कांच ठोस है या तरल? क्या आपने कभी यह सवाल सुना है? यह सवाल लंबे समय से लोगों को हैरान कर रहा है। कांच की संरचना और परिभाषा पर पहला अध्ययन 1830 में किया गया था, और तब से विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के रूप में कई अवधारणाओं को बदल दिया गया है।
सबसे पहले, शायद पहला जवाब जो दिमाग में आएगा वह यह होगा कि कांच ठोस है। हालाँकि, जब हम इसकी निर्माण प्रक्रिया में आते हैं तो संदेह उत्पन्न होने लगता है। आइए इसके बारे में थोड़ा और समझते हैं?
कांच के उत्पादन के कई तरीके हैं, जैसे रासायनिक वाष्प जमाव, पायरोलिसिस, न्यूट्रॉन विकिरण, सोल-जेल प्रक्रिया, अन्य। आज की सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया की क्लासिक विधि है पिघलना/ठंडा करना.
जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, इस प्रक्रिया में, चूर्ण पदार्थों के मिश्रण को लगभग 1500ºC के तापमान पर ओवन में ले जाया जाता है। इस ओवन में, मिश्रण पिघल जाता है (ठोस से तरल में चला जाता है) और शहद के समान चिपचिपाहट के साथ एक चिपचिपा द्रव्यमान बनाता है। इस कांच को फिर पिघलने वाली भट्टी से हटा दिया जाता है और ठंडा होने पर आकार दिया जाता है, जो कठोर संरचना तक पहुँचता है जिसे हम जानते हैं।
हस्तनिर्मित ग्लास निर्माण कदम
आमतौर पर कांच के मिश्रण में कांच की तैयारी के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किए जाने वाले पदार्थ हैं: सिलिका या सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO)2 ), जो रेत में मौजूद है, लेकिन, कारखानों में, सिलिकॉन डाइऑक्साइड का एक और क्रिस्टलीय रूप का उपयोग किया जाता है, जो कि क्वार्ट्ज है; सोडा या सोडा (सोडियम कार्बोनेट - Na2सीओ3) यह है चूना पत्थर (कैल्शियम कार्बोनेट - CaCO .)3). इन तीनों सामग्रियों को कुचलकर पाउडर में बदल दिया जाता है, फिर उचित अनुपात में मिलाया जाता है।
संलयन के साथ गठित द्रव्यमान सोडियम और कैल्शियम सिलिकेट होते हैं:
राख + चूना पत्थर + रेत → सामान्य कांच + कार्बन डाइऑक्साइड
पर2सीओ3 + CaCO3 + सिओ2 → सोडियम और कैल्शियम सिलिकेट + कार्बन डाइऑक्साइड
एक्स इन2सीओ3 + वाई CaCO3 + जेड सिओ2 → (एट2ओ)एक्स . (सीएसीओ)वाई। (एसआईओ2)जेड+ (एक्स + वाई) सीओ2
उद्योगों में, टूटे हुए कांच को मिश्रण में मिलाना आम बात है, जो कि का एक साधन है कांच रीसाइक्लिंग.
यद्यपि यहां केवल अकार्बनिक पदार्थों का उल्लेख किया गया है, कार्बनिक और धातु सामग्री से बने गिलास भी हैं।
इस प्रक्रिया का विश्लेषण करते समय, कुछ लोग सोच सकते हैं कि कांच तरल होगा, क्योंकि यह भट्टी में पिघलने के बाद एक सजातीय तरल के रूप में निकलता है। हालाँकि, कांच को न तो तरल के रूप में और न ही केवल ठोस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, बल्कि एक गैर-क्रिस्टलीय ठोस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। ऐशे ही???
समझने के लिए, आइए चश्मे की तुलना क्रिस्टल से करें। ये सामान्य रूप से क्रिस्टलीय ठोस होते हैं, अर्थात ये एक ऐसी संरचना प्रस्तुत करते हैं जिसकी परमाणुओं की व्यवस्था आवधिक और सममित होती है।
सममित और आवधिक क्रिस्टलीय व्यवस्था के साथ क्रिस्टलीय ठोस का निदर्शी प्रतिनिधित्व
दूसरी ओर, ग्लास में समरूपता और अनुवाद संबंधी आवधिकता के साथ एक परमाणु व्यवस्था नहीं है, लेकिन एक विस्तारित और यादृच्छिक त्रि-आयामी नेटवर्क द्वारा बनाई गई है, जैसा कि निम्नलिखित चित्रण में दिखाया गया है:
ग्लास नेटवर्क (गैर-क्रिस्टलीय ठोस) का निदर्शी प्रतिनिधित्व जहां समरूपता और आवधिकता की अनुपस्थिति की विशेषता है
इसके आधार पर, कुछ का दावा है कि कांच एक अनाकार ठोस है। हालाँकि, हालांकि अनाकार ठोस भी गैर-क्रिस्टलीय ठोस होते हैं, वे चश्मे से अलग होते हैं। जबकि चश्मे में कांच का संक्रमण होता है, अनाकार ठोस में यह घटना नहीं होती है।
इस प्रकार, हम ग्लास को गैर-क्रिस्टलीय ठोस के रूप में परिभाषित कर सकते हैं जिसमें ग्लास संक्रमण होता है। लेकिन क्या है कांच पारगमन?
जब पिघले हुए काँच को ठंडा किया जा रहा है, तो बनाने वाली इकाइयों को खुद को उन्मुख करने में कुछ समय लगता है ताकि वे व्यवस्थित हो जाएँ और इस तरह क्रिस्टल बन जाएँ। यह घटना तापमान रेंज में होती है जिसे कहा जाता है कांच पारगमन. यह तापमान की एक सीमा है जो संरचनात्मक छूट के साथ शुरू होती है, यानी जब वे शुरू होती हैं कुछ भौतिक गुणों में परिवर्तन होते हैं, जैसे चिपचिपाहट, गर्मी क्षमता और विस्तार थर्मल।
इस प्रकार, कांच संक्रमण तापमान कांच की अवस्था से विस्कोलेस्टिक अवस्था में संक्रमण को परिभाषित करता है। यह उन सामग्रियों को संदर्भित करता है, जो बल लगाते समय, लोचदार रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, लेकिन तुरंत या स्थायी रूप से नहीं। कांच का राज्य एक व्यवहार से मेल खाता है जिसमें, जब हम सामग्री पर एक बल लागू करते हैं, तो यह तेजी से प्रतिक्रिया नहीं करता है - यह विकृत नहीं होता है - लेकिन ऊर्जा को अवशोषित और नष्ट कर देता है। तो परिणाम यह होता है कि शरीर टूट जाता है।
जब यह शीतलन जल्दी से किया जाता है (जो कि कांच के मामले में है), इकाइयां खुद को व्यवस्थित करने से पहले गतिशीलता खो देती हैं, और क्रिस्टलीकरण नहीं होता है। इस का मतलब है कि कांच की शीतलन कांच संक्रमण तापमान से नीचे के तापमान पर होती है। यदि तापमान कांच के संक्रमण तापमान (जो चश्मे के लिए विशेषता है) से अधिक है, तो सामग्री में एक चिपचिपा व्यवहार होगा।
जेनिफर फोगाका द्वारा
रसायन विज्ञान में स्नातक
स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-vidro-solido-ou-liquido.htm