Was ist Glas und ist Glas immer gleich Glas?

Wir finden es praktisch überall, in unseren Fenstern, im Auto, in Spiegeln, Trinkgläsern, Bier – Alkohol oder Saftflaschen, Brillen, als Möbel, Teleskope es ist praktisch immer um uns herum.
Sehr wenige Materialien haben im täglichen Leben eine so weit verbreitete Verwendung gefunden wie Glas.
Aber was ist Glas eigentlich? Jeder kennt es und weiß, dass es sich um einen durchsichtigen Feststoff handelt, wenn auch manchmal farbig.
Aber es steckt noch mehr dahinter. Es ist ein nichtkristalliner oder anders gesagt ein amorpher Feststoff.

Was bedeutet amorph?

Wenn Atome keine geordneten Strukturen ausbilden, nennt man den Stoff bzw.das Material amorph.
Das Wort kommt aus dem griechischen ἄμορφος (ámorphos: ungestalt) und bedeutet: ungeformt oder gestaltlos.
Regelmäßig strukturierte Materialien heißen Kristalle.

Vom deutsch-baltischen Chemiker Gustav Tamman stammt folgende Definition aus dem Jahr 1933:
“Der Glaszustand ist der eingefrorene Zustand einer unterkühlten Flüssigkeit, die ohne zu kristallisieren erstarrt ist”

Silikatgläser sind die bekanntesten und historisch ältesten, die hergestellt werden.
Das wichtigste ist das sogenannte Natron-Kalk-Glas, auch Kalk-Soda-Glas oder Normalglas genannt, ist das durch Schmelzen einer Mischung aus Quarzsand (Siliciumdioxid), Soda (Natriumcarbonat) und Kalk (Calciumoxid) bei hohen Temperaturen erhalten wird.
Diese Glasart enthält etwa 70% Siliciumdioxid und macht 90% aller hergestellten Gläser aus.

Ein bisschen Geschichte:

Natürlich vorkommender Obsidian ist die älteste Glasart, die die Menschheit bereits in der Steinzeit verwendete.
Künstlich hergestelltes Glas stammt aus dem Jahr 4000 v. Chr., an Orte im Nahen Osten wie Syrien, Libanon, Mesopotamien und Ägypten.

Die Produktion von nachhaltigem Glas begann um 1600 v. Chr. In Mesopotamien und um 1500 v. Chr. In Ägypten.
Nach 1200 v. Chr. lernten die Ägypter, Glas in Formen zu pressen.

Dieses Glas war selten rein und enthielt Verunreinigungen, wodurch es nicht so klar war, wie das Glas, welches wir heute kennen.
Glas wurde im Mittelalter in großem Umfang zur Herstellung von Buntglasfenstern in gotischen Kathedralen verwendet.
Auch im Mittelalter begann die Glasproduktion für dekorative Zwecke auf der Insel Murano in Venedig, die immer noch weltberühmt ist.

Glasarten

Man kann Gläser in Silikat und Nicht-Silikat einteilen, wobei das erstere Siliciumdioxid enthält.
Das gebräuchlichste Silikatglas ist das oben erwähnte Natron-Kalk-Glas. Es gibt auch Quarzglas, ein Glas aus reiner Quarzsand.
Andere Arten von Silikatgläsern sind das Borosilikat, das 5-13% Bortrioxid enthält, das Bleisilikat, das Blei enthält, das Aluminosilikat, das Aluminiumoxid enthält, und so weiter.
Nicht silikatische Gläser umfassen solche, die auf amorphen Metallen und Polymeren (Kunststoffen) basieren.
Die verschiedenen Glasarten haben je nach Verwendung unterschiedliche Vorteile.

Warum werden Glas mit Soda und Kalk versetzt?

Warum enthält die beliebteste Glasart eine Beimischung von Soda und Kalk? Tatsache ist, dass Quarzsand allein eine sehr hohe Schmelztemperatur von über 1700 ° C aufweist.
Durch die Zugabe von Soda kann die Schmelztemperatur erheblich gesenkt werden (ca 1200 °C).
Die Mischung mit Soda verringert jedoch die chemische Beständigkeit, macht es zu weich und neigt dazu, sich bei Kontakt mit Flüssigkeiten aufzulösen, was ziemlich unerwünscht ist.
Um dieses Problem zu lösen, wird der Mischung Kalk zugesetzt, der wie ein Stabilisator wirkt, wodurch die Mischung hart und leicht in eine Vielzahl von Formen gebracht werden kann.
All diese Eigenschaften machen es zur beliebtesten verwendeten Glasart.

Farbiges Glas herstellen

Wir finden farbiges Glas zum Beispiel in Bier- und Medizinflaschen zusätzlich zu den Gläsern, die für künstlerische und dekorative Zwecke verwendet werden. Warum?
Die braune Farbe der meisten Bier- und Medizinflaschen dient nicht zur Dekoration, sondern dient einem praktischen Zweck.
Gleiches gilt für die grüne Farbe von Flaschen.
Der Grund für die Verwendung von farbigem Glas in diesen Fällen ist, dass es den Inhalt vor schädlicher ultravioletter und infraroter Strahlung schützt, was ein farbloses Glas nicht so effizient tut.

Aber wie wird Glas Farbe hinzugefügt?
Die Zugabe von Eisenoxid verleiht dem Glas eine grüne Farbe. Und mit der braunen Farbe?
Es wird durch Zugabe von Natriumsulfat zusätzlich zum Eisenoxid erhalten.
Die Zugabe einer kleinen Konzentration Kobalt macht das Glas blau. Kupferoxid ergibt eine türkisfarbene Farbe.

Ist Glas ein Feststoff oder eine Flüssigkeit?
Die Antwort liegt irgendwo zwischen diesen beiden Extremen. Glas teilt mit Flüssigkeit seine amorphe also ungeordnete Struktur, aber im Gegensatz zu ihnen fließt es nicht, sondern hat eine feste Struktur, die es mit Feststoffen teilt.
Mit fest ist gewöhnlich ein kristalliner also geordneter Feststoff gemeint. Die Existenz von Glas zeigt, dass auch amorphe Feststoffe möglich sind.

Wie kommt Glas zu einer Form?
Geschmolzenes Glas wird in Formen gegossen, um Flaschen, Gläser und andere Behälter herzustellen, oder auf einen großen Bottich geschmolzenen Zinnmetalls gegossen, um perfekt flache Glasscheiben für Fenster herzustellen.
Andere Glasbehälter werden durch Blasen oder durch blasen in eine Form hergestellt.
Der Prozess kann je nach Art des verwendeten Glases variieren.

Ist es gut, Wasser in Glas zu lagern?
Tatsächlich ist es das. Glas ist inert (Chemiesich an bestimmten chemischen Vorgängen nicht beteiligend "inerte Stoffe"),
es reagiert nicht und absorbiert keine Substanzen, die mit ihm in Kontakt kommen, was es ideal für die Lagerung von Lebensmitteln macht.
Es ist auch wasserdicht und undurchlässig für Gase, einschließlich Sauerstoff, was für die Konservierung von Lebensmitteln wichtig ist.
Dies ist besonders gut für die Lagerung von Wasser im Vergleich zu Plastikflaschen, die giftige Substanzen wie endokrine Disruptoren an das Wasser abgeben.
Hinzukommt, das Wasser jede Struktur annimmt, über die es fließt und da Glas zwischen fest und flüssig liegt fühlt Wasser sich in Glas sozusagen am wohlsten, um nicht zu sagen Pudelwohl.