Kā mums vajadzētu rīkoties ar šīm neizsakāmajām bagātībām? Ķīmiķi zina atbildi, jo jebkura viela viņiem ir kā bērns.
Visvienkāršākais veids ir paņemt gatavu vielu no dabas un izmantot to savām vajadzībām. Piemēram, parastās smiltis jeb silīcija dioksīds (SiO2) jeb silīcija dioksīds un kvarcs.
Cik daudz lietu var pagatavot no šīs neizskatīgās un visur sastopamās vielas! Un to ir viegli iegūt, jo smiltis nemaz nav dziļi vai pat zemes virspusē. Uzsākot darbu smilšu bedres ekskavatorā, viņš ar kausu paņēma smilšu kaudzi, izgāza to pašizgāzējā un palaida mašīnu ar smiltīm pie tiem, kam tās vajadzīgas.
Visvienkāršākais, ko var darīt ar smiltīm, ir iebērt tās zem topošo ēku pamatiem, uz celiņiem parkos un stadionos un smilšu bedrēs, lai bērni varētu būvēt smilšu pilis. Bet tas ir ļoti vienkārši. Un, strādājot ar smiltīm, var iegūt absolūti apbrīnojamu materiālu, kas savā laikā mainīja civilizācijas seju. Uzminiet, par ko es runāju? Tieši tā – stikls. Vāzes un krūzes, glāzes un pudeles, rotaslietas un spuldzes, lustras un glāzes, logi un dubultstikli – vai varat iedomāties mūsdienu dzīvi bez visa šī stikla krāšņuma?
Lai smiltis pārvērstu par stiklu, ir jāiegulda daudz pūļu un enerģijas burtiskā nozīmē. Smiltis ir jāizkausē, un tās kūst ļoti augstā temperatūrā – vairāk nekā 1700 grādu! Vēl vieglāk ir kausēt dzelzi. Lai izkausētu smiltis līdz šādai temperatūrai krāsnī, ir nepieciešams daudz degvielas (ja krāsns ir gāzes krāsns) vai elektrības (ja krāsns ir elektriskā krāsns). Taču šeit palīgā nāk neliels ķīmisks brīnums. Ja smiltīm pievieno nedaudz sodas (ķīmiķi šo vielu sauc par nātrija karbonātu) un krītu (kalcija karbonātu), kausēšanas temperatūra pazeminās par 700 grādiem. Ar šādu veiksmīgu sastāvdaļu kombināciju smiltis izkusīs, neatgriezeniski zaudēs savu stingro kristālisko struktūru un pārvērtīsies caurspīdīgā, šķidrā masā, kas sacietēs, bet nekad nekļūs kristāliska. Tā ir ķīmija darbībā!
Kā jūs domājat, cik sen cilvēki izdomāja, kā izgatavot stiklu? Nelielus priekšmetus no stikla – krelles, gredzenus, mazus burbuļus – iemācījās izgatavot Senajā Ēģiptē pirms vairākiem tūkstošiem gadu. Tātad viņi jau tolaik zināja tā recepti. Bet lokšņu gludu stiklu pirmo reizi sāka izgatavot 17. gadsimta beigās. Starp citu, pirmo stikla fabriku 1635. gadā netālu no Maskavas uzcēla zviedrs Elīzijs Kolts. Taču pirmās lokšņu glāzes bija nelielas – parastas grāmatas lieluma. Un tās nebija īpaši gludas, jo tolaik atdzisstošo stikla masu vienkārši izveltnēja ar labi noslīpētu baļķi.
Pirmie logu stikli bija neticami dārgi, tāpēc XVII gadsimta beigās un XVIII gadsimta sākumā celtās mājās logi bija mazi. Bagātīgajos namos šīs mazās stikla plāksnītes tika ievietotas šūnveidīgā koka rāmī. Tad logs šķita liels, taču to veidoja vairāki stikla logi koka rāmī. Tieši šādus logus var redzēt Kunstkammeres ēkā Vasiljevskas salā Sanktpēterburgā, kuras būvniecība pēc Pētera I rīkojuma tika sākta 1718. gadā. Stāsta, ka pirms 200 gadiem Francijā tika iekasēts nodoklis no tiem, kam bija stikla logi. Iespējams, tas bija luksusa nodoklis.
Šodien ir pavisam citādi. Milzīgas stikla vitrīnas, kuru izmēri vairs netiek mērīti centimetros, bet gan metros, ir ierasta parādība jebkurā modernā pilsētā. Lielu, perfekti gludu, plakanu stiklu izgatavo, izmantojot īpašu tehnoloģiju, ko 1959. gadā ierosināja britu tehnologi. Iedomājieties milzīgu taisnstūra formas vannu, kas piepildīta ar izkausētu metālu – alvu. Izkausētā metāla virsma ir pilnīgi gluda. Uz tās izlej izkausētā stikla masu. Tā viegli un vienmērīgi izplatās pa karsto metālu, veidojot vienmērīga biezuma slāni. Tā lēnām atdziest vannā kopā ar alvu. Tad pilnīgi gludo stikla loksni nodod darbam – sagriež un iesaiņo. Šādu stiklu mūsdienās izmanto dubultstiklu logos.
«Kaleidoskops» un Swarovski kristāli
Iespējams, jums ir bijusi vai pat ir vienkārša bērnu rotaļlieta Kaleidoskops. Vai man taisnība? Nezinu, kā jūs, bet es, godīgi sakot, joprojām reizēm skatos caur to. Tās ir tikai trīs spoguļplāksnītes un daži mazi daudzkrāsaini stikliņi, kas brīvi pārvietojas pa kaleidoskopa caurulītes apakšu, ja to pagriež. Un tagad mūsu acīm paveras dažādi, pārsteidzoši, spilgti raksti, kas veidoti no krāsainiem stikliem.
Kā jūs piešķirat stiklam krāsu apjomu? Jā, ar to pašu dabīgo minerālvielu un savienojumu palīdzību, kas tiek pievienoti stikla maisījumam pirms tā kausēšanas. Lai iegūtu zaļganu un dzeltenu krāsu, pievieno hroma savienojumus, oranžu – sudraba savienojumus, zilu – kobalta, pudelīšu vai smaragdzaļu – dzelzs, zilu un zilu – vara, bet asinssarkanu – kadmija.
Vai jūs zināt, no kā ir izgatavotas rubīna zvaigznes uz Maskavas Kremļa torņiem? No spilgti sarkana stikla ar selēna piedevām. Arī Maskavas Valsts universitātes augstceltnes zeltainā smaile ir stikla. Tā ir izgatavota no spilgti dzeltena stikla. Spīķa iekšpusē stikls ir pārklāts ar plānu alumīnija slāni, tāpēc saulainā dienā tas spīd tikpat labi kā zelta stikls un kalpos ilgāk.
Ja stikla masai pievieno svina un bārija savienojumus, iegūst zvana kristālu. Un kristālu var arī slīpēt, tā virsmā izgriež sarežģītus rakstus un pēc tam pulē. Aizejiet pie skapja, izņemiet kristāla flīģeli (tikai esiet uzmanīgi, vecmāmiņas ļoti uzjautrinās, kad viņu kristāls tiek salauzts) un paskatieties, kā gaisma spēlē uz to šķautnēm. Vai tas nav skaisti? No parasta stikla šādu lietu nevar izgatavot, tas ir pārāk mīksts un «plūst» pa malām un izciļņiem, tāpēc jūs nesaņemat nekādu gaismas spēli.
Kā jūs domājat, no kā tiek izgatavotas modernas rotaslietas – no Swarovski kristāliem, ko ražo Austrijas uzņēmums ar tādu pašu nosaukumu? No tā paša kristāla, kas patiesībā ir no stikla! Swarovski kristālu kristālam izmanto vienu trešdaļu svina oksīda, kas nozīmē, ka tas ir vēl cietāks nekā parastais kristāls.
Modes kristālu vēsture aizsākās pirms vairāk nekā simts gadiem, 1891. gadā. Toreiz Daniels Svarovskis izgudroja kristāla griešanas automātu, un trīs gadus vēlāk viņš nodibināja savu uzņēmumu ar savu vārdu. Swarovski interese par griešanas biznesu ir saprotama. Galu galā viņš ir dzimis (1862. gadā) nelielā Georgentalas ciematā Ziemeļbohēmijā, kas jau tolaik bija slavens ar saviem stikla māksliniekiem, kristāla meistariem, slīpētājiem un pulētājiem. Daniels apguva amata pamatus sava tēva darbnīcā, bet pēc tam astoņpadsmit gadu vecumā devās uz Parīzi studēt fiziku, ķīmiju, mehāniku un inženierzinātnes. Viņš apmeklēja arī Pasaules elektrības izstādi Vīnē (1883), pēc kuras viņam radās ideja izgatavot elektrisko mašīnu akmeņu un kristāla griešanai.
Tiesa, tajos laikos neviens nedomāja dimantus aizstāt ar jebkāda veida stiklu. Tas bija vienkārši nepieklājīgi. Slīpēšanas un griešanas materiālu izgatavošanai bija vajadzīgi cieti kristāli ar asām malām.
Par Swarovski kristāliem kā juvelierizstrādājumu elementu sāka runāt tikai pēdējos piecdesmit gados, kad pēkšņi uzlēca pieprasījums pēc spīdīgām rotaslietām, līdzīgām dimantiem. Mūsdienās bums ap Swarovski kristāliem ir tik liels, ka uzņēmuma veikals Vīnē, kurā pārdod rotaslietas, figūriņas un vienkārši kristālus, ir atvērts visu diennakti. Tā vitrīnas mirdz tik spoži, ka no tā sāp acis. Un tā nav tikai gaismas spēle uz kristālu šķautnēm. Dažiem saviem izstrādājumiem uzņēmums uzklāj īpašus pārklājumus. Populārākais no tiem ir «Aurora Nordic Aurora», pateicoties kuram uz kristāla virsmas
