Стекло и хрусталь. Химический состав

Похожие презентации:

Сложные эфиры. Жиры

Физические, химические свойства предельных и непредельных карбоновых кислот, получение

Газовая хроматография

Хроматографические методы анализа

Искусственные алмазы

Титриметрические методы анализа

Биохимия гормонов

Антисептики и дезинфицирующие средства. (Лекция 6)

Клиническая фармакология антибактериальных препаратов

Биохимия соединительной ткани

1. Стекло и хрусталь

2. Химический состав стекла Этот материал является аморфным телом, которое получается путем переохлаждения расплава, состоящего из

разнообразных окислов. В зависимости от основного
компонента, различают боратные (В203),
комбинированные, фосфатные (Р205) и силикатные
стекла (SiO2). Самым распространенным считается
силикатное стекло. На 70-75% оно состоит из двуокиси
кремния (SiO2). Ее получают из кварцевого песка. Второй
компонент, придающий стеклу химический блеск и
стойкость – это окись кальция. Также в состав материала
входят оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O), благодаря
которым плавится стекло. Если стекло преимущественно
состоит из высокой чистоты кремнезема, то оно именуется
кварцевым

3. Обычные стёкла Обычные стекла бывают известково-натриевые, известково-калиевые и известково-натриево-калиевые. Из них

Обычные стёкла
Обычные стекла бывают известковонатриевые, известково-калиевые и
известково-натриево-калиевые. Из них
изготавливают оконные стекла, посуду. Они
обладают высокой термостойкостью и
химической стойкостью. Их основной
недостаток – хрупкость. Для расширения
области применения их в производстве
стекла закаливают и получают
многослойное стекло – триплекс.

4. Жаростойкие стёкла Их еще называют термостойкими или огнеупорными. Их используют для изготовления особых изделий – жаростойкой

посуды, установок для
химического машиностроения. К ним
относят лабораторное стекло,
боросиликатное стекло и ситаллы.
Жаростойкие стекла характеризуются
высокой антикоррозийной стойкостью,
теплостойкостью.

5. Цветные стёкла В такие стекла после их застывания (когда они имеют желтовато-зеленый или голубовато-зеленый оттенок)

добавляются разные оксиды металлов.
В процессе варки они изменяют
структуру стекла и его цвет Из таких
материалов делают посуду,
художественные изделия, витражи.

6. Силикатное стекло — довольно устойчивый в химическом отношении материал. Если не считать щелочей, из распространенных реактивов

на него действуют только фтористоводородная
(плавиковая) и фосфорная кислоты. Последняя
действует на стекло сравнительно слабо
(комнатная температура), поэтому фосфорную
кислоту нередко хранят в стеклянных бутылках.
Зато растворение стекла в плавиковой кислоте общеизвестный факт.
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2h3O

7. Хрусталь — особый вид стекла, содержащий не менее 24 % окиси свинца (PbO) (или окиси бария (BaO))[2].

Добавка оксида свинца

Хрусталь — особый вид стекла, содержащий не
менее 24 % окиси свинца (PbO) (или окиси бария (BaO))[2].
Добавка оксида свинца увеличивает показатель
преломления стекла и дисперсию света в нём (с
ювелирной точки зрения — «игру цвета», «огонь»). Добавка
оксида бария в основном увеличивает только показатель
преломления. Добавка оксида свинца также увеличивает
пластические свойства стекла и, соответственно,
возможности по его обработке — огранке, резьбе
и т. п. Огранка хрусталя, подобно огранке драгоценных
камней, позволяет хрусталю в полной мере проявить
свойства, обусловленные большим показателем
преломления и дисперсией. Название было дано по
аналогии с горным хрусталем.

8. Хрустальное стекло — это свинцово-силикатное стекло, содержащее 13—23 % оксидов свинца и до 17 % оксидов калия. Из хрустального

Хрустальное стекло — это свинцовосиликатное стекло, содержащее 13—
23 % оксидов свинца и до 17 % оксидов
калия. Из хрустального стекла
производят высококачественную
посуду и декоративные изделия. Оно
обладает повышенными плотностью,
прозрачностью, лучепреломляемостью
и блеском, но меньшей
термостойкостью по сравнению с
другими видами стекол.

9. Физические свойства

English    
Русский
Правила

Кремний и его соединения. Стекло. Цемент

Урок раскрывает свойства соседнего с углеродом элемента четвертой группы Периодической системы – кремния. В уроке рассматриваются свойства кремния и некоторых его соединений: оксида кремния, кремниевой кислоты и силикатов.

I. Учебный фильм: “Кремний”

II. Строение атома

Кремний

Кремний открыл и получил в 1823 году шведский химик Йенс Якоб Берцелиус.

Второй по распространённости элемент в земной коре после кислорода (27,6% по массе). Встречается в соединениях.

III. Аллотропия кремния

Известен аморфный и кристаллический кремний.

Кристаллический – тёмно-серое вещество с металлическим блеском, большая твёрдость, хрупок, полупроводник; ρ = 2,33 г/см³, t°пл. =1415°C; t°кип. = 2680°C.

Имеет алмазоподобную структуру и образует прочные ковалентные связи. Инертен.

Аморфный — бурый порошок, гигроскопичен, алмазоподобная структура, ρ = 2 г/см³, более реакционноспособен.

IV. Получение кремния

1) Получение в промышленности: нагревание угля с песком:

2C + SiO₂ ^t˚→ Si + 2CO

2) Получение в лаборатории: 

Опыт: “Нагревание песка с магнием”

2Mg + SiO₂  ^t˚→ Si + 2MgO    

Опыт

V. Химические свойства

Типичный неметалл, инертен.

1. Как восстановитель:

1) Взаимодействие с кислородом

Si⁰ + O₂  ^t˚→  Si⁺⁴O₂

2) Взаимодействие с фтором (без нагревания)

Si⁰ + 2F₂ →  SiF₄­

3) Взаимодействие с углеродом

Si⁰ + C  ^t˚→  Si⁺⁴C

(SiC — карборунд — твёрдый; используется для точки и шлифовки)

4) С водородом не взаимодействует

Силан (SiH₄) получают разложением силицидов металлов кислотой:

Mg₂Si + 2H₂SO₄ → SiH₄­ + 2MgSO₄

5) С кислотами не реагирует (только с плавиковой кислотой Si+4HF=SiF₄+2H₂)

Растворяется только в смеси азотной и плавиковой кислот:

3Si + 4HNO₃ + 18HF →  3H₂[SiF₆] + 4NO­ + 8H₂O

6) Взаимодействие со щелочами (при нагревании):

Si⁰ + 2NaOH + H₂O ^t˚→  Na₂Si⁺⁴O₃+ 2H₂­

Опыт: “Взаимодействие кремния с раствором щклочи”

2. Как окислитель:

7) Взаимодействие с металлами (образуются силициды):

Si⁰ + 2Mg  ^t˚→  Mg₂Si^-4

VI. Применение кремния

Кремний широко используется в электронике как полупроводник. Добавки кремния к сплавам повышают их коррозионную стойкость. Силикаты, алюмосиликаты и кремнезем – основное сырье для производства стекла и керамики, а также для строительной промышленности.

Слайды: Кремний в технике

Применение кремния и его соединений

VII. Соединения кремния

1. Силан  — SiH₄

Физические свойства: Бесцветный газ, ядовит, t°пл. = -185°C, t°кип. = -112°C.

Получение: Mg₂Si + 4HCl → 2MgCl₂ + SiH_4­↑

Химические свойства:

1)  Окисление: SiH₄ + 2O₂ ^t˚→   SiO₂ + 2H₂O

2)  Разложение: SiH₄ → Si + 2H_2­

2. Оксид кремния (IV) — (SiO₂)_n

 SiO₂ — кварц, горный хрусталь, аметист, агат, яшма, опал, кремнезём (основная часть песка):

Кристаллическая решётка оксида кремния (IV) – атомная и имеет такое строение:

 Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O — каолинит   K₂O • Al₂O₃ • 6SiO₂ — ортоклаз 

(основная часть глины)                           (полевой шпат)

Физические свойства: твёрдое, кристаллическое, тугоплавкое вещество, t°пл.= 1728°C, t°кип.= 2590°C

Химические свойства: 

Кислотный оксид. При сплавлении взаимодействует с основными оксидами, щелочами, а также с карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов:

Опыт: “Изучение свойств оксида кремния (IV)”

1) Взаимодействие с основными оксидами:

SiO₂ + CaO ^t˚→ CaSiO₃

2) Взаимодействие со щелочами:

SiO₂ + 2NaOH ^t˚→ Na₂SiO₃ + H₂O

3) С водой не реагирует

4) Взаимодействие с солями:

SiO₂ + CaCO₃ ^t˚→ CaSiO₃ + CO₂­

SiO₂ + K₂CO₃ ^t˚→ K₂SiO₃ + CO₂­

5) Взаимодействие с плавиковой кислотой:

SiO₂ + 4HF ^t˚→ SiF₄­ + 2H₂O

SiO₂ + 6HF ^t˚→ H₂[SiF₆] (гексафторкремниевая кислота) + 2H₂O

 (реакции лежат в основе процесса травления стекла).

Применение:

1. Изготовление силикатного кирпича

2. Изготовление керамических изделий

3. Получение стекла

3. Кремниевые кислоты

x • SiO₂ • y H₂O

x = 1, y = 1     H₂SiO₃ — метакремниевая кислота

x = 1, y = 2     H₄SiO₄ — ортокремниевая кислота и т.д.

Физические свойства: H₂SiO₃ — очень слабая (слабее угольной), непрочная, в воде малорастворима (образует коллоидный раствор), не имеет кислого вкуса.

Получение:

Опыт: “Получение геля кремниевой кислоты”

Опыт:“Получение кремниевой кислоты”

Действие сильных кислот на силикаты: Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃↓

Химические свойства:

При нагревании разлагается: H₂SiO₃  ^t˚→ H₂O + SiO₂

Соли кремниевой кислоты — силикаты.

 1) Взаимодействие с кислотами:

Na₂SiO₃+H₂O+CO₂=Na₂CO₃+H₂SiO₃↓

2) Взаимодействие с солями:

Na₂SiO₃+CaCl₂=2NaCl+CaSiO₃↓

3) Силикаты, входящие в состав минералов, в природных условиях разрушаются под действием воды и оксида углерода (IV) — выветривание горных пород:

(K₂O • Al₂O₃ • 6SiO₂) (полевой шпат)  + CO₂ + 2H₂O → (Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O) (каолинит (глина)) + 4SiO₂ (кремнезём (песок)) + K₂CO₃

Применение соединений кремния

Природные соединения кремния — песок (SiO₂) и силикаты используются для производства керамики, стекла и цемента. 

Стекло – хрупкий, прозрачный материал, способен размягчаться и при застывании принимает любую форму. Стекло получают варкой шихты (сырьевой смеси, состоящей из песка, соды и известняка) в специальных стекловаренных печах. 

Видео: «Производство стекла»

Основные реакции, протекающие при плавке шихты

1. Na₂CO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂
2. CaCO₃ + SiO₂ = CaSiO₃ + CO₂ 
3.  Na₂SiO₃ + CaSiO₃ + 4SiO₂ = Na₂O * CaO * 6SiO₂ — формула оконного стекла

При добавлении оксида свинца получают хрусталь.

Видео:“Сравнение свойств кварцевого и обычного стекла”

Это интересно:  «Как было открыто стекло»

Тысячи лет известно человеку стекло. Долгое время оно использовалось для украшения и изготовления драгоценных вещей. Но по-настоящему стекло стало полезным для всех, когда люди научились использовать главное его качество — прозрачность.

Никто в точности не знает, когда и где было впервые получено стекло, хотя известно, что оно использовалось с древнейших времен. Первобытные люди уже были знакомы с ним и обращали внимание на оплавившиеся после удара молнии камни, покрытые гладкой и вязкой стекловидной массой. В I веке до н.э. в Сирии был изобретен способ варки прозрачного, бесцветного стекла и выдувная трубка. Ее применение открыло новые возможности для широкого изготовления дешевой стеклянной посуды. Несколько позже сирийские мастера перенесли свое искусство стеклоделия в Италию.

Главные компоненты для изготовления стекла — песок, содовая зола, или поташ и известь, расплавленные вместе при высокой температуре. А так как все эти материалы широко распространены на Земле, секрет изготовления стекла мог быть обнаружен во многих странах. Поэтому единое мнение на этот счет отсутствует. Согласно одной из существующих версий, честь открытия стекла принадлежит древним финикийцам. Команда какого-то корабля, утверждает легенда, высадилась на берег реки в Сирии. Желая приготовить себе обед на огне, они не нашли больших камней, чтобы поставить на них горшок, и использовали для этой цели крупные куски селитры (соединения натрия) из груза корабля. От сильного жара селитра расплавилась, соединилась с окружающим песком и потекла струей 

жидкого стекла! Дело читателя — верить этому рассказу или нет, но бесспорно, что Сирия была одним из первых мест изготовления стекла на Земле. А финикийские торговцы продавали изделия из стекла во всех средиземноморских странах.

Другой страной, где изготовление стекла было известно издревле, был Египет. Стеклянные бусы и амулеты находили в гробницах, которые относятся к 7000 году до н.э. Впрочем, эти изделия могли попасть туда и из Сирии. Но мы точно знаем, что около 1500 года до н.э. египтяне делали собственное стекло. Для этого они использовали смесь измельченной кварцевой гальки с песком. Они также обнаружили, что если прибавить к этой смеси кобальт, медь или марганец, то можно получить стекло голубого, зеленого, пурпурного цвета.

После 1200 года до н.э. египтяне научились отливать стекло в стеклянных формах. Но трубка для выдувания стекла была неизвестна вплоть до начала христианской эры, когда ее изобрели финикийцы.

Большими умельцами по части изготовления стекла были римляне, которые, видимо, первыми начали делать тонкие оконные стекла. А к началу новой эры оконное стекло уже стало предметом повседневного быта!

Как и когда научились делать оконное стекло?

Техника римского стеклоделия была разнообразна. Выдувание из трубки стекла делалось с применением форм и без них. Изготавливали разнообразные фигурные сосуды из стекла, большинство из них составляло наиболее массовую продукцию. Усложнялись и приемы орнаментации стеклянных сосудов.

Изобретение на Востоке прозрачного и бесцветного стекла связано с еще одним большим достижением римлян: они изобрели способ изготовления плоского стекла, которое можно было бы вставлять в окна. Это случилось уже в I веке нашей эры. Для изготовления оконных стекол применяли деревянные формы-рамы. Их предварительно смягчали водой и затем выливали в них горячую стеклянную массу, растягивая ее щипцами до краев рамы. Поэтому края плоских оконных стекол, изготовленных таким способом, закругленные и слегка утолщенные. Обычный размер римского оконного стекла квадратной формы — 30-40 см. Но известны плоские оконные стекла и больших размеров. В Помпеях археологи обнаружили бронзовые оконные рамы с остатками стекла размером почти метр на метр и толщиной стекла в 13 мм.

Цемент – мелко измельчённый клинкер с минеральными добавками.

Клинкер — шарики тёмно-серого цвета получают спеканием глины и известняка в специальных вращающихся печах

Видео: «Производство бетона»

Это интересно: «Почему цемент затвердевает?»

Цемент — один из наиболее распространенных материалов в современном строительстве. Сам по себе он мелкий порошок. Но если его смешать с водой и дать затвердеть, он вместе с песком и гравием превращается в твердое, прочное вещество.

Цемент — главное составляющее вещество строительного раствора и бетона. Строительный раствор — это смесь цемента, песка и воды. Бетон — это та же самая смесь, но с добавлением гравия или измельченного камня.

Современный цемент производится путем нагревания известняка и глины или шлака до очень высокой температуры. Эта смесь нагревается до тех пор, пока не образовываются большие, спекшиеся куски. Их называют клинкерами. Клинкеры размалывают затем в порошок.

Когда вода добавляется к цементному порошку, происходят сложные химические реакции. В результате образуется стойкий искусственный камень, нерастворимый в воде.

Какая химическая реакция происходит, чтобы цемент затвердел?

У химиков нет точного ответа на этот вопрос. В состав цемента входит четыре компонента. Считают, что каждый из этих компонентов при добавлении воды превращается в кристаллы. Эти кристаллы сцепляются между собой, и цемент затвердевает.

Вид цемента, который затвердевает под водой, называется гидравлическим цементом. Удивительно то, что римляне открыли процесс получения гидравлического цемента в III—II веке до н.э. Они делали такой цемент путем смешивания вулканического пепла с известью. Это открытие было одним из выдающихся достижений римлян.

VII. Тренажеры 

Тренажёр №1 — Характеристика кремния по положению в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева

Тренажёр №2 — Тестовые задания по теме: «Углерод и кремний, их соединения»

Тренажёр №3 — Задания для контроля и самопроверки по теме «Углерод и кремний в природе. Применение углерода и кремния и их соединений»

VIII. Задания

Осуществите превращения по схеме:

1) Si → SiO₂ → Na₂SiO₃ → H₂SiO₃ →SiO₂

2) Si → Mg₂Si → SiH₄ → SiO₂

3) Si → Na₂SiO₃

ЦОРы

Учебный фильм: “Кремний”

Опыт:“Взаимодейчтвие магния с диоксидом кремния”

Опыт: “Взаимодействие кремния с раствором щклочи”

Опыт:“Получение силана”

Опыт: Изучение свойств оксида кремния (IV)

Опыт: “Получение геля кремниевой кислоты”

Опыт: “Получение кремниевой кислоты”

Видео: «Производство стекла»

Видео: Сравнение свойств кварцевого и обычного стекла

Видео: «Производство бетона»

Стекло: лучший друг химика | Артикул

Что бы мы делали без нашей стеклянной посуды? Табита Уотсон просматривает историю и современное состояние любимого аморфного твердого вещества

Химия имеет стеклянное сердце. Подумайте о химии, и на ум приходят образы блестящих лабораторий, наполненных сверкающей стеклянной посудой; спросите химика, без чего он не смог бы выжить, и ответ, вероятно, будет сделан из стекла. Стекло является частью самобытности и истории химии, так как же оно стало такой важной частью лаборатории?

Источник: © George Freston/Hulton Archive/Getty Images

Хотя стекло существует уже тысячи лет, сомнительно, что древние римляне могли сделать что-либо настолько сложное Стеклянная посуда происходит из алхимических лабораторий эллинистического Египта. Эти первые экспериментаторы ценили стекло за его инертность и прозрачность, что делало его естественным выбором для проведения экспериментов. Считается, что Иоганн Глаубер, выдающийся алхимик 1600-х годов, проводил многие из своих экспериментов в печи теплицы Розенграхта, и его знание сырья и его очистки часто считается неотъемлемой частью развития стекла в эпоху барокко. эпоха. Но химия стекла уже прошла долгий путь, прежде чем алхимики принесли ее в лабораторию.

«Если вы вернетесь к началу производства стекла, примерно к 4000 году до н. Шеффилд в Великобритании. «Однако кремнезем плавится при слишком высокой температуре, чтобы кто-либо мог получить его в дровяной печи.» Поэтому древним стеклодувам приходилось полагаться на примеси для снижения температуры плавления — они поняли, что добавление таких соединений, как натриевые соли, которые были легко доступны из-за их использования в крашении и стирке, сделали свое дело.

Но это только часть истории. «Если бы у вас был карбонат натрия и чистый кремнезем, вы могли бы сделать стекло… но оно было бы растворимо в воде. В стекле должно быть что-то, что повышает химическую стойкость», — продолжает Паркер. По счастливой случайности, когда стеклодувы собирали песок в устьях рек вокруг Средиземноморского бассейна, они также собирали этот важный третий ингредиент: известняк.

Известняк увеличивает вязкость материала за счет повышения его кристалличности, что делает его более прочным и устойчивым к химическому износу. Натриево-известковое стекло оставалось современным на протяжении сотен лет.  

Следующий шаг был сделан в 1500 г. до н. э., когда появились первые полые стеклянные контейнеры. «Выдувание стекла было чем-то, что ввели сирийцы, — говорит Паркер. «На самом деле Алеппо, о котором вы, возможно, слышали в других контекстах, был очень известным центром стеклодувов». Когда Сирия была аннексирована Римской империей в 64 г. до н. э., эти навыки быстро передавались друг другу.

Взорванное стекло

У химиков появился необходимый им материал и навыки работы с ним, и начали появляться формы современной стеклянной посуды. В стеклянной посуде из натриево-известковой соды до конца 18 века отражалась большая часть достижений химии, и химики все чаще создавали свои собственные конструкции. «Если вы посмотрите на Уильяма Рэмси или даже если вы вернетесь к Берцелиусу в начале XIXВ XX веке они и все их современники были феноменальными стеклодувами», — говорит Андреа Селла, профессор Университетского колледжа Лондона в Великобритании и постоянный автор Chemistry World в своей колонке Classic Kit. «Берцелиус, в частности, сам изобрел и изготовил огромное количество стеклянной посуды на заказ, конструкции которой используются до сих пор». оборудование?

‘К началу 20 века было установлено множество стандартных форм. Если вы оглянетесь назад, то увидите, что некоторые формы действительно древние», — говорит Мэллори Уорнер из Смитсоновского национального музея американской истории. «Что-то вроде реторты имеет очень долгую историю, но если мы посмотрим на работу Джозефа Пристли в 1700-х годах, я бы не сказал, что у него было много «современного» оборудования, кроме реторты и некоторых колпаков. Некоторые вещи были бы очень похожи на то, что мы знаем сейчас, но он также использовал предметы из таких мест, как его кухня. В своих письмах он рассказывает об использовании пивных стаканов для ловли мышей. Так что определенно в тот временной период в 179 г.0s, по крайней мере для Priestly, некоторые формы знакомы, но стандарты не всегда существовали». свойства до случайности. Например, общая проблема с натронной известью заключалась в ее неспособности выдержать тепловой удар или химическую атаку. «Вплоть до конца 19 века стакан с газировкой был единственной игрой в городе, — говорит Селла. «Примерно до 1870-х годов, когда Эрнст Карл Аббе понял, что для создания лучшей оптики необходимо стекло высшего качества».

‘Эбб приехал в Лондон и произнес чертовски важную речь. По сути, он обратился к стекольщикам с призывом, что им нужно разрабатывать новые виды стекол, а не сосредотачиваться на производстве более качественных оконных стекол. Его подобрал молодой химик по имени Отто Шотт».

Появление боросиликатного стекла — одна из важнейших вех в развитии химии

После воодушевляющей речи Эббе Шотт ушел и начал систематически производить стекло со всеми мыслимыми оксидными добавками, какие только мог придумать. Если в стакане слишком много соды, она может легко раствориться в воде. Однако при наличии подходящего количества стабилизирующего оксида стекло становится более прочным. «По сути, он исследовал пространство композиции как сумасшедший, — объясняет Селла. После того, как он исследовал каждый уголок и закоулок состава стекла, он передал все свои образцы Аббе, который, в свою очередь, передал их своему коллеге, Карлу Цейссу, для производства лучших линз в Европе.

В процессе Шотт наткнулся на стекло, способное выдерживать гораздо более экстремальные химические и физические условия, чем что-либо ранее: боросиликатное. «По моему мнению, появление боросиликата является одной из важнейших вех в развитии химии, потому что у вас есть стеклянная посуда, которая может выдерживать гораздо более жестокие химические условия, чем раньше, она более химически устойчива, вы можете засунуть под нее горелку Бунзена и он не разобьется, — говорит Селла. Шотт быстро понял, что боросиликатное стекло — лучшая посуда для лабораторий, и запатентовал его под названием Duran.

Ключ к превосходству боросиликата заключается в его чистоте. В то время как натронная известь состоит примерно из 69% диоксида кремния, боросиликат состоит из более чем 80% диоксида кремния. Основной вид примеси в каждом стекле также разный. Тот факт, что боросиликат содержит большую долю триоксида бора, чем натронная известь, и значительно меньше оксида натрия, означает, что его химическая структура связана гораздо более тесно. Это снижает вероятность расширения материала в присутствии тепла, что снижает вероятность теплового удара.

Боросиликатная революция

Боросиликатное стекло не было улучшено. «Мы и по сей день продолжаем использовать боросиликатное стекло в лаборатории, и с ним работают стеклодувы», — говорит Селла. «С ним намного легче работать, потому что вы можете выдерживать более высокую температуру — у него гораздо меньший коэффициент теплового расширения, поэтому вы можете нагревать и охлаждать его, и он не трескается». его относительная чистота», — говорит Гейл Прайс, научный стеклодув из Университета Лестера. «Это хороший компромисс, — продолжает она. «У вас есть натронная известь, которая довольно дешева, но не очень устойчива к таким вещам, как тепловой удар или химическая атака. Боросиликат намного лучше, так как он намного более устойчив. Следующим будет кварцевое стекло или чистый кремнезем — его нельзя подвергать термическому удару, — но оно также плавится при такой высокой температуре, что с ним трудно работать, а поскольку оно такое чистое, оно очень хрупкое».0003

Благодаря более прочному стеклу химики могли исследовать новые реакции и условия. Боросиликат также значительно изменил доступность научной посуды; производство вскоре стало промышленным, и сегодня большая часть стеклянной посуды доступна в свободной продаже.

Источник: © Daily Herald Archive/SSPL/Getty Images.0002 «Массовое производство, конечно, стало огромным изменением, — продолжает Уорнер. «Это произошло в конце 19 века, вместе со стандартизацией. Примерно в то же время, когда происходило массовое производство, действительно рос спрос на стеклянную посуду для научных исследований. Спрос вырос со стороны агентств по химии, медицине и стандартизированных испытаний». По мере того, как надежная стандартизированная стеклянная посуда становилась все более доступной, они позволяли проводить более точные аналитические процедуры, такие как тест Бэбкока, используемые для проверки качества молока. Для работы теста Бэбкока действительно требовалась стандартная мерная стеклянная посуда, как и для многих других подобных тестов. Примерно в то же время также изучались стандарты масла, что подстегнуло спрос на высококачественную мерную стеклянную посуду.

«Автоматизация полностью изменила производство стеклянной посуды, — соглашается Селла. «Еще 25-30 лет назад, когда я был студентом, для аспиранта было нормальным как минимум научиться резать стекло, соединять куски стекла, проводить простой ремонт и тому подобное. На всех химических факультетах были стеклодувы, и многие вещи, такие как вакуумные линии, производились стеклодувами по требованию. Однако в наши дни иметь стеклодува в отделе — настоящая привилегия».

Два десятилетия стеклодувного дела

Гейл Прайс работает в стеклодувном деле с конца 1990-х годов. Она прошла обучение у Уильяма МакКормака в Университете Глазго и помогла реконструировать стеклодувное производство в Университете Халла после катастрофического наводнения в 2007 году. Она поступила в Университет Лестера в 2012 году. карьера до сих пор.

‘Стекло стало намного однороднее: толщина стенок намного более однородна, в стекле меньше примесей и дефектов – с ним намного приятнее работать. Крупномасштабное промышленное производство контролируется намного точнее, что обеспечивает более стабильное качество», — говорит она. «Иногда я приношу в ремонт довольно старую стеклянную посуду, а у нее очень тонкие стенки, бороздки и пузырьки воздуха, так что работать с ней немного больно».

Думаю, стекло и дальше будет в авангарде научных открытий

Однако методы промышленного производства улучшили не только однородность толщины стекла. «Раньше такие вещи, как запорные краны, шлифовали вручную и проверяли на герметичность по отдельности, поэтому они стоили намного дороже», — объясняет Прайс. «Эти вещи теперь можно делать в таких больших масштабах, и они вроде как так же хороши, если не лучше, потому что они такие последовательные».

Помимо самой стеклянной посуды, изменился и способ совместной работы стеклодувов и химиков. «В настоящее время меня просят сделать гораздо больше нестандартных вещей. Ко мне приходит много людей из сторонних компаний, потому что стеклодувов становится немного меньше», — говорит она. «Сейчас я работаю не только в университете. Я не уверен, что эти изменения вызваны не столько качеством стекла, сколько редкостью стеклодувов».

Так долго работая вместе с химиками, Прайс заметил изменения и в том, как они работают. «Это стало немного больше в сторону устойчивости; делая вещи более экологичными», — говорит она. «Меня просят сделать гораздо больше многоразовых вещей и поработать над вещами, которые были найдены в шкафах — они спрашивают: «Вы не могли бы изменить это? Не могли бы вы добавить это?»

Но есть ли на горизонте что-то, что могло бы сбить стекло с позиции лучшего друга химика? Цена не убедительна. «Вы можете получить металлические вакуумные линии, которые опустятся до гораздо большего вакуума, но вы также получите эффект памяти. Их не так просто чистить, а металл гораздо более реактивен, чем стекло, поэтому есть определенные вещи, которые вы не можете сделать. Возможно, стекло лучше, так как его можно чистить, видеть, что происходит, и наблюдать за любыми изменениями. Я думаю, что стекло находится и будет оставаться в авангарде научных открытий».

Автоматика для людей

По мнению Прайс, автоматизация означает, что такие профессии, как ее, стали более специализированными. «Многие основные стеклянные изделия можно выдуть и отправить за небольшую часть стоимости, времени и усилий, чем если бы кто-то вроде меня изготовил их на токарном станке», — комментирует она. «Вам не нужно учиться надувать круглодонную колбу, потому что вы можете просто взять ее с полки».

0010

Когда машинное производство не совсем подходит – многие химические факультеты все еще используют стеклодувов, например Эбигейл Стори из Йоркского университета в Великобритании

Некоторым результат этого кажется легким превращение во что-то более безличное. «Я думаю, что до массового производства у вас было больше связи с вашим оборудованием, чего, я думаю, сейчас у людей меньше», — говорит Селла. «Теперь он почти одноразовый. Если вы посмотрите на количество мусора, которое выходит из химического факультета, это довольно шокирует. Это классическая эволюция в науке, в которой наука превратилась из очень чувственной деятельности, когда вы ее нюхали, пробовали, создавали свой собственный набор, к чему-то более автоматизированному и почти клиническому. В эпоху кнопочных коробок и одноразовой стеклянной посуды мне интересно, меняется ли эта эмоциональная связь с вашим комплектом. Это не к лучшему, это не к худшему; это другое».

Хотя форма посуды из химического стекла вряд ли изменится, этого нельзя сказать о ее химическом составе. «Улучшения в стекле продолжаются постоянно, и это потому, что люди предъявляют все более привередливые требования к тому или иному, и поэтому в конечном итоге добавляют немного той или иной добавки», — говорит Селла.

«Я не решаюсь сказать, что проблема химической стойкости решена, — продолжает Паркер. «Одной из больших проблем на данный момент является помещение сверхчувствительных препаратов в стеклянные ампулы. Даже небольшие изменения рН или взаимодействий могут снизить их эффективность, и хотя стекло во многих отношениях химически более стойкое, чем пластик, соединения выщелачиваются из некоторых стекол. В настоящее время ведется большая работа, чтобы попытаться избежать такого взаимодействия».

«Стекло — удивительно универсальный материал, и оно сыграло огромную роль во всей науке, — говорит Прайс. «Между химией и стеклом определенно существует симбиотическая связь, — продолжает она. «Есть много вещей, которые были бы невозможны без стекла. Если учесть, насколько старо стекло и насколько мы продвинуты сейчас, мы до сих пор не нашли адекватной замены ему за тысячи лет, и не похоже, что это изменится в ближайшее время. Я думаю, что если бы не стекло, наука не была бы на том этапе, на котором она находится сейчас. Он пошел бы совсем в другом направлении. Точно так же, без понимания природы стекла, его химического состава и структуры, стекло не было бы такого фантастического качества и не было бы достаточно хорошим и заслуживающим доверия. Эти две вещи неразрывно связаны».

Табита Уотсон, научный писатель из Лестер, Великобритания

Отчеты об исследованиях рынка стекла и анализ стекольной промышленности

• Глобальное плоское стекло

  16 июня 2023  | Опубликовано: Freedonia Group  | 6 400 долларов США

  … до 145 миллиардов долларов. Рост будет обусловлен развивающимся рынком солнечной энергии, поскольку все больше стран расширяют свои производственные мощности для солнечных модулей. Спрос на солнечные модули растет во всем мире Глобальное производство солнечных модулей и … Подробнее

• Рынок стоматологических материалов по типу (керамика, металлокерамика, амальгама, композиты на основе смолы, стеклоиономер, биоматериалы {костные трансплантаты, мембраны}, связующие вещества), конечный пользователь (стоматологическая лаборатория, производитель стоматологических материалов, клиники, исследования) — глобальный Прогноз до 2030 года

  15 июня 2023  | Опубликовано: Тщательное исследование рынка  | 4 375 долларов США

  . .. прогнозируется, что к 2030 году он достигнет 8,40 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста 6,1% с 2023 по 2030 год. После обширных вторичных и первичных исследований и углубленного анализа рыночного сценария в отчете рассматриваются ключевые отрасли … Подробнее

• Рынок сапфирового стекла: глобальные отраслевые тенденции, доля, размер, рост, возможности и прогноз на 2023–2028 годы

  14 июня 2023  | Опубликовано: IMARC Services Pvt. ООО | 2 499

  долл. США

  … 2 817 миллионов долларов США к 2028 году, демонстрируя темпы роста (CAGR) 17,6% в течение 2023–2028 годов. Сапфировое стекло представляет собой синтетический кристалл, обладающий такой же твердостью, как алмаз, что делает его очень прочным. Обычно производится в … Подробнее

• Рынок карбоната бария: глобальные отраслевые тенденции, доля, размер, рост, возможности и прогноз на 2023–2028 годы

  14 июня 2023  | Опубликовано: IMARC Services Pvt. ООО | 2 499

  долл. США

  … до 911,6 млн долларов США к 2028 году, демонстрируя темпы роста (CAGR) на уровне 6,5% в течение 2023-2028 годов. Карбонат бария (BaCO3) представляет собой белое твердое вещество, полученное в результате осаждения гидроксида бария и мочевины. Это также … Подробнее

• Рынок солнцезащитного стекла: глобальные отраслевые тенденции, доля, размер, рост, возможности и прогноз на 2023–2028 годы

  14 июня 2023  | Опубликовано: IMARC Services Pvt. ООО | 2 499

  долл. США

  … к 2028 году достигнет 10,2 миллиарда долларов США, демонстрируя темпы роста (CAGR) 8,87% в течение 2023-2028 годов. Солнцезащитное стекло относится к стеклу со специальным покрытием, которое точно изготовлено для уменьшения … Подробнее

• Рынок барьерных материалов: глобальные отраслевые тенденции, доля, размер, рост, возможности и прогноз на 2023–2028 годы

  14 июня 2023  | Опубликовано: IMARC Services Pvt. ООО | 2 499

  долл. США

  … к 2028 году достигнет 4,1 миллиарда долларов США, продемонстрировав темпы роста (CAGR) на уровне 5,4% в течение 2023–2028 годов. Барьерные материалы относятся к различным упаковочным и корпусным решениям, предназначенным для минимизации или предотвращения проницаемости газов, жидкостей … Подробнее

• Рынок солнечных элементов нового поколения по типу материала (теллурид кадмия (CdTe), селенид меди, индия, галлия (CIGS), аморфный кремний, арсенид галлия, другие), установка (сетевая, автономная), конечный пользователь и география — Глобальный прогноз до 2028 года

  12 июня 2023  | Опубликовано: MarketsandMarkets  | 4 950 долларов США

  … среднегодовой темп роста 19,5% с 2023 по 2028 год. Преимущества солнечных элементов следующего поколения по сравнению с традиционными солнечными элементами являются одним из основных факторов на рынке. Одно из основных ограничений в . .. Подробнее

• Отчет об исследовании мирового рынка флоат-стекла за 2023 г. – Анализ конкуренции, состояние и перспективы по типам, перерабатывающей отрасли и географии, прогноз до 2029 г.

  09 июня 2023  | Опубликовано: Maia Research  | 3 160 долларов США

  … обеспечивает материал для многих других форм стекла, включая тонированное стекло (теплопоглощающее) и многослойное стекло. Флоат-стекло производится путем заливки расплавленного стекла из печи в камеру, содержащую … Подробнее

• Отчет о размерах и росте мирового рынка по ремонту кузовов, красок, интерьеров и стекол за 2023 г. с обновленными прогнозами рисков COVID-19 и рецессии

  07 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 295

  долларов США

  … & Отчет о росте охватывает доходы, рост и региональную долю в 4 регионах мира, 22 субрегионах и 216 странах. Исторические данные за период с 2011 по 2022 год с прогнозами на 2023 год и следующие 5 лет. … Подробнее

• Отчет о размере и росте мирового рынка магазинов автомобильного стекла за 2023 г. с обновленными прогнозами риска COVID-19 и рецессии

  07 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 295

  долларов США

  … распределены по 4 глобальным регионам, 22 субрегионам и 216 странам. Исторические данные за период с 2011 по 2022 год с прогнозами на 2023 год и следующие 5 лет. Исторические данные основаны на результатах углубленного опроса компаний … Подробнее

• Глобальный прогноз рынка зеркальных покрытий на 2023 г. (прогноз на 2024-2029 гг.) — Отчет о высоких технологиях и развивающихся рынках

  05 июня 2023  | Опубликовано: Barnes Reports  | 950 долларов США

  … Категория продукта или услуги относится к отрасли химического производства NAICS. Категория продукта или услуги относится к отрасли химического производства NAICS. Ожидается, что мировой рынок вырастет с xx миллиардов долларов США … Подробнее

• Магазины автостекла — отчет об исследовании рынка США за 2023 год с обновленной информацией о COVID-19 и потенциальном влиянии рецессии

  05 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 295

  долларов США

  … подробные оценки отрасли в США с более чем 100 наборами данных за 2014–2027 годы. Этот отчет Kentley Insights полон отраслевой информации, включая исторические и прогнозируемые размеры рынка, доходы и разбивку по отрасли … Подробнее

• Кузовной ремонт, покраска, ремонт салона и стекол — отчет об исследовании рынка США за 2023 г. с обновленной информацией о COVID-19 и потенциальным влиянием рецессии

  05 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 295

  долларов США

  … всесторонние и подробные оценки отрасли в Соединенных Штатах с более чем 100 наборами данных за 2014–2027 годы. Этот отчет Kentley Insights полон отраслевой информации, включая исторические и прогнозируемые размеры рынка, доходы и … Подробнее

• Отчет о мировом рынке флоат-стекла, история и прогноз на 2018–2029 годы

  01 июня 2023  | Опубликовано: QYResearch Group  | 3 350 долларов США

  … прогнозируется, что к 2029 году он достигнет пересмотренного размера в 39 510 миллионов долларов США, увеличившись в среднем на 3,72% в течение прогнозируемого периода 2023–2029 годов. Объем отчета Этот отчет призван предоставить всестороннюю презентацию … Подробнее

• Промышленное производство пресс-форм — отчет об исследовании рынка США за 2023 г. с обновленными прогнозами рецессии

  01 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 295

  долларов США

  … США с более чем 100 наборами данных за 2014–2027 годы. Этот 63-страничный отчет Kentley Insights наполнен информативными наборами данных и прогнозами, чтобы дать вам всестороннее представление об отрасли, включая исторические и . .. Подробнее

• Производство стекла и изделий из стекла — отчет об исследовании рынка США за 2023 г. с обновленными прогнозами рецессии

  01 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 295

  долларов США

  … отрасли США с более чем 100 наборами данных за 2014–2027 годы. Этот 63-страничный отчет Kentley Insights наполнен информативными наборами данных и прогнозами, чтобы дать вам всестороннее представление о … Подробнее

• Рынок добычи лития: по типу (карбонат лития, гидроксид лития), по источнику (рассол, твердая порода, другие), по применению (аккумуляторы, керамика и стекло, смазочные материалы и смазки, полимеры, порошковый флюс, холодильное оборудование, другие) и Регион — глобальный анализ размера рынка, доли и тенденций на 2019–2021 годы и прогнозы до 2031 года

  01 июня 2023  | Опубликовано: Fatpos Global  | 4 950 долларов США

  . .. о размере рынка, доле и тенденциях на 2019–2021 годы и прогнозах на 2031 год. Рынок добычи лития: по типу (карбонат лития, гидроксид лития), по источнику (рассол, твердая порода, другие), по применению (батарея, керамика). и стекло, смазочные материалы и … Подробнее

• Производство стеклянных изделий из покупного стекла — отчет об исследовании рынка США за 2023 г. с обновленными прогнозами рецессии

  01 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 29 долларов США5

  … всесторонние и подробные оценки отрасли в Соединенных Штатах с более чем 100 наборами данных, охватывающими 2014–2027 годы. Этот 63-страничный отчет Kentley Insights наполнен информативными наборами данных и прогнозами, чтобы дать вам … Подробнее

• Производство листового стекла — отчет об исследовании рынка США за 2023 г. с обновленными прогнозами рецессии

  01 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 29 долларов США5

  . .. США с более чем 100 наборами данных за 2014–2027 годы. Этот 63-страничный отчет Kentley Insights наполнен информативными наборами данных и прогнозами, чтобы дать вам всестороннее представление об отрасли, включая исторические и … Подробнее

• Прочее производство прессованного и выдувного стекла и изделий из стекла — отчет об исследовании рынка США за 2023 г. с обновленными прогнозами рецессии

  01 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 29 долларов США5

  … самые полные и подробные оценки отрасли в Соединенных Штатах с более чем 100 наборами данных, охватывающими 2014–2027 годы. Этот 63-страничный отчет Kentley Insights наполнен информативными наборами данных и прогнозами, чтобы дать … Подробнее

• Производство стеклянной тары — отчет об исследовании рынка США за 2023 г. с обновленными прогнозами рецессии

  01 июня 2023  | Опубликовано: Kentley Insights  | 29 долларов США5

  . .. США с более чем 100 наборами данных за 2014–2027 годы. Этот 63-страничный отчет Kentley Insights наполнен информативными наборами данных и прогнозами, чтобы дать вам всестороннее представление об отрасли, включая исторические и … Подробнее

• Рынок оборудования для нанесения покрытий: глобальные отраслевые тенденции, доля, размер, рост, возможности и прогноз на 2023–2028 годы

  29 мая 2023 г.  | Опубликовано: IMARC Services Pvt. ООО | 2,49 долларов США9

  … 29,1 миллиарда долларов США к 2028 году, демонстрируя темпы роста (CAGR) на уровне 5,5% в течение 2023-2028 годов. Покрытия относятся к смеси пленкообразующих материалов, которые наносятся на различные подложки, такие как стекло, металлы и керамика, чтобы … Подробнее

• Глобальный отчет об исследовании рынка автомобильных солнцезащитных стекол за 2023 г. – конкурентный анализ, состояние и перспективы по типам, перерабатывающей отрасли и географии, прогноз до 2029 г.

  

  25 мая 2023 г.  | Опубликовано: Maia Research  | 3 160 долларов США

  … для уменьшения количества тепла, попадающего в автомобиль. Он отражает и поглощает тепло, а также фильтрует свет для уменьшения бликов. Использование солнцезащитного стекла может снизить потребность в кондиционировании воздуха и жалюзи. … Подробнее

• Мировой рынок стружек, ровингов, пряжи и рубленых прядей из стекловолокна: перспективы мировой торговли на 2024 год

  23 мая 2023 г.  | Издатель: Icon Group International, Inc.  | 795

  долларов США

  … рынок стружек, ровингов, пряжи и рубленых нитей стекловолокна. С глобализацией этого рынка менеджеры больше не могут довольствоваться местным видением. Менеджеры также не могут довольствоваться устаревшей статистикой, которая … Подробнее

• Мировой рынок стеклянных ампул: перспективы мировой торговли до 2024 г.