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Institut Dr. Flad
Berufskolleg für Chemie, Pharmazie und Umwelt

Ausbildung mit Markenzeichen. Seit 1951.

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12. Herstellung von Glas

Chemie in der Mikrowelle Chemie in der Mikrowelle

Zur Herstellung von Glas benötigt man in der Regel eine Schmelztemperatur von über 1000°C. Diese Temperaturen können mit einfachen Bunsenbrennern, wie sie in Schulen vorhanden sind, nicht erreicht werden - jedoch in der Mikrowelle mit Hilfe einer speziellen Versuchsanordnung.
Geräte: Mikrowelle
GST-Element (Graphit-Suszeptor-Tiegel, ein in einen Tontopf und Ofenmörtel eingebetteter Porzellantiegel, als Suszeptor dient Graphit, siehe Versuch 9)
Porzellantiegel (zur Veraschung)
Tiegelzange
2 Gasbetonsteine
Spatel
Keramikplatte
Schutzhandschuhe
Schutzbrille
Benötigte Stoffe: 6 g Glasgrundmischung (siehe Versuch 11)
1 kleine Spatelspitze färbender Zusatz (siehe Versuch 11)
Experiment:

Die Mikrowelle auf 800 Watt stellen.

Das GST-Element wird mit dem Gasbetonstein auf den zuvor ermittelten Hot-Spot (siehe Versuch 7) der Mikrowelle gestellt.

Die Glasgrundmischung mit einem färbenden Zusatz in den Porzellantiegel geben, beides mit dem Spatel gut verrühren. Den Porzellantiegel in das Bett des GSTElements stellen, die Zeitschaltuhr auf 5 Minuten stellen, und die Mikrowelle starten.

Nach 2-3 Minuten glüht der Tiegel (siehe Abb. oben), die Glasmischung bläht sich unter Abspaltung von CO2 auf, fällt dann wieder zusammen und ist nach ca. 5 Minuten eine Schmelze.

Nach Ablauf der 5 Minuten nimmt man das GST-Element mit der Tiegelzange (mit Schutzhandschuhen und Schutzbrille) aus der Mikrowelle und stellt es auf einem bereitgestellten Gasbetonstein ab.

Sofort den Inhalt des Tiegels mit der Tiegelzange vorsichtig auf eine bereitgestellte Keramikplatte gießen (die Schmelze bleibt ca. eine halbe Minute gießfähig).

Bei geschicktem Ausgießen entstehen kleine Glasperlen.

Den Tiegel zum langsamen Abkühlen in das GST-Element zurückstellen.

Unbedingt Schutzhandschuhe und Schutzbrille tragen!

Wegen der Borsäure (siehe GefStoffV und die entsprechenden Regelungen in den einzelnen Bundesländern) sollten, bis die Borsäure Glas bildet, alle Handhabungen vom Lehrer im eingeschalteten Abzug vorgenommen werden.

Hintergrund:

Die frei beweglichen Elektronen im Graphit werden durch die Mikrowellenstrahlung zu Schwingungen angeregt und erzeugen so auf dem Hot-Spot Temperaturen von über 1000°C. Bei diesen hohen Temperaturen schmilzt die Glasmischung zu Glas.

Stichworte zum Weiterforschen:
  • amorphe Stoffe
  • Glasbildner
  • Flussmittel
  • Stabilisator

 

» Geräte und Materialien für die Experimente "Chemie in der Mikrowelle"

Chemie in der Mikrowelle
Versuchsanleitungen im PDF-Format (10 MB)