แป้งโครไมต์ใช้ทำขวดแก้วสีน้ำตาลได้ไหม?

แป้งโครไมต์ใช้สำหรับทำขวดแก้วสีน้ำตาล
หรือไม่? แร่โครเมียม (ประกอบด้วยโครเมียมไตรออกไซด์ (Cr₂O₃) เป็นหลัก) เป็นสารแต่งสีที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตแก้วสีเขียว ในการผลิตแก้วสีน้ำตาล โครเมียมมักถูกผสมกับธาตุอื่นๆ เช่น แมงกานีสและเหล็ก หรือแร่โครไมต์ (FeO·Cr₂O₃) ซึ่งเป็นสารแต่งสีเฉพาะทาง ถูกนำมาใช้ในการผลิตสีน้ำตาลผ่านกระบวนการเฉพาะ

รายละเอียดกระบวนการมีดังต่อไปนี้:

1. หลักการสำคัญ: สีของโครเมียมในกระจก

โครเมียมไตรออกไซด์บริสุทธิ์ (Cr₂O₃): เป็นสารแต่งสีที่มีประสิทธิภาพสูง โดยทั่วไปจะให้สีเขียวสดใส เป็นผลมาจากคุณสมบัติทางแสงของไอออน Cr₂O₃ ในโครงข่ายแก้ว Cr₂O₃ ที่มีความบริสุทธิ์สูงถูกนำมาใช้ในการผลิตแก้ว เช่น แจสเปอร์และมรกต

แร่โครไมต์ (FeCr₂O₄): เป็นแหล่งแร่โครเมียมตามธรรมชาติที่พบได้ทั่วไปและมีราคาถูกกว่า แร่นี้ประกอบด้วยทั้งโครเมียม (Cr) และเหล็ก (Fe) ในระหว่างกระบวนการหลอมแก้ว เหล็กและโครเมียมจะทำปฏิกิริยากันภายใต้บรรยากาศการหลอมเฉพาะ (สภาวะรีดอกซ์) ทำให้เกิดสีต่างๆ ตั้งแต่สีเหลืองไปจนถึงสีน้ำตาลเข้ม

2. การใช้งานเฉพาะในการผลิตขวดแก้วสีน้ำตาล
เพื่อให้ได้สีน้ำตาลที่เสถียรและเป็นที่ต้องการ ผู้ผลิตแก้วมักใช้สูตรและกระบวนการที่ซับซ้อนแทนที่จะใช้ผงแร่โครเมียมเพียงผงเดียว

ก. สูตรสี:

การลงสีของกระจกสีน้ำตาลเป็นกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อน โดยทั่วไปจะใช้ระบบเหล็ก-แมงกานีส-โครเมียม-กำมะถัน

ผงแร่โครเมียม/แร่โครไมต์: ให้ไอออน Cr³⁺/Cr⁶⁺ ซึ่งเป็นหนึ่งในรากฐานของการลงสี

เหล็กออกไซด์ (Fe₂O₃): พบตามธรรมชาติในวัตถุดิบหลายชนิด (เช่น ทรายควอตซ์) และสามารถเติมลงไปได้ เหล็กออกไซด์จะให้สีเหลืองอมเขียวเมื่อผสมเข้าไป

แมงกานีสไดออกไซด์ (MnO₂): ทำปฏิกิริยากับเหล็กและโครเมียมจนเกิดเป็นสีน้ำตาล และทำให้สีเขียวที่เกิดจากเหล็กเป็นกลาง ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ “การฟอกสี”

คาร์บอนหรือกำมะถัน: ในฐานะตัวรีดิวซ์ สารเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญที่ทำให้แก้วมีสีน้ำตาล พวกมันสร้าง “บรรยากาศรีดิวซ์” ในเตาเผา โดยรีดิวซ์ไอออนเหล็กบางส่วนในแก้วหลอมเหลวจาก Fe³⁺ (สีเหลืองอ่อน) เป็น Fe²⁺ (สีฟ้าอ่อน) จากนั้นไอออนเหล่านี้จะรวมตัวกับไอออนโครเมียม ก่อตัวเป็นผลึกโครไมต์สีน้ำตาล (Fe²⁺Cr₂³⁺O₄) ผลึกขนาดเล็กเหล่านี้จะถูกแขวนลอยอยู่ในแก้ว ทำให้แก้วมีสีน้ำตาลที่เป็นเอกลักษณ์

3.ทำไมจึงใช้ขวดแก้วสีน้ำตาล?

หน้าที่หลักของขวดแก้วสีน้ำตาลคือการปิดกั้นแสง โดยเฉพาะรังสียูวี (UV)

สีที่สร้างขึ้นจากธาตุต่างๆ เช่น โครเมียมและเหล็ก ช่วยดูดซับรังสี UV ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สิ่งนี้มีความสำคัญต่อการปกป้องวัสดุที่ไวต่อแสง เช่น:

เบียร์: ป้องกัน “รสชาติที่ผิดปกติ” (รังสียูวีจะสลายสารประกอบในฮ็อป ทำให้เกิดกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์)

ยา: ยาหลายชนิดจะสลายตัวและไม่มีประสิทธิผลเมื่อโดนแสง

เครื่องสำอางและสารเคมีบางชนิด

กระจกสีเขียวก็มีคุณสมบัติในการป้องกันแสงเช่นกัน แต่กระจกสีน้ำตาลมักจะมีคุณสมบัติในการป้องกันแสงได้ดีกว่า

สรุปและประเด็นสำคัญ
โครงการ

คำอธิบาย

วัตถุดิบหลัก

ผงแร่โครเมียม (โดยเฉพาะโครไมต์ที่มีธาตุเหล็ก) ผงแมงกานีส และตัวรีดิวซ์คาร์บอน/ซัลเฟอร์

กระบวนการหลัก

บรรยากาศการหลอมละลายที่ลดลงเป็นสิ่งสำคัญที่ส่งเสริมการรวมกันของ Fe²⁺ และ Cr³⁺ เพื่อก่อตัวเป็นผลึกสีน้ำตาล

การควบคุมสี

แอปพลิเคชันหลัก

ป้องกันรังสี UV ปกป้องวัสดุที่ไวต่อแสงภายในขวด และยืดอายุการเก็บรักษา

หมายเหตุ: โรงงานผลิตแก้วขนาดใหญ่ในปัจจุบันมักใช้ระบบแบทช์อัตโนมัติและความแม่นยำสูง และอาจใช้วัตถุดิบเคมีที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์และได้มาตรฐาน (เช่น โซเดียมไดโครเมต) แทนแร่โครเมียมธรรมชาติ เพื่อให้ได้สีที่เสถียรและควบคุมได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม หลักการทางเคมีพื้นฐานยังคงเหมือนเดิม