Chemie en fysica: glas, een heel bijzondere vorm van zand

De basis van het maken van glas lijkt eenvoudig: meng zand soda en kalk of potas, verhit het tot 1450 graden, goed roeren, poosje wachten, en je hebt glas. Een basismix in gewichtsdelen voor glas is bijvoorbeeld:

  • 7 delen zuiver zand (SiO2)
  • 2 deel soda of potas
  • 1 deel kalk

Alleen heb je dan glas dat lelijk is van kleur, maar half transparant is, en waarvan ook de overige kwaliteiten maar matig zijn. Het kan weinig hebben aan corrosieve stoffen en temperatuurschommelingen, om over de breekbaarheid en krasvastheid maar niet te spreken. Daarom worden er veel andere stoffen toegevoegd. En natuurlijk willen mensen ook een kleurtje, wat extra toevoegingen betekent.

Zand, het basisingrediënt van glas, smelt bij 1850 graden. Om die temperatuur te verlagen worden vloeimiddelen toegevoegd. De meest gebruikte vloeimiddelen zijn soda en potas. Maar ook stoffen als lithiumcarbonaat (ook gebruikt voor behandeling van bipolaire stoornissen) worden toegevoegd om het glas beter te laten vloeien.

Het toevoegen van vloeimiddelen maakt het glas echter slechter van kwaliteit en daarom worden er stabilisatoren toegevoegd.  Zoals gezegd zijn kalk en potas veel gebruikt, maar ook  aluminiumoxides, borax, boronoxides, lood, magnesiumoxides, bariumcarbonaat, of zinkoxide zijn daar voorbeelden van. Een grote hoeveelheid aan stoffen worden gebruikt om de eigenschappen van glas gunstig te beïnvloeden.

Met de verhoudingen en toevoegingen kan gespeeld worden, maar wel binnen grenzen. Over het algemeen blijven de verhoudingen van "gewoon" glas voor vazen, potten en ramen, binnen de volgende grenzen:

  • zand 63% - 73%
  • soda en potas 10% - 20%
  • Magnesiumoxide, kalk, bariumoxide, zinkoxide 1% - 8%
  • Kleurstoffen, ontkleurende stoffen, vloeimiddellen (bijv. LiO2), stabilisatoren (bijv. borax) 0,5% - 5%

 

Voor loodglas (max 40% lood), borosilicaat (met meer dan 8% B2O3) en andere speciale glassoorten kunnen deze verhoudingen echter heel anders liggen, zoals je hier kunt zien.