección al consumidor con situaciones referentes a la seguridad en su uso con recipientes usados para hornear alimentos tras sufrir fracturas por golpes o caídas.
Vidrio Pyrex en la cocina
Con relación a este tipo de utensilios usados en la cocina, se han presentado diversos estudios comparativos entre los recipientes elaborados con el Pyrex de borosilicato y utensilios fabricados con vidrio templado con cal sódica.
Se ha confirmado que el Pyrex es más resistente a las altas temperaturas, pero que posee menos resistencia mecánica que los recipientes de vidrio templado empleados para este mismo fin.
Referencias
- Präzisions Glas & Optik GmbH. Stephan Köthe, Marc Mennigmann. PYREX® 7740 Recuperado de pgo-online.com
- Pyrex. Recuperado de en.wikipedia.org
- Azo Materials. Borosilicate Glass – Properties of Borosilicate Glass (Pyrex/Duran) by Goodfellow Ceramics & Glass Division. Recuperado de azom.com
- Bibby Sterilin. Technical Information. Pyrex® Borosilicate Glass. Recuperado de sciencemadness.org
- Actualist. Silicate structures. [Figura]. Recuperado de commons.wikimedia.org