La desalcalinización es un proceso de modificación de la superficie aplicable a los vidrios que contienen iones alcalinos , en el que se crea una capa superficial delgada que tiene una concentración más baja de iones alcalinos que la que está presente en el vidrio a granel subyacente. Este cambio en la composición de la superficie comúnmente altera las propiedades observadas de la superficie, más notablemente mejorando la resistencia a la corrosión .
Muchos productos de vidrio comerciales, como los recipientes, están hechos de vidrio de cal sodada y, por lo tanto, tienen un porcentaje sustancial de iones de sodio en su estructura interna. Dado que el sodio es un elemento alcalino, su eliminación selectiva de la superficie da como resultado una superficie desalcalinizada. Un ejemplo clásico de desalcalinización es el tratamiento de envases de vidrio , donde se utiliza un proceso especial para crear una superficie interior desalcalinizada que es más resistente a las interacciones con los productos líquidos que se colocan dentro del envase. Sin embargo, el término dealcalinización también se puede aplicar generalmente a cualquier proceso en el que una superficie de vidrio forma una capa superficial delgada que está empobrecida en iones alcalinos en relación con el volumen. Un ejemplo común son las etapas iniciales de la corrosión del vidrio ometeorización , donde los iones alcalinos son lixiviados de la región superficial por interacciones con el agua, formando una capa superficial dealcalinizada.
Una superficie dealcalinizada puede no tener restos de álcali o puede tener menos que la mayor parte. En los vidrios de silicato , las superficies desalcalinizadas también suelen considerarse "ricas en sílice", ya que se puede pensar que la eliminación selectiva de iones alcalinos deja una superficie compuesta principalmente de sílice (SiO 2 ). Para ser precisos, la desalcalinización generalmente no implica la eliminación total del álcali del vidrio, sino su reemplazo con protones (H + ) o iones de hidronio (H 3 O + ) en la estructura a través del proceso de intercambio iónico .
Para los envases de vidrio, el objetivo de la desalcalinización de la superficie es hacer que la superficie interior del envase sea más resistente a las interacciones con los productos líquidos que luego se colocan en su interior. Dado que el tratamiento está dirigido principalmente a cambiar las propiedades de la superficie interior en contacto con el producto, también se denomina "tratamiento interno".
El ejemplo más común de su uso con recipientes es en botellas destinadas a contener licores alcohólicos . La razón de esto es que algunos licores alcohólicos como el vodka y la ginebra tienen un pH aproximadamente neutro y un alto contenido de alcohol, pero no amortiguan de ninguna manera los cambios en el pH. Si el álcali se filtra del vidrio al producto, el pH comenzará a aumentar (es decir, se volverá más alcalino), y eventualmente puede alcanzar un pH lo suficientemente alto como para que la solución comience a atacar el vidrio de manera bastante efectiva. [1] [2] Mediante este mecanismo, los productos alcohólicos inicialmente neutros pueden alcanzar un pH en el que el propio recipiente de vidrio comienza a disolverse lentamente, dejando finas escamas o partículas de vidrio silíceo en el líquido. El tratamiento de desalcalinización dificulta este proceso al eliminar el álcali de la superficie interior. Esto no solo significa menos álcali extraíble en la superficie del vidrio en contacto directo con el producto, sino que también crea una barrera para la difusión del álcali desde el vidrio a granel subyacente al producto. [3]
La misma lógica se aplica a los artículos de vidrio farmacéutico, como los viales destinados a contener medicamentos. Si bien muchos de estos artículos están compuestos de vidrio de borosilicato más duradero , a veces también se desalcalinizan para minimizar la posibilidad de que el álcali se filtre del vidrio al producto. Esta acción ayuda a evitar cambios no deseados en el pH o la fuerza iónica de la solución, lo que no solo inhibe el eventual ataque del vidrio como se describió anteriormente, sino que también puede ser importante para mantener la eficacia o la estabilidad de las formulaciones de productos sensibles.