Zusammensetzung verschiedener Glassorten

Experimente:
Versuch: Nachweis von Boraten in Glas


Die Eigenschaften eines Glastyps variieren stark mit der chemischen Zusammensetzung. Man kann Glas durch Variation der Stoffe und deren relativer Mengen für fast jeden gewünschten Zweck (wie mechanische oder thermische Stabilität oder optische Eigenschaften) konstruieren.

Das wird schon deutlich, wenn man liest, welches die wichtigsten Ausgangsstoffe sind:

Diese lassen sich nach ihren chemischen Eigenschaften in drei Gruppen einteilen:
1) Netzwerkbildner (saure Bestandteile)
Quarz, aber auch Phosphor- oder Arsenpentoxid, Bortrioxid und Aluminiumoxid. Arsenoxid ist vor allem bei Gläsern für optische Zwecke unerlässlich.
2) Netzwerkstörer (basische Bestandteile)
Oxide (bzw. Carbonate) von Ca, Na, K und Pb.
3) Trennstellenschließer
Zuschläge wie das ebenfalls Makromoleküle bildende Boroxid oder das amphotere Aluminiumoxid sowie Alumosilicate (Kaolin, Feldspäte) sind zugleich Netzwerkbildner wie -störer. Sie schließen aufgrund der mittleren Wertigkeit (III) Trennstellen und sorgen für höhere Schmelzbereiche des Na/Ca-Glases (daher die Stabilität von Duran-Gläsern). Sie sind deshalb auch chemisch resistenter. Borate lassen sich folglich in fast allen hochwertigen Glassorten nachweisen (siehe Experimente, V 12).


Trennstellenschließung durch Substitution von Silicium durch Bor
(Statt Bor kann man auch Aluminium setzen)

Hiermit wird wohl deutlich, wie man über die Zusammensetzung der Gläser ihre Eigenschaften steuern kann.

Die folgende Übersicht zeigt die Zusammensetzung von einigen ausgewählten Glassorten (Angaben in Masse-Prozent):

Natron-Kalk-Gläser (Normalglas)
75,5 SiO2, 12,9 Na2O, 11,6 CaO.
Gewöhnliches Brauchglas, Fensterglas.

Kali-Kalk-Gläser (Böhmisches Kristallglas)
76 SiO2, 14,1 K2O, 6,7 CaO, 2,3 Na2O, 0,5 As2O5, 0,1 Al2O3, 0,3 SO3.
Gläser für feingeschliffene Gegenstände.

Bor-Tonerde-Gläser (Jenaer Glas)
74,5 SiO2, 8,5 Al2O3, 4,6 B2O3, 7,7 Na2O, 3,9 BaO, 0,8 CaO, 0,1 MgO.
Gegen Chemikalien und große Temperatur-Differenzen beständig.

Supremax-Glas
56,4 SiO2, 20,1 Al2O3, 8,9 B2O3, 8,7 MgO, 4,8 CaO, 0,6 Na2O, 0,6 K2O.
Gläser sind temperaturbeständig bis 1000 °C.

Kali-Blei-Gläser (Bleikristallglas)
56 SiO2, 32 PbO, 11,4 K2O, 0,1 Al2O3, 0,5 As2O5.
Gläser, Lüster und Linsen mit starkem Lichtbrechungsvermögen.


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Letzte Überarbeitung: 22. Januar 2012, Dagmar Wiechoczek