Практическая работа № 4 Стекло

Цель: выяснить виды и химический состав стёкол, способы их получения, свойства и применение

Рассматриваемые вопросы:

1. Состав силикатного стекла и способы его получения

2. Стадии процесса стекловарения

3. Основы классификации стёкол

4. Физико- химические свойства стёкол и их применение в строительстве

5. Общая характеристика ситаллов

Упражнения

1. Обычным сырьем при варке стекла являются сода, известняк и кремнезем. Рассчитайте необходимую массу сырья для производства 478 кг стекла, состав которого описывается формулой Na₂О∙CaО∙6SiО₂.

Решение: Записываем реакцию получения силикатного стекла

Na₂CО₃ + СаСОз + 6SiО₂ = Na₂О • СаО • 6SiО₂ + 2CО₂↑

Молярные массы:

Na₂О • СаО • 6SiО₂ = 318, СаСО₃ = 100, Na₂CО₃ = 106, SiО₂= 60 г/моль

Рассчитываем число молей стекла:

v(Na₂О • СаО • 6SiО₂) = m/M = 478000/318 = 1500 моль

Определяем число молей компонентов исходной смеси:

v(Na₂CО₃) = v(CaCО₃) = v(Na₂О • СаО • 6SiО₂) = 1500 моль;

v (SiО₂) = 6v(Na₂О • СаО • 6SiО₂) = 9000 моль.

Отсюда масса компонентов:

m(Na₂CО₃) = v(Na₂CО₃)• M(Na₂CО₃) = 1500-106 = 159000 г = 159 кг;

m(CaCО₃) = v(CaCО₃) • M(CaCО₃) = 1500 • 100 = 150000 г = 150 кг;

m(SiО₂) = v(SiО₂) • M(SiО₂) = 9000 • 60 = 540000 г = 540 кг;

m (общая) = m(Na₂CО₃) + m (СаСО₃) + m(SiО₂) =159+150 + 540 = 849

Ответ: 849 кг.

Вопросы и задачи для самостоятельного решения

1. Рассчитайте необходимые массы кремнезема, карбоната натрия и карбоната кальция для приготовления оконного стекла массой 150 кг сле­дующего состава: l,535Na₂О ∙ CaO ∙ 6,813SiО₂.

Ответ: 1095 кг SiО₂, 270 кг СаСО₃, 435 кг Na₂CО₃.

2. Для получения цветных стекол в исходную шихту добавляют окси­ды переходных металлов. Добавка какого оксида определяет: а) синий, б) фиолетовый, в) изумрудно-зеленый цвет стекла?

3. Повышенной термической и химической стойкостью обладает сили­катное стекло с добавкой буры. Такое стекло называется пирексом и имеет следующий примерный состав (по массе): SiО₂ (81%), СаО (0,5%), Na₂О (4,5%), А1₂О₃(2%) и В₂О₃ (12%). Выразите химическую формулу пирекса через входящие в него оксиды.

4. Приведите уравнения реакций, которые лежат в основе получения различных стекол.

5. Какую массу поташа с массовой долей К₂СОз 80%, мела с массовой долей СаСО₃ 90% и песка с массовой долей SiО₂ 95% надо взять для полу­чения стекла состава К₂О • СаО • 6SiО₂ массой 300 кг? Ответ: 101,5 кг по­таша, 65,5 кг мела; 222,9 кг песка.