Хімія навколо нас

вироби з нього піддаються руйнуванню під впливом атмосферних впливів.

Для додання склу нерастворимости  у воді в нього вводять третій компонент -

вапно, вапняк, крейда. Всі вони характе ¬ ризуются однієї і тієї ж хімічної

формулою - СаСО3.

Скло, вихідними компонентами шихти  якого яв ¬ ляется кварцовий пісок, сода

і вапно, називають натрій-кальцієвим. Воно складає близько 90% одержаному ¬ мого

у світі скла. При варінні карбонат натрію і карбонат кальцію розкладаються в

відповідно до рівняння ¬ неніямі:

Na2CO3 → Na2O + CO2

СаСОз → СаО + СО2

У результаті до складу скла входять  оксиди SiO2, Na2O

і СаО. Вони утворюють складні з'єднання - силікати, які є 

натрієвими і кальцієвими солями кремнієвої кислоти.

У скло замість Na2O з успіхом можна  вводити К2

О, а СаО може бути замінений MgO, PbO, ZnO, BaO

. Частина кремнезему можна замінити  на оксид бору або оксид  фосфору (введенням 

сполук борної або фосфорної  кислот). У кожному склі міститься трохи

глинозему Аl2О3, попадає зі стінок стекловаренного 

судини. Іноді його додають спеціально. Кожен з перера ¬ лених оксидів 

забезпечує склу специфічні властивості. Тому, варіюючи цими оксидами і 

їх кіль ¬ якістю, отримують скла із заданими властивостями. Напри ¬ заходів, оксид

борної кислоти В2О3 призводить до зниження

коефіцієнта теплового розширення скла, а значить, робить його більш  стійким 

до резкім температурних змін. Свинець  сильно збільшує показник

заломлення скла. Оксиди лужних металів повели ¬ чивают розчинність скла

у воді, тому для хіміч ¬ ної  посуду використовують скло з малим  їх

утримуючи ¬ ням.

Забарвлення скла здійснюють введенням  в нього окси ¬ дів деяких металів  або 

освітою колоїдних частинок певних елементів. Так, золото і мідь при

колоїдному розподілі забарвлюють  скло в червоний колір. Такі стекла

називають золотим і мідним рубіном  відповідно. Срібло в колоїдному

стані окра ¬ жують скло в жовтий колір. Хорошим барвником є 

селен. У колоїдному стані він забарвлює скло в рожевий колір, а у вигляді

з'єднання CdS • 3CdSe - у червоний. Таке скло називають селеновим рубіном.

При фарбуванні оксидами металів колір  скла залежить від його складу і  від 

кількості оксиду-барвника. Наприклад, оксид кобальту (II) у малих

количе ¬ ствах дає блакитне скло, а у великих - фіолетово-синє з червонуватим

відтінком. Оксид міді (II) у натрій-кальциевом склі дає блакитний колір, а в 

калієво-цинковій - зелений. Оксид  марганцю (II) у натрій-кальциевом склі

дає червоно-фіолетове забарвлення, а в калієво-цинковій - синьо-фіолетову. Оксид

свинцю (II) підсилює колір скла і  додає кольору яскраві відтінки.

Існують хімічні і фізичні способи  забез ¬ цвечіванія скла. У хімічному 

способі прагнуть всі міститься  залізо перевести в Fe3 +.

Для цього в шихту вводять  окислювачі - нітрати лужних металів, шіоксід церію 

СеО2, а також оксид миш'яку (III) AS2O3

і оксид сурми (III) Sb2O3. Хімічно 

знебарвленого скла лише злегка забарвлене (за рахунок іонів Fe3 +

) В жовтувато-зеленуватий колір, але має гарний светопропусканием. При

фізичному знебарвленні до складу скла вводять «барвники», тобто іони,

які забарвлюють його в додаткові  тони до фарбування, створюваної іонами

заліза, - це оксиди нікелю, кобальта, рідкоземельних елементів, а також селен. Діок ¬ сид марганцю MnO2 має властивості як

химиче ¬ ського, так і фізичними  стає безбарвним ¬ вим, але його світлопропускання 

знижується. Таким обра ¬ зом, слід розрізняти світлопрозорі і знебарвлений ¬ ні

скла, оскільки ці поняття різні.

У деяких палацах, парадних будівлях і культових спорудах в Європі в 

дрібні осередки у віконних прое ¬ мах вставляли пластинки  слюди, які цінувалися

дуже дорого. У будинках простих  людей для цієї мети вико ¬ валися бичачий 

міхур і промаслена папір або  тканина. У середині XVI ст. навіть у палацах

французьких королів вікна закривалися  промасленим полотном або папером. Лише

в середині XVII ст. за Людовіка XIV у вікнах його палацу з'явилося скло в 

вигляді маленьких квадра ¬ тиків, вставлених у свинцевий халепу. Листове

стек ¬ ло великої площі довго  не вміли отримувати. Тому навіть у XVIII ст.

засклені вікна мали дрібний  пере ¬ батіг. Зверніть увагу на

реставровані будівлі петровської  епохи, наприклад на Меньшіковскій  палац у 

Санкт-Петербурзі. Однак повернемося до витоків виробниц ¬ ства віконного скла.

В кінці середньовічного періоду  в Європі почали широко застосовувати  «місячний» спосіб

виготовлення листо ¬ вого скла. У його основу також було покладено  метод видування.

При цьому способі спочатку видувається кулю, потім він сплющувався, до його дна

припаюється вісь, а близько видувательной  трубки заготівля обрізати. У 

результаті виходило подобу вази з  припаяної ніжкою-віссю. Розпечена  «ваза»

оберталася з великою швидкістю  навколо осі і під дією відцентрової сили

перетворювалася на плаский диск. Товщина такого диска була 2-3 мм, а діаметр 

доходив до 1,5 м. Далі диск відокремлювався  від осі і віджигається. Таке скло було

гладким і прозорим.Характерна його особливість - наявність у центрі диска 

потовщення, яке фахівці називають «пупком». Місячний спосіб виробництва

зробив листове скло доступним  для населення. Однак на зміну  їй уже в 

початку XVIII ст. прийшов інший більш  досконалий «халявний» спосіб, який

використовувався у всьому світі  майже протягом двох століть. За сущест ¬ ву, це

було удосконалення середньовічного  способу видування, в результаті якого 

виходив циліндр. «Халява» називали формовану  масу скла на кін ¬ лицею 

видувної трубки. Вона доходила до 15-20 кг і з неї в підсумку виходили листи

скла площею до 2-2,5 м2.

Дрібні скляні вироби роблять матовими обра ¬ риментальних фтороводородной 

(Плавикової) кислотою. Послід ¬  няя взаємодіє з діоксидом  кремнію, 

знаходяться на поверхні, з утворенням летючого тетрафториду кремнію 

SiF4 відповідно до рівняння

SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O

Фотохромні скла змінюють забарвлення  під дією випромінювання. У даний 

час отримали распростра ¬ вання  окуляри зі склом, які при освітленні

темніють, а за відсутності інтенсивного освітлення знову стають безбарвними.

Такі стекла застосовують для захисту  від сонця сильно засклених будівель і для 

підтримки постійної освітленості приміщень, а також на транс ¬  порті.

Фотохромні скла містять оксид  бору В2О3, а 

світлочутливим компонентом є  хлорид се ¬ ребра AgCl в 

присутності оксиду міді (I) Cu2O. При висвітленні відбувається

процес 

 

Виділення атомарного срібла приводить  до потемніння скла. У темряві реакція 

протікає у зворотному направ ¬  лення. Оксид міді (I) грає роль своєрідного 

ката ¬ Забезпечує.

Кришталь, кришталеве скло - це силікатне стек ¬ ло, що містить

різну кількість оксиду свинцю. Часто  на маркуванні вироби вказується

вміст свинцю. Чим більше його кількість, тим вище якість кришталю.

Кришталь характеризується високою  прозорос ¬ ностью, гарний блиск і великий

щільністю. Виро ¬ лія з кришталю в руці відчуваються по масі.

Строго кришталем називають  свинцево-калієве стек ¬ ло. Кришталеве скло, в 

якому частина КгО замінена на Na2O, а частина РbО 

замінена на CaO, MgO, BaO або ZnO, називають  полухрусталем.

Вважають, що кришталь був відкритий  в Англії в XVII столітті.

Кварцове скло. Його отримують плавленням чистого кварцового піску або 

гірського кришталю, що мають склад SiO2. Для виготовлення

кварцового скла потрібно дуже висока температура (вище 1700 ° С).

Розплавлений кварц має високу в'язкість і з нього важко  видаляються 

бульбашки повітря. Тому кварцове скло часто легко впізнається за укладеними

в ньому бульбашок. Найважливішим  властивістю кварцового скла є здатність 

витримувати будь-які темпі ¬ літературних скачки. Наприклад, кварцові труби діаметром

10-30 мм витримують багаторазове  нагрівання до 800-900 ° С і охолодження  у воді.

Бруси з кварцового скла, охолоджувані з одного боку, зберігають на

протилежній стороні температуру 1500 ° С і тому використовуються в якості

вогнетривів. Тонкостінні вироби із кварцового скла витримують різке 

охолодження ¬ ня на повітрі від  температури вище 1300 ° С і тому з успіхом 

використовуються для високоінтенсивних  джерел ¬ ків світла. Кварцове скло з усіх

стекол найбільш прозоро для  ультрафіолетових променів. На цій  проз ¬ рачності

негативно позначаються домішки оксидів  ме ¬ них металів і особливо заліза. Тому

для виробництва кварцового скла, що йде на вироби для роботи з 

ультрафіолетовим випромінюванням, пред'являються особливо жорсткі вимоги до чистоти

сировини. В особливо відповідь  ¬ дарських випадках кремнезем очищається перекладом у 

тетрафторид кремнію SiF4 (дією плавикової кислоти) з 

наступним розкладанням водою на діоксид  кремнію SiO2 і 

фтороводород HF.

Кварцове скло прозоро і в  інфрачервоній об ¬ ласті.

Ситалли - склокристалічні матеріали, отри ¬ очікувані регулюєтьсяемой 

кристалізацією скла. Скло, як відомо, - це твердий аморфний матеріал.

Його спонтанна кристалізація  в минулому приносила збитки на виробництві.

Зазвичай стекломасса досить стабільна  і не кристалізується. Однак при 

повторному нагріванні вироби зі скла до певної температури ¬ ри

стабільність скломаси знижується і вона переходить в тонкозернистий

кристалічний матеріал. Технологи навчилися проводити процес кристалізації

скла, виключаючи що розтріскування.

Ситалли мають високу механічну  міцність і термостійкість,

водостійкі і газонепроникні, характеризуються низьким коефіцієнтом

розширення, високою діелектричною  проникністю і низькими

ди ¬ електричними втратами. Вони застосовуються для виготовлення ¬  лення трубопроводів,

хімічних реакторів, деталей насосів, фільєри для формування синтетичних 

волокон, як футеровки електролізних  ванн і матеріалу для інфрачервоної 

оптики, в електротехнічній та елект ¬ оборонної промисловості.

Міцність, легкість і вогнестійкість зумовили при ¬ сування ситалів  в 

житловому і промисловому будів  ¬ ництві. З них виготовляють навісні 

самонесучі панелі зовнішніх стін будівель, перегородки, плити та блоки для

внутрішнього  облицювання стін, мощення доріг  і тротуарів, віконні коробки,

огородження балконів, сходові марші, хвилясту покрівлю, санітарно-

технічне  обладнання. У побуті з ситалу частіше  зустрічаються ¬ чаються у  вигляді білої 

непрозорою жаростійкої кухонь ¬ ної посуду. Встановлено, що ситалли

витримують  близько 600 різких теплових змін. Вироби з ситаллов не дряпаються

і не прогорають. Їх можна зняти з плити в  розпеченому до червона стані  і 

опустити  в крижану воду, витягти з холодильника і поставити на відкрите

полум'я, не побоюючись розтріскування або руйнування.

Ситалли - один з видів склокристалічних ма теріалів, які ведуть свою

історію всього лише з 50-х років поточного сторіччя, коли був виданий на них 

перший  патент. Піноскло - пористий матеріал, що представляє собою скляну масу,

пронизану численними

порожнечами. Воно має тепло-і звукоізоляційними  властивостями, невеликий 

щільністю (приблизно в 10 разів легше цегли) і високою міцністю, порівнянної 

з бетоном. Піноскло не тоне у воді і тому використовується для виготовлення

понтонних мостів і рятувальних приладдя. Однак  його головна область 

застосування  ¬ ня - будівництво. Піноскло є виключи  ¬ тельно ефективним

матеріалом  для заповнення внут ¬ ренних і  зовнішніх стін будівель. Воно легко

піддається механічній обробці: пилением, різанням, сверл ¬ ням і 

обточування на токарному верстаті.

Скляна вата і волокно. При нагріванні скло розм'якшується і легко 

витягується в тонкі і довгі  нитки. Тонкі скляні нитки не мають  і 

ознак крихкості. Їх характерною властивістю є надзвичай ¬ чайно високу

питомий опір розриву. Нитка діаметром 3-5 мкм має опір на

розрив 200-400 кг/мм2, тобто наближається по цій характе ¬ ристиками  до

м'якої сталі. З ниток виготовляють скло ¬ вату, скловолокно і склотканини.

Не важко здогадатися про  області використання цих матеріалів. Скловата

володіє прекрасними тепло-і звукоізоляційними  властивостями. Тканини,

виготовлені зі скляного волок ¬  на, мають надзвичайно високу хімічну 

стійко ¬ стю. Тому їх застосовують в хімічній промисловості ¬ ності в якості

фільтрів кислот, лугів і хімічно  активних газів. У результаті хорошою 

вогнестійкості склотканини застосовують для пошиття одягу пожежників і 

електрозварників, театральних завіс, драпіровок, килимів і т. п. Склотканини

крім вогнестійкості та хімічної стійкості  володіють також високими

електроізо ¬ ляційними 

Посуд зі скла. Якість посуду залежить від соста ¬ ва скла, способу  її

вироблення і характеру декору ¬ ної обробки. Найдешевшим склом  є 

кальцієво-натрієва. Для посуду покращеної якостівикористовують кальцієво-

натрієво-калієве скло, а для  посуду вищих сортів - кальцієво-калієве.

Найкращі сорти посуду виготовляють із кришталю.