✔ вопрос (2), страница 160 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

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

Условие.

✓ Из чего получают стекло?

Решение.

Решение 2.

Стекло — это аморфный (некристаллический) твердый материал, получаемый путем плавления смеси определенных компонентов (шихты) с последующим быстрым охлаждением, которое предотвращает кристаллизацию расплава. Состав исходной смеси определяет вид и свойства получаемого стекла.

Основные компоненты

Для производства наиболее распространенного, так называемого натрий-кальций-силикатного стекла (оконное, тарное, посудное), используют три главных компонента:

• Кварцевый песок (химическая формула $SiO_2$ — диоксид кремния). Это основной стеклообразующий компонент, составляющий около 70–75% массы шихты. Для производства качественного прозрачного стекла используется песок высокой степени очистки.

• Кальцинированная сода (химическая формула $Na_2CO_3$ — карбонат натрия). Этот компонент действует как плавень (флюс), то есть понижает температуру плавления кварцевого песка с более чем 2000 °C до приемлемых в производстве 1500 °C, что существенно снижает энергозатраты.

• Известняк (химическая формула $CaCO_3$ — карбонат кальция). Он вводится в состав в качестве стабилизатора. Образующийся из него оксид кальция ($CaO$) придает стеклу химическую стойкость (особенно к воде) и механическую прочность.

Кроме основных компонентов, в шихту часто добавляют стеклобой (измельченное переработанное стекло), который также способствует снижению температуры плавления и экономии сырья.

Процесс производства

Процесс получения стекла включает в себя несколько ключевых стадий:

1. Приготовление шихты: Исходные компоненты точно дозируются и тщательно перемешиваются до однородного состояния.

2. Стекловарение: Шихта загружается в стекловаренную печь, где при температуре около 1500–1600 °C происходит ее плавление. Карбонаты разлагаются с выделением углекислого газа ($CO_2$), а оксиды натрия и кальция вступают в реакцию с диоксидом кремния, образуя сложный силикатный расплав — стекломассу.

3. Формование изделий: Вязкой стекломассе придают необходимую форму различными методами: выдуванием (бутылки, банки), прессованием (посуда), прокаткой или флоат-методом (листовое стекло).

4. Отжиг: Готовые изделия проходят через специальную печь для медленного контролируемого охлаждения. Это позволяет снять внутренние напряжения в материале, которые делают его хрупким.

Специальные виды стекла

Для получения стекла с особыми свойствами в базовый состав вводят различные добавки:

• Оксид свинца ($PbO$) — для изготовления хрусталя, который отличается высоким показателем преломления (блеском) и мягкостью, облегчающей огранку.

• Оксид бора ($B_2O_3$) — для создания боросиликатного стекла (например, лабораторная посуда), устойчивого к резким перепадам температур и химическим воздействиям.

• Оксиды различных металлов — для окрашивания стекла. Например, оксид кобальта ($CoO$) придает синий цвет, оксид хрома ($Cr_2O_3$) — зеленый, а коллоидные частицы золота — рубиновый.

Ответ: Стекло получают путем плавления смеси, основными компонентами которой являются кварцевый песок (диоксид кремния $SiO_2$), сода ($Na_2CO_3$) и известняк ($CaCO_3$). Путем введения в состав различных добавок (оксидов металлов) получают специальные виды стекла с заданными свойствами (цветное, термостойкое, хрусталь и др.).