Google Kaca | Dark Wizard of Scientist

August 23, 2013

Kaca

Kaca

Kaca adalah amorf (non kristalin) material padat yang bening dan tembus pandang (transparan), biasanya rapuh. Jenis yang paling banyak digunakan selama berabad-abad adalah gelas minum dan jendela. Kaca dibuat dari campuran 75% silicon dioksida (SiO2) plus CaO, Na2O dan beberapa zat tambahan. Suhu lelehnya adalah 2000 .
clip_image002 clip_image004
Gambar 2.1.: (a). Gelas minum    (b). Kaca jendela

Dipandang dari segi kimia kaca adalah kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap, yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya. Dari segi fisika, kaca merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namum kaca sendiri berbentuk padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silica tidak sempat menyusun diri secara teratur. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas disbanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silica (SiO2) dan proses pembentukannya.

Beberapa sifat-sifat kaca secara umum antara lain:
· Berwujud padat tetapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair.
· Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluoride.Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium.
· Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.
· Efektif sebagai isolator.
· Padatan amorf (short range order).
· Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu).
· Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 pa.s).

Sejarah Penemuan Kaca

Riwayat penemuan kaca hingga sekarang belum jelas. Salah satu rujukan yang paling tua mengenai bahan ini dibuat oleh Pliny, yang menceritakan bagaimana pedagang-pedangang phoenisia purba menemukan kaca tatkala memasak makanan. Periuk yang digunakannya secara tidak sengaja diletakkan di atas massa trona di suatu pantai. Sejak tahun 6000 atau 5000 sebelum Masehi, orang mesir telah membuat permata tiruan dari kaca dengan ketrampilan yang halus dan keindahan yang mengesankan. Kaca jendela sudah mulai disebut-sebut sejak tahun 290. Silinder kaca jendela tiup ditemukan oleh para pendeta pada abad kedua belas.

Dalam abad tengah, Venesia memegang monopoli sebagai pusat industi kaca. Di jerman dan inggris, kaca baru mulai dibuat pada abad ke-16. Secara keseluruhan sebelum tahun 1900, industri ini merupakan seni yang dilengkapi oleh rumus-rumus rahasia yang dijaga ketat. Proses pembuatannya-pun bersifat empiris dan hanya berdasarkan pada pengalaman.

Pada tahun 1914, di Belgia dikembangkan proses Fourcault untuk menarik kaca plat secara kontiniu. Selama 50 tahun berikutnya para ilmuwan dan insinyur telah berhasil menciptakan berbagai modifiklasi terhadap proses penarikan kaca dengan tujuan untuk memperkecil distorsi optik kaca lembaran (kaca jendela) dan menurunkan biaya pembuatan.

Proses Pembuatan Kaca

Proses pembuatan kaca sama seperti pengerjaan kaca lengkung yang kita gunakan saat ini untuk kaca mobil, etalase dan kaca lengkung rumah. Ternyata proses pembuatan kaca dari awal hingga akhir tidak semudah hasil yang telah kita lihat, namun ada beberapa tahapan yang harus dilalui hingga berbentuk seperti sekarang ini.

Kaca dibuat dengan mencampur pasir dengan abu soda dan kapur atau dengan oksida timah. Bangsa Mesir kuno dianggap sebagai orang-orang pertama yang membuat kaca. Di alam juga ada bahan pembuat kaca, gambarnya seperti ini:

clip_image006
Gambar 2.2. Kaca Alam

Tiga bahan dasar dicampur dengan cullet (pecahan kaca), dolomite dan saltcake, kemudian dilelehkan dalam tungku pembakaran. Panas sangat tinggi membuat bahan-bahan itu menyatu dan mencair, lalu keluar tungku dan mengalir ke sebuah ruang yang terapung. Disini kaca mengapung di atas lelehan timah. Setelah agak dingin, kaca dialirkan ke pipa air yang dingin. Pendinginan lebih lanjut terjadi dengan penyemprotan air pada kaca yang juga berfungsi memperkuatnya. Bila kaca sudah benar-benar dingin, baru dipotong sesuai kebutuhan.

Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca secara ringkas adalah sebagai berikut (May. 2009):
Na2CO3 + aSiO2 clip_image007Na2O.aSiO2 + CO2
CaCO3 + bSiOclip_image007[1]CaO.bSiO2 + CO2
Na2SO4 + cSiO2 + C clip_image007[2]Na2O.cSiO2 + SO2 + SO2 + CO

Walaupun saat ini terdapat ribuan macam formulasi kaca yang dikembangkan dalam 30 tahun terakhir ini namun, silika dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 persen kaca yang diproduksi di dunia.


Penggolongan Kaca

Secara umum, kaca komersial dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan:

a) Kaca soda gamping. Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 persen dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.

b) Kaca khusus. Kaca berwarna, bersalut, opal, translusen, kaca keselamatan, fitokrom, kaca optik dan kaca keramik semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada produk akhir yang diinginkan.

c) Alkali silikat. Alkali silikat adalah satu-satunya kaca dua komponen yang secara komersial, penting. Untuk membuatnya, pasir dan soda dilebur bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) banyak dipakai sebagai adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton gelombang serta memberi sifat tahan api.

d) Kaca timbal. Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca ini sangat penting dalam bidang optik, karena mempunyai indeks refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalnya bisa mencapai 82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan timbal inilah yang memberikan kecemerlangan pada “kaca potong” (cut glass). Kaca ini juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu, lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai perisai radiasi nuklir.

e) Silika lebur. Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir murni. Secara salah kaprah, kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal lebih tinggi daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap radiasi ultraviolet. Kaca jenis inilah yang sering digunakan sebagai kuvet untuk spektrometer UV-Visible yang harganya sekitar dua jutaan per kuvet.

f) Serat kaca (fiber glass). Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap kondisi cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih rendah.

g) Kaca borosilikat. Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3, 80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik tinggi. Perabot laboratorium yang dibuat dari kaca ini dikenal dengan nama dagang pyrex. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator tegangan tinggi, pipa lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di Mt. Palomer (AS).

Judul : Kaca
Disusun Oleh : Maulidya Dara
Referensi: Diambil dari berbagai sumber
Share this post

0 comments

Comment & suggestion....

:) :-) :)) =)) :( :-( :(( :d :-d @-) :p :o :>) (o) [-( :-? (p) :-s (m) 8-) :-t :-b b-( :-# =p~ :-$ (b) (f) x-) (k) (h) (c) cheer

 
© 2013 Dark Wizard of Scientist
Original Designed by BlogThietKe Cooperated with Duy Pham
Released under Creative Commons 3.0 CC BY-NC 3.0
Posts RSS Comments RSS
Back to top