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Vetri artistici e acido fluoridrico - chimicamo

Vetri artistici e acido fluoridrico

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I vetri artistici sono oggetti frutto delle abili mani di artigiani che riescono con una materia povera ad ottenere manufatti di incredibile bellezza. Per ottenere i vetri artistici si usa l’acido fuoridrico.

L’acido fluoridrico è una soluzione incolore altamente corrosiva contenente il fluoruro di idrogeno il cui contatto può provocare ustioni profonde.

E’ l’unico acido alogenidrico debole che si ionizza secondo l’equilibrio:

HF + H2O ⇄ H3O+ + F

regolato da una costante dell’ordine di 10-4.

Si ignora chi fu il primo ad ottenere l’acido fluoridrico la cui sintesi sembra risalire a secoli addietro rispetto a quella realizzata  dal chimico svedese Carl Wilhelm Scheele. Egli  lo sintetizzò su larga scala nel 1771 a partire dalla fluorite, minerale contenente fluoruro di calcio.

Sintesi

Attualmente è ancora prodotto a partire dalla fluorite con acido solforico concentrato ad elevate temperature secondo la reazione:

CaF2 + H2SO42 HF + CaSO4

Nell’impianto di produzione è aggiunto acido solforico in modo da spostare verso destra l’equilibrio. Il gas è separato dai solidi e ulteriormente trattato con acido solforico per ottenerlo anidro.

In alternativa l’acido fluoridrico è ottenuto come sottoprodotto nella produzione dell’acido fosforico che è ottenuto a partire dall’apatite che, tuttavia, contiene una certa quantità di fluoroapatite.

Contrariamente a tutti gli acidi che sono conservati in contenitori di vetro l’acido fluoridrico è conservato nella plastica. Esso infatti intacca il vetro.

Lavorazione

Questa sua caratteristica lo ha reso celebre, in campo artistico, in quanto si può incidere il vetro a più strati per mezzo di bagni di acido fluoridrico.

Tale lavorazione, la cui esecuzione è tutt’altro che facile oltre che nociva, era eseguita dagli artisti. Essi  dopo aver ricoperto il vetro con bitume o vernice giudaica eseguivano il disegno con uno strumento metallico appuntito, fino a raggiungere il vetro stesso.

L’oggetto era  quindi trattato con dei tamponi inzuppati nell’acido fluoridrico, oppure immerso completamente in esso, per il tempo necessario ad intaccare la superficie non protetta, modulando la profondità della corrosione del vetro e la   profondità dell’incisione varia con la durata del contatto e con la concentrazione dell’acido.

Questa tecnica detta gravure à l ‘acide pare fosse già nota nel XVI secolo fu  sfruttata in modo mirabile dall’artista francese Emile Gallé.  il grande decoratore, considerato il maestro vetraio più importante della storia del vetro,  utilizzando strati vetrosi di diversi colori li riportava in superficie ottenendo effetti cromatici di grande impatto.

L’acido fluoridrico riesce ad intaccare il vetro non perché è  un acido ma a seguito di una reazione chimica.

Reazione con il biossido di silicio

Uno dei componenti del vetro è il biossido di silicio che agisce da vetrificante ed è questo composto che reagisce con l’acido fluoridrico secondo la reazione:
SiO2 + 4 HF SiF4 + 2 H2O

Il tetrafluoruro di silicio ottenuto dalla reazione pur avendo una struttura analoga al biossido di silicio è gassoso e si allontana  con esalazione di vapori nocivi e il vetro viene intaccato.

Chi è un addetto ai lavori rimane sempre esterrefatto da come si siano potute sfruttare le  reazioni chimiche per ottenere  composti, leghe e materiali senza avere alcuna conoscenza di come decorressero tali reazioni e di come i nostri progenitori riuscissero a concepirle.

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