✔ вопрос (1), страница 160 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы перед параграфом. §25. Стекло. Глава 4. Знакомство с материалами - страница 160.

✓ Из чего состоит стекло?

Стекло — это аморфное, то есть некристаллическое, твердое вещество, полученное путем быстрого охлаждения расплава. Его состав может сильно варьироваться в зависимости от требуемых свойств (прозрачность, термостойкость, цвет и т.д.), но у большинства стекол есть общая основа.

Основной состав обычного стекла

Самый распространенный тип стекла, используемый для изготовления окон, бутылок и банок, — это натрий-кальций-силикатное стекло. Его получают путем плавления трех основных компонентов:

• Кварцевый песок (Диоксид кремния, $SiO_2$): Это основной стеклообразующий компонент, составляющий примерно 70-75% от массы. Он определяет основную структуру стекла.

• Кальцинированная сода (Карбонат натрия, $Na_2CO_3$): Добавляется в качестве флюса (плавня). Она значительно снижает температуру плавления диоксида кремния (с ~2000°C до ~1000°C), что делает производство экономически выгодным. В стекле присутствует в виде оксида натрия ($Na_2O$).

• Известняк (Карбонат кальция, $CaCO_3$): Выступает в роли стабилизатора. Оксид кальция ($CaO$), который образуется из известняка при нагреве, придает стеклу химическую стойкость и защищает его от разрушения под действием воды.

Приблизительная химическая формула обычного оконного стекла может быть записана как $Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2$.

Специальные виды стекла и добавки

Для придания стеклу особых свойств в его состав вводят различные добавки:

• Боросиликатное стекло (жаропрочное): Добавление оксида бора ($B_2O_3$) резко снижает коэффициент теплового расширения. Такое стекло выдерживает резкие перепады температур, поэтому его используют для изготовления лабораторной посуды и посуды для духовых шкафов (например, Pyrex).

• Свинцовое стекло (хрусталь): Оксид свинца ($PbO$) заменяет оксид кальция. Это значительно увеличивает показатель преломления света, что придает изделиям характерный блеск, "игру света" и мелодичный звон.

• Кварцевое стекло: Состоит практически из чистого диоксида кремния ($SiO_2$). Оно обладает очень высокой температурой плавления, химической чистотой и прозрачностью для ультрафиолетового излучения. Используется в научном оборудовании и высокотемпературных лампах.

• Цветное стекло: Цвет получают, добавляя в расплав оксиды металлов:

  • Оксиды кобальта ($CoO$) — для синего и голубого цвета.

  • Оксиды железа ($FeO, Fe_2O_3$) — для зеленых и коричневых оттенков.

  • Оксид хрома ($Cr_2O_3$) — для насыщенного зеленого цвета.

  • Коллоидные частицы золота или селена — для получения рубиново-красного цвета.

Ответ: Стекло в основном состоит из диоксида кремния (получаемого из песка), соды (оксида натрия) и извести (оксида кальция). Для придания стеклу специальных свойств, таких как жаропрочность, цвет, высокий показатель преломления (блеск), в его состав вводят различные химические добавки, например, оксиды бора, свинца или других металлов.