خصائص الزجاج الفيزيائية والكيميائية

خصائص الزجاج الفيزيائية

لفهم خصائص الزجاج الفيزيائية والكيميائية، يجب أولا توضيح بعض المصطلحات العامة المستخدمة في التعريف، مثل مفهوم الخصائص الفيزيائية. الخصائص هي صفات يتم جمعها تحت مصطلح واحد، وبالنسبة للخصائص الفيزيائية، فهي الصفات المميزة لعنصر أو شيء معين، مثل اللون والحجم والرائحة وغيرها.

وهي من المميزات والتي تعد ظاهرة أو واضحة يمكن التعرف عليها ، وتظهر على المادة أو العنصر محل الحديث بشكل يميزها ، قد يكون مصطلح الخصائص الفيزيائية ، مصطلح أكبر وأشمل وأعم من التوضيح الخاص باللون والملمس والرائحة والكثافة وغيره إلا أن هذا التوضيح هو شكل عام يندرج تحته باقي الصفات ومن أشهر خصائصه:

• شفافية الزجاج

يتميز الزجاج بخاصية الشفافية التي تميزه عن المواد الأخرى والعناصر، وهذه الشفافية تمنحه العديد من المزايا، مثل قدرته على انتقال الضوء من خلاله واستيعاب الأشعة فوق البنفسجية. كما أنه يتميز بخاصية الانكسار الضوئي.

• صلابة الزجاج

الزجاج هو جسم هش ويتميز بقدرته على التحطيم بسرعة. لا يتغير عند تعرضه للضغط أو الصدمة. لكنه يتمتع بقدرة على مقاومة الخدوش والاحتكاك، وتعرف هذه الخاصية بصلابة الزجاج. ليست جميع أنواع الزجاج متساوية في صلابتها؛ فتختلف هذه الخاصية وفقا للمواد المستخدمة في تركيبه، وتتحكم في صلابته المواد الجيرية ومادة السيليك.

• قابلية تشكيل الزجاج

يتميز الزجاج بقابليته العالية للتشكيل، إذ يمكن صبه في قوالب مختلفة ليأخذ الشكل المرغوب فيه.

خصائص الزجاج الكيميائية

يوصف الزجاج بأنه مادة شديدة أو صلبة ، ولها درجات في شفافيتها، أي أنها قد تكون شفافة ، وقد تكون نصف شفافة ، كما أنها قد تكون كما سبق الإشارة لصلابة القسوة والهشاشة ، وقابلية الكسر، مع قدرة الزجاج على عدم السماح بالعناصر الطبيعية أن تمر من خلاله، لذا فهو مستخدم في المجالات الصناعية.

تفاعل الزجاج مع المواد الكيميائية

يقدم الزجاج مقاومة معروفة للمواد الكيميائية، ما عدا نوع واحد من أنواع المواد الكيميائية، وهو حمض الفلوردريك ، كما أيضاً من المواد الكيميائية المؤثرة في الزجاج بالشكل الواضح التي توصل للتحلل له ، المصهرات القلوية، كما ان الماء يؤثر على الزجاج أيضاً و لكن على مدار فترات طويلة جداً من الزمن.

بالنظر إلى صناعة الزجاج ومكوناته، يعتبر الرمل أساس صناعة الزجاج، حيث يدخل بشكل أساسي ورئيسي في صنع الزجاج، حيث يتكون من ثاني أكسيد السيليكون الذي يقدم عملية صهر على درجات حرارة عالية لتصل إلى حوالي 2300 درجة مئوية.

يدخل الزجاج الذي يتم إعادة تدويره في صناعة الزجاج كعنصر مهم، بالإضافة إلى احتوائه على كربونات الصوديوم وأكسيد الكالسيوم.

تتضمن مكونات الزجاج أيضاً مواد هامة أخرى تستخدم لصباغته، وعندما يتم الحاجة لإنتاج زجاج ملون، يتم استخدام أكسيد الحديد الذي يمنحه اللون الأخضر، كما يتم إضافة مواد أخرى مثل كبريتات الصوديوم خلال عملية التصنيع للتخلص من الفقاعات.

مميزات الزجاج

• تتميّز خصائص الزجاج الفيزيائية والكيميائية بأنها تعطي الزجاج مميزات هامة ومختلفة، حيث يوفر الزجاج القدرة على مشاهدة واضحة وله شفافية ويتم استخدامه في إنتاج العديد من الأدوات والأشياء.
• يتميز الزجاج بقدرته على مقاومة المواد الكيميائية وعدم التفاعل معها، باستثناء حالات نادرة.
• ألوان وأنواع الزجاج متعددة ومتنوعة ومختلفة، ومنها الزجاج الذي ليس له لون أساسا.
• يمكن إنتاج الزجاج بعدة أحجام، بما في ذلك الكبير والصغير، كما أنه يُعَدُّ مادة متجانسة.
• من أهم مزايا استخدام الزجاج في الأمان والسلامة هو أن الزجاج يحمي من الحرائق.
• تعتبر عملية إعادة التدوير بنسبة كاملة مفيدة اقتصاديًا، حيث يمكن إعادة استخدام المواد المعاد تدويرها بنسبة 100% دونالتأثير على جودتها أو درجة نقائها، وهذا يجعلها عملية مفيدة اقتصاديًا.
• يستخدم الزجاج كعنصر أساسي ومهم في عمليات الزينة، ويعتبر من المواد الأساسية التي يستخدمها المتخصصون في أعمال الديكور والتشطيب الداخلي للمنازل والشركات والمؤسسات وجميع المباني، نظرًا لتنوعه وتميزه في اللون والشكل.
• تبقى خصائص الزجاج البصري ثابتة على المدى الطويل.
• يتوفر بتصميمٍ مسطحٍ متوازي، ويتم إنتاجه بطريقةٍ مسطحةٍ تامة.
• يسمح هذا المواد بمرور الضوء من خلالها، مع حماية في نفس الوقت، مما يمكنه توفير الإضاءة الطبيعية من الشمس للمنازل والمباني دون تسرب أشعة أخرى.
• الزجاج يتحمل درجات الحرارة والضغط.
• المظهر الأنيق والمميز للمنازل للحوائط والارضيات.

عيوب الزجاج

وكما تتضح خصائص الزجاج الفيزيائية والكيميائية، فإن أغلب ما في حياة الإنسان من أشياء ومواد لها فائدة مهما كانت كبيرة أو صغيرة، ولها من المميزات كذلك، ولكن للزجاج، كما هو الحال معد الأشياء الأخرى، عيوبه أيضًا التي يمكن تجميعها كما يلي:

• يتفاعل الزجاج مع بعض المواد الكيميائية، مثل الهيدروفلوريك، وهذا يعتبر عيبًا للزجاج.
• يتعذر استخدام الزجاج في الصناعات التي تتطلب الثقل والحمولة، حيث أنه يكون هشًا ولا يصلح للاستخدام في هذه الحالات.
• القلويات تؤثر على سطح الزجاج، وخاصة في حال تعرضه لها لفترة طويلة.
• تؤثر درجات الحرارة العالية بشكل كبير على الزجاج، وخاصة على سطح الزجاج عند تعرضه لمادة توجد في الهواء وبحالة رطبة، والتي تحتوي على غاز الأمونيا.
• يعاني الزجاج من الهشاشة والتكسر السهل نسبيًا بسبب رقته.
• أحياناً، تصبح ميزة الشفافية عيبًا بدلاً من ميزة، لأن الزجاج بسبب شفافيته يكشف كل ما وراءه، ولذلك في بعض الحالات يجب تغطية الزجاج بالستائر في الأماكن المغلقة عند الحاجة إلى استخدامه كساتر.

أنواع الزجاج واستخداماته

تتعدد أنواع الزجاج وتختلف استخداماتها وفقًا للغرض منها ونوعها وإمكانياتها. يوجد نوع من الزجاج يسمى زجاج معزول وزجاج ملدن وزجاج عائم وزجاج البورسليكات.

• الزجاج المعزول هو زجاج متعدد الألواح، قد يكون مكونا من عدة ألواح أو لوحين فقط، ويستخدم لحماية خاصة
• الزجاج الملدن هو زجاج يتألف من أجزاء كبيرة، ويعتبر الأكثر خطورة في الاستخدام لأنه إذا تعرض للكسر يتحطم إلى قطع كبيرة وخطيرة جدا، ويستخدم في المنازل
• الزجاج العائم هو نوع من الزجاجات المختلفة عن الزجاج العادي في مكوناته وملمس سطحه وسماكته، ولذلك فهو يصلح للاستخدام في الواجهات الخارجية للأماكن العامة
•  زجاج البورسليكات هو نوع من الزجاج تم تطويره بواسطة عالم ألماني. تم استخدامه في مجال الصناعة العلمية لتصنيع مواد تتطلب زجاجا صلبا ومتينا قادرا على تحمل الصدمات والحرارة ويجد تطبيقا واسعا في المختبرات العلمية