奇妙玻璃“失蹤”記【轉】

在今天,玻璃已經成為了我們生活中的一大景觀,它在人類各方面的運用,在工程上、化學實驗上都做出了獨特的貢獻。它是人們的一種經常使用的材料,人類正在不斷地發展着它的新品種,讓它更能滿足人們的生產生活需要。
玻璃有這麼大的作用,你知道它是怎麼來的嗎?
原來,它是人們將石英砂(SiO2)、純碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)在攝氏一千四百多度的高溫下熔融,冷卻后即成為硬梆梆的玻璃了。大家都知道,玻璃是不溶于水的,甚至是那種腐蝕性極強的“王水”(一體積硝酸和兩體積鹽酸的混合物),因此,玻璃可用來盛放各種水溶液以及酸碱溶液。
但是,你聽說過嗎?有一種奇妙的玻璃卻能很容易地在水里溶解。你只要把一小塊這種玻璃放到熱水中,不多一會儿,玻璃就“失蹤”了。這是怎麼回事呢?
原來,這種能在水里“失蹤”的玻璃是一種經過獨特的方法製造的,它與普通玻璃的製造方法不同,少了一種原料。它只用石英砂和純碱在高溫攝氏一千四百多度下熔融,冷卻而成的。
人們把這種能在水里溶解的玻璃稱為水玻璃,在工業上叫做泡化碱,它是一種可溶的硅酸鹽,由含不同比例的碱金屬氧化物和二氧化硅組成,製造水玻璃的化學反應為:
Na2CO3+nSiO2====NaO•nSiO2+CO2↑
其中n可以在1~3.9之間變化。
水玻璃溶液很粘稠,呈青灰、黃綠或微紅色,無色透明的質量 。
普通玻璃,我們知道了它的本領非常大。那麼水玻璃有哪些本領呢?
水玻璃的效用可非常妙哩!鮮雞蛋放在水玻璃溶液里浸一下,竟可放置一二年之久而不變質,打開雞蛋來,就象是母雞剛生下的一樣。就是因為水玻璃有殺菌的作用,並且能充填到蛋殼的孔隙中,使雞蛋與外界隔絕,阻止徽生物侵入蛋內。
水玻璃還能防止金屬腐蝕。比如製造飛機用的鋁合金——杜拉鋁,既輕又堅硬,但耐腐蝕不夠好。而用水玻璃浸過的杜拉鋁,放在食鹽水中,經過一百二十小時后才開始發生腐蝕,耐蝕性比原來提高三十九倍。原來,水玻璃與鋁接觸時,鋁被水玻璃水分解後生成的苛性碱溶解,鋁表面帶正電荷的AI3+離子吸引帶負電荷的膠體微粒SiO2,發生聚集及凝結;SiO2轉變成的硅酸凝膠在金屬表面上形成保護膜,使鋁不再被腐蝕。正因為水玻璃具有這種本領,因此被廣氾地用來防止冷凍機、鍋爐、電解槽等的腐蝕。
水玻璃中調入顏料以後,可以象油漆一樣塗刷牆壁,形成一層牢固的薄膜。它對於三合土、磚瓦、沙子也有同樣的作用。一九一八年,有人在瑞士興修了一條“玻璃馬路”;先用碎石把路基鋪好,再澆上一層水玻璃和細沙的混合物。這種“玻璃馬路”不但十分堅固,而且颳風沒有塵土,下雨沒有爛泥。它的缺點是成本較高。如今,這種馬路在世界上已經鋪了好幾千公里。
在鑄造工業中,水玻璃也大顯身手。它析出的無定形的二氧化硅是一種優良的粘結劑。將水玻璃拌入型砂,造好型,再通入煙道氣(裡面含有CO2)或純CO2僅需數十分鐘或數分鐘便可硬結。其反應過程是:
Na2O•nSiO2+CO2====Na2CO3+nSiO2
水玻璃可使砂型乾燥期縮短,它已被廣氾用於電氣儀表、飛機、汽車、拖拉機等的精密鑄造當中。
水玻璃還是制皂工業中 填料。它可以增加肥皂塊的硬度,防止肥皂酸敗,增強肥皂的洗滌能力。
水玻璃從一八一八年發現以來,至今已有一百多年了。現在,它們用途越來越廣氾,而人們對它的認識和利用還不是很透徹,還有待于人類繼續的探索!