الرمل المستخدم في صناعة الزجاج؟

المهندس/حماده

ما هو نوع الرمل المستخدم في صناعة الزجاج ولماذا يكون الزجاج منفذًا للضوء في حين لا يتصف الرمل بذلك؟

يتكون الزجاج والرمل في معظمه من أكسيد السليكون (SiO2). لكن يكمن وجه الاختلاف الرئيسي بينهما في أنه في الرمل يكون SiO2 في صورة بلورات يطلق عليها اسم الكوارتز. أما بالنسبة للزجاج، فلا يكون هناك هيكل بلوري لأكسيد السليكون – أي أنه "غير متبلور".

يعتبر الكوارتز من المعادن الموجودة بتركيزات عالية في الصخور – فهو يشكل 70% من الجرانيت مثلاً. ويتكون الجرانيت من خليط سائل شديد السخونة من المواد الكيميائية، حيث أن هذا الخليط يبرد ببطء مما يساعد على تشكل المعادن في صورة بلورات. تعمل المياه والرياح على تفتيت الصخور، مثل الجرانيت، مما يؤدي إلى تحرير البلورات. مع العلم بأن الكوارتز يتصف بالصلابة الشديدة وبمقاومته للتفاعلات الكيميائية، لذلك ففي حين أن بعض المعادن تتحلل متحولة إلى طين، إلا أن الكوارتز يتحول إلى حبات رمل. يمكنك الرؤية من خلال بلورة نقية ضخمة من الكوارتز، لكن حبات الرمل دائمًا ما تكون غير منتظمة الشكل، مما يؤدي إلى انعكاس وانكسار الضوء في مختلف الاتجاهات، وهو ما يؤدي إلى عدم القدرة على الرؤية من خلال الرمل.
وبالمثل يتكون الزجاج من خليط سائل شديد السخونة من المواد الكيميائية – تمثل حبات رمل الكوارتز المنصهرة الجزء الأكبر منه – لكنه، على عكس الجرانيت يبرد بسرعة كبيرة جدًا مما لا يساعد على تكون البلورات. تؤدي الشوائب الموجودة في الرمل، مثل الحديد، إلى عدم شفافية الزجاج، لذلك يحرص صانعي الزجاج على استخدام أنواع من الرمل الأبيض "النظيف" شديد النقاء – 100% كوارتز تقريبًا كنسبة مثالية. وحيث أنه لا يحتوي على هيكل بلوري ويوجد كشرائح مسطحة، لذلك يمر الضوء بشكل مباشر من خلال الزجاج.

يوجد الزجاج في الطبيعة وعادة ما يكون مرتبطًا بالبراكين، حيث تبرد الحمم المنصهرة بسرعة متحولة إلى صخور دون أن تكون بلورات. والزجاج البركاني هو أحد أمثلة الزجاج الطبيعي
منقول