La coloración del vidrio y el marcado de color se pueden obtener de varias maneras.
mediante la adición de iones colorantes , [1] [2]
por precipitación de coloides de tamaño nanométrico (los llamados vidrios llamativos [1] como el "rubí dorado" [3] o el "rubí de selenio" rojo), [2]Vidrio esmaltado de la antigua Roma , siglo I, tesoro de Begram
El óxido de hierro (II) se puede añadir al vidrio para obtener un vidrio de color verde azulado que se utiliza con frecuencia en las botellas de cerveza. Junto con el cromo , proporciona un color verde más intenso que se utiliza en las botellas de vino .
El azufre , junto con el carbono y las sales de hierro, se utiliza para formar polisulfuros de hierro y producir vidrio ámbar que va del amarillento al casi negro. En los vidrios de borosilicato ricos en boro, el azufre imparte un color azul. Con calcio produce un color amarillo intenso. [4]
El dióxido de manganeso , que es negro , se utiliza para eliminar el color verde del vidrio; en un proceso muy lento, este se convierte en permanganato de sodio , un compuesto de color púrpura oscuro . En Nueva Inglaterra, algunas casas construidas hace más de 300 años tienen vidrios de ventanas que están ligeramente teñidos de violeta debido a este cambio químico; y estos paneles de vidrio son apreciados como antigüedades. Este proceso se confunde ampliamente con la formación del "vidrio amatista del desierto", en el que el vidrio expuesto a la luz solar del desierto con un alto componente ultravioleta desarrolla un delicado tinte violeta. Los detalles del proceso y la composición del vidrio varían, al igual que los resultados, porque no es una cuestión sencilla obtener o producir muestras controladas adecuadamente. [5]
Las concentraciones pequeñas de cobalto (0,025 a 0,1 %) dan como resultado un vidrio azul . Los mejores resultados se obtienen cuando se utiliza vidrio que contiene potasa . Se pueden utilizar cantidades muy pequeñas para decolorar.
El níquel , según la concentración, produce vidrio azul, violeta o incluso negro . El cristal de plomo con níquel añadido adquiere un color violáceo. El níquel junto con una pequeña cantidad de cobalto se utilizaba para decolorar el vidrio de plomo .
El cromo es un agente colorante muy potente, que produce un color verde oscuro [6] o incluso negro en concentraciones más altas. Junto con el óxido de estaño y el arsénico produce un vidrio verde esmeralda . La aventurina de cromo , en la que la aventuriscencia se logra mediante el crecimiento de grandes placas paralelas de óxido de cromo (III) durante el enfriamiento, se fabrica a partir de vidrio con óxido de cromo agregado en una cantidad superior a su límite de solubilidad en el vidrio.
El cadmio, junto con el azufre, forma sulfuro de cadmio y da lugar a un color amarillo intenso, que se utiliza a menudo en esmaltes. Sin embargo, el cadmio es tóxico. Junto con el selenio y el azufre, produce tonos de rojo y naranja brillantes. [7]
La adición de titanio produce un vidrio de color marrón amarillento . El titanio, que rara vez se utiliza solo, se emplea más a menudo para intensificar y dar brillo a otros aditivos colorantes.
Se puede añadir uranio (entre el 0,1 y el 2 %) para que el vidrio adquiera un color amarillo o verde fluorescente. [8] El vidrio de uranio no suele ser lo suficientemente radiactivo como para resultar peligroso, pero si se muele hasta convertirlo en polvo (por ejemplo, al pulirlo con papel de lija) y se inhala, puede ser cancerígeno . Cuando se utiliza con vidrio de plomo con una proporción muy alta de plomo, produce un color rojo intenso.
El didimio da color verde (usado en filtros UV) o rojo lila. [7]
El selenio , al igual que el manganeso, se puede utilizar en pequeñas concentraciones para decolorar el vidrio, o en concentraciones más altas para impartir un color rojizo , causado por nanopartículas de selenio dispersas en el vidrio. Es un agente muy importante para hacer vidrio rosado y rojo. Cuando se utiliza junto con sulfuro de cadmio , [9] produce un color rojo brillante conocido como "Rubí de selenio".
El cobre metálico puro produce un vidrio opaco de color rojo muy oscuro, que a veces se utiliza como sustituto del oro en la producción de vidrio de color rubí .
El oro metálico , en concentraciones muy pequeñas (alrededor del 0,001 %, o 10 ppm), produce un vidrio de color rubí intenso ("Ruby Gold" o "Rubino Oro"), mientras que concentraciones más bajas producen un rojo menos intenso, a menudo comercializado como " cranberry ". El color es causado por el tamaño y la dispersión de las partículas de oro. El vidrio de oro rubí generalmente está hecho de vidrio de plomo con estaño agregado .
La púrpura de Casio es un pigmento púrpura formado por la reacción de sales de oro con cloruro de estaño (II).
Colorante añadido al vidrio
Los principales métodos para ello son el vidrio esmaltado , que es esencialmente una técnica para pintar patrones o imágenes, que se utiliza tanto para vasijas de vidrio como para vidrieras, y la pintura para vidrio, normalmente negra y plateada , que da tonos amarillos y naranjas a las vidrieras. Todos estos colores se cuecen en un horno para fijarlos y pueden ser extremadamente duraderos si se aplican correctamente. Esto no es así con el vidrio "pintado en frío", que utiliza pintura al óleo u otras mezclas, que rara vez duran más de unos pocos siglos.
El vidrio que contiene dos o más fases con diferentes índices de refracción muestra una coloración basada en el efecto Tyndall y explicada por la teoría de Mie , si las dimensiones de las fases son similares o mayores que la longitud de onda de la luz visible . La luz dispersa es azul y violeta como se ve en la imagen, mientras que la luz transmitida es amarilla y roja.
El vidrio dicroico tiene uno o varios recubrimientos en el rango nanométrico (por ejemplo, metales, óxidos metálicos o nitruros) que le confieren propiedades ópticas dicroicas . El aspecto azulado de algunos parabrisas de automóviles también se debe al dicroísmo.
^ de Bernard HWS De Jong, Ruud GC Beerkens, Peter A. van Nijnatten: "Vidrio", en: "Enciclopedia de química industrial de Ullmann"; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2002, doi :10.1002/14356007.a12_365
^ abc Werner Vogel: "Química del vidrio"; Springer-Verlag Berlin y Heidelberg GmbH & Co. K; 2.ª edición revisada (noviembre de 1994), ISBN 3-540-57572-3
^ Formación de nanopartículas de oro en vidrio rubí dorado: la influencia del estaño
^ Sustancias utilizadas en la fabricación de vidrio coloreado Archivado el 2 de abril de 2010 en Wayback Machine. 1st-glass.1st-things.com (David M Issitt). Consultado el 9 de abril de 2014.
^ Nassau, Kurt (2001). La física y la química del color: las quince causas del color. Wiley. ISBN978-0-471-39106-7. Recuperado el 4 de abril de 2013 .
^ Ficha técnica química: cromo Archivado el 15 de agosto de 2017 en Wayback Machine www.speclab.com. Consultado el 3 de agosto de 2006
^ ab R. Barbour. "Soplado de vidrio para técnicos de laboratorio" (PDF) . wiredfreak.com. Archivado desde el original (PDF) el 26 de marzo de 2012. Consultado el 9 de abril de 2014 .
^ Vidrio de uranio www.glassassociation.org.uk (Barrie Skelcher). Consultado el 3 de agosto de 2006
^ "Selenio". Diccionario ilustrado del vidrio . www.glassonline.com. Archivado desde el original el 1 de octubre de 2011. Consultado el 9 de abril de 2014 .
^ "¿Por qué el cielo es azul y los atardeceres rojos?: Azul y rojo". Causas del color . Instituto para el Avance Educativo Dinámico . Consultado el 23 de abril de 2014 .
