Wissenswertes über Glas - Dichte, Schmelzpunkt, Herstellung

Woraus besteht eigentlich Glas?

Seit mehr als tausend Jahren wird Glas schon von den Menschen hergestellt. Glas entsteht unter hohen Temperaturen durch die Mischung und das Schmelzen bestimmter Stoffe. Doch aus was besteht es genau?

Die Grundbestandteile von Glas sind:

• Quarzsand
• Soda
• Pottasche
• Kalk

Quarzsand ist dabei die Hauptzutat von Glas. Je nachdem, welche Eigenschaften das Glas am Ende haben soll, variieren die anderen Stoffe. 

Was bewirken die einzelnen Bestandteile?

Glas besteht aus einer Mischung bestimmter Stoffe, wovon der Glasbildner Quarzsand der Hauptbestandteil ist. Er besteht hauptsächlich aus Siliziumdioxid.

Da der Quarzsand einen sehr hohen Schmelzpunkt hat, kommen noch die sogenannten Flussmittel hinzu, um den Schmelzpunkt des Sandes zu senken. Ein Flussmittel ist z. B. Soda, auch Natriumcarbonat genannt. Aber auch Pottasche, auch als Kaliumcarbonat bekannt, kann als Flussmittel oder Schmelzbeschleuniger verwendet werden.

Ausflug in die Geschichte: „Der Name Pottasche stammt dabei von der alten Methode Kaliumcarbonat aus Pflanzenasche, besonders aus Holz- oder Seetangasche durch Auswaschen mit Wasser und anschließendem Eindampfen in Töpfen, den sogenannten Pötten, zu gewinnen.“

Jetzt fehlt nur noch ein Stabilisator. Je nach Verwendungszweck werden Kalk oder auch andere Zutaten, wie Feldspat oder Dolomit hinzugefügt. Sie machen das Glas stabil. Aber auch Altglas lässt sich sehr gut einschmelzen und dadurch recyceln. So kann Quarzsand als Rohstoff eingespart werden.

Als weitere Zutaten können farbgebende Stoffe wie Metalloxide, z. B. Eisen- oder Kupferoxide, das Glas einfärben. So wird Braunglas z. B. mit Natriumsulfat und Eisenoxid eingefärbt. Durch die braune Farbe lässt das Glas keine UV-Strahlen mehr durch, daher werden häufig medizinische Produkte und empfindliche Speiseöle im Braunglas aufbewahrt.

Notwendige Bestandteile von Glas:

• Glasbildner bilden den Hauptbestandteil des Glases.
• Flussmittel bzw. Schmelzbeschleuniger senken den Schmelzpunkt.
• Stabilisatoren machen das Glas stabil.

Wie wird Glas hergestellt?

Im ersten Schritt wird die Mischung der Rohstoffe in einem Schmelzofen auf Temperaturen von rund 1.600 °C, dem Glas-Schmelzpunkt, erhitzt. Die so entstandene Masse muss für die weitere Verarbeitung blasenfrei sein. Dafür werden bei hohen Temperaturen bestimmte Stoffe, die sogenannten Läutermittel, wie z. B. Natriumsulfat zur Reduzierung der Blasenbildung hinzugegeben.

Anschließend kühlt das flüssige Glas etwas ab. Jetzt kann es in Form gebracht werden. Entscheidend ist dabei, welche Form entstehen soll. Zur Herstellung von Flaschen und Trinkgläsern werden einheitliche Tropfen des flüssigen Glases langsam in die Verarbeitungsmaschine gegeben. Dort entstehen dann die fertigen Glasformen.

Bei Flachglas, wie zum Beispiel einer Fensterscheibe oder einem Spiegel, funktioniert das etwas anders. Hier kommt das noch flüssige Glas in ein Bad aus flüssigem Zinn. Da Glas leichter ist als Zinn, schwimmt es dann oben auf. Beim Abkühlen wird das Glas fest und es entsteht eine lange, glatte Glasscheibe. Glas hat im festen Zustand eine Dichte von 2,5 g/cm³.

Die 4 Phasen der Glasherstellung:

1. Schmelzen
2. Läutern
3. Formen
4. Kühlen

Die Entdeckung von Glas

Wahrscheinlich entdeckten die Menschen die Herstellung von Glas durch einen simplen Zufall. Beim Brennen von tonartiger Erde kann nämlich ein gläserner Überzug entstehen, besonders wenn der Töpferofen sehr heiß und die Erde besonders kalkhaltig ist. So sind erste Funde von menschengemachtem Glas aus dem Vorderen Orient auch schon über 5.000 Jahre alt.

Ca. 650 v. Chr. entstand dann die erste richtige Anleitung für die Herstellung von Glas. Sie befindet sich auf einer Tontafel aus der Bibliothek des assyrischen Königs Ashurbanipal. Die dabei aufgeführten Glasbestandteile wie Sand, Pflanzenasche und Kreide haben sich bis heute nicht wesentlich verändert.

Um das Jahr 0 wurde dann die Glasbläserpfeife erfunden. Nun konnten dünne Gefäße, wie Gläser, mundgeblasen werden. Später entwickelten die Römer die Glasherstellung weiter und verbreiteten ihr Wissen in ganz Europa. Ab dem 19. Jahrhundert begann dann die industrielle Herstellung von Glas.

Die Verwendung im Alltag

Glas ist inzwischen ein Alltagsgegenstand geworden und wird aufgrund seiner unterschiedlichen Eigenschaften vielfältig eingesetzt. So eignet es sich z. B. für die Aufbewahrung von Lebensmitteln, da es geschmacksneutral und wasserdicht ist. Glasflaschen sind dabei sehr gut zu reinigen und stellen so auch eine geeignete Mehrwegverpackung dar.

Die Lichtdurchlässigkeit von Glas nutzen wir speziell bei Fenstern. Dabei ist die isolierende Wirkung des Glases trotz seiner Lichtdurchlässigkeit perfekt für den Hausbau geeignet.

Die Brechung des Lichtes je nach Schliff ist entscheidend für die Herstellung von Brillen. Doch auch als Schmuck, Glühlampen, Windlichter oder in Form vieler anderer Gegenstände ist Glas heute verarbeitet. Mundgeblasene Gläser gibt es allerdings nur noch wenige. Da ihre Herstellung sehr teuer ist, entstehen mundgeblasen nur noch ganz besondere Unikate oder Kunstwerke.

Jetzt wissen Sie, woher Glas kommt, woraus es besteht, wie es hergestellt wird und wofür es genutzt werden kann. Fortan werden Sie jede Fensterscheibe und jedes Glas Milch sicher mit ganz anderen Augen betrachten.