{"id":25625,"date":"2020-01-24T08:12:35","date_gmt":"2020-01-24T08:12:35","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/charge-redox-nummer-auswirkungen-auf-die-herstellung-von-farbigem-glas\/"},"modified":"2020-01-24T08:50:10","modified_gmt":"2020-01-24T08:50:10","slug":"charge-redox-nummer-auswirkungen-auf-die-herstellung-von-farbigem-glas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/de\/charge-redox-nummer-auswirkungen-auf-die-herstellung-von-farbigem-glas\/","title":{"rendered":"Charge Redox-Nummer: Auswirkungen auf die Herstellung von farbigem Glas"},"content":{"rendered":"\n

\n\tDie Chargen-Redoxzahl und ihre Auswirkungen auf die Herstellung von Farbglas<\/b>\n\t<\/h1>\n

\n\tEinf\u00fchrung in die Batch-Redox-Nummer\n\t<\/h2>\n\t

Die Chargeredoxnummer ist ein Werkzeug, das von Glasmachern als Hinweis auf die Eigenschaften des gebildeten Endglases sowie in der Schmelze selbst verwendet wird. Glas besteht haupts\u00e4chlich aus Kiesels\u00e4ure, die in der Regel aus Sand gewonnen wird, neben Natriumcarbonat und Calciumoxid, sowie eine ganze Reihe anderer Zusatzstoffe je nach gew\u00fcnschtem Glas.<\/a><\/u> Redox bezieht sich in diesem Fall auf das Gleichgewicht der oxidativen und reduktiven Effekte, die dem Glas durch die hinzugef\u00fcgten Komponenten gew\u00e4hrt werden, und eine Zahl kann auf der Grundlage dieser Komponenten erreicht werden. Die Chargen-Redox-Zahl wird von Glasmachern f\u00fcr jede produzierte Charge berechnet, und das Ergebnis der Berechnung ist n\u00fctzlich, um Ergebnisse wie Farbe vorherzusagen. Die Chargen-Redox-Zahl ist daher ein empirisches Ma\u00df f\u00fcr den Oxidationsreduktionszustand jeder Charge.<\/p>\n\t\t\t\t\"Glasherstellungsprozess\"\n\t\t\t\t\"Flaschen\n

\n\tBerechnung der Chargen-Redoxzahl\n\t<\/h2>\n\t

Batch Redox Zahlen werden auf der Grundlage eines Glasherstellungsprozesses mit 2mt Sand berechnet. Die beitragsm\u00e4\u00dfigen Wirkungen von g\u00e4ngigen Glaszus\u00e4tzen sind bekannt(1), und so geht es einfach darum, diese Zahlen zu nehmen, sich mit der Masse zu vermehren und die Werte zusammenzuf\u00fcgen. Sand tr\u00e4gt nicht zur Redoxberechnung bei. Ein Beispiel f\u00fcr einfache Feuersteinglas Rezept ist wie folgt:<\/p>\n

<\/em><\/strong>Eine Charge Feuersteinglas erfordert die folgenden Komponenten:<\/em><\/p>\nSand 2.000 kg
\nSchlacke* 100 kg
\nSalz (NaSO4<\/sub>) 20 kg<\/em>\nDaher kann die Redoxzahl berechnet werden:
\nSchlacke 100 kg x -0,092 = -9,20
\nSalz 20 kg x 0,670 = 13,40
\n-9,20 + 13,40 = 4,20\n

* In diesem Beispiel liefert Schlacke sowohl Calciumoxid als auch Natriumcarbonat<\/em><\/p>\n

Eine Glasschmelze hat in diesem Fall eine Chargen-Redox-Zahl von 4,20. Bei einer komplexeren Schmelze wird die Berechnung unter Ber\u00fccksichtigung aller Zusatzstoffe l\u00e4nger sein.<\/p>\n

\n\tWie kann die Chargen-Redoxnummer moduliert werden?\n\t<\/h2>\n\t

Die Farbe in gl\u00e4sern basiert auf den Wechselwirkungen von Additiven und den Redoxwaagen. Typische Glaszus\u00e4tze sind \u00dcbergangsmetallverbindungen, die in unterschiedlichen Oxidationszust\u00e4nden unterschiedliche Valenzen aufweisen. Das spezifische Ion, das f\u00fcr eine Farbe verantwortlich ist, wird als Chromophor bezeichnet. Die Valenz der Verbindungen h\u00e4ngt von der Sauerstoffmenge in der Schmelze, dem Gesamtgleichgewicht der Additive, dem Redoxzustand und der Temperatur ab(2).<\/p>\n

Das wichtigste Chromophor in der Glasherstellung ist das Bernsteinchromophor, das durch die Wechselwirkung von Eisen- und Schwefelionen entsteht. Sulfate werden den meisten Gl\u00e4sern zugesetzt, wodurch Blasen und Samen in der Schmelze f\u00fcr ein \u00fcberlegenes Endprodukt entfernt werden, das in der Regel in Form von Natriumsulfat zugesetzt wird. Im Glas kann Sulfat auf Sulfid reduziert werden, dies geschieht bei niedrigen Batch-Redoxzahlen. Das Bernsteinchromophor wird in Gegenwart von Fe3+<\/sup> und S2-<\/sup> (Sulfid) Ionen gebildet und hat eine intensiv braune F\u00e4rbung(3).<\/p>\n\t

Ganz einfach, die Charge redox Zahl kann durch zugabe von oxidierenden oder reduzierenden Komponenten ge\u00e4ndert werden. Die Zugabe von reduzierenden Arten wird dazu f\u00fchren, dass die Charge Redox Zahl zu verringern, w\u00e4hrend die Zugabe einer oxidierenden Art wird dazu f\u00fchren, dass die Charge Redox Zahl zu erh\u00f6hen. Die Messung der beobachteten Chargen-Redox-Zahl ist indirekt – der Glasmacher wird das Verh\u00e4ltnis von reduziertem Eisen (Fe2+)<\/sup>zu Gesamteisen bei einem fertigen Glasprodukt \u00fcber optische Mittel (4) festlegen. Ein h\u00f6heres Fe2+<\/sup> zum Gesamtverh\u00e4ltnis deutet auf eine reduzierteBrille hin. Das Eisenverh\u00e4ltnis wird verwendet, da Eisen in praktisch allen Gl\u00e4sern vorhanden ist. Bei einer Schmelze wird der Teildruck des Sauerstoffgases gemessen, wobei h\u00f6here Werte auf ein st\u00e4rker oxidiertes Glas hindeuten(5).<\/p>\n\t\t\t\t\"gr\u00fcne\n\t

Bei typischem Beh\u00e4lter- oder Plattenglas sind die folgenden Chargen-Redoxwerte und Eisenverh\u00e4ltnisse mit Farben verbunden(6):<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
Batch-Redox-Nummer<\/em><\/td>\nFe2+<\/sup>\/FeGesamtverh\u00e4ltnis<\/sub><\/em><\/td>\nGlasfarbe<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
0 bis 5<\/td>\n0,10 bis 0,40<\/td>\nFlint (farblos)<\/td>\n<\/tr>\n
-15 bis 0<\/td>\n0,40 bis 0,65<\/td>\nSmaragdgr\u00fcn<\/td>\n<\/tr>\n
-25 bis -15<\/td>\n0,60 bis 0,75<\/td>\nFeuille morte<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
-30 bis -20<\/td>\n0,75 bis 0,90<\/td>\nBernstein<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Man kann daher sagen, dass eine niedrigere Chargen-Redoxzahl einem reduzierten Glas entspricht. Batch-Redox-Zahlen \u00fcber 5 sind mit oxidiertem Feuersteinglas und UVA-gr\u00fcnen F\u00e4rbungen verbunden.<\/p>\n

\n\tWas bewirken unsere Produkte?\n\t<\/h2>\n\t

Wie bereits erw\u00e4hnt, werden Zus\u00e4tze zu Glas weitgehend in solche eingeteilt, die eine oxidierende Wirkung oder eine reduzierende Wirkung verursachen, wodurch die Position der Redoxzahl bewegt wird. Eisen ist in praktisch allen Gl\u00e4sern vorhanden, so dass die Redox-Beitr\u00e4ge unten zus\u00e4tzlich zu Eisen ber\u00fccksichtigt werden sollten, wenn sie sich an einem Glasherstellungsprozess beteiligen. Einzelne Redoxnummern f\u00fcr Additive wurden experimentell ermittelt.<\/p>\n\t\t\t\t\"Leere\n

\n\tRotes Eisenoxid\n\t<\/h2>\n\t

Eisen ist einer der h\u00e4ufigsten Zusatzstoffe im Glas und in der \u00fcberwiegenden Mehrheit der kommerziell hergestellten Gl\u00e4ser enthalten. Rotes Eisenoxid<\/a><\/u> (Fe2<\/sub>O3<\/sub>, Eisen(iii) Oxid, Eisenoxid) ist eines der am weitesten verbreiteten und verf\u00fcgbaren Eisenoxide und liefert Fe3+<\/sup>. Als Oxid wird die Zugabe von ihm die Position des Gleichgewichts in Richtung der oxidativen Seite schieben. Als eigenst\u00e4ndiger Farbstoff f\u00fchrt Eisenoxid mit Fe3+ <\/sup>zu einer blau-gr\u00fcnen F\u00e4rbung. Eisenoxid wird glasschmelzen seit vielen Jahren aufgrund seiner F\u00e4higkeit, W\u00e4rme besser zu leiten, hinzugef\u00fcgt, wodurch die Menge an externer Erw\u00e4rmung erforderlich ist(7). Bei Reduzierung auf Fe2+<\/sup>wird eine blaue F\u00e4rbung beobachtet.<\/p>\n

\n\tEisenpyrit (FeS2, Eisen (ii) -disulfid)\n\t<\/h2>\n\t

Pyrit<\/a><\/u> ist als Reduktionsmittel im Glasmacherraum bekannt, mit einer Redoxzahl von -1,20. Daher wird die Zugabe von Pyrit die Position des Redox-Gleichgewichts zugunsten eines reduzierten Glases und einer niedrigeren Chargen-Redoxzahl dr\u00fccken. Pyrit wird daher zugesetzt, um eine Bernsteinf\u00e4rbung zu erzeugen(8), n\u00fctzlich f\u00fcr Beh\u00e4ltergl\u00e4ser, die verderbliche Lebensmittel enthalten.<\/p>\n\t\t\t\t\"bernsteinfarbene\n\t\t\t\t\"bernsteinfarbene\n

\n\tChrom Mehl\n\t<\/h2>\n\t

Der Redoxweg, der bei Chromit<\/a> entscheidend ist<\/u> zwischen dem reduzierten Chrom(ii), dem Standardchrom(iii) und dem hochoxidierten Chrom(vi). Es ist erw\u00e4hnenswert, dass unabh\u00e4ngig von der gesamten Batch-Redox-Zahl der gr\u00fcne Charakter, der mit Chrom(iii) assoziiert wird, vorherrschen wird – es wird nur durch die gesamte Redoxumgebung moduliert. In Chromit ist Chrom(iii) der Oxidationszustand des Metalls.<\/p>\n\t

In einer reduzierenden Umgebung wird die Redox-Bilanz f\u00fcr Chrommehl f\u00fcr Cr2+<\/sup> und Cr3+<\/sup>sein, w\u00e4hrend sie in einer oxidierenden Umgebung f\u00fcr Cr3+<\/sup> und Cr6+<\/sup>sein wird. Die Wirkung der niedrigsten Oxidationszahl Chrom ist minimal, und es wird als seltener Oxidationszustand betrachtet. Auf der anderen Seite bietet Cr6+<\/sup> eine gelbe F\u00e4rbung, die zusammen mit Cr3+<\/sup> die gr\u00fcne Farbe in einen etwas ged\u00e4mpfteren Ton „verd\u00fcnnt“. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass Cr6+<\/sup> f\u00fcr den Menschen sch\u00e4dlich ist, daher sollte darauf geachtet werden, die Exposition gegen\u00fcber Gasen, die durch die Schmelze entstehen, zu minimieren.<\/p>\n\t\t\t\t\"Leere\n\t

Das Zusammenspiel von Chrom und Bernsteinchromophor ist besonders interessant, da Farben wie Oliven- und Antikgr\u00fcn sowohl die Bernstein- als auch die Chromophore erfordern – die Modulation von Bernstein durch das Chrom bewirkt eine Verschiebung der Position des Chrom-Eisen-Gleichgewicht, und die entsprechend einges Farbe \u00e4ndert sich. Es ist dieser Effekt, der zu braun-gr\u00fcn gef\u00e4rbten Gl\u00e4sern wie Feuille Morte <\/em>oder Deadleaf greenf\u00fchrt.<\/em><\/p>\n

\n\tAnthrazit \/ Carbon\n\t<\/h2>\n\t

Als organische Verbindung hat Anthrazit keinen Einfluss auf die Glasf\u00e4rbung an sich, sondern verschiebt die Position des Redoxgleichgewichts in Richtung einer reduzierenden Umgebung. Reine Kohlenstoff und Anthrazit<\/a><\/u> (85 Kohlenstoff) haben Redoxzahlen von -6,70 bzw. -5,70. Da eine reduzierende Umgebung im Hinblick auf den Herstellungsprozess bevorzugt wird, wird Anthrazit aus diesem Grund weitgehend hinzugef\u00fcgt.<\/p>\n

\n\tKupferoxid\n\t<\/h2>\n\t

Unter oxidierenden Bedingungen verbleibt Kupferoxid in der Cupricoxid-Form (CuO). Das Cu2+<\/sup> Ion hat eine gr\u00fcn-blaue F\u00e4rbung. Unter reduzierenden Bedingungen wird jedoch Kupferoxid in der Kupferoxidform (Cu2<\/sub>O) vorhanden sein, wobei der Cu+<\/sup> Ion f\u00fcr eine intensiv rote Farbe verantwortlich ist. Daher ist es f\u00fcr rotes oder schwarzes Glas unerl\u00e4sslich, die reduzierenden Bedingungen \u00fcber eine niedrige Batch-Redox-Zahl aufrechtzuerhalten. Schwarzes Glas wird mit einem Hitzeschlag erreicht und mehr kann hier gelesen<\/a><\/u>werden.<\/p>\n\t\t\t\t\"schwarze\n

\n\tAuswirkungen der Batch-Redox-Nummer auf den Herstellungsprozess\n\t<\/h2>\n\t

Untersuchungen zufolge kann die Ofentemperatur bei niedrigerem Redoxwert niedriger ausfallen und nicht nur leichter zu verfeinern(9). Bei einem niedrigeren Redox wird es weniger Blasen in der Schmelze geben, da weniger Sauerstoff in der Schmelze ist. Wie bei jeder chemischen Reaktion sind Redox-Gleichgewichte temperaturabh\u00e4ngig. In der modernen Glasherstellung, bei der Umweltbelange an erster Stelle stehen, k\u00f6nnen recycelte Glasscherben verwendet werden. Oft wird dieses Glas in pulverf\u00f6rmiger Form verwendet und der Schmelze hinzugef\u00fcgt, obwohl zu beachten ist, dass, da Scherben oft moderate Mengen an organischem Material enth\u00e4lt, die Zugabe zu einer Verringerung der Chargen-Redoxzahl f\u00fchren kann – was gew\u00fcnscht werden kann oder auch nicht.<\/p>\n\t\t\t\t\"Sammlung\n\t\t\t\t\"B\u00f6den\n

\n\tZusammenfassung\n\t<\/h2>\n\t
    \n
  • Die Chargeredoxnummer ist ein Werkzeug, das von Glasmachern verwendet wird, um die Eigenschaften eines Glases vorherzusagen und zu \u00fcberwachen.<\/li>\n
  • Die Modulation der Redox-Zahl sorgt f\u00fcr unterschiedliche Glasfarben, abgeleitet aus der Balance der vielen \u00dcbergangschromophoren auf Metallbasis<\/li>\n
  • Die Redox-Chargennummer kann im Voraus berechnet werden, um die Ergebnisse eines Glasprozesses vorherzusagen, und wird w\u00e4hrend des gesamten Prozesses berechnet, um den Fortschritt zu \u00fcberwachen.<\/li>\n
  • Neben Zusammensetzung und Redox-Balance wirken sich die Temperatur, die Verwendung von Fining-Mitteln auf das gesamte Endglas aus.<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"Carbon\"\n\t\t\t\t\"copper_oxide\"\n\t\t\t\t\"rotes\n\t\t\t\t\"Pyritpulver\n\t\t\t\t\"Chromitmehl\n\t

    Verweise<\/strong><\/p>\n

    1 W. Simpson und D. D. Myers, Glass Tech., <\/em> 1978<\/strong>, 19, 82<\/p>\n

    2 W. Thiemsorn et al., Bull. Mater. Sci.<\/em>Transport , 2007<\/strong>, 30, 487<\/p>\n

    3 N. F. Zhernovaya et al., Glas und Keramik<\/em>, 2000<\/strong>, 57, 84<\/p>\n

    4 C. R. Bamford, Colour Generation and Control in Glass, Glass Science and Technology<\/em>, Elsevier, Amsterdam, 1977<\/p>\n

    5 P. Laimbock, Inline-Sauerstoffsensoren f\u00fcr die Glasschmelze und das Zinnbad<\/em>, in GlassTrend<\/em>, Eindhoven, 2013<\/p>\n

    6 R. Falcone et al., Rev. Mineralol. Geochem.<\/em>, 2011<\/strong>, 73, 113<\/p>\n

    7 R. L. Shute und A. E. Badger J. Am. Ceram. Soc., <\/em> 1942<\/strong>, 25, 355<\/p>\n

    8 W. A. Weyl, Coloured Glasses<\/em>, Society of Glass Technology, Sheffield, 1951<\/p>\n

    9 A. Hubert et al.<\/em>, Auswirkungen von Redox in Industrieglasschmelzen und Bedeutung der Redox-Kontrolle<\/em> in der 77. Konferenz \u00fcber Glasprobleme<\/em>, Columbus, 2017<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Die Berechnung der Chargen-Redox-Nummer ist ein n\u00fctzliches Werkzeug f\u00fcr Glasmacher, um sicherzustellen, dass ihre gew\u00fcnschte Farbe bei der Herstellung von Glasprodukten erreicht wird.<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":31928,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_feature_clip_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_post_was_ever_published":false},"categories":[2464],"tags":[],"class_list":["post-25625","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-glas-blog"],"yoast_head":"\nCharge Redox-Nummer: Auswirkungen auf die Herstellung von farbigem Glas - African Pegmatite<\/title>\n<meta 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