Myter om glas

Som geologistudent kommer man i kontakt med vetenskap som ibland åsidosätts av kemister och fysiker, dvs de som ofta sen blir lärare i gymnasie och grundskola i naturämnen. Detta avspeglar sig i att saker som geologer arbetar med dagligen, och därmed har rätt god insikt i medans man kan se myter om just dessa ting undervisas helt obehindrat i skolorna av de med mindre erfarenhet. En sådan sak är kemin kring kristaller och amorfa solider. Mineraloger – de kan kristaller – i alla dess former. Det är bara så enkelt. Nu är inte glas ett mineral – men det finns gott om glas i extrusiva bergarter, så mineraloger arbetar även med dessa. Man har i regel god koll på just dessa begreppen. Bättre än många andra som jobbar med kemi.

Glas (SiO2-form) är tex inte alls ett flytande material. Det saknar förvisso kristallgitter, och det gör att det har spritt sig en uppfattning kring det som att det då istället är ett flytande ämne där inga bindningar finns mellan molekylerna – dvs att det inte är riktigt fast.

Små öar av spagettiringar i pastasås som typ ligger samman fick jag det nyss felaktigt beskrivet för mig av en som hävdade att hans kemilärare beskrev det så. En kul men felaktig bild som däremot är en ganska ok beskrivning av flytande material som tex vatten där vi alltså har små molekyler som ligger intill varandra, men som inte hålls samman mer än av svaga van der waalbindningar eller liknande. Man kan fråga sig hur läraren i fråga tänkte sig. Är SiO2-molekylerna pastaringarna? Vad menar han då är tomatsåsen? Liknelsen haltar på alla punkter och förvillar betydligt mer än den beskriver något som ens har i närheten att göra med amorfa solider.

Vatten i flytande tillstånd

Det är inte alls så amorfa solider ser ut. Inte när vi talar om glas iaf. Amorfa solider innehåller ostrukturerade bindningar av ämnet i fråga och inte alls öar av molekyler som ligger samman med van der waal-bindningar tex.

I ett rent glas (av SiO2) talar vi om SiO2molekyler som stelnat så fort att de inte har börjat bygga mer än sporadiska mängder enhetsceller (den minsta kristallstrukturen). Istället ligger SiO2-molekylerna huller om buller så som de låg i smältan – men fortfarande i allra högsta grad bundna med varandra i en helt solid struktur. Se bilden nedan.

Faktum är att amorfa material kan vara extremt starka och solida. Ta tex flinta. Det påverkas nästan inte alls av erosion tex. Och vulkaniskt glas likt obsidian, det kan också det överleva tidens tand lika gott som nästan alla andra bergarter. Men visst, just konstgjort glas. Det är troligen inte så robust. Men det är å andra sidan långt ifrån alla kristallina mineral och material heller.

Jag är inte 100% säker, men jag kan tänka mig att vissa inklusioner eller föreningar av andra ämen (som man alltid har för att få egenskaper i glaset, inte minst lägre smältpunkt) gör glaset instabilt eftersom då finns det gott om olika egenskaper i strukturen, kanske även ansamlat mer i vissa punkter, vilket kan leda till sprickbildning inte minst.

Allt glas är såklart instabilt eftersom strukturen inte ligger snyggt ordnad i ett gitter. Således kan den förfalla rätt så lätt jämfört med en mer ordnad struktur med samma kemi (som tex kvarts, SiO2). Glas håller alltså inte i all evighet utan är både känsligt för tidens tand och pga sin egen instabila kemi.

Men en del påstår att det börjar bildas kristaller i det med tiden (och det spär på myten att det först då bildas ett fast material, eftersom folk inte begriper att amorfa solider ÄR fasta material). Det har jag svårt att tro på med mina mineralogikunskaper eftersom kristaller av SiO2 kräver vissa omständigheter för att bildas vad gäller tryck, tid och temperatur. Kristaller av salter skulle kunna bildas med tiden tex. Men de är ju bisatser i glaset, inte huvudkomponenten. Men jag kan ha fel på den här punkten. Men jag vill se konkreta bevis för att bli övertygad om kristallbildning.

Myten om glas som flytande material bygger således på att väldigt många, även bildat folk, inte förstår vad solida material är. Fasta material behöver inte alls vara kristallina eller polykristallina. De amorfa solida materialen räknas även de till de solida enligt alla lexikon och läroböcker jag kan hitta.

Mer vardagsknutna delar av myten bygger troligen på det där med att i gamla fönster så är glaset ibland tjockare i nederkant. Det är det inte för att glaset har börjat rinna neråt och ansamlats. Det är det för att handgjorda glas är ojämna och det bästa en glasmästare kan göra är att placera den tyngre delen (alltså den tjockare) nedåt av rent stabilitetsmässiga skäl.Om du tittar på många gamla glas så ska du se att de inte alls är tjockare i nederkant – eftersom det alltså inte alls är en regel. Hade det varit så att glas kunde rinna, så hade ALLA glas runnit och man hade även hittat glas som tillslut runnit ut helt.

Men några sådana fältmässiga empiriska slutsatser behövs inte. Kemin gör det omöjligt för glas att börja rinna, ja om man inte värmer upp det till närmre smältpunkten såklart då bindningarna börjar släppa. Men då talar vi om mer än 1000 grader. 1500 har jag för mig är rätt vanligt. 2000 för rent kiselglas. Inget som sker i skyltfönstret som belysts av solen under 100tals år liksom… Inget som heller sker med tidens tand, eftersom strukturen är fast. Glas kan alltså börja bli skörare och vittra med tiden, men inte omformas.

One thought on “Myter om glas

  1. Hej Daniel,
    Mycket intressant det här, slog upp detta pga. arkitekturprogram (svt world) där bl.a. glasen på Butterix-huset påstods ha runnit – har stött på detta tidigare och ville se om det finns mer info på nätet. Jag instämmer totalt med dig, även jag har hört om att glasmästare vände glasen så av nämnda orsak.
    Myten verkar ändå mycket seg, och din kommentar om tillsatsämnen kom mig att fundera lite till. Bly är ju en metall som är känd för att långsamt ändra form eller rinna även i rumstemperatur, har själv läst metallurgi på finska så jag kan ej den korrekta termen på svenska men… kunde en blyhaltig, stor, tjock fönterruta av äldre kvalitet… nåja, glöm det. Jag tror ändå inte, bara en kommentar för att hålla myten lite levande.

Kommentera

Vänligen logga in med någon av dessa metoder för att lägga till din kommentar:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s