1001 thắc mắc: Vì sao Thủy tinh trong suốt, nó có bị ăn mòn không?

Thủy tinh là chất rắn không màu, trong suốt, không gỉ, tương đối cứng nhưng lại dễ vỡ khi vận chuyển hoặc khi rơi từ độ cao thấp.

Thủy tinh không cháy, không hút ẩm và không bị axit ăn mòn, kể cả các axit mạnh, ngoại trừ axit Hidro Florua.

Thủy tinh cho ánh sáng truyền qua một cách dễ dàng. Do đó người ta thường sử dụng thủy tinh trong các đồ trang trí có thể cho ánh sáng truyền qua như đèn soi, kính thủy tinh, đèn trang trí,….

Thủy tinh không có nhiệt độ nóng chảy nhất định, do đó bạn không thể xác định được nhiệt độ nóng chảy của nó với các loại thủy tinh khác nhau. Khi bổ sung các hợp chất như natri, soda hay bồ tạt sẽ làm hạ thấp nhiệt độ nóng chảy của thủy tinh xuống một mức thấp hơn rất nhiều so với vốn ban đầu của nó.

Thủy tinh lung linh, có thể giúp tán sắc ánh sáng hiệu quả nên được sử dụng nhiều trong lĩnh vực trang trí như bình thủy tinh, cốc thủy tinh, đèn thủy tinh.

Thủy tinh bao gồm 1 nguyên tử Silic và 2 nguyên tử Oxi kết hợp thành và tạo nên phân tử SiO2 (Silic dioxit)

Trong tự nhiên, Silic dioxit tồn tại ở dạng thạch anh và và chúng nằm trong cát, cụ thể hơn là cát thủy tinh (hoặc cát trắng). Vậy nếu cát là thủy tinh thì tại sao nhìn vào cát lại không có trong suốt như thủy tinh?

Bên trong thạch anh (hoặc cát) các phân tử liên kết với nhau và bị hạn chế về chuyển động, do đó nếu bề mặt vật liệu không phẳng thì sẽ làm tán xạ tia sáng chiếu đến. Do đó cát trong suốt đó, nhưng do tán xạ nhiều quá nên thành ra không trong suốt.

Khi nung chảy thạch anh, các liên kết sẽ bị phá vỡ và khiến cho phân tử chuyển động tự do giống và tạo thành thủy tinh lỏng tương tự như những vật chất bình thường khác. Nhưng khi làm nguội thủy tinh lỏng, các liên kết trước đó sẽ không hình thành lại được, kết quả là các phân tử chỉ di chuyển chậm dần và chậm dần mà thôi và người ta gọi đó là chất rắn vô định hình.

Chính điều này khiến cho các phân tử có khả năng lấp đầy những chỗ trống hoặc nứt trên bề mặt, khiến bề mặt trở nên liền mạch hơn và dẫn đến ít tán xạ hơn hoặc dễ trong suốt hơn.

Cái gì khiến thủy tinh bị ăn mòn?

Thủy tinh được xem là một vật liệu kỳ diệu vì khả năng chống ăn mòn cao. Không nói đến nước, chứ các loại axit rất mạnh như axit sunfuric, nitric, clohydric, và cả nước cường toan dùng để hòa tan vàng, thủy tinh cũng "chấp" hết. Có điều, người ta đã lầm khi nghĩ rằng thủy tinh không có đối thủ.

Các nhà khoa học từng cho rằng thủy tinh là bình đựng vạn năng, và đã bỏ vào đó axit flohydric. Không lâu sau, các bình này trở nên mờ đi. Tại sao vậy? Thì ra, axit flohydic có thể tác dụng với silicat, thành phần chủ yếu của vật liệu làm bình. Chính nhờ phản ứng này mà người ta tạo được các dấu chia độ, hoa văn,… trên các bình thủy tinh. Axit flohydric tác dụng với silicat theo phản ứng sau:
CaSiO3 + 6 HF = CaF2 + SiF4 + 3 H2O

Do đó, thủy tinh bị ăn mòn. Phương pháp khắc, đánh dấu trang trí theo kiểu này được gọi là phương pháp khắc ăn mòn.

Vì bình thủy tinh không đựng được axit flohydric, nên người ta phải tìm một vật liệu khác, đó là chì. Nguyên tố này trơ đối với axit flohydric. Ngày nay, chất dẻo được thay thế cho chì để làm bình đựng vì nó khắc phục được tất cả các nhược điểm trên.

Vì sao thủy tinh trong suốt. Clip nguồn Internet

Châu Anh (t/h)