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Aggregatzustände > Der feste Zustand > Der kristalline Zustand > Sonderfall Glas:

Chemische Einteilung von Gläsern

WebinarTerminankündigung aus unserem Online-Kurs Thermodynamik:
 Am 13.12.2016 (ab 16:00 Uhr) findet unser nächstes Webinar statt.
Gratis-Webinar (Thermodynamik) Innere Energie, Wärme, Arbeit
- Innerhalb dieses 60-minütigen Webinares wird der 1. Hauptsatz der Thermodynamik für geschlossene Systeme behandelt und auf die innere Energie, Wärme und Arbeit eingegangen.
[weitere Informationen] [Terminübersicht]

Das Glas nicht gleich Glas ist, möchten wir Ihnen in diesem Kurstext aufzeigen. Natürlich kennen Sie unterschiedliche Glasarten aus Ihrem Alltag, da gibt es Fensterglas, Sicherheitsglas (in Fahrzeugen), Panzerglas, u.v.m.

Wir möchten jedoch im Rahmen dieses Kurses eine Einteilung von nichtmetallischen anorganischen Gläsern hinsichtlich des chemischen Aufbaus vornehmen. Wir werden dabei 5 Kategorien von Gläsern vorstellen, die durch ihre chemische Zusammensetzung unterschieden werden können und dabei gänzlich unterschiedliche Eigenschaften und Einsatzgebiete besitzen. Jede der vorgestellten Glasarten zählt zur Gruppe der Silikatgläser, da sie hauptsächlich aus Siliziumdioxid $ SiO_2 $ bestehen.

Glasarten
  1. Quarzglas: Quarzglas, oder Kieselglas, ist die einfachste eingesetzte Glasart. Als Ausgangsmaterial verwendet man Quarzsand ($ SiO_2 $), welcher aufgeschmolzen wird und anschließend in geeignenten Verfahren zu Glas erstarrt.

  2. Bleiglas: Bleiglas, oder auch Bleikristallglas, wird anteilig aus Bleioxid erzeugt. Um reines Bleiglas zu erzeugen muss der Bleioxid-Anteil mindestens 24 % betragen. Weitere Bestandteile von Bleiglas sind je nach Zusammensetzung: $ SiO_2 $ (55 – 67 %), Soda $ Na_2O $ (5 – 15 %) , sowie Pottasche $ K_2O $ (5 – 15 %).

  3. Kalknatronglas: Kalknatronglas oder auch Normalglas genannt ist das weltweit am meisten eingesetzte Glas. Es ist das typische Glas für die Massenfertigung von Gläsern, Flaschen oder Festern und besteht zu einem großen Anteil aus Quarzsand $ SiO_2 $ (71 – 75 %), mit Anteilen von Soda $ Na_2O $ (12 -16 %) und Kalk $ CaO $ (5 – 15 %).

  4. Borsilikatglas: Borsilikatglas oder auch Borosilikatglas zeichnet sich besonders durch seine Beständigkeit gegenüber Chemikalien und extremen Temperaturwechseln aus, weshalb es vorzugsweise als Behältnis in Laboren verwendet wird. Es besteht hauptsächlich aus Quarzsand $ SiO_2 $ ( 70 – 80 %), sowie aus Anteilen von Bortrioxid $ B_2O_3 $ (7 – 13 %), Soda $ Na_2O $ (4 – 8 %) und Pottaschen (Kaliumoxid $ K_2O $ (4 – 8 %), Aluminiumoxid $ Al_2O_3 $ (2 – 7 %). Dem Boranteil verdankt diese Glasart nicht nur seinen Namen, sondern auch seine Unempfindlichkeit gegenüber Chemikalien. Seine Temperaturunempfindlichkeit hingegen besitzt diese Glasart aufgrund des geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten.

  5. Spezialglas: Spezialglas besteht zu großen Anteilen aus Quarzsand $ SiO_2 $ und je nach Einsatzzweck aus weiteren Elemente des Periodensystems. Linsen, Prismen und Brillengläser werden meistens aus Spezialglas erzeugt.

Wichtige Ausgangsmaterialien/-stoffe für die Glasherstellung:
  • Sand (Siliciumdioxid, Quarz): $ SiO_2$
  • Soda (Natriumcarbonat): $ Na_2CO_3 · 10H_2O $
  • Pottasche (Kaliumcarbonat): $ K_2CO_3 $
  • Glaubersalz (Natriumsulfat): $ Na_2SO_4 $
  • Kalk (Calciumcarbonat): $ CaCO_3 $
  • Magnesit (Magnesiumcarbonat): $ MgCO_3 $
  • Tonerde (Aluminiumoxid): $ Al_2O_3 $
  • Bleiglätte (Blei(II)-oxid): $ PbO $
  • Menninge (Blei(II,III)-oxid): $ Pb_3O_4 $
  • Borax (Natriumtetraborat): $ Na_2B_4O_5(OH)_4 · 8H_2O $ 
Lückentext
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Vorstellung des Online-Kurses Anorganische ChemieAnorganische Chemie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Anorganische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Einführung in die Anorganische Chemie
    • Einleitung zu Einführung in die Anorganische Chemie
  • Grundlagen der Chemie
    • Einleitung zu Grundlagen der Chemie
    • Definition Stoff
    • Homogene und heterogene Stoffe
    • Definitionen der anorganischen Chemie
    • Aggregatzustände und deren Änderung
    • Phasendiagramme
      • Einleitung zu Phasendiagramme
      • Beispiel: Phasendiagramm Wasser, Kohlendioxid
    • Systemkomponenten
  • Aggregatzustände
    • Der gasförmige Zustand
      • Einleitung zu Der gasförmige Zustand
      • Ideales Gas und spezifische Gaskonstante
      • Thermische Zustandsgleichung, universelle Gaskonstante
        • Einleitung zu Thermische Zustandsgleichung, universelle Gaskonstante
        • Beispiel: Thermische Zustandsgleichung idealer Gase
        • Beispiel 2: Thermische Zustandsgleichung idealer Gase
        • Beispiel 3: Thermische Zustandsgleichung idealer Gase
      • Gesetze
        • Einleitung zu Gesetze
        • Gesetz von Boyle und Mariotte
        • Gesetz von Gay-Lussac
        • Gesetz von Amontons
        • Beispiel: Goethebarometer
    • Der flüssige Zustand
    • Der feste Zustand
      • Einleitung zu Der feste Zustand
      • Der kristalline Zustand
        • Einleitung zu Der kristalline Zustand
        • Gittertypen nach Pearson
        • Sonderfall Glas
          • Einleitung zu Sonderfall Glas
          • Chemische Einteilung von Gläsern
  • Elemente des Periodensystems
    • Einleitung zu Elemente des Periodensystems
    • Atomaufbau und Elementarteilchen
    • Schalenmodell, Bohrsches Atommodell
    • Orbitalmodell
      • Einleitung zu Orbitalmodell
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    • Periodensystem der Elemente
      • Einleitung zu Periodensystem der Elemente
      • Hauptgruppen des PSE
        • Einleitung zu Hauptgruppen des PSE
        • 8. Hauptgruppe des PSE, Edelgase
        • 7. Hauptgruppe des PSE, Halogene
        • 6. Hauptgruppe des PSE, Chalkogene
        • 5. Hauptgruppe des PSE, Stickstoffgruppe
        • 4. Hauptgruppe des PSE, Kohlenstoffgruppe
        • 3. Hauptgruppe des PSE, Borgruppe
        • 2. Hauptgruppe des PSE, Erdalkalimetalle
        • 1. Hauptgruppe des PSE, Alkalimetalle
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      • Einleitung zu Stoffeigenschaften
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    • Beispiel zum Aufstellen einer Reaktionsgleichung
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  • Bindungsarten, Bindungsstärke und Bindungslänge
    • Einleitung zu Bindungsarten, Bindungsstärke und Bindungslänge
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