84 4 Arbeitsheftseite 38–39 Die Werkstoffe Glas und Beton Woraus besteht „Quarz“? Lena und Tom beobachten die Renovierungsarbeiten in ihrer Schule. „Schau! Wir bekommen neue Fenster!“ sagt Lena. „Woraus wird das Glas dafür eigentlich gemacht?“ fragt Tom. Lena meint: „Ich glaube, dafür wird Quarzsand benötigt.“ Quarz ist das zweithäufigste Gestein auf der Erde (Abb. 84.1). In der Natur kommt er zB in Form von Bergkristall, Kieselsteinen oder Quarzsand vor. Quarz besteht aus der Verbindung Siliciumdioxid (SiO2) (Abb. 84.2). Im Quarzkristallgitter sind Silicium- und Sauerstoff-Atome regelmäßig angeordnet und fest miteinander verbunden. Wird reiner Quarz geschmolzen, entsteht hitzebeständiges Quarzglas. Es wird zB für Autolampen (Halogenlampen) und Heizstrahler verwendet. Woraus wird Glas hergestellt? Elemente im Glas (Abb. 84.3) Gefahr Schutzbrille! Achtung, heiß! Gib ein kleines Stück Magnesiumband in ein kleines Reagenzglas. Erhitze es stark. Nach kurzer Zeit glüht das Magnesium auf und bildet weißen Rauch. Das Glas wird schwarz und die Brennerflamme färbt sich gelb. Beschreibe und begründe, durch welche Beobachtungen du die Elemente Si, O und Na bei diesem Versuch nachweisen konntest. Der Hauptbestandteil von Glas ist Quarz. Im Glas wird das Quarznetzwerk durch Metalloxid-Ionen unterbrochen (Abb. 84.4). Glas ist dadurch bei niedrigeren Temperaturen schmelzbar (Abb. 84.6). Das gezogene Glasrohr (Abb. 84.5) Schutzbrille! Achtung, heiß! Erhitze ein Glasrohr unter ständigem Drehen. Es wird weich und verformbar. Nimm es aus der Flamme und ziehe es zügig mit einer Zange auseinander. Du erhältst einen dünnen Glasfaden. Beschreibe die Eigenschaften des dünnen Glasfadens im Vergleich zum Glasrohr. Plane einen Versuch ( Seite 6), mit dem du feststellen kannst, ob der Glasfaden noch immer durchlässig für Wasser oder Luft ist. 84.1 Silicium, Quarz und Quarzglas Quarz SiO2 (Siliciumdioxid) Quarzglas Silicium Si Quarz besteht aus Siliciumdioxid (SiO2). Durch Schmelzen von Quarz wird hitzebeständiges Quarzglas hergestellt. M 84.2 Im Quarz (SiO2) sind Si- und O-Atome fest zu einem Atomgitter verbunden. Si O V1 Na 84.3 Elemente im Glas: Si, O und Na Si MgO Mg Glas A1 Infobox: Glaswolle wird aus dünnen Glasfäden hergestellt. Sie wird zB zur feuerfesten Wärmedämmung von Dächern verwendet. V2 A2 A3 Glas besteht aus einem Netzwerk aus Quarz (SiO2), das durch Metalloxid-Ionen unterbrochen und dadurch leichter schmelzbar wird. M 84.4 Im Glas unterbrechen Metalloxid-Ionen das Quarznetzwerk. Si Al Na+ Ca2+ O O− 2) Außerhalb der Flamme ziehen. 1) Unter ständigem Drehen erhitzen. 84.5 Das gezogene Glasrohr 84.6 Glasbearbeitung in der Glasbläserei Zusatzmaterial x3i6e8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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