§25 Стекло
Вопросы перед параграфом
Задание №1
Из чего состоит стекло?
Ответ
Кварцевое стекло состоит из чистого оксида кремния ($SiO_{2}$).
Силикатное стекло состоит из оксидов металлов и оксида кремния (например: $Na_{2}O$ * $CaO$ * 6$SiO_{2}$ − формула оконного стекла. Знак умножения в химической формуле означает, как ни странно, просто сумму.).
Задание №2
Из чего получают стекло?
Ответ
Стекло получают при взаимодействии оксида кремния, соды и известняка. В ходе реакции также выделяется углекислый газ.
6$SiO_{2}$ + $Na_{2}CO_{3}$ + $CaCO_{3}$ = $Na_{2}O$ * $CaO$ * 6$SiO_{2}$ + 2$CO_{2}$
Задание №3
Почему одни стёкла не имеют цвета, а другие окрашены?
Ответ
Цветные стёкла получают, вводя в шихту или в стекломассу специальные красящие добавки. В их роли выступают соли или оксиды различных металлов. Сильнее всего окрашивает стекло оксид кобальта CoO, который придаёт ему яркий синий цвет. Если красителя добавить много, то стекло будет казаться чёрным. Используя различные красители и комбинируя их, готовя шихту разных составов, удаётся получить стекло самых разнообразных оттенков.
Рис. 133. Окраска стёкол ионами металлов
Задание №4
Где применяют стёкла?
Ответ
В настоящее время стёкла находят широкое применение в строительстве, архитектуре, быту. Линзы очков, фотоаппаратов и телескопов изготавливают из особого оптического стекла. Посуда из стекла, дешёвая и гигиеничная, прочно вошла в наш быт. Лабораторная посуда, в которой мы проводим опыты, тоже по большей части стеклянная.
§25. проблемный вопрос
Задание №1
Какие свойства делают стекло удобным материалом для создания произведений искусства?
Ответ
Важнейшие свойства стекла, обусловливающие его применение, — высокая прозрачность для лучей света, значительная механическая прочность, стойкость к воздействию химических реагентов наряду с низкой теплопроводностью и большая цветовая палитра.
§25. вопросы и задания
Задание №1
Что называют стеклом?
Ответ
Стёкла − это аморфные тела, образующиеся при охлаждении высоковязких расплавов.
Задание №2
Расскажите о производстве стекла.
Ответ
Сырьём для производства стекла является шихта, состоящая из кварца ($SiO_{2}$), соды ($Na_{2}CO_{3}$) и известняка ($CaCO_{3}$). Её тщательно измельчают, перемешивают и подают в печь. Процесс производства стекла принято называть варкой, т.к. образуется расплав, из которого выделяется множество пузырьков газа − это углекислый газ, который образуется при разложении карбонатов:
6$SiO_{2}$ + $Na_{2}CO_{3}$ + $CaCO_{3}$ $\overset{t}{=}$ $Na_{2}O$ * $CaO$ * 6$SiO_{2}$ + 2$CO_{2}$
Задание №3
Назовите изделия из стекла, с которыми вы встречаетесь в быту.
Ответ
Окна, витрины, стеклянные стаканы, стеклянный графин, стеклянные бусы, банки, бутылки.
Задание №4
Приведите примеры, доказывающие, что при нагревании стекло обладает пластичностью.
Ответ
Если нагреть стеклянную палочку на кончике пламени спиртовки, а потом согнуть её, то при остывании палочка сохранит согнутую форму. Стеклодувы надувают комочек расплавленного стекла как резиновый шарик.
Задание №5
Какие ионы придают стеклу окраску?
Ответ
Ионы меди ($Cu^{2+}$) придают стеклу синюю окраску.
Ионы хрома ($Cr^{3+}$) − зелёную.
Ионы марганца ($Mn^{3+}$) − фиолетовую.
Ионы кобальта ($Co^{2+}$) − ярко−синюю.
Ионы железа ($Fe^{3+}$ и серы $S^{2-}$) − янтарную.
Ионы железа ($Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$) − зелёную.
Ионы эрбия ($Er^{3+}$) − розовую.
Ионы неодима ($Nd^{3+}$) − лиловую.
Рис. 133. Окраска стёкол ионами металлов
Задание №6
Как отличить цветное стекло от кристалла?
Ответ
При ударе кристаллические тела раскалываются, образуя плоские сколы, соответствующие плоскостям спайности. Стёкла раскалываются с образованием изогнутых поверхностей, напоминающих раковины.
