Il vetro

dal sito:http://www.glassway.org/vetro/index.cfm?glass=1,12,0,0

Il vetro si ottiene per fusione in un forno ad alta temperatura di una miscela omogenea di minerali (miscela vetrificabile), detti materie prime, mescolati in opportune proporzioni in peso, e di rottame di vetro.
Le aggiunte delle materie prime sono calcolate in peso, facendo riferimento a 100 Kg di sabbia. Tutti i componenti la miscela sono in polvere e le dimensioni dei grani hanno una grande importanza per la riuscita della fusione. Se le polveri sono troppo fini vi sono problemi di spolverio, cioè di dispersione del prodotto nella camera fusoria e nell'ambiente attraverso i fumi, prima che abbia avuto il tempo per reagire. Se, invece, sono troppo grossolane, vi sono problemi di omogeneità della miscela; la silice, la materia prima più altofondente, è la più delicata da questo punto di vista. Grani troppo grossi non riuscirebbero a fondere; grani troppo fini si possono segregare (impaccare) e, non miscelandosi omogeneamente con le altre materie prime, risulterebbero anch'essi infusibili. L'omogeneità della miscela è importantissima e, per favorirla, oltre alla dimensione dei grani delle singole materie prime (granulometria), è fondamentale la buona la qualità della miscelazione e l'aggiunta di piccole quantità di acqua (2-4%) che impedisce la separazione tra le fasi.
Fino alla fine del XVIII secolo, le ceneri vegetali, la silice (biossido di silicio: SiO₂)e pochi altri composti erano praticamente gli unici componenti della miscela. Ma, da quando la scienza ha sviluppato la chimica moderna, anche l'industria vetraria ha fatto rapidi progressi ed i suoi prodotti hanno raggiunto già verso la fine del XIX secolo un alto grado di diversificazione e perfezione.
Da una parte, lo sviluppo della teoria del calore ha dato alle vetrerie la possibilità di usare combustibili diversi dal legno, d'altra parte, l'industria chimica ha creato nuovi materiali refrattari in grado di resistere a più alte temperature e nuove materie prime più economiche. Fra queste i più importanti sono sicuramente i composti alcalini di sintesi, indispensabili per fondere la silice.

Per abbassare la temperatura di fusione del quarzo (circa 1700 °C) si aggiunge un fondente, generalmente l'ossido di sodio. Nella produzione attuale esso viene aggiunto sottoforma di carbonato (soda) o nitrato. Qualunque sia la sua origine, naturale o artificiale, la soda, a circa 800°, si decompone in anidride carbonica (gas) ed ossido di sodio. Quest'ultimo ha la capacità di reagire, allo stato solido, con la silice trasformando il quarzo in silicati di sodio che fondono a più bassa temperatura.
Allo stesso modo si comporta la potassa o carbonato di potassio (K₂CO₃), anch'essa prodotta oggi industrialmente. Oltre a rendere più fusibile la silice, la soda (o potassa) ha la proprietà di allungare l'intervallo di temperature entro il quale il vetro solidifica (intervallo di lavorazione), e rende, come si dice in gergo, il vetro più lungo.

Il fondente in epoca romana ed altomedioevale era il natron, carbonato di sodio(Na₂CO₃), naturale che si trova nei laghi salati del Medio Oriente. Il vetro, fuso in Siria, Egitto o in Libano con sabbie siliceo-calcaree locali, veniva esportato sottoforma di blocchi di vetro grezzo per essere rifuso e lavorato in centri vetrari diffusi in tutto il bacino del Mediterraneo e nel nord Europa.
Nel medioevo il natron fu sostituito da ceneri vegetali. In dipendenza della dislocazione geografica delle vetrerie, le piante che venivano bruciate potevano essere di origine marina o terrestre. Dalle prime, che furono usate prevalentemente nell'area mediterranea, si ricavava soda, dalle ceneri di piante continentali (quercia, faggio, felce, ...), usate principalmente nel nord Europa, si otteneva la potassa.
Non essendo ancora possibile eseguire analisi chimiche per determinare nelle ceneri il tenore dei carbonati alcalini (in genere molto basso e variabile), i vetrai ne giudicavano la qualità dal colore, dall'odore e con l'aiuto del gusto.
Quando si voleva produrre vetro puro ed incolore era necessario estrarre dalle ceneri il carbonato di sodio (o potassio) mediante lisciviazione,sciogliendo in acqua bollente le ceneri e filtrando il residuo insolubilei. Dopo lisciviazione, dalle migliori ceneri si poteva ottenere circa il 40% di sali alcalini ( carbonati, solfati e cloruri ). Fu questo il principale segreto dei vetrai veneziani che portò all'invenzione del cristallo, un vetro così limpido ed incolore da essere paragonabile al cristallo di rocca (quarzo). Solo alla fine del '700, in Francia, si cominciò a produrre soda in modo artificiale, usando, come materia prima, il cloruro di sodio (sale marino o salgemma). Nel 1791 Nicolas Leblanc mette a punto un processo per la produzione di soda arificiale, molto più ricca in carbonato di sodio dei fondenti naturali, ma contenente ancora molte impurità. Con questo metodo si arrivò ad ottenere un prodotto contenente il 70-75% di carbonato di sodio. Uno degli inconvenienti del processo Leblanc era però l'alto costo di produzione.
Nel 1865, in Belgio, è stato messo a punto un nuovo processo per estrarre il sodio dalle acque marine, mediante trattamento con ammoniaca, per trasformalo poi in carbonato di sodio. E' il processo Solvay che fornisce soda di gran lunga migliore e più economica e che, opportunamente perfezionato, è tuttora utilizzato.