Оборудование, материалы:

Муфельная электропечь, спиртовка, тигли, тигельные щипцы, железная проволока, весы химические, сито.

Кварцевый песок, борная кислота, оксид свинца (!), прокалённые оксиды металлов (красители).

Для того чтобы ознакомиться с сущностью производ­ства стекла, в лабораторных условиях получают легко­плавкие свинцово-борные, свинцово-бор-силикатные стекла. Состав некоторых легкоплавких стёкол представлен в таблице №3 (Приложение № 1).

Формула легкоплавкого свинцово-борного стекла – ²/₃К₂О _* 3В₂О_{3 *} 2PbO

Выбираем первый вариант состава стекла, производим расчет шихты, необходимой для получения 10 г стекла, с учетом состава исходного сырья.

В качестве сырья берём борную кислоту (Н₃ВO₃), учитываем, что она содержит 56,45% В₂О₃ и 43,55% Н₂О. Поташ (К₂CO₃) содержит 68% К₂О.

Дано: m (см) = 10 г w(К2О) = 8,6% w(РbО) = 62% w(B2O3) = 29,2% w(B2O3 в Н3ВО3) = 56,45% w(К2O в К2CO3) = 68% ___________________ Найти: m (К2О) m (РbО) m (B2O3)

Решение. 10 г – 100% х1 = 10 ∙ 8,6 : 100 = 0,86 (г) (К2О) х1 г – 8,6% 0,86 г – 68% х2 = 0,86 ∙ 100 : 68 = 1,26 (г) (К2CO3) х2 г – 100% 10 г – 100% х3 = 10 ∙ 62 : 100 = 6,2 (г) (РbО) х3 г – 62% 10 г – 100% х4 = 10 ∙ 29,2 : 100 = 2,92 (г) (B2O3) х4 г – 29,2% 2,96 г – 56,45% х5 = 2,96 ∙ 100 : 56,45 = 5,17 (г) (Н3ВО3) х5 г – 100%

Аналогичным способом рассчитываются масса ускорителя и красителей. В качестве ускорителя варки стекла в шихту можно ввести 0,1г. фторида кальция. В качестве красителя, например оксид железа (Fe₂O₃) массой ≈0,02г.

Расчётные данные представлены в таблице № 4 (Приложение № 1).

Вычисленные количества сырьевых материалов взвешиваем на технохимических весах с точностью до 0,01 г.

Взвешенную смесь сырьевых веществ, тщательно перемешиваем и аккуратно переносим в фарфоровый тигель. Помещаем тигель в муфельную печь, нагреваем его до тех пор, пока не произойдут все реакции стекло

---

образования. После этого, усиливая нагревание, даём возможность стекломассе осветлиться и приобрести однородность.

Для проверки готовности стекла делаем пробу на провар. Для этого в стекломассу погружаем металличе­скую проволоку, а затем, быстро удаляя ее, вытягиваем стеклянную нить. Если нить не имеет утолщение — узелков, значит, стекломасса проварилась.

Когда стекло будет сварено, берём тигель щипцами и каплями выливаем стекломассу на металлическую пластинку. (Приложение № 2).

Для получения окрашенного стекла, пользуясь приведенной выше таблицей важнейших красителей и глу­шителей стекла, выбираем нужный окисел металла, рассчитываем его количество и взяв навеску, высыпаем в приготовленную шихту. Взвешиваем полученное стекло. Рассчитываем потери.

Дано: mтеор(стекла) = 30 г mпракт(стекла) ≈ 24 г ________________ Найти: w(потерь)

Решение. 30 г – 100% х1 = 24 ∙ 100 : 30 = 80% 24г – х1% w(потерь) = 100% - 80% = 20%

Результаты эксперимента:

- Получена ткань, пропитанная раствором силиката натрия, устойчивая к воспламенению.

- Выплавлено ≈ 24 г. стекла (светло-желтого, тёмно – фиолетового и чёрного цветов), потери составили ≈ 20%.
Вывод.

Проведённый эксперимент позволяет убедиться в том, что стекло представляет собой переохлажденную жидкость с высо­кой степенью вязкости, что придает ему характер твердой массы.

Для мастера-стекольщика именно это свойство стекла пред­ставляет наибольший интерес: оно позволяет придавать изделиям из стекла любую, даже самую замысловатую форму. Свето­проницаемость и сильный блеск стекла делают его материалом с единственными в своем роде свойствами, по которым в этом отношении с ним не сравниться ни один другой.

Стекло это не только широко применяемое оконное или бутылочное стекло, но это и оптическое, лабораторное стекло необходимые науке и медицине; это цветные стекла для изготовления витражей, бижутерии, посуды, сувениров, многие из которых стали настоящими произведениями искусства. Например, знамениты хрустальные изделия Российского города – Гусь хрустальный; по всему миру знамениты витражные изделия марки «Тифани», картины из цветных стёкол хранятся в музеях всего мира.

---

(Приложение № 5).

Мы все в той или иной мере являемся коллекционерами стекла. Советы коллекционерам по уходу за стеклянными изделиями - приложение № 6.
Изучение свойств, получение стекла не возможно без методов современной химии. Как сказал более 200 лет назад М. В. Ломоносов – «Широко распространяет химия руки свои в дела человеческие… Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются пред очами нашими успехи её прилежания». Химия – фундаментальная наука, как важнейший инструмент познания окружающего мира, развития материальной и духовной сфер жизни современного общества вносит существенный вклад в формирование научного мировоззрения человека. Химия проникает во все области народного хозяйства, искусства. Современность показывает, что химическая наука не стоит на месте. Каждый день приносит новые открытия, новые технологии, новые достижения.

---

Литература

1. 
   Белоцветов В.Б., Бесков С.Д., Ключников Н.Г.. Химическая технология. М. 1989 г.
   

2. 
   Николаева М.В., Кузьмина Р.Ф., Кусаинова К.М. «Стекло – современный конструкционный материал» // научно-методический журнал «Химия в школе» № 4, 2004 г., стр 48 – 54.
   

3. 
   Логинов Н.Я., Ключникрв Н.Г.. Практикум по химической технологии. М. 1963 г.
   

4. Ломоносов М.В. «Письмо о пользе стекла» // Сочинения. – М.: Современник, 1987 г., стр. 134 – 144.
5. Парменов К.Я., Сморгонский Л.М., Цветков Л.А. Книга для чтения по химии. Часть 2. М. «Просвещение», 1971 г.

6. 
   Ширшина Н.В.. Сборник элективных курсов. В. «Учитель», 2005 г.
   

Таблицы.
Таблица 1. Важнейшие красители и глушители стекла

и примерные нормы их введения.

№ п/п	Красители	Количество окисла в (%)	Окраска стекла
1	FeO	0,2 – 0,3	Зелёная, голубая
2	Fe2O3	0,3 – 0,5	Желто - зелёная
3	CoO	0,003 – 0,1	Синяя
4	NiO	0,2 – 0,3	Фиолетовая
5	CuO	0,1 – 2,0	Голубая до синей
6	Cu2O (CuO с восстан-ми)	0,1 – 2,0	Красная, рубиновая
7	Cr2O3	0,01 – 0,1	Зелёная
8	MnO	0,01 – 0,03	Жёлтая
9	MnO2	0,01 – 0,03	Пурпуроно - фиолетовая
10	Ag+ (в виде солей)	0,1 – 0,3	Жёлтая
11	Au3+ (в виде солей)	0,001 – 0,003	Красная, рубиновая
12	Se	0,1 – 0,5	Красная, рубиновая, розовая
13	S	1 - 2	Чёрная
Глушители
1	Криолит	5 - 6	Опаловое
2	Кремнефтористый натрий	5 - 6	Молочное, алебастровое
3	Плавиковый шпат (CaF2)	5 - 6	-
4	Фосфат кальция Ca3(РО4)2)	5 - 6	-
5	Двуокись олова (SnO2)	5 - 6	-
6	Тальк	5 - 6	-

---

Таблица 2. Состав (в %) некоторых типичных промышленных стекол.

Виды стекла	SiO2	В2О3	Аl2О3	К2О	Na2О	СаО	MgO	Рb3О4	ВаО	ZnO
Оконное	72	-	2	-	14	9	3	-	-	-
Бутылочное	70	-	3	-	17	8	2	-	-	-
Хрустальное	56	-	-	11	-	-	-	33	-	-
Лабораторное	85	9	2	4	4	-	-	-	-	-
Оптическое	34	13	3	-	-	-	-	-	46	-

Таблица 3. Состав легкоплавких свинцово-борных, свинцово-бор-силикатных

---

Смотрите также файлы

• Техническое обслуживание, ремонт и восстановление изношенных деталей тормозной системы с гидравлическим приводом..docx

• Контрольная работа по предмету Кристаллография.docx

• Программа дисциплины Цифровая экономика.doc

• Вестник Казнму, 12015.pdf

• Конспект на русском языке (не более 3 страниц А4), описывающий синтаксис и примеры применения оператора whileна языке C(C, C#).rtf