„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

 

 

 

 

 

MINISTERSTWO EDUKACJI 

NARODOWEJ 

 

 

 

Elżbieta Pietrasz 

 

 

 

Określanie właściwości surowców szklarskich 
311[33].Z1.01

 

 

 

 

 

 

Poradnik dla ucznia 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wydawca

 

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy 
Radom 2007 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  1 

Recenzenci: 

mgr inż. Stanisław Pelczar 

mgr inż. Krzysztof Kubit 

 

 

Opracowanie redakcyjne: 

mgr Elżbieta Pietrasz 

 

 

Konsultacja: 

mgr Czesław Nowak 

 

 

 

 

 

 

Poradnik  stanowi  obudowę  dydaktyczną  programu  jednostki  modułowej  311[33].Z1.01 
Określanie właściwości surowców szklarskich, zawartego w modułowym programie nauczania 
dla zawodu  technik technologii szkła 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wydawca 

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom  2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  2 

SPIS TREŚCI

 

 

1.  Wprowadzenie 

3 

2.  Wymagania wstępne 

4 

3.  Cele kształcenia 

5 

4.  Materiał nauczania 

6 

4.1.  Budowa chemiczna i fizyczna szkła 

6 

4.1.1.  Materiał nauczania 

6 

4.1.2.  Pytania sprawdzające 

20 

4.1.3.  Ćwiczenia 

21 

4.1.4.  Sprawdzian postępów 

22 

4.2.  Surowce szklarskie podstawowe 

23 

4.2.1.  Materiał nauczania 

 

23 

4.2.2.  Pytania sprawdzające 

39 

4.2.3.  Ćwiczenia 

39 

4.2.4.  Sprawdzian postępów 

42 

4.3.  Surowce szklarskie pomocnicze i dodatkowe 

43 

4.3.1.   Materiał nauczania 

43 

4.3.2.   Pytania sprawdzające 

50 

4.3.3.   Ćwiczenia 

51 

4.3.4.   Sprawdzian postępów 

53 

5.  Sprawdzian osiągnięć 

54 

6.  Literatura 

59 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  3 

1.  WPROWADZENIE

 

 

Poradnik  będzie  Ci  pomocny  w  przyswajaniu  wiedzy  o  właściwościach  surowców 

szklarskich 

W poradniku zamieszczono: 

−

 

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś 
bez problemu mógł korzystać z poradnika, 

−

 

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jaki ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, 

−

 

materiał  nauczania  –  wiadomości  teoretyczne  niezbędne  do  opanowania  treści  jednostki 
modułowej, 

−

 

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,  

−

 

ćwiczenia,  które  pomogą  Ci  zweryfikować  wiadomości  teoretyczne  oraz  ukształtować 
umiejętności praktyczne, 

−

 

sprawdzian postępów, 

−

 

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie 
materiału całej jednostki modułowej, 

−

 

literaturę obowiązującą. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

Schemat układu jednostek modułowych  

 

 

311[33].Z1 

Metody badania surowców szklarskich 

i szkła

 

311[33].Z1.01 

Określanie właściwości surowców 

szklarskich

 

311[33].Z1.02 

Badanie właściwości szkła

 

311[33].Z1.03 

Wykonywanie analiz laboratoryjnych 

surowców szklarskich i szkła

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  4 

2.  WYMAGANIA WSTĘPNE

 

 

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: 

−

 

charakteryzować budowę atomu, 

−

 

określać liczbę atomową i masową pierwiastków, 

−

 

posługiwać się układem okresowym pierwiastków, 

−

 

zapisywać proste reakcje chemiczne, 

−

 

określać sposoby otrzymywania związków nieorganicznych, 

−

 

charakteryzować tlenki, wodorotlenki, kwasy, sole, 

−

 

korzystać z różnych źródeł informacji, 

−

 

współpracować w grupie. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  5 

3.  CELE KSZTAŁCENIA

 

 

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: 

−

 

określić chemiczne właściwości pierwiastków, 

−

 

rozróżnić rodzaje wiązań chemicznych oraz określić ich wpływ na właściwości związków 
chemicznych, 

−

 

określić właściwości związków chemicznych nieorganicznych i organicznych, 

−

 

określić właściwości związków chemicznych w różnych stanach skupienia, 

−

 

obliczyć efekty masowe i energetyczne reakcji chemicznych, 

−

 

wyjaśnić pochodzenie surowców szklarskich, 

−

 

określić właściwości surowców szklarskich, 

−

 

sklasyfikować surowce ze względu na skład chemiczny, 

−

 

określić przeznaczenie surowców szklarskich, 

−

 

wyjaśnić strukturę wewnętrzną krzemianów, 

−

 

rozróżnić więźbotwórcze składniki szkła. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  6 

4.  MATERIAŁ NAUCZANIA

 

 

4.1.  Budowa chemiczna i fizyczna szkła 

 

4.1.1.  Materiał nauczania

 

 

Chemiczne właściwości pierwiastków 

Podstawowym  pojęciem  nowożytnej  chemii  jest  wprowadzenie  przez  Roberta  Boyle`a 

w 1661 roku określenia pierwiastka chemicznego. 

W  starożytności  wyróżniano  cztery  żywioły  czyli  ziemię,  powietrze  wodę  i  ogień,  ale 

znano  i  stosowano  też  inne  substancje,  jak:  złoto,  srebro,  miedź,  żelazo,  cynę,  ołów,  rtęć 
węgiel czy siarkę. W średniowieczu i na początku czasów nowożytnych do tej grupy dołączyły 
inne  nowo  odkryte,  jak:  arsen,  bizmut,  cynk,  fosfor  i  antymon.  Następne  stulecia  przyniosły 
odkrycia nowych pierwiastków, tak że pod koniec XIX wieku znanych było ich już około 63. 
Zaczęto  klasyfikować  znane  wówczas  pierwiastki  a  podstawą  klasyfikacji  było  kryterium 
wzrastającej  ich  masy  atomowej  (prawo  okresowości).  Znany  uczony  rosyjski  Dmitrij  I. 
Mendelejew  opracował  do  dziś  używany  układ  okresowy  pierwiastków.  Układ  okresowy 
pierwiastków  podany  przez  Mendelejewa  składał  się  z  rzędów  poziomych  (okresów)  i 
pionowych  (grup),  przy  czym  grupy  tworzyły  pierwiastki  o zbliżonych  właściwościach.  Puste 
miejsca pozostawione były dla odkrytych później pierwiastków jak: skand, german, itr, technet, 
ind,  cer  i  ren.  Mimo  rozwoju  chemii  w  późniejszych  latach,  poznania  budowy  atomów, 
odkrycia  i  otrzymania  wielu  nowych  pierwiastków,  tablica  Mendelejewa  została  tylko 
poszerzona.  Współczesna  wersja  prawa  okresowości  mówi,  że  właściwości  pierwiastków 
chemicznych  uporządkowanych  według  wzrastających  liczb  atomowych  powtarzają  się 
okresowo. 

 

 

 

 

Rys.1. Układ okresowy pierwiastków. [ 12 ]. 

 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  7 

Obecnie używany układ okresowy pierwiastków uzupełniono o grupę gazów szlachetnych 

oraz zawiera nowo odkryte i sztucznie wytworzone pierwiastki. Układ ten składa się z 18 grup 
i  7  okresów.  Pionowe  kolumny  układu  okresowego  (grupy)  zawierają  pierwiastki,    których 
atomy  mają  podobne  właściwości  chemiczne.  Poziome  szeregi  układu  okresowego  (okresy) 
zawierają  pierwiastki,  których  właściwości  zmieniają  się  stopniowo.  Każdy  okres  zaczyna  się 
bardzo  aktywnym  metalem,  wraz  ze  wzrostem  grupy  w  okresie  aktywność  pierwiastków 
maleje  aż  dochodzimy  do  zupełnie  nieaktywnego  gazu  szlachetnego.  Osobno  w  dwu 
dodatkowych okresach umieszczone są lantanowce i aktynowce. 
Podstawę  współczesnego  układu  okresowego  pierwiastków  stanowi  ich  konfiguracja 
elektronowa  czyli  rozmieszczenie  elektronów  na  powłokach  elektronowych,  wyznaczająca 
podział na bloki: s, p d, f 
– 

Blok s obejmuje pierwiastki 1 i 2 grupy 

– 

Blok p obejmuje pierwiastki grup od 13 do 18 

– 

Blok d obejmuje pierwiastki grup od 3 do 12 

– 

Blok f tworzą lantanowce i aktynowce 

 
Wiązania chemiczne 

Tylko nieliczne pierwiastki występują w przyrodzie w stanie atomowym. Większość wiąże 

się  z  innymi  atomami  tworząc  cząsteczki.  Takie  zachowanie  atomów  jest  zgodne  z  ich 
dążnością  do  uzyskania  konfiguracji  elektronów  na  zewnętrznej  powłoce  elektronowej 
zapewniającej  im  minimum  energetyczne  i  bierność  chemiczną.  Pożądaną  konfigurację  atomy 
uzyskują  wchodząc  w  kontakt  z  innymi  atomami.  Dochodzi  wówczas  do  wzajemnego 
oddziaływania  elektronów  walencyjnych  tych  atomów  a  takie  oddziaływanie  nosi  nazwę 
wiązania  chemicznego.  Reagujące  ze  sobą  atomy  dążą  do  uzupełnienia  walencyjnej 
(zewnętrznej)  powłoki  elektronowej  lub  jej  zredukowania  do  powłoki  najbliższego  helowca. 
Pierwiastki tej grupy mają na powłoce walencyjnej 8 elektronów (oktet elektronowy), lub dwa 
elektrony (dublet elektronowy). 
Elektroujemność jest miarą zdolności przyciągania elektronów przez atom danego pierwiastka 
(w  wiązaniu  kowalencyjnym).  Niska  elektroujemność  cechuje  pierwiastki  metaliczne,  zaś 
wysoka  –  niemetale.  Pierwiastki  metaliczne  nazywa  się  pierwiastkami  elektrododatnimi,  czyli 
łatwo oddającymi elektrony. Niemetale nazywa się elektroujemnymi czyli łatwo przyjmującymi 
elektrony. 
 

Typy wiązań 
chemicznych

 

 

 

 

 

wiązanie jonowe                                                                  wiązanie kowalencyjne 

                       ∆E > 1,7 

niespolaryzowane 

                                                           wiązanie kowalencyjne                      ∆E (0 – 0,4) 
 

spolaryzowane 

                                                                  ∆E  (0,4 – 1,7) 

 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  8 

Wiązanie jonowe 

Wiązania jonowe będą się tworzyć w związkach gdzie różnica elektroujemności pierwiastków 
tworzących  związek  jest  duża  ∆E  >  1,7.  Istotą  tego  wiązania  jest  oddziaływanie 
elektrostatyczne  między  jonami  powstającymi  na  skutek  przeniesienia  elektronów  z  atomu 
mniej elektroujemnego do atomu bardziej elektroujemnego. 
 
 
 
 

 
 

 
                                                                                
 

 

 

 

    Rys.2. Atom sodu (Na) oddaje elektron i staje się kationem (Na

+

). 

Na (2, 8, 1) - e

-

 ---> Na

+

 (2, 8) . [12]. 

 

 

Rys.3. Atom chloru (Cl) przyjmuje elektron i staje się 

anionem (Cl

-

). 

Cl (2, 8, 7) + e

-

 ---> Cl

-

 (2, 8, 8) . [12]. 

 

 

 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

  9 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      Rys.4. Siły elektrostatycznego przyciągania pomiędzy jonami Na

+

 i Cl

-

. [12].

 

 

Wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane 

Wiązania  kowalencyjne  niespolaryzowane  będą  się  tworzyć  w  związkach  gdzie  różnica 
elektroujemności jest bardzo mała ∆E (0 – 0,4). Wiązanie to polega na uwspólnieniu jednej lub 
kilku  par  elektronowych,  dzięki  czemu  każdy  z  atomów  zachowuje  się  tak  jakby  miał  trwałą 
konfigurację gazu szlachetnego

 

 

Rys.5. Mechanizm powstawania wiązania kowalencyjnego w cząsteczce wodoru . [12] 

 

 

 

 

Rys.6. Mechanizm powstawania wiązania kowalencyjnego w cząsteczce chloru . [12].

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 10 

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane 

Wiązania  kowalencyjne  spolaryzowane  będą  się  tworzyć  w  związkach  gdzie  różnica 
elektroujemności  wynosi ∆E  (0,4  – 1,7). Wiązanie to polega na uwspólnieniu jednej lub kilku 
par elektronowych, które są przesunięte w kierunku atomu o większej elektroujemności.

 

 

 

 

Rys.7. Mechanizm powstawania wiązania kowalencyjnego                                                                      

spolaryzowanego w cząsteczce chlorowodoru. [12].

 

 

Wpływ rodzaju wiązań na właściwości związków chemicznych

 

−

 

Substancje  mające  wiązania  kowalencyjne  –  wiązania  te  łączące  atomy  w  cząsteczki  są 
silne,  rozbicie  takich  cząsteczek  na  atomy  wymaga  dużego  nakładu  energii,  substancje 
takie reagują powoli, gdyż te silne wiązania nie ulegają łatwo zerwaniu. 

−

 

Substancje mające wiązania jonowe – w stanie stałym tworzą sieci jonowe, w których nie 
ma cząsteczek  ani  atomów  tylko  ułożone  naprzemiennie  jony  dodatnie i ujemne. Związki 
jonowe  są  substancjami  krystalicznymi,  twardymi  o  wysokich  temperaturach  topienia, 
dobrze rozpuszczają się w wodzie. 

 
Właściwości związków nieorganicznych 
 
Tlenki – są to związki pierwiastków (metali i niemetali) z tlenem, w których tlen występuje na 

–II stopniu utlenienia. 

 

Wzór ogólny tlenków 

E

x

O

II 

Gdzie: 

E – symbol pierwiastka 

x – wartościowość pierwiastka 

 
 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 11 

Ze względu na charakter chemiczny tlenki tworzą następujące grupy: 

– 

Tlenki zasadowe – tlenki metali, które reagują z kwasami dając sole  
(MgO, CaO, BaO, Na

2

O, K

2

O) 

 

MgO + 2 HCl → MgCl

2

 + H

2

O 

 
– 

Tlenki kwasowe – tlenki niemetali, które reagują z zasadami dając sole  
(SO

3

, P

4

O

10

, SiO

2

) 

 

SO

3

 + 2NaOH → 2 Na

2

SO

4

 + H

2

O 

 
– 

Tlenki  amfoteryczne  –  tlenki  metali,  które  reagują  z  kwasami  i  z  zasadami  dając  sole 
(Al(OH)

3

, Zn(OH)

2

) 

 

Al

2

O

3

 +  12 HF → 2[AlF

6

]

3-

 + 3 H

2

O 

 

Al

2

O

3

 + 2 NaOH + 3 H

2

O → 2 Na[Al(OH)

4

] 

 

– 

Tlenki obojętne – tlenki niemetali które nie reagują ani z kwasami ani z zasadami, np. 

CO i NO. 
 

 
W układzie okresowym właściwości tlenków zmieniają się następująco: 
– 

w okresie – od typowo zasadowych w grupie 1 i 2, poprzez amfoteryczne w grupie 13, aż 
po typowo kwasowe w grupie 17. 

– 

w grupie – ze wzrostem okresu w grupie rośnie charakter zasadowy ich tlenków. 

 
Wodorotlenki  –  są  to  związki  chemiczne  zbudowane  z  metalu  i  jednej  lub  kilku  grup 

wodorotlenowych – OH. 

 

Wzór ogólny wodorotlenku 

 

M

n

(OH)

n 

 

Gdzie: 

M – kation metalu 

n – wartościowość metalu 

 
Ze względu na charakter chemiczny wodorotlenki dzielą się na: 
– 

wodorotlenki zasadowe – reagujące z kwasami i niereagujące z zasadami. 
NaOH + HCl → NaCl + H

2

O 

 
– 

wodorotlenki amfoteryczne – reagujące zarówno z kwasami jak i zasadami 
Zn(OH)

2

 + 2 HCl → ZnCl

2 

+ 2 H

2

O 

 

Zn(OH)

2

 + 2 NaOH → Na

2

ZnO

2

 + 2 H

2

O 

 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 12 

Kwasy – są to związki chemiczne zbudowane z wodoru i reszty kwasowej. 
 

Wzór ogólny kwasu 

 

H

m

R

m 

 

R – reszta kwasowa 

m – wartościowość reszty kwasowej 

 
Kwasy reagują z : 
– 

wodorotlenkami – reakcje zobojętnienia 

 

      HNO

3 

+ KOH → KNO

3 

+ H

2

O 

 
– 

tlenkami zasadowymi 

 

     2 HBr + CaO → CaBr

2

 + H

2

O 

 
– 

metalami aktywnymi (aktywniejsze od wodoru) 

     2 H

3

PO

4

 + 3 Mg → Mg

3

(PO

4

)

2

 + 3 H

2 

 

Sole – są związkami chemicznymi zbudowanymi z metalu i reszty kwasowej. 
 

Wzór ogólny soli 

 

M

m

n

R

n

m 

 

Gdzie: 

M – kation metalu 

R – reszta kwasowa 

m – wartościowość reszty kwasowej 

n – wartościowość metalu 

Rodzaje soli: 
 
a)  sole obojętne 

– 

sole proste – zawierające jeden rodzaj kationów i jeden rodzaj anionów, np. 

       Na

2

SO

4

 zawierające Na

+ 

i SO

4

2- 

– 

sole podwójne – zawierające dwa rodzaje kationów i jeden rodzaj anionu np. 

       MgAl

2

(SO

4

)

4 

– 

hydraty – sole uwodnione, zawierające wbudowane w sieć krystaliczną  

      cząsteczki wody, np. CuSO

4

 ∙ 5 H

2

O 

 
b)  wodorosole – zawierające aniony powstające podczas stopniowej dysocjacji kwasów 

     np. anion wodorowęglanowy HCO

3

-

   

c)  hydroksosole – zawierające aniony OH

-

, aniony reszt kwasowych i kationy metalu 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 13 

Właściwości związków organicznych 

Chemia  organiczna  jest  chemią  związków  węgla.  Prawie  wszystkie  związki  pochodzące 

od  organizmów żywych  odznaczają  się tym,  że ich  cząsteczki zawierają atomy węgla. Atomy 
węgla mogą łączyć się ze sobą tworząc struktury:  
– 

liniowe,  

– 

rozgałęzione,  

– 

cykliczne.  
Do  atomów  węgla  tworzących  te  łańcuchy  i  pierścienie  mogą  przyłączać  się  inne atomy, 

głównie:  wodoru,  tlenu,  azotu,  siarki,  fosforu,  fluoru,  chloru,  bromu,  jodu,  i  wiele  innych 
pierwiastków. 
Węgiel jest pierwiastkiem o dużej aktywności chemicznej i zdolnością do łączenia się między 
sobą. Ponadto sąsiadujące atomy węgla mogą łączyć się ze sobą za pomocą wiązań:  
– 

pojedynczych, 

– 

podwójnych, 

– 

potrójnych. 

O tych właściwościach węgla decyduje jego budowa elektronowa. Atom węgla ma cztery 

elektrony walencyjne, które może wykorzystać do utworzenia czterech wiązań kowalencyjnych 
z innymi atomami węgla, wodorem i innymi pierwiastkami. 

 

 

                                       

Rys.8 Wiązania kowalencyjne atomu węgla. [12]. 

 

 

Właściwości związków chemicznych w różnych stanach skupienia 

Materia występuje w trzech dających się łatwo rozróżnić stanach skupienia, tj.  
– 

stałym,  

– 

ciekłym, 

– 

gazowym. 

Istnieje  również  czwarty  stan  skupienia,  stan  plazmy,  który  istnieje  jedynie  w  zakresie 
niezwykle wysokich temperatur. 

Stan  stały charakteryzuje  się  utrzymaniem  kształtu,  postaci  i  objętości  próbki, niezależnie od 
kształtu naczynia. 

Stan  ciekły  odznacza  się  tym,  że  próbka  zachowuje  swoją  określoną  objętość  podczas 
przelewania  z  jednego  zbiornika  do  drugiego,  ale  przyjmuje  kształt  dna  mieszczącego  ją 
naczynia. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 14 

Stan  gazowy  charakteryzuje  się  tym,  że  próbka  nie  ma  ani  własnego  kształtu,  ani  objętości 
i może rozprzestrzeniać się po całej objętości naczynia, w której jest zawarta. 

 

 

                                        

Rys. 9. Stany skupienia materii.[12]. 

 

Różnice  te  można  łatwo  wyjaśnić  za  pomocą  teorii  kinetycznej  materii  zgodnie  z  którą 

w temperaturach powyżej zera absolutnego (tj. powyżej -273

o

C) atomy i cząsteczki substancji 

znajdują się w nieustannym ruchu. 

W ciałach stałych ruch ten nie jest wielki i odnosi się głównie do oscylacji atomów  

i cząsteczek względem węzłów sieci krystalicznej. 

W  miarę  ogrzewania  rośnie  energia  kinetyczna  ruchów  a  w  temperaturze  zwanej 

temperaturą  topnienia  cząsteczki  lub  pojedyncze  atomy  tracą  zdolność  powrotu  do  swych 
pierwotnych położeń i substancja stała przechodzi w ciecz. 

Wzajemne  oddziaływanie  między  atomami  i  cząsteczkami  jest  jednak  ciągle  tak  duże,  że 

objętość  cieczy  w  danej  temperaturze  pozostaje  stała.  Dalsze  ogrzewanie  cieczy  prowadzi 
wreszcie  do  stanu,  w  którym  cząsteczki  uzyskują  energię  kinetyczną  wystarczającą  do 
pokonania  sił  wzajemnego  przyciągania  i  ciecz  zamienia  się  w  gaz,  zdolny  do 
rozprzestrzeniania się w całej dostępnej przestrzeni.

 

 

Efekty energetyczne reakcji

 

Najczęściej  podczas  reakcji  chemicznych  zmiany energii  występują w postaci  ciepła  bądź 

oddawanego do otoczenia i wtedy mamy do czynienia z przemianą chemiczną egzotermiczną, 
bądź  pochłanianego  z  otoczenia,  i  mamy  wtedy  do  czynienia  z  przemianą  chemiczną 
endotermiczną. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 15 

 

                         

Rys. 10. 

 

Reakcje chemiczne zmiany energii . [12].

 

 

Jaka  jest  różnica  między  tymi  obiema  przemianami?  W  przypadku  przemiany  egzotermicznej 
mieszanina reagująca na ogół ogrzewa się, w przypadku zaś przemiany endotermicznej - staje 
się zimniejsza. 

Ciepło  wydzielane  lub  pobrane,  w  odniesieniu  do określonych  ilości  (moli) substancji  nazywa 
się ciepłem reakcji. Wartość ciepła reakcji oznacza się różnymi znakami, w zależności od tego, 
czy energia jest przekazywana do otoczenia, czy do układu; 

– 

znakiem  minus  (-)  oznacza  się  efekt  cieplny,  podczas  którego  układ  przekazuje  do 
otoczenia energię na sposób ciepła, 

– 

znakiem  plus  (+)  oznacza  się  efekt  cieplny,  podczas  którego  otoczenie  przekazuje  do 
układu energię na sposób ciepła. 

Dla  interpretacji  wyników  dogodne  jest  wprowadzenie  tzw.  funkcji  termodynamicznej  – 
entalpii  (oznaczamy  ja  literą  H),  będącej  funkcją  stanu  (zmiana  ∆H  zależy  tylko  od  stanu 
początkowego i końcowego) 

 

przykład: 

reakcja egzotermiczna  

C  + O

2

 → CO

2

 + 394 kJ               Q

p

 = 394 kJ/mol              ∆H = -394 kJ/mol                 

reakcja endotermiczna                                                                                                                

N

2 

+ O

2

 → 2 NO – 180,8 kJ          Q

p

 = -180 kJ/mol             ∆H = 180,8 kJ/mol               

Zmiana  entalpii  ∆H  ma  znak  odwrotny.  Dla  reakcji  egzotermicznych  ujemny, 
a endotermicznych dodatni. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 16 

Użytecznym  pojęciem  jest  standardowa  entalpia  tworzenia,  którą  definiuje  się  jako  entalpię 
towarzyszącą syntezie 1 mola związku chemicznego w warunkach standardowych. 

 

               Tabela 1. Molowe entalpie standardowe tworzenia niektórych związków chemicznych 

Zwi

ązek 

∆

H

o

298

 

kJ/mol 

Zwi

ązek 

∆

H

o

298

 

kJ/mol 

H

2

O

(c)

 

H

2

O

(g)

 

HCl

(g)

 

HNO

3(c)

 

H

2

SO

4(c) 

 

CO

(g)

 

CO

2(g)

 

NH

3(g)

 

NO

(g)

  

NO

2(g)

 

-285,85

 

 

-241,79

 

 

-92,30

 

 

-173,22

 

 

-811,32

 

 

-110,54

 

 

-393,42

 

 

-46,19

 

 

+90,37

 

 

+33,85

 

 

SO

2(g)

 

SO

3(g)

 

NaCl

(s)

  

KCL

(s)

 

NaOH

(s)

 

CH

4(g)

 

CH

3

OH

 (c)

 

C

2

H

5

OH 

(c)

 

CH

3

COOH 

(c)

 

C

6

H

6(c)

 

-296,86

 

 

-385,18

 

 

-410,99

 

 

-435,90

 

 

-426,77

 

 

-74,85

 

 

-238,57

 

 

-277,65

 

 

-487,01

 

 

-49,03

 

 

 

Przykład:  

Wypisz entalpie standardowe reagentów w poniższej reakcji:  

CH

4(g) 

+ 2 O

2(g)

 = CO

2(g)

 + 2 H

2

O

(c)

. 

Odczytujemy entalpie tworzenia następujących substancji z tablic:  
∆H (CO

2

) = -393,1 kJ/mol, 

∆H (H

2

O) = -285,9 kJ/mol, 

∆H (CH

4

) = -74,8 kJ/mol, 

∆H (O

2

) = 0 kJ/mol (entalpia tworzenia każdej substancji pierwiastkowej jest równa zero). 

Prawo Hessa oraz prawo Laplace'a umożliwiają obliczanie efektów cieplnych różnego rodzaju 
procesów.  Ilustracją  tego  prawa  niech  będzie  przykład,  w  którym  wychodząc  z  gazowego 
HCl, gazowego NH

3

 oraz wody, otrzymamy dwiema różnymi drogami roztwór wodny chlorku 

amonowego. 

 

Struktura wewnętrzna krzemianów 
W  przyrodzie  występuje  około  800  znanych  minerałów  krzemianowych  co  czyni  z  nich 

najliczniejszą  grupę  minerałów.  Ilościowy  udział  krzemianów  i  glinokrzemianów  w budowie 
skał  wynosi  około  75%  wagowych.  Krzemiany,  oprócz  dominującego  znaczenia 
skałotwórczego, mogą być także źródłem wielu cennych metali (np. krzemiany Ni, Zn, Zr, Li), 
tworzą również złoża wielu ważnych surowców mineralnych (kaolin, azbest, skalenie). Wśród 
krzemianów  znaleźć  można  także  piękne  kamienie  szlachetne  i  ozdobne  (np.  szmaragd, 
turmalin, topaz, nefryt).  

Współczesna  systematyka  krzemianów  i  glinokrzemianów  opiera  się  na  ich  

właściwościach  krystalochemicznych,  tj.  na  budowie  sieci  krystalicznej.  Podstawowymi 
elementami  strukturalnymi  tej  sieci  są  ściśle  obok siebie ułożone 4 aniony tlenu oraz zawarty 
między  nimi  kation  krzemu.  Modelem  przestrzennym  tak  ułożonego  anionu  [SiO

4

]

4  –

  jest 

tetraedr, czyli czworościan foremny: 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 17 

 

                                                                        Komórka [SiO

4

]

4-

 

                                                        Rys. 11. Element strukturalny krzemianów [ 12]

 

Wewnątrz  tetraedru  w  miejscu  krzemu  może  występować  także  glin.  Różnice  ładunków 

wywołane podstawieniem Si

4 +

 przez Al

3 +

 kompensowane są przez podstawianie dodatkowych 

kationów.  Krzemiany,  w  których  część  anionów  [SiO

4

]

4  -

  zastąpiona  jest anionami  [AlO

4

]

5  -

  , 

określane są jako glinokrzemiany.  

Oprócz  tetraedrów  w  sieci  krystalicznej  krzemianów  występują  też  połączenia   tlenowo-

hydroksylowo-glinowe,  tworzące oktaedry  (ośmiościany  foremne).  Zbudowane  są  one 
z sześciu jonów tlenowych lub hydroksylowych i znajdującego się w ich wnętrzu kationu glinu:  

 

 

 

 

Komórka [AlO

6

]

9-

 

Rys. 12. 

 

Element strukturalny krzemianów

 

. [12].

 

W  zależności  od  sposobu  łączenia  tetraedrów  i  stopnia  ich  kondensacji  krzemiany  dzieli 

się na: 

– 

krzemiany wyspowe, 

– 

krzemiany grupowe, 

– 

krzemiany pierścieniowe, 

– 

krzemiany łańcuchowe, 

– 

krzemiany wstęgowe, 

– 

krzemiany warstwowe, 

– 

krzemiany szkieletowe.

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 18 

 

        

Rys. 13.

 

Elementy struktury krzemianów

 

. [12].

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 19 

             Tabela 2.

  

Charakterystyka głównych grup krzemianów

 

 [12]. 

Krzemiany 

Charakterystyka 

Podział 

Przykłady związków 

Ortokrzemiany proste 
jednokationowe 

Na

4

[SiO

4

] 

K

4

[SiO

4

] 

Mg

2

[SiO

4

] 

ZrSiO

4 

wyspowe 

Stanowią 

najprostsze 

związki 

krzemianów 

w 

grupie 

minerałów 

krzemianowych.  Zawierają 
one  nie  połączone  ze  sobą 
tetraedry [SiO

4

]

4- 

Ortokrzemiany wielokationowe 

MgMn[SiO

4

] 

MgCa[SiO

4

] 

Mg

3

Al

2

[SiO

4

]

3 

Krzemiany 

o 

łańcuchu 

pojedynczym 

Mg

2

[Si

2

O

6

] 

Fe

2

[Si

2

O

6

] 

MgCa[Si

2

O

6

] 

Krzemiany 

o 

łańcuchu 

pojedynczym rozgałęzionym 

Pb

12

[SiO

3

]

12 

łańcuchowe 

Zbudowane  są  z  tetraedrów 
połączonych 

w 

długie 

łańcuchy.  Każdy  tetraedr 
posiada dwa naroża wspólne 
z sąsiednimi  tetraedrami. 

Krzemiany o łańcuchu podwójnym 

MgCa[Si

2

O

6

] 

Dwuwarstwowe (pakiet 1:1) 

Al

4

[Si

4

O

10

] (OH)

8

 

Mg

6

[Si

4

O

10

] (OH)

8 

warstwowe 

Stanowią  strukturę  w  której 
każdy  tetraedr  ma  trzy 
wspólne naroża z sąsiednimi 
tetraedrami.  Mają  budowę 
pakietową. 

Trójwarstwowe (pakiet 2:1) 

Al

2

[Si

4

O

10

] (OH)

2

 

Mg

3

[Si

4

O

10

] (OH)

2 

Minerały z grupy krzemionki 

SiO

2 

SiO

2

 ∙ nH

2

O 

Skalenie 

K[AlSi

3

O

8

] 

Na[AlSi

3

O

8

] 

Ca[Al

2

Si

2

O

8

] 

szkieletowe 

Stanowią 

produkt 

najsilniejszej 

kondensacji 

tetraedrów,  które  łączą  się 
równomiernie 

we 

wszystkich 

kierunkach, 

poprzez 

narożne 

atomy 

tlenu 

Skaleniowe 

K[AlSi

2

O

6

] 

Na[AlSiO

4

] 

 
Budowa chemiczna szkła 

Materiały, z których po stopieniu można otrzymać szkło – to materiały szkłotwórcze. 

Należą do nich:   SiO

2

,  i tlenki: B

2

O

3

, P

2

O

5

, TiO

2

, 

Rozróżniamy  więc  szkła: - krzemianowe, - boranowe, - fosforanowe, lub mieszane boranowo 
– krzemianowe. 

Dodawanie do materiałów szkłotwórczych innych materiałów – tlenków, nie tworzących 

szkła,  ma  na  celu  ułatwienie  topienia  mieszaniny  albo  zmianę  właściwości;  lub  możliwość 
przechłodzenia  stopu  bez  krystalizacji.  Tego  rodzaju  tlenki  nazywamy  modyfikatorami.  Są  to 
przeważnie  tlenki  metali  jednowartościowych  R

2

O  (topniki  alkaliczne),  najczęściej:  Na

2

O, 

K

2

O, Li

2

O lub tlenki metali dwuwartościowych RO, najczęściej : CaO, MgO, ZnO, BaO, PbO 

(stabilizujące). 

Dodawane    są  tez  takie  tlenki,  jak:  Al

2

O

3

  ,  ZrO

2

  ,  BeO,  TiO

2 

-  Odgrywające  rolę 

pośrednią, częściowo szkłotwórczą , częściowo modyfikującą. 

Szkło można otrzymać z samej krzemionki, wystarczy stopić je w temperaturze 1730 

o

C  

i stop odpowiednio przechłodzić aby otrzymać szkło – szkło krzemionkowe- kwarcowe. 

Krzemionka  z  dodatkiem  jednego  a  tlenków  metali  jednowartościowych  (sód,  potas,  lit) 

nazywanych  zasadowymi  –  alkalicznymi,  np.  z  Na

2

O  topi  się  w  temperaturze  niższej  niż 

krzemionka bez domieszek. Krzemionka reaguje z Na

2

O tworząc krzemiany sodowe. Roztwór 

–  stopiona  masa  –  jest  bardzo  płynna  (ma  małą  lepkość).  Roztwór  wodny  krzemianu 
sodowego lub potasowego  nazywamy szkłem wodnym. 

Dodanie do krzemionki jednego z tlenków metali dwuwartościowych np. CaO, powoduje 

obniżenie  temperatury  topienia  –  tworzą  się  krzemiany  wapniowe,  topiące  się  łatwo 
i rozpuszczające nadmiar krzemionki. Masa taka nie daje się normalnie przechłodzić ponieważ 
łatwo krystalizuje. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 20 

Dopiero  łączne  zestawienie  tlenków:  sodowego,  wapniowego  w  odpowiednich  ilościach 

jako dodatku do krzemionki ułatwia otrzymanie szkła trójskładnikowego - szkło zwykłe. 

Szkło  jest  roztworem  krzemianów:  sodowego  i  wapniowego  oraz  wolnej  krzemionki 

pozostałej w nadmiarze, dla której do reakcji nie wystarczyło Na

2

O i CaO 

                                 Na

2

 SiO

3

 •  CaSiO

3

 • SiO

2

 

Do  zwykłego  trójskładnikowego  szkła  dodaje  się  innych  tlenków  dla  uzyskania  lepszych 

właściwości szkła (szkła wieloskładnikowe, uszlachetnione). 
 

Ciała  stałe  (znajdujące  się  w  stanie  stałym,  czyli  odznaczające  się  sztywnością),  można 

podzielić na krystaliczne i bezpostaciowe. 
Ciała  krystaliczne  wykazują  całkowite  uporządkowanie  elementów  struktury:  atomów, 
cząsteczek  i  jonów.  Ciała  bezpostaciowe  wykazują  brak  uporządkowania  elementarnego 
struktury. 

Ciała  krystaliczne  i  ciała  bezpostaciowe różnią się właściwościami,  nawet  jeśli  są to  ciała 

jednakowe  pod  względem  chemicznym.  Inne  jest  ich  zachowanie  się  podczas  przechodzenia 
pod  wpływem  ogrzewania  ze  stanu  stałego  w  ciekły,  a  inne  podczas  przechodzenia  ze  stanu 
ciekłego w stały. 

Podstawowymi,  właściwościami  fizycznymi  zwykłego  szkła,  związanymi  z  jego  budowa 

wewnetrzną, są: 

−

 

bezpostaciowość – niekrystaliczność, 

−

 

nietrwałość układu, czyli nadmierna energia wewnętrzna sprzyjająca krystalizacji,  

−

 

izotropowość, czyli niezależność właściwości od kierunku ich badania w szkle, 

−

 

zwiększenie  się  w  sposób  ciągły  lepkości  wraz  ze  spadkiem  temperatury  –  lub 
zmniejszenie się lepkości wraz ze wzrostem temperatury, 

−

 

duża  lepkość  w  normalnej  temperaturze,  powodujaca  że  szkło  ma  właściwości  
mechaniczne podobne do właściwości ciał stałych, 

−

 

przeźroczystość i przejrzystość.  

 

4.1.2. Pytania sprawdzające

 

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Jakie są typy wiązań chemicznych? 
2.  Co to są wiązania jonowe, w związkach chemicznych? 
3.  Co to są wiązania kowalencyjne, w związkach chemicznych? 
4.  Jaki jest wpływ wiązań na właściwości związków chemicznych? 
5.  Jakie grupy tworzą tlenki pod względem charakteru chemicznego? 
6.  Jakie grupy tworzą wodorotlenki pod względem charakteru chemicznego? 
7.  Co to są sole w ujęciu chemicznym związków nieorganicznych? 
8.  Jakie struktury mogą tworzyć atomy węgla łącząc się z sobą? 
9.  W jakich stanach skupienia występuje materia? 
10.  Jaką reakcję nazywamy egzotermiczną? 
11.  Jaką reakcję nazywamy endotermiczną? 
12.  Jakie są podstawowe elementy strukturalne sieci krystalicznej? 
13.  W jaki sposób dzieli się krzemiany? 
 
 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 21 

4.1.3.  Ćwiczenia

 

 
Ćwiczenie 1  

Przyporządkuj podane poniżej tlenki do określonych grup. 

  
                                    Tabela do ćwiczenia 1. 

1.         Li

2

O 

A.   
Tlenki kwasowe 

2.         ZnO 
3.         BaO 

B. 
Tlenki zasadowe 

4.         SiO

2

 

5.         K

2

O 

C. 
Tlenki amfoteryczne 

6.         SO

2

 

7.        MgO 

D. 
Tlenki obojętne 

8.       Al

2

O

3

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać  w  materiałach  dydaktycznych  treści  dotyczące  właściwości  związków 

nieorganicznych, 

2)  dokonać analizy treści, 
3)  przyporządkować tlenki do określonych grup. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

karty z załączoną tabelą, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

 
Ćwiczenie 2 

Narysuj  element  struktury  krzemianów  wyspowych,  łańcuchowych,  warstwowych 

i szkieletowych. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać  w  materiałach  dydaktycznych  treści  dotyczące  budowy  wewnętrznej 

krzemianów, 

2)  dokonać analizy treści, 
3)  narysować elementy struktury poszczególnych krzemianów. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

papier formatu A4, pisaki, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 22 

Ćwiczenie 3 

Podane poniżej krzemiany przyporządkuj do określonych grup. 

 

                                     Tabela do ćwiczenia 3. 

1.         Rb

4

[SiO

4

] 

2.         Mg

2

[Si

2

O

6

] 

A.   
krzemiany wyspowe 

3.         Na [Al

2

Si

2

O

8

] 

4.         Fe Ca [Si

2

O

6

] 

B. 
krzemiany łańcuchowe 

5.        Mg

6

[Si

4

O

10

] (OH)

8

 

6.         Ba

2

[SiO

4

], 

C. 
krzemiany warstwowe 

7.         SiO

2

 

8.         ZrSiO

4

 

D. 
krzemiany szkieletowe 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać  w  materiałach  dydaktycznych  treści  dotyczące  budowy  wewnętrznej 

krzemianów, 

2)  dokonać analizy treści, 
3)  przyporządkować krzemiany do określonych grup. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

karty z załączoną tabelą, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

 

4.1.2.  Sprawdzian postępów

 

 
Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)  określić typy wiązań chemicznych? 

 

 

2)  wyjaśnić na czym polega wiązanie jonowe? 

 

 

3)  wyjaśnić na czym polega wiązanie kowalencyjne? 

 

 

4)  określić wpływ wiązań na właściwości związków chemicznych? 

 

 

5)  określić  grupy  jakie  tworzą  tlenki  pod  względem  charakteru 

chemicznego? 

 

 

6)  określić budowę soli jako związków chemicznych nieorganicznych? 

 

 

7)  określić struktury jakie mogą tworzyć atomy węgla? 

 

 

8)  określić występowanie materii w różnych stanach skupienia? 

 

 

9)  wyjaśnić pojęcie reakcji endotermicznej? 

 

 

10)  wyjaśnić pojęcie reakcji egzotermicznej? 

 

 

11)  wyjaśnić pojęcie reakcji endotermicznej? 

 

 

12)  określić elementy strukturalne sieci krystalicznej? 

 

 

13)  dokonać podziału krzemianów? 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 23 

4.2.  Surowce szklarskie podstawowe

 

 

4.2.1.  Materiał nauczania 

 

 

 

Podział  surowców  szklarskich  jest  dokonywany  z  różnych  punktów  widzenia.  Dawniej 

dzielono  surowce  szklarskie  na  pospolite  i  rzadkie.  Do  pospolitych  zaliczano:  piasek,  sodę, 
potaż, wapień, sulfat i minię. Pozostałe surowce zaliczano do rzadkich. Podział ten jest obecnie 
nieuzasadniony, gdyż wiele surowców rzadkich stało się pospolitymi. 

Według funkcji pełnionych w szkle, surowce szklarskie dzielą się na: 

1.  Surowce podstawowe.  

a) 

Surowce  wprowadzające  tlenki  szkłotwórcze.  Surowce  tej  grupy  zawierają  tlenki, 
które  tworzą  zasadniczą  więźbę  szkła  lub  do  niej  mogą  wstąpić.  Do  tlenków 
o charakterze  wybitnie  szkłotwórczym  należą:  SiO

2

,  B

2

O

3

  i  P

2

O

5

.  Do  tlenków 

o charakterze  amfoterycznym,  które  mogą  tworzyć  więźbę,  zaliczamy:  Al

2

O

3

,  TiO

2

 

i ZrO

2

. 

b) 

Surowce  wprowadzające  tlenki  modyfikujące.  Tlenki  o  własnościach  zasadowych 
tworzą  grupę  modyfikatorów  więźby  szkła.  Modyfikatory  rozrywają  lub  rozluźniają 
sieć  przestrzenną  szkła.  Modyfikatorami  najsilniej  zrywającymi sieć  są jony  alkaliów. 
Jony  metali  dwuwartościowych  nie  zrywają  sieci,  lecz  zmniejszają  ilość  tlenków 
szkłotwórczych  powodując  rozluźnienie  sieci  przestrzennej  szkła.  Surowce  należące 
do tej grupy wprowadzają do szkła następujące tlenki: Na

2

O, K

2

O, Li

2

O, CaO, MgO, 

BaO, BeO, PbO i ZnO. 

2.  Surowce  pomocnicze.  Surowce  klarujące  i  przyśpieszające  topienie  szkła.  Surowce 

stosowane  do  klarowania  i  przyśpieszania  topienia  szkła  biorą  udział  w  procesach 
technologicznych  o  specjalnym  charakterze,  z  których  każdy  wymaga  określonych 
surowców. Wiele z tych surowców ma charakter więcej niż jednofunkcyjny.  

3.  Surowce dodatkowe. 

a)  Surowce  do barwienia szkła. Do tej grupy należą surowce o ściśle określonej funkcji 

barwienia szkła. 

b)  Surowce do zmącania szkła.  
c)  Surowce do odbarwiania masy szklanej. 

4.  Surowce wtórne. 

Ze względu na pochodzenie, wyróżnić można dwie grupy surowców: 

−

 

mineralne – naturalne, występujące w przyrodzie, 

−

 

sztuczne  –  syntetyczne,  produkowane  przez  przemysł  chemiczny  celowo  lub  powstające 
jako produkt odpadowy. 

Surowce  podstawowe,  do  zestawu  szklarskiego,  dobiera  się  tak,  aby  wprowadziły  w  skład 
szkła określone tlenki. W tabeli 1 przedstawiono surowce podstawowe, w których wprowadza 
się do masy szklanej 12 tlenków najczęściej spotykanych w szkłach przemysłowych.  

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 24 

Tabela  3.  Wykaz  tlenków  wchodzących  najczęściej  w  skład  szkieł  przemysłowych  oraz  surowców             

podstawowych stosowanych dla wprowadzenia tych tlenków w skład szkła. [ 6,s. 50]. 

Surowce 

 

Tlenki 

Mineralne (naturalne) 

Sztuczne 

I.    Szkłotwórcze 
       Kwaśne 
       SiO

2 

 

          

B

2

O

3  

       P

2

O

5 

          

Amfoteryczne 

       Al

2

O

3 

  

 
        ZrO

2

  

        TiO

2

 

II.   Modyfikujące 
       Grupa R

2

O 

       Na

2

O 

       K

2

O    

       Li

2

O 

       Grupa R

2

O 

       CaO 
 
       MgO 
       ZnO 
 
       BaO 
       PbO 
 

 
 
Piasek kwarcowy (szklarski) 
Spodumen 

-

 

- 

 

skalenie, kaolin, skały        
magmowe 
cyrkon (krzemian cyrkonowy) 
rutyl (dwutlenek tytanu) 
 
 

- 
- 
- 

 
wapienie: kalcyt, marmur, 
kamień wapienny, kreda 
dolomit 

- 

 

- 
- 

 
 

- 

 

boraks, kwas borowy 
kwas ortofosforowy, fosforany 
 
wodorotlenek glinowy, tlenek 
glinowy, glinian sodowy 
dwutlenek cyrkonu 
biel tytanowa (dwutlenek tytanu) 
 
 
soda, sulfat 
potaż, kwaśny węglan potasowy 
techniczny węglan litu 
 

– 

 
magnezyt 
biel cynkowa, tlenek cynkowy 
techniczny 
węglan barowy techniczny 
minia, glejta 

 
Surowce wprowadzające tlenki szkłotwórcze 
Związki krzemu 
 

Dwutlenek  krzemu  należy  uważać  za  podstawowy  składnik  szkła.  Szkła  przemysłowe 

zawierają najczęściej 55 – 80% SiO

2

. Wraz ze wzrostem zawartości SiO

2

 w szkłach: 

−

 

zwiększa się temperatura mięknięcia szkła, 

−

 

rośnie jego lepkość, 

−

 

maleje długość technologiczna. 

SiO

2 

 poprawia szereg właściwości technicznych szkieł: 

−

 

maleje współczynnik rozszerzalności liniowej szkła, 

−

 

wzrasta jego twardość i uzyskuje lepsze właściwości mechaniczne, 

−

 

zmniejsza się gęstość i współczynnik załamania światła, 

−

 

rośnie odporność chemiczna zwłaszcza na działanie wody i kwasów, 

−

 

poprawiają się właściwości dielektryczne. 

Szkła  ze  wzrastającą  zawartością  krzemionki  topią  się  trudniej  i  mają  większą  skłonność  do 
krystalizacji. 

Do  zestawów  szklarskich  SiO

2

  wprowadza  się  głównie  w  postaci  kwarcu  za  pomocą 

piasków kwarcowych. 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 25 

Piaski szklarskie 

Piaski  kwarcowe  powstały  wskutek  wietrzenia  kwaśnych  skał  magmowych  a  następnie 

osadzone  w  złożach  wskutek  działania  wiatru  i  wody.  Piasek  szklarski  wydobyty  wprost  ze 
złoża  przeważnie  nie  nadaje  się  do  topienia  szkła.  Piaski  surowe  zawierają  liczne 
zanieczyszczenia  i  domieszki,  dla  których  oddzielenia  stosuje  się  różne  metody 
uszlachetniające.  Metody  te  muszą  zapewnić  nie  tylko  równomierne  uziarnienie,  ale  także 
minimalną zawartość szkodliwych domieszek, zwłaszcza związków żelaza.  

Do metod uszlachetniania piasku szklarskiego należą: 

−

 

płukanie  piasku,  polega  na  wypłukiwaniu  zanieczyszczeń  z  piasku  za  pomocą  urządzeń 
mechanicznych - płuczek do piasku, 

−

 

separacja  mechaniczna,  polega  na  separacji  cząstek  według  ich  ciężarów  za  pomocą 
stołów koncentracyjnych,

 

−

 

separacja    magnetyczna,  oddzielenie  związków  żelaza  od  ziaren  piasku  za  pomocą 
elektromagnesów,

 

−

 

separacja  elektrostatyczna,  polega  na  różnym  odchyleniu  drogi  spadku  poszczególnych 
minerałów w silnym polu elektrostatycznym,

 

−

 

flotacja,  polega  na  intensywnym  mieszaniu  piasku  za  pomocą  sprężonego  powietrza 
w wodzie z dodatkiem środków tworzących pianę,

 

−

 

procesy  chemiczne,  polegają  na  rozpuszczeniu  związków  żelaza  zawartych  w  piasku  lub 
przeprowadzeniu ich w związki lotne. 

Ze względu na występowanie obcych domieszek, piaski można podzielić na 4 grupy: 
a)  piasek kwarcowy płukany zawierający co najmniej 98% SiO

2

, 

b)  piasek kwarcowo-ilasty płukany zawierający co najmniej 2% Al

2

O

3

, 

c)  piasek  kwarcowo-wapienny  zmieszany  z  węglanem  wapniowym  w  postaci  skorup 

skamielin, 
Dla  produkcji  szkła  największe  znaczenie  ma  piasek  kwarcowy,  zwany  piaskiem 

szklarskim.  Jest  on  głównym  surowcem  szklarskim,  dlatego  jego  chemiczny  skład  ma 
zasadniczy wpływ na jakość szkła.  
O przydatności piasku do zestawu szklarskiego decydują następujące cechy: 
a)  niska zawartość części ilastych, 
b)  odpowiednie uziarnienie, 
c)  niska zawartość mechanicznych zanieczyszczeń organicznych, 
d)  niska zawartość związków żelaza, 
e)  niska zawartość innych tlenków barwiących lub wpływających na skład masy szklanej. 

Piaski  szklarskie  zawierają  różne  ilości  substancji  ilastych  (ok.10%).  Składają  się  one 

głównie  z  uwodnionych  glinokrzemianów  o  wielkości  ziaren  poniżej  0,01  mm.  Zazwyczaj 
w tych drobnych iłach znajduje się przeważająca ilość zanieczyszczeń piasku związkami żelaza. 
Również  tlenek  glinowy  zawarty  w  iłach  jest  szkodliwy,  gdyż  obniża  zawartość  dwutlenku 
krzemu. 

Duży  wpływ  nie  tylko  na  jakość  szkła,  ale  i  na  szybkość  topienia  masy  szklanej  ma 

uziarnienie  piasków  szklarskich.  Od  ziarnistości  piasku  zależy  także  dobre  mieszanie 
surowców.  Stosowanie  piasku  zbyt  drobnego  nie  jest  korzystne,  gdyż  dwutlenek  krzemu 
reaguje  bardzo  szybko  z  węglanami  i  azotanami,  powodując  gwałtowne  wydzielanie  części 
lotnych z zestawu. Pienienie zestawu utrudnia wówczas prowadzenie procesu topienia. 
Wydobyty piasek  ze złóż rozdzielany  jest  na odpowiednie pod względem uziarnienia gatunki 
nazywane frakcjami. 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 26 

Tabela 4. Podział piasków szklarskich według uziarnienia. [ 7, s.137]. 

Frakcja 

Oznaczenie 

Wielkość 

ziaren  określona 

wymiarami oczek sit [mm] 

Wielkoziarnista 
Gruboziarnista 
Średnioziarnista 
Drobnoziarnista 
Miałka 
Pylasta 

W 

G 

Ś 

D 

M 

P 

1,25 - 0,71 
0,71 - 0,50 

0,50 - 0,315 
0,315 - 0,10 

0,10 - 0,05 

poniżej 0,05 

 

Do  zestawu  nadaje  się  najlepiej  piasek  zawierający  przeważającą  ilość  frakcji 

średnioziarnistej (S) i drobnoziarnistej (D). 
Ważne znaczenie w topieniu zestawu ma kształt ziaren kwarcowych. Ziarna ostrokrawędziowe 
mają    większą  w  stosunku  do  objętości  powierzchnię  styku  z  topnikami,  z którymi  szybciej 
reagują niż ziarno kuliste.

 

Substancje  organiczne  mogą  zanieczyścić  piasek  w  czasie  transportu  i  składowania. 

Bardzo  niebezpieczna  jest  obecność  węgla  w piaskach przy  topieniu  szkła  ołowiowego,  gdyż 
może  on  spowodować  redukcję  tlenku  ołowiawego  do  metalicznego  ołowiu.  Wyższa 
zawartość  węgla  w  piasku  przyczynia  się  do  powstania  brunatnego  odcienia,  zwłaszcza  przy 
odbarwianiu szkieł sodowo-potasowo-wapniowych. W takim przypadku substancje organiczne 
należy usunąć przez wyprażenie piasku. Zawartość węgla do 0,2% w piasku szklarskim nie jest 
szkodliwa

.

 

Główną  substancję  barwiącą,  która  przechodzi  z  piasku  szklarskiego  do  szkła,  stanowią 

związki żelaza. Barwią one masę szklaną na kolor niebieski, zielony, żółty względnie brązowy, 
w  zależności  od  ilości  i  stopnia  utlenienia.  Zawartość  związków  żelaza  w  piasku  szklarskim 
decyduje  o  jego  przeznaczeniu.  Ustalono  kilka  gatunków  piasku  szklarskiego  nadających  się 
do wytwarzania odpowiednich rodzajów szkła. Gatunki piasku są normowane. 
 
                      

Tabela 5. Klasyfikacja piasków szklarskich wg BN-80/6811-01. [12,s.150]. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 27 

 

Obecność  dwutlenku  tytanu  dopiero  w  większej  ilości  spowoduje  zabarwienie  szkła. 

Przeważnie zawartość TiO

2

 w piaskach szklarskich nie przekracza 0,05% i nie ma ona wpływu 

na zabarwienie szkła. 
Tlenek  chromowy  Cr

2

O

3

  wykazuje  zdolności  intensywnego  barwienia  i  już  0,003%  Cr

2

O

3

 

w piasku wystarcza, aby powstał odcień żółtozielony trudny do odbarwienia.  
Inne  tlenki  barwiące  (Mn

2

O

3

,  NiO,  CoO)  znajdują  się  w  piaskach  szklarskich  w  tak  małych 

ilościach, że praktycznie nie zabarwiają szkła. 
Do  niebarwiących  zanieczyszczeń  piasku  należy  zaliczyć  tlenki:  glinowy,  wapniowy 
i magnezowy  oraz  tlenki  alkaliczne.  W  piasku  dopuszcza  się  do  1  %  AL

2

O

3

,  z  wyjątkiem 

piasków do szkieł optycznych i szkieł kryształowych wysokiej jakości. 

Bardzo czysty kwarc stosuje się w przemyśle szklarskim do produkcji szkła kwarcowego. 

Najczystsza,  zupełnie  bezbarwna,  krystaliczna  odmiana  kwarcu  nosi  nazwę  kryształu 
górskiego.  Dla  produkcji  przezroczystego  szkła  kwarcowego  mączka  kwarcowa  powinna 
odpowiadać następującym warunkom: 
mączka kwarcowa, gatunek  I – min 99,98% SiO

2

 

mączka kwarcowa, gatunek II – min 99,96% SiO

2

 

Charakterystyka fizyko – chemiczna piasku kwarcowego: 

−

 

główny składnik SiO

2

 , zawartość 99,0% - 99,7%, 

−

 

postać: ziarnista, 

−

 

kolor: biały do szarego, w zależności  od zawartości zanieczyszczeń, 

−

 

bez zapachu, 

−

 

nierozpuszczalny w wodzie. 
Polska  dysponuje  licznymi  złożami  piasków.  Najbardziej  znane  złoża  piasków  dobrej 

jakości są eksploatowane w kopalniach: 

−

 

Osiecznica  –  k.  Bolesławca,  główny producent to Kopalnia  i Zakład Przeróbczy piasków 
szklarskich w Osiecznicy, 

−

 

rejon Tomaszów-Opoczno – kopalnia Biała Góra, 

−

 

rejon Żary – kopalnia  Lutynka, 

−

 

rejon Baranów – kopalnia  Świniary, 

−

 

rejon Bolesławiec – kopalnia Kleszczowa. 

Dostarczony  do  hut  piasek  standardowej  jakości  może  być  jeszcze  suszony  i  przesiewany 
kontrolnie. Przechowywanie  piasku  nie sprawia trudności, należy go chronić przed deszczem, 
mrozem  oraz  zanieczyszczeniami.  Nie  są  konieczne  też  specjalne  warunki  magazynowania. 
Podczas  pracy  z  piaskiem  szklarskim  należy  unikać  powstawania  pyłu  ponieważ  dłuższe 
wdychanie pyłu może powodować chorobę nazywaną pylicą płuc. 
 
Spodumen 

W przemyśle szklarskim znajduje zastosowanie surowiec  o nazwie spodumen.  

Charakterystyka fizyko – chemiczna: 

−

 

zawiera: SiO

2  

62 – 75%, Al.

2

O

3 

18 – 26%, Li

2

O  5 – 7,5%,  

−

 

ma postać proszku o barwie kości słoniowej do białej, 

−

 

jest o bardzo słabym zapachu oleju żywicznego, 

−

 

nie rozpuszcza się w wodzie, 

−

 

produkt naturalny, 

−

 

jest niepalny. 
Jako  minerał  nie  wykazuje  toksycznego  działania,  jednak  ze  względu  na  to,  że  zawiera 

kwarc, podczas stosowania i przechowywania należy przestrzegać przepisów bhp: 

−

 

zapewnić odpowiednią wentylację, 

−

 

unikać tworzenia i wdychania pyłu. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 28 

Związki boru 
Tlenek  borowy  B

3

O

3

  wprowadza  się  do  szkła  w  postaci  czystych  produktów  sztucznych  – 

dziesięciowodnego czteroboranu sodowego (boraksu) Na

2

B

4

O

7 

· 10H

2

O lub kwasu borowego 

H

3

BO

3

. 

B

2

O

3

  wprowadzany  do  szkieł  zwykłych  sodowo-wapniowych  nawet  w  niewielkich  ilościach 

spełnia rolę przyspieszacza topienia i klarowania masy szklanej. W większych ilościach do 12% 
dodaje się go przy produkcji szkieł laboratoryjnych i technicznych borokrzemowych.

 

Kwas  borowy  H

3

BO

3

  tworzy  białe,  lśniące,  rozpuszczalne  w  wodzie  płatki.  Roztarty 

w palcach daje wrażenie tłustości. W procesie topienia rozkłada się na tlenek borowy i wodę: 
                                                2H

3

BO

3

 → B

2

O

3

 + 3H

2

O 

Kwas borowy otrzymuje się z  minerałów zawierających bor, a głównie z sasolinu .

 

Boraks  krystaliczny  sztuczny  jest  produktem  bardzo  czystym.  Otrzymywanym 

z minerałów borowych najczęściej z tynkalu.  
Na

2

B

4

O

7

·10H

2

O    w  procesie  topienia  rozkłada  się  na:  tlenek  borowy,  tlenek  sodowy  i  wodę 

według reakcji: 
                                 Na

2

B

4

O

7 

· 10H

2

O  → 2B

2

O

3

 + Na

2

O + 10H

2

O 

Boraks  krystaliczny  tworzy  drobne,  bezbarwne  kryształy  z  wyglądu  przypomina  miałką  sól 
kuchenną.  Rozpuszcza  się  łatwo  w  wodzie,  ogrzany  do  temperatury  75 

o

C  pęcznieje  i  kipi 

następnie  topi  się  na  przeźroczystą  bezbarwną  masę  nazywaną  szkliwem  boraksowym  (perła 
boraksowa). 
Związki fosforu 

Pięciotlenek  fosforu  P

2

O

5

  jest  związkiem  o  silnych  właściwościach  szkłotwórczych, 

zwłaszcza w połączeniu z wieloma tlenkami. 

Pięciotlenek  fosforu  wprowadzać  można  do  szkieł  za  pomocą  apatytów,  które  zawierają 

w  swym  składzie  znaczne  ilości  tlenku  glinu  i  krzemionki.  Do  szkieł  specjalnych  P

2

O

5

 

wprowadza  się  za  pomocą  fosforanów  sodowych,  amonowych  lub  kwasu  fosforowego, 
związków otrzymywanych w drodze przeróbki  chemicznej fosforytów. 

Kwas fosforowy H

3

PO

4

 jest silnie higroskopijny. W handlu występuje zazwyczaj w postaci 

wodnego roztworu o konsystencji syropu. Jako surowca szklarskiego używa się najczęściej 85 
% roztwór. W takiej postaci miesza się go z zestawem, przed zasypaniem mieszanka powinna 
być dobrze wysuszona.   
Związki glinu 

Surowce glinowe wprowadzają do szkła tlenek glinu Al

2

O

3

.  

Można je podzielić następująco: 
1.  Naturalne związki glinu – glinokrzemiany: 

−

 

skaleń, 

−

 

kaolin, 

−

 

skały magmowe. 

2.  Syntetyczne (sztuczne związki) glinu: 

−

 

techniczny tlenek glinu, 

−

 

wodorotlenek glinu, 

−

 

glinian sodowy. 

Naturalne  surowce  glinowe  są  częściej  stosowane  w  odróżnieniu  do  surowców  sztucznych 
z uwagi na: 

−

 

niską temperaturę topienia (łatwiej topliwe), 

−

 

są tańsze i łatwiej dostępne, 

−

 

oprócz tlenku glinu i ewentualnie innych tlenków zawierają krzemionkę zwykle w dużych 
ilościach.  

Wadą stosowania surowców naturalnych jest : 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 29 

−

 

niestałość składu chemicznego, 

−

 

znaczne zanieczyszczenie związkami barwiącymi, głównie związkami żelaza. 

Tlenek glinu jest związkiem amfoterycznym. W szkłach zachowuje też podwójny charakter: 

−

 

może występować jako tlenek szkłotwórczy, zastępując krzemionkę (najczęściej), 

−

 

może  występować  jako  tlenek  modyfikator,  zastępując  tlenek  z  grupy  RO  np.  tlenek 
wapniowy. 

W przemyśle szklarskim najczęściej stosowanym naturalnym surowcem glinowym jest skaleń. 
Do najbardziej znanych skaleni należą: 

−

 

skaleń potasowy (ortoklaz) –    K

2

O • Al

2

O

3 

• 6 SiO

2

 , 

−

 

skaleń sodowy (albit)          –    Na

2

O• Al

2

O

3 

•6 SiO

2

 , 

−

 

skaleń wapniowy (anortyt)  –     CaO • Al

2

O

3 

• 2 SiO

2

 . 

Dla  przemysłu  szklarskiego  ma  znaczenie  skaleń  potasowy  i  sodowy.  Przygotowuje  się  je 
w postaci mączki, posiadającej barwę kremową lub lekko różową. 

Skalenie  eksploatowane  są  i  przerabiane  na  mączkę  skaleniową  w  Strzelbowie  oraz 

w Kopańcu. 
Dostarczona  do  hut  mączka  skaleniowa    nie  wymaga  żadnych  przygotowań  do  zestawu, 
oprócz sprawdzenia jakości i ustalenia składu chemicznego. 

Glin  do  szkieł  trudnotopliwych  np.  włókno  szklane,  szkła  żaroodporne,  szkła  zamącone  

należy wprowadzać przez kaolin.  

Surowce  glinowe  sztuczne  są  znacznie  czyściejsze,  mają  stały  skład  chemiczny,  lecz  są 

droższe a także trudno topliwe i trudno rozpuszczalne w masie szklanej. Do nich należą: 
 
Techniczny wodorotlenek glinu Al(OH)

3

 , 

−

 

produkowany jest w cementowni jako produkt uboczny cementu szybkowiążącego, 

−

 

jest to biały drobny proszek, 

−

 

stosowany  do  topienia  szkieł  o  dużej  bezbarwności  (szkła  optyczne)  oraz  do  szkieł 
technicznych o dużej zawartości tlenku glinowego i niskiej zawartości alkaliów, 

−

 

silnie ogrzewany przechodzi w kalcynowany tlenek glinowy: 

                              2 Al(OH)

3

   

→

 Al

2

O

3 

   +  3 H

2

O

 

   

Techniczny tlenek glinu Al

2

O

3 

    

−

 

jest to biały proszek o wysokiej temperaturze topienia, 

−

 

nie rozpuszcza się w wodzie ani w kwasach wyjątek stanowi kwas fluorowodorowy, 

−

 

posiada dużą stałość składu chemicznego, 

−

 

najlepszy do topienia jest tlenek glinu drobnoziarnisty ponieważ grube ziarna są przyczyną 
powstawania kamieni i smug. 

Glinian sodowy Al

2

O

3 

• 3 Na

2

O 

−

 

zawiera 35,40 % Al

2

O

3 

 i 64,60 % Na

2

O, 

−

 

jest proszkiem szarobiałym, 

−

 

jest higroskopijny. 

Związki tytanu 

Tytan  występuje  w  szkle  w  postaci  jonu  więźbotwórczego.  Dwutlenek  tytanu  TiO

2

 

w ilościach    śladowych  występuje  w  szkłach  przemysłowych  jako  składnik  niepożądany, 
wprowadzany z piaskiem szklarskim. 
Tlenek tytanu TiO

2

 w szkłach: 

−

 

zwiększa  współczynnik  załamania  światła,  wprowadzany  jest  w  dużych  ilościach  do 
niektórych szkieł optycznych, 

−

 

szkła z jego zawartością ulegają łatwo krystalizacji, dlatego bywa stosowany do pewnych 
rodzajów tworzyw szklanokrystalicznych, 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 30 

−

 

ze  względu  na  bardzo  silne  pochłanianie  promieniowania  szkła  tytanowe  stosuje  się  jako 
filtry optyczne. 

TiO

2 

 wprowadza się do szkła za pomocą bieli tytanowej. 

Związki cyrkonu 

Cyrkon  występuje  w  szkle  w  postaci  jonu  więźbotwórczego.  Do  wprowadzenia  w  skład 

szkła  dwutlenku  cyrkonu  ZrO

2

  ,  najczęściej  stosowany  jest  techniczny  dwutlenek  cyrkonu. 

Surowców  mineralnych,  cyrkonowych  nie  stosuje  się    z  powodu  dużej  zmienności  składu 
chemicznego. 
Techniczny tlenek cyrkonu ZrO

2

 : 

−

 

jest białym proszkiem, 

−

 

posiada wysoką temperaturę topienia, 

−

 

masa nasypowa 5730 kg/m

3

 , 

−

 

wprowadzany na miejsce Al

2

O

3

, w szkłach, zwiększa odporność chemiczną, 

−

 

zmniejsza współczynnik rozszerzalności cieplnej. 

  

Surowce wprowadzające tlenki modyfikujące 
 
I. Surowce zasadnicze z grupy R

2

O 

 
Surowce tej grupy zawierają tlenki o właściwościach silnie zasadowych, nie wchodzą w skład 
więźby  szkłotwórczej,  lecz  niszczą  ją  przez  rozrywanie  i  lokowanie  się  między  elementami 
więźby. Tym sposobem zmieniają one właściwości szkła: 

−

 

zmniejszają lepkość masy szklanej, 

−

 

przyspieszają jej topienie, 

−

 

wskutek  znacznego  osłabienia  struktury  szkła,  pogarszają  jego  właściwości  chemiczne 
i mechaniczne. 

Do grupy R

2

O należą tlenki pierwiastków metalicznych: litu Li, sodu Na, potasu K. 

Ich aktywność chemiczna jest bardzo duża. W stosunkowo niewysokiej temperaturze  tworzą z 
krzemionką łatwo topliwe krzemiany.  

W  szklarstwie  surowców  tych  używa  się  do  zestawu  w  postaci  soli,  głównie  węglanów 

jako surowców podstawowych, a także siarczanów i azotanów jako surowców pomocniczych. 
Soda 

 

Jako  surowców  wprowadzających  tlenek  sodowy  używa  się  prawie  wyłącznie  sody  

i sulfatu. Tlenek sodowy może być wprowadzony do szkła także z innymi surowcami, jak np. 
skały magmowe, środki zmętniające (fluorokrzemian sodowy, kriolit), środki klarujące (saletra 
sodowa, chlorek sodu) a także boraks. 

Soda jest to techniczny węglan sodowy o zawartości powyżej 98% Na

2

CO

3

, rozkładający 

się według schematu: 
                                                      Na

2

CO

3

   

→

  Na

2

O + 

↑

 CO

2

  

Soda  jest  produktem  sztucznym  otrzymywanym  fabrycznie  metodą  Solvaya,  nazywaną 
kalcynowaną lub amoniakalną. W handlu znajduje się dwa rodzaje sody:  

−

 

soda  kalcynowana  lekka  –  to,  drobnokrystaliczny  biały  proszek  o  masie  nasypowej  
600 – 900 kg/m

3

, 

−

 

soda  kalcynowana  ciężka  –  to,  grubokrystaliczny,  o  odcieniu  kremowym  lub  brunatnym 
proszek o masie nasypowej 1000 – 1300 kg/m

3

.   

Przez zastosowanie sody ciężkiej osiąga się następujące korzyści: 
1)  równe  wagowo  ilości  sody  ciężkiej  wymagają  o  wiele  mniejszej  przestrzeni 

magazynowania aniżeli soda lekka, 

2)  soda ciężka jest mniej higroskopijna i zachowuje większą stałość składu, 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 31 

3)  soda  ciężka  powoduje  mniejszy  rozkurz, zmniejsza zmiany  zestawu i  korozję  materiałów 

ogniotrwałych, poprawia warunki higieny pracy w hutach szkła, 

4)  soda ciężka z powodu lepszej przewodności cieplnej przyśpiesza topienie. 
Sodę lekką należy stosować do produkcji trudno topliwych wysokokrzemowych szkieł.  
Soda: 

−

 

dobrze rozpuszcza się w wodzie, 

−

 

jest  bardzo  higroskopijna,  w  czasie  przyłączania  wody  wydziela  się  ciepło,  zbrylenia 
twardniejące pojawiają się z upływem czasu, 

−

 

roztarta w palcach powoduje wrażenie śliskości wskutek zmydlenia naskórka, 

−

 

charakteryzuje się dużą stałością składu chemicznego, 

Sodę należy przechowywać w składach suchych i ciepłych. Ze względu na żrące działanie sody 
na  naskórek  oraz  śluzówkę  oczu  nosa  i  gardła  podczas  jej  stosowania  wymaga  się 
przestrzegania przepisów bhp. 

Przygotowanie sody do zestawu obejmuje: 

−

 

przesianie lub zmielenie zbryleń, 

−

 

kontrola składu chemicznego oraz ustalenie wilgotności sody.

 

Związki potasu 
   Tlenek potasowy K

2

O ma w szkle własności podobne do tlenku sodowego. Tlenek potasowy 

w szkłach: 

−

 

poprawia właściwości optyczne, nadaje ładny połysk, 

−

 

zwiększa lepkość co powoduje trudniejsze klarowanie, 

−

 

wykazuje  pozytywne  zachowanie  wobec  tlenków  barwiących,  mają  one  bardziej 
selektywną absorpcję widma i dają pełniejsze oraz bardziej czyste odcienie, 

−

 

zwiększa  współczynnik  rozszerzalności  cieplnej  w  mniejszym  stopniu  od  tlenku 
sodowego, 

−

 

przy uderzeniu wydają czysty dźwięk, są szlachetniejsze, 

−

 

mają większą odporność na działanie wody. 
Tlenek potasowy jest stosowany do wytopu szkła kryształowego, optycznego, barwnego, 

aparaturowego,  gospodarczego  oraz  szkła  technicznego.  Jako  surowiec  podstawowy  stosuje 
się węglan potasowy, a do klarowania szkła saletrę potasową.

 

Potaż  jest  to  techniczny  węglan  potasowy  K

2

CO

3

.  Zawiera  68,16%  tlenku  potasowego 

i 31,84% dwutlenku węgla. Rozkłada się według schematu: 
                                            K

2

CO

3

   

→

  K

2

O + 

↑

 CO

2

 

Potaż jest surowcem sztucznym, może być  pochodzenia:  

−

 

roślinnego, 

−

 

mineralnego, 

−

 

zwierzęcego. 

W  przemyśle  szklarskim  stosuje  się  potaż  pochodzenia  mineralnego  ze  względu  na 
ustabilizowany  skład  chemiczny.  Do  szkieł  droższych  np.  kryształów  stosuje  się  potaż 
pochodzenia roślinnego z wywaru melasy. 
Potaż pochodzenia mineralnego, to: 

−

 

biały proszek, 

−

 

bez zapachu, 

−

 

topi się w temperaturze 890 

o

C, 

−

 

o gęstości nasypowej ok. 500-600 kg/m

3

, 

−

 

jest łatwo rozpuszczalny w wodzie, 

−

 

roztarty w wilgotnych palcach powoduje wrażenie śliskości, 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 32 

−

 

jest  silnie  higroskopijny  z  tego  powodu  należy  go  przechowywać  w  szczelnie  zakrytych 
zasobnikach lub w suchych i ciepłych składach. 

Wilgotny  potaż  początkowo  zbryla  się,  poczym  rozpuszcza  we  wchłoniętej  wodzie  tworząc 
papkowatą masę, przez co zmienia się jego skład chemiczny. Odważanie takiego surowca jest 
utrudnione.  Potaż  jest  surowcem  żrącym  działającym  szczególnie  szkodliwie  na  śluzówkę 
gardła, oczu, nosa, może wywołać rany i owrzodzenia.  

Praca z potażem wymaga ścisłego przestrzegania przepisów bhp. 

Przygotowanie  potażu  do  zestawu  polega  na  jego  ewentualnym  przesianiu,  należy  również 
kontrolować zawartość K

2

CO

3

 i na podstawie wyników korygować ilość wskazaną w recepcie 

na zestaw.

 

Związki litu 

Lit  jest  pierwiastkiem  bardzo  rozpowszechnionym  w  przyrodzie  lecz  rzadko  występuje 

w większych  ilościach.  Surowcem  wprowadzającym  tlenek  litowy  do  szkła  jest  techniczny 
węglan  litowy  Li

2

CO

3

.  Jest  on  otrzymywany  syntetycznie  z  minerałów  zawierających  lit,  tj. 

lepidolitu – miki litowej, spodumenu

 

 Al.

2

O

3 

• Li

2

O • 4 SiO

2 ,

 

   Techniczny węglan litowy rozkłada się według schematu: 
                                                    Li

2

CO

3

   

→

  Li

2

O + 

↑

 CO

2 

Charakterystyka Li

2

CO

3

: 

−

 

jest białym krystalicznym proszkiem topiącym się w temp. 618°C, 

−

 

w wodzie jest mało rozpuszczalny, 

−

 

nie jest higroskopijny, 

−

 

czysty węglan litowy zawiera 40,6% Li

2

O i 59,4°/o CO

2

, 

−

 

jego masa nasypowa wynosi 211 kg/m

3

 

Przygotowanie węglanu litowego do zestawu obejmuje: 

−

 

sprawdzenie jego składu chemicznego, 

−

 

rozdrobnieniu ewentualnych zbryleń. 

Li

2

O znajduje zastosowanie do produkcji szkieł kineskopowych i pyroceramu. 

Tlenek litowy: 

−

 

powoduje  łatwą  topliwość  szkieł,  co  umożliwia wprowadzenie mniejszych ilości tlenków 
alkalicznych, 

−

 

obniża punkt mięknienia szkła, 

−

 

wykazuje  niski  współczynnik  rozszerzalności  cieplnej  i  dlatego  szkła  mają  większą 
odporność na szybkie zmiany temperatury, 

−

 

zmniejsza współczynnik załamania światła, 

−

 

dodawany jest do trudno topliwych szkieł.

 

 

II.  Surowce zasadnicze z grupy RO 

Surowce  tej  grupy  zawierają  tlenki  o  właściwościach  zasadowych,  lecz  słabszych  od 

tlenków  z  grupy  R

2

O.  Nie  tworzą  więźby  szkłotwórczej  są  tylko  jej  modyfikatorami  lecz 

niektóre  mogą  wchodzić  w  skład  więźby szkła.  Surowce  grupy  RO  są  to  przeważnie związki 
pierwiastków  metalicznych  :  Ca,  Mg,  Zn,  Ba,  Pb.  Wszystkie  te  pierwiastki  w  temperaturze 
topienia  masy szklanej łatwo tworzą z  krzemionką krzemiany. Do zestawu są stosowane jako 
sole przeważnie węglany albo tlenki. 
Związki wapnia 

Do  wprowadzenia  w  skład  szkła  tlenku  wapniowego  CaO  włącza  się  do  zestawu  tanie 

i rozpowszechnione surowce mineralne – wapienie.  

Tlenek wapniowy: 

−

 

nadaje szkłu wiele cennych własności, 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 33 

−

 

wpływa  korzystnie  na  niektóre własności mechaniczne szkieł, np. zwiększa najbardziej ze 
wszystkich tlenków wytrzymałość na rozerwanie i współczynnik sprężystości, 

−

 

większe  jednak  ilości  CaO  zwiększają  kruchość  szkła  i  obniżają  wytrzymałość  na 
ściskanie, 

−

 

wzrost  tlenku  wapniowego  w  szkle  kosztem  SiO

2

  podnosi  odporność  szkła  na  działanie 

wody, 

−

 

zmniejsza  lepkość  szkła  w  wysokich  temperaturach,  a  zwiększa  w  zakresie  temperatur 
odprężania, 

−

 

zwiększa skłonność do krystalizacji szkła. 

Zwykłe szkła sodowo-wapniowe powinny zawierać co najmniej 6% CaO, przeciętna zawartość 
wynosi 7-10% CaO. 
Tlenek wapniowy wprowadza się do szkła głównie w postaci wapienia i kredy.

  

Wapienie stosowane w przemyśle szklarskim dzielimy według struktury na: 
1)  kalcyty – wapienie czyste gruboziarniste, 
2)  marmury – wapienie drobnokrystaliczne, 
3)  wapienie – kamień wapienny o bardzo drobnych ziarnach, 
4)  kreda - wapień o strukturze ziemistej. 

Kalcyt  –  szpat  wapienny,  jest  najczystszym  surowcem  wapiennym.  Występuje  w  postaci 

żył, zbudowany z dużych kryształów o barwie miodowej.  

Marmury  –  powstają  w  wyniku  przekrystalizowania  wapieni  pod  wpływem  wysokiego 

ciśnienia  i  temperatury.  Posiadają  strukturę  zbitą  ale  są  miękkie.  Barwa  marmuru  zależy  od 
obecności  innych  minerałów  i  może  być: biała  przeświecająca,  kremowa,  różowa zielonkawa. 
Spotyka się marmury o zabarwieniu wstęgowym. 

Wapienie  noszą  nazwę  kamienia  wapiennego,  są  skałą  osadową  głównie  pochodzenia 

organicznego. W zależności od warunków powstawania wapień może mieć różną strukturę. 

Kreda – jest to wapienna skała osadowa, ma barwę białą, kremową, szarą lub zielonkawą. 

Masa  nasypowa  zależy  od  rodzaju  rozdrobnienia  i  może  wynosić  1,2  kg/dm

3

.  Ze  względów 

technologicznych, kreda jest chętnie stosowana, ponieważ: 

−

 

jest niekrystaliczna, miękka, 

−

 

najłatwiej miesza się z zestawem, 

−

 

ułatwia topienie. 

O możliwości  stosowania  kredy  decyduje  niezbędna  czystość  surowca, głównie  dopuszczalna 
zawartość związków żelaza. 

Polska  ma  bardzo  bogate  złoża  wapieni.  Kalcyt  występuje  jednak  bardzo  rzadko.  Nasze 

niewielkie  złoża  dotychczas  nie  są  dokładnie  poznane.  Eksploatuje  się  je  sporadycznie  na 
potrzeby  przemysłu  szklarskiego  w  Jurze  Krakowsko-Wieluńskiej  (Ogrodzieniec),  okręgu 
świętokrzyskim (Trzuskawica) oraz w Górach Świętokrzyskich (Wola Murowana). Kalcyt ten 
zawiera  ponad  99  %  CaCO

3

    i  poniżej  0,05%  Fe

2

O

3

.  Przemysł  szklarski  zaopatrywany  jest 

w wapienie 

z 

okręg 

dolnośląskiego 

(Wojcieszów), 

krakowskiego 

(Krzeszowice) 

i pomorskiego (Piechocin).

 

 
Związki magnezu 

Tlenek  magnezowy:  wprowadza  się  do  szkła  z  surowcami  mineralnymi  zawierającymi 

węglan magnezowy MgCO

3

 rozkładający się według schematu: 

                                        MgCO

3

   

→

  MgO + 

↑

 CO

2

 

Tlenek magnezowy:  

−

 

nadaje szkłu bardzo dobre własności i jest powszechnie stosowany dla częściowej zamiany 
tlenku wapniowego,

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 34 

−

 

znaczniejsze  obniżenie  lepkości  następuje  w  temperaturach  niskich  i  wskutek  tego  szkła 
magnezowo-wapniowe są dłuższe od szkieł wapniowych oraz łatwiej się odprężają, 

−

 

obniżanie  zdolności  do  krystalizacji  umożliwia  pracę  maszynom  formującym  w  niższych 
temperaturach, 

−

 

ma  pewne  znaczenie  także  przy  ręcznej  produkcji  wyrobów  cienkościennych,  przez 
zastąpienie  tlenku  wapniowego  tlenkiem  magnezowym  w  szkłach  sodowo-  wapniowych 
systematycznie obniża się górna temperatura krystalizacji, 

−

 

posiada  w  szkle  najniższy  ze  wszystkich  tlenków  ziem  alkalicznych  współczynnik 
rozszerzalności cieplnej, szkła zawierające MgO wykazują większą odporność termiczną, 

−

 

przy zawartości 3 ÷ 4% MgO zmniejsza się także szybkość krystalizacji. 
Tlenek  magnezowy  jest  wprowadzany  do  szkła  przeważnie  w  postaci  dolomitu,  a  do 

szkieł o niskiej zawartości tlenku wapniowego - w postaci magnezytu.

 

Dolomit 

Głównym  składnikiem  dolomitu  jest  podwójny  węglan  wapniowo  magnezowy 

MgCa(CO

3

)

2

. Skład chemiczny dolomitów waha się przeciętnie w zakresie: 

CaO            27 – 32 % 
MgO            18 – 20 % 
SiO

2                

0,5 – 1,5 % 

Al

2

O

3 

        0,1 – 0,5 % 

Fe

2

O

3

           

0,06 – 0,1 % 

Mączka  dolomitowa  nie  powinna  zawierać  ziaren  powyżej  0,5  mm.  Dopuszcza  się  również 
bardzo  drobny  przemiał  (do  85%  poniżej  0,10  mm).  Jest    to  biały,  szorstki  proszek 
nierozpuszczalny  w wodzie. Jest higroskopijny – zawartość wody może dochodzić do 12%. 
Mączkę dolomitową należy przechowywać w suchych  i ciepłych składach lub zasobnikach. 
Ze  względu na  bardzo  zmienny  skład  chemiczny,  dolomit  można wprowadzać do zestawu po 
oznaczeniu zawartości MgO i CaO. 

 

Złoża  czystych  dolomitów  o  stałym  składzie  występują  w  Rędzinach  na  Dolnym  Śląsku. 

Złoża  te  mają  ogromne  znaczenie  dla  przemysłu  szklarskiego  Dolomit  o  zmiennym  składzie 
i bardziej  zanieczyszczony  występuje  w  Zagłębiu  Śląsko  -  Dąbrowskim  (np.  Siewierz). 
Dolomit rędziński zawiera przeciętnie do 0,3% Fe

2

O

3

.  

Magnezyt

 

 

Jest minerałem zawierającym węglan magnezowy MgCO

3

.

 

Naturalnego  magnezytu  prawie  nie  stosuje  się  w  przemyśle  szklarskim,  gdyż  jest  bardzo 
zanieczyszczony  związkami  żelaza.  W  przemyśle  szklarskim  stosuje  się  sztuczny  magnezyt 
produkowany  z  ługów  pokrystalicznych  przy  produkcji  soli  potasowych.  Jest  to  produkt 
bardzo czysty (98 ÷ 99% MgCO

3

) z niewielkimi śladami żelaza.

 

Związki baru 

Tlenek  barowy  BaO    wprowadza  się  do  topienia  szkieł:  laboratoryjnych,  optycznych, 

wysokogatunkowych szkieł gospodarczych oraz do szkieł formowanych metodą wytłaczania. 
Wprowadzony do szkieł  tlenek barowy: 

−

 

korzystnie wpływa na proces topienia masy szklanej, 

−

 

małe ilości BaO przyśpieszają topienie, 

−

 

szkła  barowe  wykazują  dużą  skłonność  do  krystalizacji,  jednak  mniejszą  niż  szkła 
wapniowe, 

−

 

powoduje  wydłużenie  szkła  i  obniża  lepkość,  szczególnie  w  niższych    temperaturach, co 
także upodobnia szkła barowe do ołowiowych, 

−

 

nadaje  szkłu  własności  pośrednie  między  własnościami  tlenku  wapniowego  i  tlenku 
ołowiawego.  Dotyczy  to  przede  wszystkim  takich  własności,  jak:  połysk,  współczynnik 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 35 

załamania  światła,  układ  lepkości,  odporność  chemiczna,  własności  mechaniczne 
i przewodność  elektryczna.  Z  tych  własności  szczególnie  często  wykorzystuje  się 
własności optyczne, gdyż prowadzi to do zaoszczędzenia PbO. 

Czyste szkło  barowe  topi  się  i  klaruje źle, dlatego w zwykłych szkłach ilość tlenku barowego 
nie powinna przekraczać 7 %. 
Szkła wapniowo-barowe topią się łatwiej aniżeli czyste szkła wapniowe lub barowe. Najlepsze 
wyniki otrzymuje się przy stosunku 3 cz. wag. CaO i 1 cz. wag. BaO.

  

Surowcami  wprowadzającymi  do  szkła  tlenek  baru  sa  minerały  o  nazwie  baryt  BaSO

4

 

i rzadko  występujący  witeryt 

BaCO

3

  .  Ze  względu  na  duże  zanieczyszczenia  zarówno  baryt 

jak  i  witeryt  są  przerabiane  na  techniczny  węglan  i  siarczan  barowy  zawierający  ok.  98% 
czystego związku.  

Najważniejszym  surowcem  szklarskim  wprowadzającym  BaO  jest  węglan  barowy. 

Siarczan barowy stosuje się jako surowiec przyśpieszający topienie. 
Węglan barowy  

Techniczny węglan barowy rozkłada się według schematu: 

                                                 BaCO

3

   

→

  BaO + 

↑

 CO

2

 

Jest  surowcem  dostatecznie  czystym,  zawiera  nieduże  ilości  zanieczyszczeń  nie  szkodliwych 
dla szkła, 

−

 

jest drobnym bardzo białym proszkiem, 

−

 

nierozpuszczalny w wodzie, 

−

 

jest higroskopijny, pod wpływem wilgoci zbija się w grudki, 

−

 

dostarczany  jest    w  szczelnych  pojemnikach,  przechowywany  w  suchych  i  ciepłych 
składach, 

−

 

gęstość nasypowa ok. 350 kg/m

3

. 

−

 

rozkłada się w temp. 1350°C. 
Węglan  barowy  jest  silną  trucizną,  gdyż  w  organizmie  rozkłada  się  na  trujące 

nierozpuszczalne  sole  barowe  i  dlatego  przy  jego  stosowaniu  należy  bezwzględnie 
przestrzegać przepisów bhp. 
Związki ołowiu 

Tlenek  ołowiu  PbO  jest  zaliczany  do  grupy  szkłotwórczych.  Ilość  PbO  w  szkłach  może 

dochodzić nawet do 80%. 
Szkła  ołowiowe  o  zmniejszonej  ilości  alkaliów  wykazują  wiele  korzystnych  własności,  jak 
większą  odporność  hydrolityczną  i  niższą  przewodność  elektryczną,  dlatego  tlenek  ołowiawy 
jest wprowadzany do różnych szkieł elektrotechnicznych. 

 

Tlenek ołowiu: 

−

 

powoduje  najwyższy  ze  wszystkich  tlenków  wzrost  współczynnika  załamania  światła 
i dlatego wchodzi w skład szkieł optycznych i kryształowych, 

−

 

zmniejsza  twardość  szkła  i  odporność  na  działanie  kwasów,  dzięki  czemu  szkła 
kryształowe można łatwo rzeźbić i polerować kwasami, 

−

 

nadaje szkłom mocny dźwięk z powodu niskiego współczynnika sprężystości, 

−

 

łatwo  się  w  szkle  redukuje,  co  stanowi  pewną  trudność  przy  topieniu  i  obróbce  na 
palnikach szkieł ołowiowych, 

−

 

zmniejsza    lepkość  w  całym  zakresie  temperatur,  dlatego  szkła  ołowiowe  topią  się 
i formują łatwo. 

Jako kryształy określa się szkła zawierające ponad 18% PbO. Szeroki zakres stosowania szkieł 
ołowiowych  wynika  z  dużej  absorpcji  promieni  Roentgena  i  dlatego  służą  one  jako  szkła 
ochronne. 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 36 

Minia ołowiowa

 

Minia  ołowiowa  jest  podstawowym  surowcem  służącym  do  wprowadzania  tlenku 

ołowiawego do szkła. Minię otrzymuje się przez utlenienie czystego metalicznego ołowiu. 
Minia rozkłada się już w temp. 500°C z wydzielaniem tlenu: 

2Pb

3

O

4

 → 6PbO + O

2

 

Wydzielanie  tlenu  rozpoczyna  się  już  na  początku  topienia  zestawu.  Wydzielający  się  tlen 
utlenia zanieczyszczenia organiczne zawarte w zestawie. 

Minia ołowiowa: 

−

 

to  proszek  barwy  od  pomarańczowej  do  mocno  czerwonej,  barwa  uzależniona  jest  od 
gatunku, 

−

 

ogrzewana staje się czarna, lecz po ostygnięciu przybiera barwę poprzednią, 

−

 

nie rozpuszcza się w wodzie, 
Minię produkuje  się w trzech gatunkach.

  

I gatunek – minia kryształowa, o zawartości tlenku żelazowego Fe

2

O

3

 - najwyżej 0,004%, jest 

barwy  ognisto  czerwonej,  stosowana  przede  wszystkim  do  produkcji  szkieł 
optycznych i kryształowych. Warunki techniczne są bardzo rygorystyczne; 

II gatunek – minia czysta, o zawartości tlenku żelazowego Fe

2

O

3 

- najwyżej 0,03%, ma barwę 

pomarańczową, stosowana jest do produkcji szkieł barwnych i technicznych; 

III gatunek – minia zwykła, barwy brunatno pomarańczowej, zawiera najwięcej zanieczyszczeń 

, stosowana jest do malowania metali w celu ochrony przed korozją. 

Do produkcji szkła stosuje się minię gatunku pierwszego i drugiego. Jest higroskopijna, 

dostarczana  jest  w  szczelnych  pojemnikach.  Jest  produktem  szkodliwym  dla  zdrowia. 
Wchłanianie  minii  ołowiowej  powoduje  ciężkie  chroniczne  zatrucie  organizmu,  nazywane 
ołowicą.  Z  tego  względu  podczas  pracy  z  minią  obowiązuje  bezwzględne  przestrzeganie 
przepisów bhp.  
Glejta  
Tlenek  ołowiawy  PbO  nazywany  glejtą  jest  żółtym  ciężkim  proszkiem.  Zdarza  się,  że  szkło 
z dodatkiem ołowiu nie może być topione w atmosferze utleniającej.   
Z  powodu  niewielkiej  zawartości  ołowiu  przetopiony  tlenek  ołowiawy,  czyli  glejta,  znajduje 
zastosowanie jako czynnik redukujący przy wytapianiu rubinu miedziowego.

 

Związki cynku 

Tlenek  cynkowy  ZnO  wprowadza  się  do  szkieł  najczęściej  dla  podwyższenia  własności 

termicznych i chemicznych, mniej mechanicznych. 
Oprócz  tego  tlenek  cynkowy  w  ilości  5  ÷  8%  w  szkle  jest  wraz  z  siarczkiem  kadmowym 
niezbędnym środkiem do produkcji rubinów selenowych oraz do produkcji szkieł zamąconych 
(dla wzmocnienia działania fluorowych środków mącących). 

Tlenek cynkowy ZnO : 

−

 

jest niezwykle trudno topliwy, 

−

 

w połączeniu z krzemionką tworzy dość łatwo topliwe krzemiany, 

−

 

zwiększa  przewodność  cieplną,  dlatego  szkła  cynkowe  mają  dobrą  wytrzymałość 
termiczną, 

−

 

polepsza odporność chemiczną, 

−

 

nie ma dużego wpływu na własności mechaniczne szkła, jedynie zwiększa  twardość szkła, 

−

 

w wyższych temperaturach znacznie zmniejsza lepkość szkła.

 

Przez  wprowadzenie  tlenku  cynkowego  do  szkła  zamiast  alkaliów  i  krzemionki  można 

otrzymać szkła o takiej samej lepkości i topliwości, lecz o zwiększonej odporności termicznej i 
chemicznej. Czyste szkła cynkowe mają skłonność do krystalizacji, natomiast szkła mieszane - 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 37 

np.  glinowo-cynkowe  -  nie  wykazują  jej.  W  szkłach  bezołowiowych  wprowadzenie  do  8% 
ZnO nie powoduje krystalizacji. W szkłach ołowiowych 9% ZnO zamącą szkło.  

Jako  surowca  szklarskiego  używa  bieli  cynkowej.  Otrzymywana  jest  z  rud  cynkowych. 

Polska  posiada  bardzo  bogate  złoża  galmanu  ZnCO

3

,  występujące  na  Górnym  Śląsku 

i w okolicach Olkusza. 
Biel cynkowa 

Biel cynkowa jest czystym tlenkiem cynkowym ZnO. 

Biel cynkowa: 

−

 

jest drobnym białym proszkiem, 

−

 

roztarta w palcach nie jest śliska lecz maże się, 

−

 

nie rozpuszcza się w wodzie, 

−

 

ogrzana przybiera zabarwienie żółte, które znika po ostygnięciu próbki, 

−

 

jest  nieco  higroskopijna,  powinna  być  przechowywana  w  zakrytych  zasobnikach, 
pojemnikach, 

−

 

jest  stosowana  do  topienia  szkieł  termometrycznych  oraz  do  szkieł  barwnych  w  celu 
utrwalenia barwy. 

Przed  wprowadzeniem    bieli  cynkowej  do  zestawu  należy  kontrolować  jej  czystość,  czy  nie 
zawiera  związków  wapnia,  magnezu,  baru.  Nie  są  one  szkodliwymi  domieszkami,  ale 
zmniejszają procentową zawartość ZnO. 
 
Surowce wtórne 

Wykorzystywanie odpadów przemysłowych stosowane jest w społeczeństwach o wysokiej 

kulturze  technicznej,  które  doceniają  ich  wartość  a  selekcjonowanie  i  przeróbka  na 
pełnowartościowy surowiec jest opłacalna. 

Warunkiem  szerszego  wykorzystania odpadów jest  możliwość uzdatniania ich polegająca 

na  ujednorodnieniu    w  celu  zapewnienia  stałości  składu  chemicznego  i  uziarnienia  a  także 
zastosowaniu prostych operacji w celu zmniejszenia zawartości szkodliwych domieszek. 

W  przemyśle  szklarskim  do  wykorzystania  nadają  się  głównie:  granulowane  żużle 

wielkopiecowe oraz stłuczka szklana. 

Przykładem  surowca  szklarskiego  będącego  odpowiednio  uzdatnionym  żużlem 

wielkopiecowym  jest  Calumite.  Proces  jego  wytwarzania    polega  na  selekcji  partii  żużla 
o odpowiednim  składzie  chemicznym  a następnie  dwustopniowym  rozdrobnieniu  i klasyfikacji 
ziaren  połączonych z separacją magnetyczną  dla zmniejszenia zawartosci żelaza. Calumite jest 
najtańszym surowcem glinowym dla szkła okiennego, wprowadzając prawie cały glin i magnez, 
równocześnie zmniejszając zużycie mączki wapiennej. Przyspiesza on proces topienia, ułatwia 
klarowanie  a  także  daje  oszczędność  paliw.  Żużle  hutnicze  zawierają    siarkę  w  formie 
siarczków,  które  mogą  barwić  szkło.  Aby  temu  zapobiec  należy  stworzyć  odpowiednio 
utleniające warunki topienia masy szklanej. 
 
W skład żużli wchodzą następujące tlenki: 
         SiO

2               

37,68 %  

         Al

2

O

3 

       8,88  % 

         CaO         44,78  %  
         MgO          4,83  % 
         Fe

2

O

3

        1,12 % 

         TiO

2

           0,1 % 

          MnO          0,99 % 
          SO

3

            1,6 % 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 38 

Stłuczka szklana jako surowiec szklarski 

Bardzo  cennym  surowcem  do  topienia  szkła  i  produkcji  wszelkiego  rodzaju  wyrobów 

szklanych jest stłuczka szklana. Zastosowanie jej pozwala na:  

−

 

oszczędność składników surowcowych, 

−

 

zmniejszenie w sposób znaczny zużycia energii na topienie masy szklanej, 

−

 

zmniejszenie emisji CO

2

 do atmosfery, 

−

 

przyspieszenie procesu wytopu oraz przedłużenie żywotności agregatów topliwych, 

−

 

czyli zmniejszenie zużycia materiałów ogniotrwałych, donic i basenu wanny. 

Główne  jej znaczenie polega na tym, że nie posiadająca jako odpad wartości użytkowej może 
być użyta zamiast pełnowartościowych surowców. 
Stosuje się stłuczkę własną i obcą pochodzącą ze zbiornic. 

Stłuczka  szklana  własna  ma  taki  sam  lub  zbliżony  skład  chemiczny,  jaki  posiada  gotowy 

produkt, czyli otrzyma w piecu szklarskim masa szklana. 
Będąc  pod  względem  chemicznym  całkowicie  ukształtowana  nie  wymaga  ona  dla 
przekształcenia się w ciekłą masę tak wysokiej temperatury i tak długiego oddziaływania jak w 
stosunku  do  pozostałych  składników  zestawu  szklarskiego.  Topi  się  ona  i  osiąga  stan  ciekły 
już  w  temperaturze  poniżej  1000 

o

C.  Każdy kilogram szkła  wytopionego ze  stłuczki wymaga 

zużycia  znacznie  mniejszej  ilości  ciepła  i  czasu  niż  kilogram  szkła  wytopionego  z  mieszanki 
surowców, czyli z zestawu.. Szkło wytopione tylko z samej stłuczki źle kształtuje się (formuje 
się), a wyroby z niego wytwarzane często pękają. Powodem tego jest zbyt duża lepkość szkła 
w  czasie  topienia,  podczas  topienia  stłuczki  nie  tworzą  się  gazy  tak  jak  podczas  stapiania 
zestawu a wiadomo gazy te kłębią masę, mieszając ją i ujednoradniając. 
Stłuczka własna pozostająca w hucie szkła z odpadów produkcyjnych (np. obrzeży taśmy szkła 
wytarzanej  metodą  ciągnienia  pionowego),  braków  odrzuconych  przy  sortowaniu,  powinna 
być starannie zbierana i przechowywana tak, aby można było wykorzystać bez zanieczyszczeń 
w  procesie  wytwarzania  szkła.  Przy  prawidłowej  gospodarce  stłuczka  znajduje  się  w  ciągłym 
obiegu. 

Stłuczka szklana obca pochodząca ze skupu, głównie od odbiorców opakowań szklanych 

oraz  ze  zbiornic  odpadów    aby  mogła  być  użyta  musi  spełniać  wymagania  obowiązujących 
norm.  Opracowane  zostały  sposoby  odzysku  stłuczki  szklanej  z  odpadów  komunalnych, 
wykorzystujące metody: 

−

 

klasyfikacji na sitach, 

−

 

separacji magnetycznej, 

−

 

urządzeń flotacyjnych. 

Pozwalają  one  oddzielić  szkło  od  metali,  papieru,  odpadów  organicznych  a  także  ceramiki, 
gruzu  i  betonu.  Uzyskaną  stłuczkę  można  wykorzystać  do  produkcji  barwnych  opakowań 
szklanych.  Stłuczkę  tą  sortuje  się  według  jej  zabarwienia  korzystając  z  separatorów 
elektrooptycznych reagujących na światło przechodzące przez szkło lub odbite od niego.  Ilość 
stłuczki  dodawanej  do  zestawu  jest  ściśle  związana  z  jakością  otrzymanego  szkła,  sposobem 
produkcji  wyrobów  oraz  od  tego  czy  dane  szkło  ma  być  bezbarwne  czy  kolorowe.  Udział 
stłuczki szklanej w zestawie może wynosić nawet około 55% masy zestawu. 

Stłuczka  szklana  zasypywana  jest  w  stanie  rozdrobnionym  oddzielnie  warstwowo  lub  po 

uprzednim zmieszaniu z zestawem.  
Wraz  ze  stłuczką  należy  wprowadzić  takie  surowce  do  zestawu  aby  wydzielające  się  z  nich 
gazy wystarczyły do ujednorodnienia się masy szklanej. Powierzchnia stłuczki jest zubożona w 
alkalia, dlatego ich zawartość należy korygować. 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 39 

4.2.2. Pytania sprawdzające

 

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Jak dzielą się surowce szklarskie według funkcji pełnionej w szkle? 
2.  Jak dzielą się surowce szklarskie według pochodzenia? 
3.  Jak sklasyfikować surowce pod względem składu chemicznego? 
4.  Jakie tlenki nazywamy więźbotwórczymi? 
5.  Jakie tlenki  zaliczamy do modyfikujących? 
6.  Jakie cechy piasku szklarskiego decydują o jego przydatności do zestawu szklarskiego? 
3.  Jakie tlenki wprowadza do masy szklanej dolomit? 
4.  Jakie surowce wprowadzają do szkła tlenek wapnia? 
5.  Jakimi właściwościami charakteryzuje się potaż? 
6.  Jakie są gatunki minii ołowiowej? 
7.  Jakie surowce wtórne znajdują zastosowanie w przemyśle szklarskim? 
8.  Jakie są zalety stłuczki szklanej własnej? 
9.  Jaki są sposoby uzdatniania stłuczki szklanej obcej? 
10.  Jakie korzyści można uzyskać stosując Calumite, jako surowiec wtórny w zestawie szklarskim? 
14.  Gdzie w Polsce eksploatuje się złoża piasku szklarskiego? 
 

4.2.3.  Ćwiczenia

 

 
Ćwiczenie 1 

Wykonaj badanie rozpuszczalności w wodzie surowców szklarskich oznaczonych cyframi 

od 1 do 7.  

 

                      Tabela do ćwiczenia 1. 

Rozpuszczalność 

w wodzie 

 

Nazwa surowca 

Tak 

Nie 

1.  

 

 

2. 

 

 

3.  

 

 

4.  

 

 

5.  

 

 

6.  

 

 

7.  

 

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  zapoznać się z próbkami surowców wskazanych przez nauczyciela, 
2)  rozpoznać surowce, 
3)  wpisać nazwy do tabeli, 
4)  określić rozpuszczalność w wodzie otrzymanych surowców, 
5)  zapisać przeprowadzone rozpoznanie w tabeli. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 40 

Wyposażenie stanowiska pracy:

 

– 

przybory do pisania, 

– 

kolekcja surowców szklarskich, 

– 

sprzęt laboratoryjny do badania rozpuszczalności w wodzie surowców szklarskich, 

– 

karty papieru z załączoną tabelą, 

– 

poradnik dla ucznia, 

– 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

 
Ćwiczenie 2 

Przyporządkuj  tlenek  do  grupy  tlenków  więźbotwórczych  lub  grupy  tlenków 

modyfikujących. 
 

      Tabela do ćwiczenia 2. 

1.                 MgO 

2.                 Na

2

O 

3.                  PbO 

4.                  SiO

2

 

5.                  ZnO 

6.                 B

2

O

3

 

7.                  BaO 

8.                  Li

2

O 

9.                 Al

2

O

3

 

10.                TiO

2

 

11.                 K

2

O 

12.                CaO 

13.                ZrO

2

 

14.                P

2

O

5

 

 

A.

 

 

Grupa  tlenków 

więźbotwórczych

 

 

 

 

 

B.

 

 

Grupa tlenków 

           modyfikujących.

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać  w  materiałach  dydaktycznych  treści  dotyczące  surowców  podstawowych: 

więźbotwórczych i modyfikujących, 

2)  dokonać analizy treści, 
3)  przyporządkować  tlenek do właściwej grupy. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy:

 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

karty papieru z załączoną tabelą, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 41 

Ćwiczenie 3 

Określ, jakie korzyści można osiągnąć stosując surowce wtórne do topienia masy szklanej. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać w materiałach dydaktycznych treści dotyczące surowców wtórnych, 
2)  dokonać analizy treści, 
3)  zapisać korzyści zastosowania surowców wtórnych. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

papier formatu A4, pisaki, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

 
Ćwiczenie 4 

Dla  podanych  w  tabeli  surowców  szklarskich  zapisz  ich  skład  chemiczny  oraz  określ 

pochodzenie. 

Tabela do ćwiczenia 4. 

Nazwa surowca 

Skład chemiczny 

Pochodzenie  

1. Dolomit 

 

 

2. Soda 

 

 

3. Piasek kwarcowy 

 

 

4. Spodumen 

 

 

5. Minia ołowiowa 

 

 

6. Kreda 

 

 

7. Boraks 

 

 

8. Skaleń 

 

 

9. Potaż 

 

 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać w materiałach dydaktycznych treści dotyczące surowców podstawowych, 
2)  dokonać analizy treści, 
3)  zapisać w tabeli składy chemiczne poszczególnych surowców oraz ich pochodzenie, 
4)  określić pochodzenie surowców. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

karty papieru z załączoną tabelą, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 42 

4.2.2.  Sprawdzian postępów

 

 
Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)  dokonać podziału surowców szklarskich według funkcji pełnionych w 

szkle? 

 

 

2)  określić pochodzenie surowców szklarskich? 

 

 

3)  sklasyfikować surowce pod względem składu chemicznego? 

 

 

4)  rozpoznać tlenki więźbotwórcze? 

 

 

5)  rozpoznać tlenki modyfikujące? 

 

 

5)  określić cechy piasku szklarskiego decydujące o jego przydatności do 

zestawu szklarskiego?  

 

 

6)  określić jakie tlenki wprowadza do zestawu szklarskiego dolomit? 

 

 

7)  scharakteryzować surowce wprowadzające do szkła tlenek wapnia? 

 

 

8)  scharakteryzować potaż jako surowiec szklarski? 

 

 

9)  sklasyfikować minię ołowiową? 

 

 

11)  wymienić surowce wtórne znajdujące zastosowanie w przemyśle 
10)  szklarskim? 

 

 

11)  określić zalety stłuczki szklanej własnej? 

 

 

12)  określić sposoby uzdatniania stłuczki szklanej obcej? 

 

 

14)  określić zalety stosowania Calumitu, jako surowieca wtórnego 

w zestawie szklarskim? 

 

 

13)  określić miejsca eksploatacji złóż piasku szklarskiego w Polsce? 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 43 

4.3.  Surowce szklarskie pomocnicze i dodatkowe

 

 

4.3.1.  Materiał nauczania

 

 

Surowce pomocnicze

 

Surowce pomocnicze dodawane są do zestawu w niewielkiej ilości w celu: 

−

 

ułatwienia  i  przyspieszenia  procesów  topienia  masy  szklanej,  wytworzenia  w  czasie 
topienia szkła produktów gazowych ułatwiających wydzielanie się pecherzy,  

−

 

wytworzenia  szczególnych  warunków  topienia,  np.  wytworzenia odpowiedniej  atmosfery 
utleniającej bądź redukującej. 

Jako surowce pomocnicze stosowane są: 
a)  azotany, czyli saletry:  

−

 

sodowa NaNO

3

, 

−

 

potasowa KNO

3

, 

−

 

barowa Ba(NO

3

)

2

, 

b)  siarczany: 

−

 

sodowy (sulfat) Na

2

SO

4

, 

−

 

amonowy (NH

4

)

2

SO

4

, 

−

 

barowy (baryt) Ba SO

4

, 

c)  chlorki: 

−

 

amonowy (salmiak) NH

4

Cl, 

−

 

sodowy (halit) NaCl, 

−

 

potasowy (sylwin) KCl, 

d)  arszenik As

2

O

3

 i związki fluoru. 

 
Saletry – azotany  

Są  surowcami  produkowanymi  sztucznie  w  zakładach  przemysłu  azotowego.  Dla 

przemysłu szklarskiego używa się azotanów o technicznym stopniu czystości. 

Saletra  sodowa  (azotan  sodowy)  NaNO

3

,  tworzy  bezbarwne  kryształy  dobrze 

rozpuszczalne  w  wodzie.  Jest  bardzo  higroskopijna,  wchłaniając  przez  dłuższy  czas  wilgoć 
z powietrza ulega całkowitemu rozpuszczeniu. 
W  czasie  ogrzewania  do  temperatury  308°C  topi  się  a  następnie  przy  dalszym  ogrzewaniu 
rozkłada się wg reakcji: 

4NaNO

3

 → 2Na

2

O + ↑2N

2

 + ↑5O

2

 

Jest substancją silnie utleniającą i te właściwości są wykorzystywane również w czasie topienia 
szkła. 

Saletra  potasowa  (azotan  potasowy)  KNO

3

  otrzymywana  jest  z  saletry  sodowej  

i  chlorku  potasowego  w  wyniku  reakcji  wymiany.  Jest  substancją  krystaliczną,  bezbarwną, 
dobrze  rozpuszcza  się  w  wodzie.  Jest  mało  higroskopijna.  Topi  się  w  temperaturze  334°C 
i rozkłada w 400° C w podobny sposób jak saletra sodowa. 
                                                        4KNO

3

 → 2K

2

O + ↑2N

2

 + ↑5O

2

 

Saletra  barowa  (azotan  barowy)  Ba(NO

3

)

2

  otrzymywana  przez  działanie  kwasu 

azotowego  na  węglan  barowy,  tworzy  bezbarwne  kryształy  słabiej  rozpuszczalne  w  wodzie. 
Jest  mało  higroskopijna.  Topi  się  w  temperaturze  592°C.  Dalsze  ogrzewanie  powoduje 
rozkład: 

Ba(NO

3

)

2

 → 2BaO + 4NO + ↑3O

2

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 44 

Siarczany 

Siarczan  sodowy  (Sulfat)  Na

2

SO

4

.  W  Polsce  jako  surowca  używa  się  technicznego 

bezwodnego siarczanu wytwarzanego przez przemysł chemiczny z soli kamiennej. 
Jest  drobno  krystalicznym  proszkiem,  łatwo  rozpuszczalnym  w  wodzie.  Jest  higroskopijny 
i łatwo  ulega  zbryleniu.  Topi  się  w  temperaturze  884°C.  Jego  działanie  klarujące  wyjaśnia 
reakcja rozkładu rozpoczynająca się w temperaturze 1200°C: 

2Na

2

SO

4

 → 2Na

2

O + ↑2SO

2

+ ↑O

2

 

Siarczan  amonowy  (NH

4

)

2

SO

4

  jest  surowcem  otrzymywanym  sztucznie.  Jest  to  biały 

drobno  krystaliczny  proszek  łatwo  rozpuszczalny  w  wodzie.  W  czasie  ogrzewania  do 
temperatury 513°C ulega rozkładowi: 

2(NH

4

)

2

SO

4

 → ↑4NH

3

 + ↑2SO

2

 + ↑2H

2

O + ↑O

2

 

Siarczan  barowy  (baryt)  BaSO

4. 

Jest  substancją  krystaliczną,  zmielony  (mączka 

barytowa) jest szarym lub brunatnym proszkiem, nierozpuszczalnym w wodzie. Jest minerałem 
zawierającym głównie siarczan barowy BaSO

4

, rozkładający się w temperaturze topienia masy 

szklanej według schematu: 

                                        2BaSO

4

 → 2BaO + ↑2SO

2

+ ↑O

2

 

Stosuje  się  go  w  celu  przyspieszenia  topienia  i  klarowania  masy  szklanej,  ponieważ 

zmniejsza  jej  lepkość  a  także  wprowadza  do  masy  BaO,  korzystnie  wpływający  na  proces 
topienia. Wadą surowca jest duże zanieczyszczenie, zwłaszcza związkami żelaza. 
 
Chlorki  

Chlorek  amonowy  (salmiak)  NH

4

Cl,  otrzymywany  jest  syntetycznie  (produkt  uboczny 

przy  wytwarzaniu  sody)  jest  to  substancja  krystaliczna  w  postaci  białego  proszku,  dobrze 
rozpuszczalna  w  wodzie.  W  czasie  ogrzewania  łatwo  sublimuje,  zestalone  w  powietrzu  pary 
tworzą białe dymy. 

Chlorek  sodowy  -  NaCl  występuje  w  przyrodzie  jako  minerał  halit  znany  powszechnie 

pod  nazwą  soli  kamiennej.  W  Polsce  bogate  złoża  soli  kamiennej  występują  w  Wieliczce, 
Bochni,  Inowrocławiu.  Sól  kamienna  jest  skałą  osadową  występującą  w  skupieniach  zbitych 
a niekiedy w postaci dużych kryształów (układ regularny). Chlorek sodowy dobrze rozpuszcza 
się w wodzie. W stanie czystym nie jest higroskopijny. Topi się w temperaturze 800°C, a przy 
ogrzaniu do temperatury 1413°C całkowicie ulatnia się. 

Chlorek potasowy - KCl jest rozpowszechniony jako minerał sylwin. Jego właściwości są 

podobne do chlorku sodowego. 
 
Arszenik 

Jest technicznym tlenkiem arsenawym As

2

O

3

 i zwany również trójtlenkiem arsenu.  

Arszenik  jest  białym  proszkiem  trudno  rozpuszczalnym  w  wodzie.  W  100  cm

3

  wody  w  0°C 

rozpuszcza  się  1,21  g  As

2

O

3

,  tworzy  się  przy  tym  słaby  kwas  arsenawy  

o właściwościach amfoterycznych: 

As

2

O

3

 + 3H

2

O → 2H

3

AsO

3

 

Arszenik  występować  może  również  w  postaci  szklistej  substancji  o  masie  właściwej  

3,8  g/cm

3

.  Arszenik  rozpuszcza  się  w  stężonym  kwasie  solnym  tworząc  chlorek  arsenawy 

AsCl

3

,  rozpuszcza  się  on  również  w  wodorotlenkach  sodu  i  potasu  tworząc  arseniny  np. 

Na

3

AsO

3

.  Po  ogrzaniu  do  temperatury  193°C  sublimuje  a  w  temperaturze  275°C  topi  się. 

Ogrzany z węglem łatwo redukuje się do metalicznego arsenu. 

Arszenik jest bardzo silną trucizną, dawka śmiertelna wynosi ok. 0,1 g i dlatego wszystkie 

czynności  z  arszenikiem  należy  wykonywać  bardzo  ostrożnie,  bezwzględnie  przestrzegając 
przepisów bhp. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 45 

Surowce szklarskie dodatkowe 

Surowce  dodatkowe  wprowadza  się  do  zestawu  w  niedużych  ilościach,  głównie  w  celu 

nadania  szkłom  szczególnych  właściwości.  W  zależności  od  roli  jaką  pełnią  surowce  w  szkle 
można je podzielić na następujące grupy: 
1)  Barwniki  masy  szklanej,  czyli  środki  wywołujące  wybiórcze  pochłanianie  promieni 

świetlnych przez działanie jonów odpowiednich metali ciężkich, np. mangan, nikiel miedź, 
chrom, żelazo, lub przez działanie powstającej w masie szklanej zawiesiny koloidalnej, np. 
zawiesina srebra, złota, kadmu. 

2)  Środki  mącące  masę  szklaną,  czyli  powodujące  powstawanie  w  niej  zawiesiny, 

przeważnie,  krystalicznej,  rozpraszającej  światło  i  czyniące  szkło  nieprzezroczystym 
mlecznym. 

Surowce barwiące masę szklaną 

Szkło  barwi  się  przez  dodanie  do  zestawu  a  następnie  rozpuszczenie  w  masie  szklanej 

pewnych  związków  chemicznych  lub  pierwiastków  mających  określone  właściwości  i  siłę 
barwiącą.  Jest  wiele  środków  powodujących  barwność  masy  szklanej.  Zawierają  one 
najczęściej  pierwiastki:  żelazo,  chrom,  mangan,  nikiel,  kobalt,  miedź,  selen,  antymon,  tytan, 
kadm, srebro.  

Poszczególne  związki  wywołują  określone  z  góry  przewidziane  zabarwienie,  ale  odcień 

barwy  nie  zawsze  jest  jednakowy.  Zależy  on od  wielu czynników,  z  których  najważniejszymi 
są:  

−

 

skład chemiczny masy szklanej, 

−

 

temperatura topienia, 

−

 

utleniające lub redukujące warunki topienia, 

−

 

ciśnienie, 

−

 

skład barwnika, 

−

 

stężenie barwnika. 

Barwniki szkła dzielimy na: 
1)  barwniki jonowe, 
2)  barwniki koloidalne. 

Barwniki  jonowe  rozpuszczają  się  w  szkle,  nadając  szkłu  zabarwienie  o  intensywności 

proporcjonalnej do stężenia barwnika w szkle. 
Do barwników jonowych należą tlenki: Fe, Mn, Co, Ni, Cu i ziem rzadkich. Barwniki jonowe 
dzielimy z kolei na dwie grupy: 
a)  tlenki metali o jednym stopniu utlenienia, np. tlenki Co, Ni, Nd i in. 
b)  tlenki metali o dwóch lub więcej stopniach utlenienia, np. tlenki Mn, Cr, Ce i in. 

Barwniki  koloidalne  barwią  szkło  przez  wytworzenie  określonych  roztworów 

koloidalnych w szkle. Barwniki te barwią szkło dopiero wtedy, gdy są dodane w odpowiedniej 
ilości  i  zostaną  spełnione  określone  warunki  technologiczne.  Do  grupy  barwników 
koloidalnych  zaliczyć  należy:  związki  złota,  miedzi,  srebra  i  in.  W  grupie  barwników 
koloidalnych  można  wydzielić  barwniki  dyfuzyjne.  Barwią  one  szkło  w  temperaturze  poniżej 
punktu  mięknienia  przez  powierzchniową  dyfuzję  jonów.  Do  barwników  dyfuzyjnych  należą 
związki srebra i miedzi.  

Surowce  do  barwienia  szkła  można  podzielić  również  z  punktu  widzenia  barwy,  jaką 

nadają szkłu: 
 
 

związki manganu 

1) barwią na fioletowo 

związki niklu 

 

związki neodymu 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 46 

 
 

związki kobaltu 

2) barwią na niebiesko 

 

 

związki miedzi 

 

 

 

 

związki żelaza 

3) barwią na zielono 
 

związki chromu 

 

 

związki siarki 

 

związki żelaza 

4) barwią na żółto 

związki kadmu 

 

związki srebra 

                                             związki ceru 
 

 

związki selenu 

5) barwią na czerwono 

związki miedzi 

 

związki złota 

Związki żelaza i chromu 

Związki  żelaza.  Często  występują  w  surowcach  jako  zanieczyszczenie.  Ich  obecność 

powoduje  barwienie  szkła  zależnie  od  stopnia  utleniania  żelaza  na  niebiesko,  gdy  żelazo 
występuje  jako  Fe

2+

  lub  na  żółto  w  przypadku  występowania  żelaza  Fe

3+

  .W  szkle  występują 

najczęściej oba tlenki, tj. FeO i Fe

2

O

3

. Ponadto żelazo występując w szkle w postaci siarczków 

barwi je na żółtobrunatno. 
Jako surowce wprowadzające żelazo stosuje się sztucznie otrzymany z rud żelaza: 

−

 

tlenek  żelazawy  Fe

2

O

3

  -  (minia  żelazowa)  jest  proszkiem  barwy  czerwonobrązowej, 

nierozpuszczalnym w wodzie, 

−

 

siarczan  żelazowy  FeSO

4

  7H

2

O  -  tworzy  kryształy  barwy  zielonej,  łatwo  rozpuszczalne 

w wodzie. 
Związki  chromu.  Stosowane  są  do  barwienia  szkła  na  zielono  a  w  odpowiednich 

warunkach uzyskać można barwę żółtą lub pomarańczową. Jako surowce barwiące stosuje się 
najczęściej  sztucznie  otrzymane  związki  jak  tlenek  chromowy  Cr

2

O

3

  oraz  chromiany 

i dwuchromiany  potasu  i  sodu.  Związki  te  uzyskuje  się  z  rud  chromu,  głównie  chromitu 
FeO Cr

2

O

3

. 

Tlenek  chromowy  Cr

2

O

3

  jest  ciemnozielonym  proszkiem  nierozpuszczalnym  w  wodzie, 

kwasach  i  alkaliach.  Stapiany  z  substancjami  utleniającymi  np.  azotanami  przechodzi 
w chromiany. 
Dwuchromian potasowy K

2

Cr

2

O

7

 barwy pomarańczowej i chromian potasowy K

2

CrO

4

 barwy 

żółtej są substancjami łatwo rozpuszczalnymi w wodzie.  
Chromian  i  dwuchromian  sodowy  mają  podobne  właściwości  jak  sole  potasowe  lecz  jako 
higroskopijne i tworzące hydraty o zmiennej zawartości wody rzadko są stosowane. 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 47 

Związki manganu 

Wprowadzane są do zestawu w celu zabarwienia szkła na fioletowo, jak też dla usunięcia 

zabarwienia spowodowanego obecnością żelaza, przez wytworzenie barwy dopełniającej. 

Najczęściej  stosowany  jest  w  tym  celu  dwutlenek  manganu  MnO

2

  zwany  braunsztynem. 

Jako  ruda występuje  również  manganit Mn

2

O

3 

· H

2

O. Sztucznie braunsztyn otrzymywany jest 

przez prażenie azotanu manganawego, powinien zawierać nie mniej niż 90% MnO

2

. 

Rzadziej  stosowany  jest  nadmanganian  potasowy  KMnO

4

,  substancja  tworząca  kryształy 

barwy  szarofioletowej.  Nadmanganian  potasowy  rozpuszcza  się  w  wodzie  z  zabarwieniem 
fioletowym.  W  temperaturze  ok.  200°C  rozkłada  się  wydzielając  manganian  potasowy 
K

2

MnO

4

 barwy zielonej, dwutlenek manganu i tlen. Ma właściwości silnie utleniające. 

Związki niklu   

Związki niklu. Wprowadzają do szkła jon niklawy Ni

2+

 powodujący zabarwienie fioletowe, 

choć  można  uzyskać  również  inne  barwy. Stosowane  są  w  tym celu najczęściej otrzymywane 
chemicznie z rud niklowych tlenek niklawy – NiO i tlenek niklowy - Ni

2

O

3

. Mogą być również 

używane wodorotlenek niklawy – Ni(OH)

2

 i węglan niklawy – NiCO

3

. 

Tlenek  niklawy  NiO  jest proszkiem barwy szarozielonej nierozpuszczalnym w wodzie, trudno 
topliwym (2090°C). Rozpuszcza się w kwasach z wytworzeniem odpowiednich soli niklawych 
mających w roztworze barwę zieloną. 
Tlenek niklowy – Ni

2

O

3

 barwy szaroczarnej, ogrzany do temperatury powyżej 600°C rozkłada 

się z wydzieleniem tlenu.  
Związki kobaltu 

Związki kobaltu. Powodują zabarwienie szkła na ciemnoniebiesko. Stosowane są również 

do odbarwiania szkła poprzez wygaszanie barwy żółtej pochodzącej od jonów Fe

3+

. 

Najczęściej stosowany jest tlenek kobaltawy CoO  
Tlenek  kobaltawy  jest  proszkiem  barwy  szarozielonej,  trudno  topliwym,  nierozpuszczalnym 
w wodzie.  Reaguje  z  kwasami  tworząc  odpowiednie  sole.  Stosowane  są  również  tlenek 
kobaltowy  Co

2

O

3

,  brunatnoczarny.  Rzadziej  stosowane  są:  węglan,  fosforan  i  arsenian 

kobaltawy. 
Związki miedzi  
Związki miedzi. Barwią szkło na niebiesko lub czerwono (rubin miedziowy). Jako surowiec do 
barwienia masy szklanej stosowany jest. najczęściej tlenek miedziowy CuO i znacznie rzadziej 
siarczan miedziowy CuSO

4

 · 5H

2

O. Oba związki otrzymuje się w wyniku przeróbki chemicznej 

rud miedzi.  
Tlenek  miedziowy  CuO  jest  czarnym  proszkiem  nierozpuszczalnym  w  wodzie  a  łatwo 
wchodzącym w reakcje z kwasami. Powstają odpowiednie sole miedziowe. 
Siarczan miedziowy krystalizuje z roztworów wodnych w postaci hydratu CuSO

4

·5H

2

O barwy 

niebieskiej.  Przez  wyprażenie  następuje  wydzielenie  wody  krystalizacyjnej  i  powstaje 
bezwodny siarczan miedziowy w postaci białego proszku. 
Związki selenu 

Selen  i  jego  związki.  Selen  Se  oraz  seleniny  np.  selenin  sodowy  Na

2

SeO

3

,  cynkowy 

ZnSeO

3

,  barowy  BaSeO

3

  wywołują  czerwone  zabarwienie  szkła.  Stosowane  są  również  do 

odbarwiania szkła (najczęściej w zestawie z kobaltem). 
Jako surowca szklarskiego używa się selenu szarego, zwanego metalicznym. 
Jest  to  szary  proszek  o  temperaturze  topnienia  220°  C,  wrze  w  temperaturze  688°C  
a  po  zestaleniu  pary  tworzy  czerwoną  odmianę.  Selen  spala  się  w  powietrzu  z  niebieskim 
płomieniem tworząc dwutlenek selenu SeO

2

, który rozpuszcza się w wodzie dając słaby kwas 

selenawy H

2

SeO

3

. Po rozcieńczeniu wodą powstaje koloidalny selen czerwony. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 48 

Związki antymonu 

Związki  antymonu.  Używa  się  je  do  barwienia  szkła  na  czerwono.  Jako  surowiec 

stosowany  jest  przeważnie  trójtlenek  antymonu  Sb

2

O

3

  (stosowany  razem  z  siarką),  rzadziej 

inne  związki    np.  siarczki.  Trójtlenek  antymonu  (tlenek  antymonawy)  otrzymywany  jest 
chemicznie  z  przeróbki  występującego  w  przyrodzie  antymonitu  Sb

2

S

3

,  ciemnego  łatwo 

topliwego minerału. Tlenek Sb

2

S

3 

jest białym proszkiem, źle rozpuszczalnym w wodzie.  

Związki kadmu 

Związki  kadmu.  Stosowany  najczęściej  bywa  siarczek  kadmowy  CdS  barwiący  szkło  na 

kolor  żółty.  Jest  to  żółty  proszek  otrzymywany  chemicznie  z  metalicznego  kadmu 
uzyskiwanego jako produkt uboczny przy przeróbce rud cynkowych.  
Związki tytanu 

Używany  w  zestawieniu  z  innymi  tlenkami  np.  cerowym  CeO

2

  dwutlenek  tytanu  TiO

2

 

wywołuje  w  szkle  barwę  żółtą.  Dwutlenek  tytanu  (tlenek  tytanowy)  zwany  niekiedy  bielą 
tytanową  uzyskiwany  jest  w  wyniku  przeróbki  chemicznej  minerałów  głównie  ilmenitu 
FeOTiO

2

  oraz  rutylu  TiO

2

.  Dwutlenek  tytanu  jest  białym  proszkiem  nierozpuszczalnym 

w wodzie, w kwasach oraz w zasadach. 
Związki srebra 

Stosowany  bywa  najczęściej  azotan  srebrowy  AgNO

3

  wywołujący,  w  wyniku  tworzenia 

w szkle  zawiesiny  metalicznego  srebra,  barwę  żółtą.  Rzadziej  używany  jest chlorek srebrowy 
AgCl. Azotan srebrowy jest substancją w postaci bezbarwnych kryształów ciemniejących przy 
dłuższym  naświetlaniu  w  wyniku  rozkładu  i  wydzielania  metalicznego  srebra.  Jest  dobrze 
rozpuszczalny w wodzie.

 

Związki siarki 

Siarki  elementarnej  nie  stosuje  się  do  produkcji  szkieł  użytkowych.  Znaczenie  ma  siarka 

występująca w postaci siarczków. W praktyce przy współdziałaniu ze związkami żelaza nadaje 
ona  szkłu  barwę  od  żółtej  do  brunatnej. Dla  wyraźnego zabarwienia  szkła  wystarczą te  ilości 
siarki i żelaza, które jako zanieczyszczenia występują w surowcach szklarskich. Topienie szkła 
musi  odbywać  się  w  warunkach  redukcyjnych.  Rolę  środka redukującego spełniają substancje 
zawierające węgiel.  

FeS  powoduje  powstawanie  brudnych  odcieni  szkła.  Jego  działanie  zwiększa  się  przy 

większej zawartości żelaza w szkle lub w szkłach niskoalkalicznych. Przy produkcji brązowych 
szkieł barwionych siarką stosuje się zwiększoną ilość alkaliów. Część Na

2

O wprowadzana jest 

do zestawu w postaci siarczanu. Równocześnie stosowany jest  dodatek węgla lub grafitu.  

Jako surowiec wprowadzający siarkę stosuje się sulfat. Jako środki redukujące – koks lub 

grafit.  Używa  się  także  innych  substancji  organicznych,  np.  trocin  lub  mąki.  Mają  one  różny 
skutek barwienia, co wynika raczej z różnic w równomiernym ich rozdziale w zestawie. 
Związki złota 

Związki  złota  służą  do  wytwarzania  szkieł  o  barwie  czerwonopurpurowej.  Jest  to  tzw. 

złoty rubin. Zabarwienie szkła polega na koloidalnym rozproszeniu złota metalicznego w szkle. 
Złoto rozpuszcza się w szkle w małych ilościach tworząc roztwór pyrozolowy. Po ostygnięciu 
szkła powstaje roztwór przesycony i tworzy się duża ilość zarodków krystalicznych. Zbyt duża 
lepkość  szkła  nie  pozwala  na  tworzenie  się  kryształków  tworzących  barwę.  Dopiero  przy 
powtórnym  ogrzaniu  szkła  następuje  wzrost  kryształków  i  wystąpienie  barwy.  Przeważnie 
wytwarza  się  złoty  rubin  ołowiowy,  zawierający  32  ÷  42%  PbO.  Takie  szkło  powoduje 
korzystne  powstawanie  barwy  w  dłuższym  czasie  i  w  niższych  temperaturach,  przy  tym 
zużywa się o połowę  mniej  złota aniżeli w szkłach bezołowiowych. Jako surowiec stosuje się 
chlorek złotowy. 

Chlorek złotowy AuCl

3

 otrzymuje się przez rozpuszczenie złota w wodzie królewskiej lub 

przez  działanie  chloru  na  złoto  w  temp.  300°C  w  rurze  kwarcowej.  Chlorek  złotowy  jest 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 49 

substancją  krystaliczną  o  temp.  topnienia  288°C.  Jest  silnie  higroskopijny.  W  handlu  spotyka 
się go w ampułkach po 1 g. Zawiera 50 ÷ 58% Au. 
Ziemie rzadkie 

Ziemie rzadkie stosuje się w produkcji szkła dla osiągnięcia następujących celów: 

1)  charakterystycznego zabarwienia szkła, 
2)  odbarwiania wysokojakościowych szkieł, 
3)  produkcji szkieł o specjalnych własnościach fizycznych i optycznych. 
Największe znaczenie mają związki ceru i neodymu. 
Związki ceru 

Związki ceru. Stosuje się związki ceru nie tylko do barwienia szkła, ale i do odbarwiania. 

Cer  barwi  szkło  żółto  i  brązowo  w  zależności  od  stężenia  tlenku  cerowego  CeO

2

.  

W  szkle  nie  zawierającym  ołowiu  3,5%  CeO

2

  powoduje  powstanie  żółtego  zabarwienia  

z odcieniem czerwonym. W wyższych temperaturach CeO

2

 rozkłada się z wydzieleniem tlenu i 

zabarwienie  szkła  zmniejsza  się.  Barwa  szkieł  cerowych  jest  bardzo  wrażliwa  na  związki 
żelaza,  gdyż  tlenek  cerowy  utlenia  FeO  na  Fe

2

O

3

  i  sam  przechodzi  w  odmianę  bezbarwną. 

Dlatego  szkła  barwione  cerem  nie  powinny  zawierać  dużo  żelaza,  a  z  drugiej  strony  - 
własności  te  wykorzystuje  się  do  odbarwiania  szkieł.Tlenek  cerowy  ma  znaczenie  dla 
wytwarzania  szkieł  o  specjalnych  własnościach  fizycznych  i  optycznych.  Bezbarwne  szkła 
zawierające  2  ÷  4%  tlenku  cerawego  Ce

2

O

3

  selektywnie  pochłaniają  promienie  nadfioletowe. 

Służy  również  do  wytwarzania  szkieł  okularowych,  chroniących  wzrok  przed  promieniami 
nadfioletowymi. 
Tlenek  cerowy  CeO

2

,  tworzy  w  stanie  czystym  biały  proszek.  Techniczny  tlenek  cerowy 

zawiera  do 99,5%  CeO

2

. Często bywa zanieczyszczony innymi ziemiami rzadkimi i ma barwę 

od żółtej do brunatnej. 
Związki neodymu 

Związki  neodymu.  Stosuje  się  je  przede  wszystkim  do  wytwarzania  szkieł  

o  bardzo  pięknych  efektach  barwnych.  Szkła  barwione  neodymem  wykazują  oryginalną 
przepuszczalność  promieni  świetlnych.  Mają  one  barwę  fioletową,  ale  złożoną  z  promieni 
fioletowych,  niebieskich,  czerwonych,  a  ponadto  przepuszczają  wąskie  pasmo  promieni 
żółtozielonych, dla których barwa fioletowa jest dopełniającą. Jest to przyczyną występowania 
zjawiska  dwoistości  barwy  lub  mienienie  się  barwy  tzw.  dichroizm.  Tlenek  neodymu  jest 
barwnikiem mało intensywnym i wymaga użycia go w ilości 4 ÷ 10 kg na 100 kg szkła.  

Tlenek neodymowy Nd

2

O

3

 ma barwę niebieskoróżową. W praktyce stosuje się jego sole. 

Surowce mącące masę szklaną 

Środki mącące wytwarzają w szkle zawiesinę krystalicznych lub koloidalnych cząstek 

rozpraszających  światło  a  przez  to  czyniących  szkło  nieprzejrzystym.  W  tym  celu  używa 
się  związków  fluoru  jak  fluorytu  CaF

2

,  kriolitu  Na

3

[AlF

6

],  fluorokrzemianu  sodowego 

Na

2

[SiF

6

], związków fosforu, głównie fosforytu Ca

3

(PO

4

)

2

, rzadziej inne surowce np. talk 

3MgO·4SiO

2

 H

2

O, tlenek cynowy SnO

2

. 

Związki fluoru 
Fluoryt  -  fluorek  wapniowy  CaF

2

.  Jest  minerałem  występującym  w  skupieniach  ziarnistych 

a niekiedy  w  postaci  dużych  kryształów  o  różnym  zabarwieniu.  Kryształy  te  są  kruche, 
o połysku  szklistym,  twardość  4.  Po  oczyszczeniu i  rozdrobnieniu  stanowi białą lub kremową 
mączkę.  Jest  trudno  topliwy  -  1360°C,  barwi  płomień  na ceglasto. W wodzie nie rozpuszcza 
się,  kwas  siarkowy  rozkłada  go  z  wydzieleniem  fluorowodoru  łatwego  do  wykrycia  poprzez 
trawienie szkła. 

Kriolit  Na3[AlF

6

]  lub  3NaF  •  AlF

3

  -  fluoroglinian  sodowy,  jest  minerałem  kruchym, 

niełupliwym,  o  twardości  3,5  w  skali  Mohsa  o  połysku  szklistym  lub  perłowym. Wykazywać 
może różne zabarwienie, w postaci drobnych kryształów tworzy zbitą masę barwy białej. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 50 

Po  zmieleniu  czystego  kriolitu  powstaje  biały  proszek  o  masie  nasypowej  1,8  kg/dm

3

. 

Ponieważ  naturalny  kriolit  występuje  w  niewielkich  ilościach,  wytwarza  się  go  syntetycznie. 
Syntetyczny kriolit ma dwukrotnie mniejszą masę nasypową od kriolitu naturalnego. W czasie 
ogrzewania do temperatury 1020°C kriolit stapia się w płomieniu palnika na białą perłę. Kriolit 
nie  rozpuszcza  się  w  wodzie.  Nieznaczną  rozpuszczalność  wykazuje  kriolit  sztuczny,  przy 
czym roztwór posiada odczyn kwaśny lub zasadowy. 

Fluorokrzemian  sodowy  Na

2

[SiF

6

]  -  występuje  w  postaci  białego  proszku  źle 

rozpuszczającego  się  w  wodzie.  W  czasie  ogrzewania  rozkłada  się  wydzielając  czterofluorek 
krzemu SiF

4

. Rozkłada się pod wpływem stężonego kwasu siarkowego, wydzielający się przy 

tym fluorowodór może trawić szkło: 

Na

2

[SiF

6

] + H

2

SO

4

 → Na

2

SO

4

 + ↑SiF

4

 + 2HF 

Związki fosforu 

Są  to  skały  osadowe  przeważnie  pochodzenia  organicznego,  zawierające  jako  główny 

składnik  fosforan  trójwapniowy  Ca

3

(PO

4

)

2

.  Są  zanieczyszczone  wieloma  składnikami  jak 

kwarcem,  kalcytem,  itp.  Zawierając  w  swym  składzie  fluor,  chlor,  noszą  nazwę  apatytów. 
Fosforan  wapniowy  Ca

3

(PO

4

)

2

  (dokładnie  ortofosforan  trójwapniowy)  w  stanie  czystym 

uzyskuje  się  w  wyniku  przeróbki  chemicznej  surowców  naturalnych.  Jest  to  biały  proszek 
nierozpuszczalny w wodzie. 
Talk 

Jest  krzemianem  magnezowym  3MgO •  SiO

2 

• H

2

O. Powstał jako produkt przeobrażenia 

krzemianów  magnezowych  ubogich  w  tlenek  glinowy.  Talk  występuje  najczęściej  w  postaci 
skupień  blaszkowatych  o  różnej  barwie  lub  w  postaci  zbitej  masy  barwy  białej.  Jest  bardzo 
miękki,  w  dotyku  tłusty,  o  połysku  perłowym.  Talk  nie  rozpuszcza  się  w  wodzie  ani 
w kwasach, z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego. Topi się w temperaturze 1500°C. 
Tlenek cynowy 

Jako  surowiec  stosowany  jest  tlenek  cynowy  otrzymywany  przez  utlenianie  metalicznej 

cyny  w  wysokiej  temperaturze.  Jest  to  biały  proszek  topiący  się  w  temperaturze  1127°C, 
nierozpuszczalny w wodzie, jak również w roztworach kwasów i zasad.  
 

4.3.2. Pytania sprawdzające

 

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Jaką rolę pełnią w procesie topienia masy szklanej surowce klarujące? 
2.  Jakie  grupy związków należą do pomocniczych w procesie topienia masy szklanej? 
3.  Jakie własności posiadają saletry? 
4.  Jaka jest reakcja rozkładu termicznego sulfatu? 
5.  Jakie związki stosowane są do mącenia masy szklanej? 
6.  Jakie pierwiastki chemiczne występują w surowcach barwiących masę szklaną? 
7.  Jakie związki barwią szkło na żółto? 
8.  Jakie związki niklu stosuje się jako surowce barwiące? 
9.  W jakim celu stosowany jest przy topieniu szkła dwutlenek manganu (brausztyn)? 
10.  Jak można wyjaśnić pojęcie dwoistości barwy podczas barwienia masy szklanej? 
11.  Jakie związki barwią szkło na zielono? 
12.  Jaki związek barwiący masę szklaną zastosujesz, aby uzyskać złoty rubin? 
13.  Jakich związków barwiących należy użyć, aby zabarwić szkło na kolor czerwony? 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 51 

4.3.3.  Ćwiczenia

 

 
Ćwiczenie 1 

Przyporządkuj  barwę  otrzymaną  w  szkle  do  surowców  szklarskich  które  wywołują 

określony odcień barwy szkła. 
 

Tabela do ćwiczenia 1. 

 

A. 

 

 

 

1. 

 

dwutlenek manganu  (brausztyn) 

 

 

B. 

 

 

 

2. 

 

tlenek kobaltu 

 

 

C. 

 

 

 

3. 

 

siarczek kadmu 

 

 

D. 

 

 

 

4. 

 

selen metaliczny 

 

 

E. 

 

 

 

5. 

 

dwuchromian potasu 

 

F. 

 

 

 

6. 

 

tlenek ceru 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać w materiałach dydaktycznych treści dotyczące surowców barwiących szkło, 
2)  dokonać analizy treści, 
3)  przyporządkować barwę do surowców barwiących na określony kolor. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

karty z załączoną tabelą, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

  

 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 52 

Ćwiczenie 2 

Zapisz, surowce mącące masę szklaną. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać  w  materiałach  dydaktycznych  treści  dotyczące  surowców  mącących  masę 

szklaną, 

2)  dokonać analizy treści, 
3)  zapisać związki mącące masę szklaną i krótko scharakteryzować. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

papier formatu A4, pisaki, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

 
Ćwiczenie 3 

Dla  podanych  w  tabeli  surowców  szklarskich  zapisz  ich  symbol  chemiczny  oraz  określ 

przeznaczenie. 
 

      Tabela do ćwiczenia 3. 

Nazwa surowca szklarskiego 

Symbol chemiczny 

Przeznaczenie 

surowca szklarskiego 

1. Brausztyn 

 

 

2. Azotan potasu 

 

 

3. Tlenek neodymu 

 

 

4. Azotan srebra 

 

 

5.  Kriolit 

 

 

6.  Salmiak 

 

 

7.  Tlenek niklu 

 

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać  w  materiałach  dydaktycznych  treści  dotyczące  surowców  mącących  masę 

szklaną, 

2)  dokonać analizy treści, 
3)  zapisać związki mącące masę szklaną i krótko scharakteryzować. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

karty z załączoną tabelą, 

−

 

poradnik dla ucznia, 

−

 

literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 53 

4.3.4.  Sprawdzian postępów

 

 
Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)  określić role, jaką pełnią w procesie topienia masy szklanej surowce 

klarujące? 

 

 

2)  wymienić grupy związków stosowanych jako pomocnicze w procesie 

topienia masy szklanej? 

 

 

3)  określić właściwości saletr jako surowców klarujących masę szklaną?  

 

 

4)  zapisać reakcję rozkładu termicznego sulfatu? 

 

 

5)  rozpoznać związki mącące masę szklaną? 

 

 

6)  rozpoznać pierwiastki chemiczne występujące w surowcach 

barwiących masę szklaną? 

 

 

6)  wymienić surowce barwiące szło na kolor żólty? 

 

 

7)  rozpoznać związki niklu barwiące masę szklaną? 

 

 

9)  określić, w jakim celu stosowany jest dwutlenek manganu w procesie 

topienia masy szklanej ? 

 

 

8)  wyjaśnić pojęcie dwoistości barwy podczas barwienia masy szklanej? 

 

 

9)  rozpoznać surowce barwiące szło na kolor zielony? 

 

 

10)  rozpoznać związki barwiące szkło na kolor czerwony? 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 54 

5.  SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ 

 

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

 

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję. 
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 
4.  Test  zawiera    20  zadań.  Do  każdego  zadania  dołączone  są  4  możliwości  odpowiedzi. 

Tylko jedna jest prawidłowa. 

5.  Udzielaj  odpowiedzi  na  załączonej  karcie  odpowiedzi, stawiając  w  odpowiedniej  rubryce 

znak  X.  W  przypadku  pomyłki  należy  błędną odpowiedź  zaznaczyć  kółkiem, a następnie 
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową. 

6.  Zadania  wymagają  stosunkowo  prostych  obliczeń,  które  powinieneś  wykonać  przed 

wskazaniem poprawnego wyniku. 

7.  Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcje z wykonania zadania. 
8.  Jeżeli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie 

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 

9.  Na rozwiązanie testu masz 60 minut. 

Powodzenia! 

 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 55 

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

 

 
1.  Soda, potaż, dolomit rozkładając się pod wpływem temperatury wydzielają

 

a)  dwutlenek węgla. 
b)  tlen. 
c)  tlenek siarki. 
d)  azot.  

 
2.  Tlenki, wprowadzane do masy szklanej  przez dolomit, to 

a)  Na

2

O i Li

2

O. 

b)  MgO i CaO. 
c)  PbO i Pb

3

O

4

. 

d)  ZnO i BaO. 

 
3.  Schemat przedstawia krzemiany 

a)  wstęgowe. 
b)  warstwowe. 
c)  łańcuchowe. 
d)  pierścieniowe. 

 
4.  Związek o wzorze chemicznym Na

4

[SiO

4

], to 

a)  ortokrzemian sodu. 
b)  skaleń potasowy. 
c)  skaleń sodowy. 
d)  krzemionka. 

 
5.  Fluoryt jest stosowany w technologii topienia masy szklanej  do 

a)  klarowania. 
b)  barwienia. 
c)  mącenia. 
d)  odbarwiania. 

 
6.  Dodając do zestawu  CdS,  zabarwimy szkło na kolor 

a)  niebieski. 
b)  zielony. 
c)  żółty. 
d)  czerwony. 

 
7.  Tlenek glinu do zestawu szklarskiego wprowadza 

a)  dolomit. 
b)  skaleń. 
c)  potaż. 
d)  baryt. 

 
8.  Surowiec podstawowy stosowany do topienia masy szklanej to 

a)  minia ołowiowa. 
b)  siarczan baru. 
c)  chlorek sodu. 
d)  azotan potasu. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 56 

9.  Nazwa handlowa siarczanu sodu, to 

a)  glejta. 
b)  saletra. 
c)  kreda. 
d)  sulfat. 

 
10.  Spośród wymienionych surowców, rozpuszczalny w wodzie jest 

a)  minia ołowiowa. 
b)  saletra potasowa. 
c)  biel cynkowa. 
d)  węglan barowy. 

 
11.  Rysunek przedstawia mechanizm powstawania wiązańia 
 

 

 

a)  jonowego w cząsteczce wodoru.

 

b)  kowalencyjnego w cząsteczce wodoru. 
c)  kowalencyjnego spolaryzowanego w cząsteczce wodoru. 
d)  kowalencyjnego spolaryzowanego w cząsteczce chlorowodoru. 

 
12.  Tlenki metali, które reagują z kwasami i z zasadami dając sole, to tlenki 

a)  zasadowe. 
b)  amfoteryczne. 
c)  kwasowe. 
d)  obojętne. 

 
13.  Do produkcji szkła kryształowego bezbarwnego zastosujesz minię ołowiową 

a)  I gatunku. 
b)  II gatunku. 
c)  III gatunku. 
d)  baz określenia gatunku. 

 
 
 
 
 
 
 
 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 57 

14.  Rysunek przedstawia komórkę strukturalną krzemu o wzorze 

a)  [SiO

4

]

4‾

. 

b)  [AlO

6

]

9‾

. 

c)  [Si

3

O

9

]

6-

. 

d)  [AlO

6

]

4-

. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
15.  Dwutlenek manganu wprowadza się do szkła w celu 

a)  przyspieszenia topienia. 
b)  zabarwienia masy szklanej na fioletowo. 
c)  oczyszczenia masy szklanej z pęcherzy. 
d)  zabarwienia masy szklanej na czerwono. 

 
16.  Surowce należące do podstawowych, to 

a)  potaż, saletra sodowa, skaleń, wapień. 
b)  sulfat, węglan baru, piasek szklarski, potaż. 
c)  wapień, dolomit, boraks, minia ołowiowa. 
d)  dolomit, sulfat, piasek szklarski, soda. 

 
17.  Surowcem  szklarskim  powodującym  niszczenie  naskórka  i  błon  śluzowych  nosa,  gardła, 

oczu jest: 
a)  soda. 
b)  minia. 
c)  dolomit. 
d)  baryt. 
 

18.  Surowiec podstawowy zawierający w składzie chemicznym: SiO

2

, Al

2

O

3 

, Li

2

O, to 

a)  biel cynkowa. 
b)  spodumen. 
c)  minia ołowiowa. 
d)  biel tytanowa. 

 
19.  Spośród poniższych, surowiec naturalny, to 

a)  biel cynkowa. 
b)  soda. 
c)  minia ołowiowa. 
d)  skaleń. 

 
20.  Kriolit wprowadzony do masy szklanej, spowoduje 

a)  zwiększenie twardości szkła. 
b)  zmianę barwy szkła. 
c)  zmniejszenie gęstości szkła. 
d)  zamącenie szkła. 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 58 

KARTA ODPOWIEDZI 

 

Imię 

i 

nazwisko............................................................................................................................. 

 
Określanie właściwości surowców szklarskich

  

 
Zakreśl poprawną odpowiedź. 
 

Nr 

zadania 

Odpowiedź 

Punkty 

1   

a 

b 

c 

d 

 

2   

a 

b 

c 

d 

 

3   

a 

b 

c 

d 

 

4   

a 

b 

c 

d 

 

5   

a 

b 

c 

d 

 

6   

a 

b 

c 

d 

 

7   

a 

b 

c 

d 

 

8   

a 

b 

c 

d 

 

9   

a 

b 

c 

d 

 

10   

a 

b 

c 

d 

 

11   

a 

b 

c 

d 

 

12   

a 

b 

c 

d 

 

13   

a 

b 

c 

d 

 

14   

a 

b 

c 

d 

 

15   

a 

b 

c 

d 

 

16   

a 

b 

c 

d 

 

17   

a 

b 

c 

d 

 

18   

a 

b 

c 

d 

 

19   

a 

b 

c 

d 

 

20   

a 

b 

c 

d 

 

Razem:   

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 59 

6.  LITERATURA

 

 

1.  Dobrzański  S.,  Żołędziowski  W.:  Materiałoznawstwo  szklarskie  i  ceramiczne.WSiP, 

Warszawa 1978 

2.  Drapała T.: Chemia fizyczna.PWN, Warszawa 1982 
3.  Kluz Z., Poźniczek M.: Chemia dla szkół ponadgimnazjalnych. ZamKor, Kraków 2003 
4.  Litwin  M.,  Styka-Wlazło  S.,  Szymońska  J.:  Chemia  ogólna  i  nieorganiczna.  Nowa  Era, 

Warszawa 2002 

5.  Litwin  M.,  Styka-Wlazło  S.,  Szymońska  J.:  Chemia  organiczna.  Nowa  Era,  Warszawa 

2004 

6.  Nowotny W.: Technologia szkła cz.2.WSiP, Warszawa 1974 
7.  Nowotny W.: Technologia szkła cz.1.WSiP, Warszawa 1975  
8.  Pampuch  R.,  Stoch  L.:  Technologia  szkła.  Właściwości  fizykochemiczne  szkła.  Polskie 

Towarzystwo Ceramiczne, Kraków 2002 

9.  Płoński I.(red.):Technologia szkła. Arkady, Warszawa 1972 
10.  Poźniczek M., Kluz Z.: Chemia. WSiP, Warszawa 2002 
11.  Szeromski T., Włodarczyk R.: Pracownia chemiczna. WSiP, Warszawa 1977 
12.  www.dami.pl 
13.  Ziemba B.(red.): Technologia szkła 1. Wydawnictwo Arkady, Warszawa1987