Equilíbrio químico em lentes fotossensíveis

As lentes dos óculos que escurecem quando a radiação solar incide sobre elas e que clareiam quando estão em ambientes fechados têm como princípio de funcionamento o deslocamento de um equilíbrio químico.

O vidro comum é feito pela reação entre a barrilha (carbonato de sódio – Na₂CO₃), o calcário (carbonato de cálcio - CaCO₃) e a sílica (SiO₂) da areia:

Barrilha + calcário + areia → vidro comum

Na₂CO₃ + CaCO₃ + SiO₂ → silicatos de sódio e de cálcio

No entanto, o vidro fotocromático do qual são feitas as lentes fotossensíveis possuem uma constituição um pouco diferente. Entre os tetraedros de sílica ficam aprisionados sais de cloreto de prata e uma pequena quantidade de íons cobre I. Estabelece-se na lente o seguinte equilíbrio:

Lente clara         Lente escura
2 Ag⁺ + 2 Cl^1- ↔ 2 Ag⁰ +  Cl₂

Quando a radiação solar incide sobre a lente, o equilíbrio é deslocado para a direita, no sentido de formação de prata metálica que faz com que a lente fique escura. Além disso, os íons cobre (Cu⁺) reagem com o Cl₂ e regeneram os íons Cl^1-, estabelecendo outro equilíbrio químico:

2 Cu⁺ + Cl₂ ↔ 2 Cu²⁺ + 2 Cl^1-

Quando a pessoa entra em um ambiente fechado, sem a radiação do sol, os íons cobre reagem com a prata metálica, responsável pelo escurecimento da lente e, conforme mostra a reação a seguir, ela se torna cátion novamente, que se une aos ânions cloreto, restabelecendo o cloreto de prata do início. Portanto, a lente fica clara.

2 Cu²⁺ + 2 Ag⁰ ↔ 2 Ag⁺ + 2 Cu⁺

2 Ag⁺ +  2 Cl^1-

Lente clara