Получение легкоплавких стекол
Стекло представляет собой переохлажденный расплав, занимающий промежуточное положение между твердым (кристаллическим) и жидким состоянием.
Стекло обладает свойствами твердых тел, т.е. высокой вязкостью, значительной механической прочностью, наличием определенной формы, но не имеет определенной температуры плавления и геометрически правильной пространственной решетки.
Принцип метода:
Состав стекла в общем виде выражается формулой xR2O·yRO·zR2O, где R2O – окислы щелочных металлов (Na2O,K2O, Li2O и др.); RO – окислы щелочноземельных металлов и тяжелых металлов (CaO, MgO, BaO, SrO, PbO, ZnO, FeO, MnO и др.); RO2 – кислотные окислы (SiO2, B2O3, P2O5 и др.)
Основным сырьем для производства стекла является кварцевый песок, известняк, кальцинированная сода или сульфат натрия.
Самым распространенными являются стекла, содержащие наиболее доступные и дешевые окислы Na2O, CaO, SiO2. Состав таких стекол приближенно выражается формулой Na2O·CaO·6SiO2. В лабораторных условиях получение таких стекол затруднено, так как необходимо нагревать исходные вещества до 1350-1400ºС.
Цель работы.
Сварить легкоплавкие прозрачные и цветные стекла.
Посуда и оборудование:
Тигли,
муфельная печь,
технические весы
Реактивы:
Оксид свинца (II),
оксид бора,
оксид кремния (IV),
оксиды железа (II) (III),
оксид меди (II),
оксид марганца (IV),
Ход выполнения работы:
Для приготовления легкоплавких прозрачных борсвинцовосиликатных и борсвинцовых стекол различного состава можно воспользоваться таблицей № 1
|
|
|
Таблица № 1
| №№ п/п | СОСТАВ РbO | В ВЕСОВЫХ B2O3 | ПРОЦЕНТАХ SiO2 | Температура плавления по ºС |
| 84, 5 | 11,0 | 4,5 | ||
| 86,0 | 10,6 | 3,4 | ||
| 87,5 | 11,4 | 1,1 | ||
| 86,6 | 13.4 | -- | ||
| 75,0 | 15,0 | 10.0 | ||
| 93.7 | 6,3 | -- |
Расчет глета (PbO), кварцевого песка (SiO2) и борного ангидрида (В2О3) для составления шихты стекол ведут на 20-30 г, используя данные таблицы.
Оксиды отвешивают на технических весах с точностью до 0.01 г и тщательно растирают небольшими порциями в тонкий порошок, чтобы размер частиц был не более 0,1 мм.
Для предотвращения потерь компонентов шихты растирание следует проводить в фарфоровой ступке над газетой, с надетым на пестик листом бумаги.
Половину приготовленной и тщательно перемешанной шихты насыпают в тигель и помещают в муфельную печь нагретую приблизительно на 100ºС выше температуры плавления смеси.
После размягчения смеси тигель вынимают из печи и добавляют оставшуюся порцию шихты и опять нагревают до получения однородной стекломассы. После получения прозрачной и однородной стекломассы ее выдерживают в течение 10-15 мин, в расплавленном состоянии в муфельной печи и затем быстро выливают на керамическую плитку или стальной лист.
|
|
|
Для получения окрашенного стекла к приготовленной шихте добавляют красители в количествах, указанных в таблице № 2
Таблица №2
| №№ п/п | Краситель | Количество оксидов в % | Окраска |
| Закись железа | 0,2-0,3 | Сине-зеленая | |
| Окись железа | 0,3-0,5 | Желто-зеленая | |
| Окись меди | 0,1-0.2 | Голубая | |
| Окись марганца | 0,01-0,05 | Дымчато-красная | |
| Тальк | 5,0-6,0 | Молочное стекло | |
| Золото | 0,003 | Красная | |
| Серебро | 0,1-0,3 | Желтая |
При варке стекла в фарфоровых тиглях следует обязательно использовать подставку из кирпича или глины, т.к. фарфоровые тигли иногда трескаются и расплавленное стекло разъедает футеровку печи.
Расчеты и оформление результатов:
Записать методику (ход выполнения) работы и произвести необходимые расчеты по составу исходной шихты.
Контрольные вопросы:
1. Какие силикатные материалы называются стеклами, общие свойства стекол.
2. Укажите состав шихты, используемой при варке стекла и объясните назначение ее компонентов.
3. Какие процессы протекают при варке стекломассы?
4. Принципиальная схема производства стеклянных изделий.
5. Какие добавки и как влияют на свойства стекол?
|
|
|
6. Методы формования стеклянных изделий.
7. Что такое ситаллы? Чем ситаллы отличаются от стекол, какими свойствами они обладают?
Литература:
1. Э.Е. Нифантьев, Н.Г. Парамонова. Основы прикладной химии. М.: Владос, 2002. 375 с.
2. В.С. Бесков. Общая химическая технология. М.: Академкнига, 2005. 452 с.
3. М.Ю. Тихвинская, В.Е. Волынский. Практикум по химической технологии. М. Химия, 2004, 234 с.
4. Ю.А. Москвичев, О.С. Павлов, А.К. Григоричев. Теоретические основы химической технологии, М.: Академия, 2005, 272 с.
5. Р.С. Соколов. Химическая технология. М.Владос, 2000. 368 с.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Бесков В.С.. Общая химическая технология. М.: Академкнига, 2005. 452 с.
2. Игнатенков В.И., Бесков В.С.. Примеры и задачи по общей технологии. М.: Академкнига, 2005, 198 с.
3. Москвичев Ю.А., Павлов О.С., Григоричев А.К.. Теоретические основы химической технологии, М.: Академия, 2005, 272 с.
4. Нифантьев Э.Е., Парамонова Н.Г.. Основы прикладной химии. М.: Владос, 2002. 375 с.
5. Соколов Р.С.. Химическая технология. М.Владос, 2000. В 2-х томах. 368 с., 448с.
6. Тихвинская М.Ю., Волынский В.Е.. Практикум по химической технологии. М. Химия, 2004, 234 с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. АшировА. К., Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. Л.: Химия, 1983. 295 с.
|
|
|
2. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1973. 504 с.
3. Вержинская С.В., Дигуров Н.П., Синицын С.А. Химия и технология нефти и газа. М.Форум. 2009. 249с.
4. ГОСТ 10898.1-74. Иониты. Метод определения содержания влаги.
5. ГОСТ 12597-67. Сорбенты. Метод определения содержания влаги в активных углях и катализаторах на их основе.
6. ГОСТ 8.432-81. Влажность зерна и продуктов его переработки.
7. ГОСТ 5155-74. Алюминий сернокислый технический неочищенный.
8. ГОСТ 12996-85. Алюминий сернокислый технический очищенный
9. Ионообменные методы очистки веществ/ Под ред. Г.А. Чикина и О.Н. Мягкого. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984. 372 с.
10. Ключников Н.Г. Практические занятия по химической технологии. М.: Просвещение, 1972. С. 163-164.
11. Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. М.: Химия, 1974.
12. Позин М.Е. Технология минеральных солей. Л.: Химия, 1974. Т. 1. С. 633-640.
13. Руководство по неорганическому синтезу. Под ред. Н.В. Коровина М.: Химия, 1997.
Дата добавления: 2016-01-06; просмотров: 213; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!