Qelqi

Qelqi është lëndë e tejdukshme shumë e fortë, por e thyeshme, që bëhet duke shkrirë një rërë të veçantë të bardhë së bashku me disa përzierje të tjera. Qelqi është kryesisht dioksid silici (silicë) amorfe. Për shkak të karakteristikave të tij të të qenit relativisht solid, inert, transparent dhe biologjikisht joaktiv, ai ka një përdorim shumë të gjerë në kohën e sotme.

Qelqi është material homogjen, i fortë, i tejdukshëm, i lehtë, i papërshkueshëm, i qendrueshëm dhe delikat njëkohësisht. Ai është lehtësisht i ngjyrueshëm, ka veti optike dhe izoluese. Qelqi përbën një nga zbulimet më të rëndësishme në historinë e zhvillimit teknologjik dhe artistik.

Si prodhim artistik ai përdoret për objekte dekorative, abazhure, vazo etj. Në prodhimin industrial, përdoret në shkallë të gjërë për prodhimin e enëve, të cilat përdoren në industrinë ushqimore farmaceutike dhe mjekësi. Gjithashtu xhamat përdoren në ndërtim dhe në teknologjinë e transportit.

Përbërja e qelqit

Qelqi karakterizohet nga vetia për t’u modeluar lehtë, në trajtë brumi. Lëndët e para për prodhimin e tij janë: rëra (silici), karbonati i natriumit që ndihmon në uljen e temperaturës të shkrirjes së silicit, karbonati dhe oksidi i kalciumit (lëndë stabilizuese), nitrati i natriumit dhe arseniku shtohen në sasi të vogla (lehtësojnë nxjerrjen e flluckave të gazta nga përzjerja), ngjyruesit (oksidi i hekurit dhe kromi për ngjyrën e gjelbërt, squfuri për ngjyrën e verdhë etj). Për të përshpejtuar procesin e shkrirjes shtohen hedhurina (mbetje) qelqi. Objekte të ndryshme prej qelqi dallohen ndërmjet tyre për nga vetitë e qelqit.

Çfarë është qelqi?

Qelqi është një lloj i materies. Qelqi është emri i dhënë çdo e ngurta amorf (jo-kristalore) që tregon një tranzicion qelqi afër pikës së shkrirjes së tij. Kjo lidhet me temperaturën e tranzicionit të qelqit , e cila është temperatura ku një solucion amorf bëhet i butë afër pikës së shkrirjes apo një lëng bëhet i brishtë afër pikës së ngrirjes së tij.[¹]

Vetitë e qelqit

[:

Qelqi është një material që nuk gjendet në natyrë. Edhe pse i njohur dhe përdoret që nga kohërat e lashta, ai është ende një material i domosdoshëm në jetën e përditshme. Qelqi merret duke shkrirë lëndët e para bazë: rërë kuarci, sodë dhe gur gëlqeror.

Silica e pastër ka një pikë shkrirjeje prej 1700°C dhe do të ishte shumë joekonomike ta shkrihej në atë temperaturë. Rrënojat e qelqit (rreth 30%) shtohen gjithashtu në lëndët e para bazë, sepse kanë një pikë shkrirjeje më të ulët se lëndët e para bazë, kështu që rrit shkallën e shkrirjes. Kjo kursen rreth 32% të energjisë.

3 lëndët e para kryesore për marrjen e qelqit natrium-kalcium-silikat (Na₂O x CaO x 6 SiO₂) janë:

• Sode (Na₂CO₃; karbonat natriumi),
• Guri gëlqeror (CaCO₃; karbonat kalciumi),
• Rëra e kuarcit (SiO₂; dioksid silici).

Shtimi i sodës ul pikën e shkrirjes në rreth 1000 °C, por kjo e bën xhamin të tretshëm në ujë (gotë uji), kështu që kjo parandalohet duke shtuar gur gëlqeror (i cili kthehet në oksid kalciumi – CaO kur lëshohet dioksidi i karbonit).

Procesi kimik në prodhimin e qelqit të zakonshëm ose natriumi tregohet nga ekuacioni:

Na₂CO₃ + CaCO₃ + 6 SiO₂ –> Na₂O x CaO x 6 SiO₂ + 2 CO₂

Qelqi është një lëng i superftohur me një përbërje amorfe që nuk ka një pikë specifike shkrirjeje, kështu që ngadalë zbutet kur nxehet, gjë që lejon që ai të përpunohet me fryrje. Ai përbëhet nga një strukturë e parregullt e rrjetit të (SiO₄^4-) tetraedrëve pjesërisht të bashkuar.

Llojet dhe përdorimi

Qelqi përdoret në shumë fusha: ndërtim, industri ushqimore dhe elektronike, për prodhimin e instrumenteve dhe objekteve dekorative, etj. Megjithëse qelqi është prodhuar që nga koha e sumerëve dhe egjiptianëve të lashtë, ai ishte i shtrenjtë deri në fillim të shekullit të 20-të, derisa Michael Owens shpiku një makinë automatike prodhimi, pas së cilës u përdor gjerësisht.

Përveç lëndëve të para bazë, agjentët ngjyrues përdoren shpesh në prodhimin e qelqit. Këto janë më shpesh okside metalike ose karbonate. Për shembull: qelqi kobalt ka ngjyrë blu sepse përmban oksid kobalti (II) (CoO), ngjyra jeshile e shishes është e oksidit të hekurit (III) (i cili është me ngjyrë të kuqërremtë) dhe ngjyra kafe është e oksidit të bariumit (i cili është i verdhë).

• Xhami i zakonshëm përdoret për të bërë xhamin e dritareve, pastaj si xham për pasqyra dhe enë të ndryshme qelqi. Përbërja e tij përcaktohet përafërsisht nga formula Na₂O x CaO x 6 SiO₂. Xhami i tillë i dritareve është përdorur që nga shekulli i 18-të.
• Qelqi kristal është më i njohuri dhe merret nëse oksidi i kalciumit zëvendësohet pjesërisht nga oksidi i plumbit (II) (PbO). Xhami i rëndë i plumbit ka një indeks të lartë thyerjeje, kështu që përdoret për të bërë lente, syze kristali, vazo dhe më shumë.
• Qelqi zjarrdurues (borosilikat natriumi) përdoret në laboratorin kimik, i pandjeshëm ndaj ndryshimeve të temperaturës dhe reagentëve kimikë.
• Qelqi kuarci është rezistent ndaj ndryshimeve të shpejta të temperaturës dhe është bërë nga silicë e pastër. Përdoret për të bërë enë kimike që duhet t’i rezistojnë ndryshimeve të papritura të temperaturës (p.sh. thërrime që janë rezistente ndaj ndryshimeve të shpejta të temperaturës), dhe duke qenë se transmeton rrezatimin ultravjollcë, përdoret edhe në llambat kuarci. Është bërë nga SiO₂ i pastër.

Përbërja e disa prej llojeve më të zakonshme të qelqit

• Xhami optik: 69% SiO₂, 12% CaO, 6% Na₂O, 0.3% B₂O₃ dhe 12% K₂O.
• Qelqi silikat alumini: 55% _SiO2, 15% CaO, 20% _Al2O3dhe 10% MgO.
• Qelqi zjarrdurues (qelqi borosilikat): 76% SiO₂, 3% CaO, 5% Na₂O, 13% B₂O₃, 2% Al₂O₃ dhe 12% K₂O.
• Xhami i dritares (xhami natriumi): 72% SiO₂, 11% CaO, 13% Na₂O, 0.3% Al₂O₃ dhe 3.8% K₂O.

Riciklimi

Energjia e kursyer nga riciklimi i një shishe qelqi është e mjaftueshme që një llambë 100 W të ndizet për 4 orë. Qelqi i bërë nga qelqi i ricikluar redukton ndotjen e ajrit në procesin e prodhimit me 20% dhe ndotjen e ujit me 50%.

Paketimi i përdorur prej qelqi duhet të mblidhet pasi është i përshtatshëm për riciklim. Mund të riciklohet plotësisht dhe të përdoret si lëndë e parë ekskluzive për prodhimin e artikujve të rinj të qelqit, duke reduktuar kështu ndotjen e ajrit në procesin e prodhimit me 20% dhe ndotjen e ujit me 50%.

Historia e prodhimit të qelqit

Antikiteti

Në kohët e lashta, nga shekulli i 15-të deri në shekullin e 2-të para Krishtit, fillimisht në Egjipt dhe Mesopotami, më vonë në Perandorinë Romake, teknikat e aplikimit të qelqit rreth një bërthame rëre (prodhoheshin enë të vogla) dhe derdhjes në kallëpe dhe shtypjes së lëndëve të para të qelqit (prodhoheshin bizhuteri ose dekorime në ndërtesa) u përdorën për prodhimin e objekteve të qelqit. Objektet prej qelqi bëheshin me kujdes dhe ishin në dispozicion vetëm për më të pasurit. Teknika e shtypjes gjeti aplikimin e saj të gjerë në prodhimin antik të vonë të xhamit të dritareve, dhe kulmi i teknikës ishte xhami mozaik për dekorimin e dritareve. Shpikja e tubit të fryrjes së qelqit (një shufër e gjatë hekuri, njëri skaj i së cilës nxehej në pjekje dhe më pas zhytej në një masë të trashë qelqi në një furrë qelqi) dy shekuj para Krishtit mundësoi përparimin teknologjik, prodhimin masiv dhe më të lirë. Xhami fryhej lirshëm (gjë që mundësoi krijimin e një numri të madh formash të ndryshme dhe unike) dhe në një kallëp (që mundësoi krijimin e dekorimeve dhe pullave të relievit). Në kohën e perandorit August, u ndërtuan punëtori të shumta dhe xhami u bë i disponueshëm për të gjitha shtresat e shoqërisë. Përdorej në shtëpi: gota, tabaka, pjata, tasa, shishe, ena, gota të formave dhe madhësive të ndryshme. Së bashku me zhvillimin e teknikave të prodhimit të qelqit, janë zhvilluar edhe teknikat e lyerjes së smaltit, gdhendjes, bluarjes, dekorimeve të aplikuara dhe aplikimeve të relievit, si dhe dekorimet me prerje dhe granulim.

Me rënien e Perandorisë Romake, punëtoritë e qelqit gjithashtu u shembën. Në ish-kolonitë romake të Galisë dhe Gjermanisë, qelqi prodhohej ende, por cilësia e tij ishte modeste.
Punëtoritë e qelqit në Kroaci janë dokumentuar arkeologjikisht në Siscia dhe Salon e lashtë. Në Siscia u zbuluan një prodhues qelqi (lëndë e parë për prodhimin e qelqit) dhe një furrë qelqi, dhe në Salon njihen edhe emrat e prodhuesve të qelqit. Ai supozon se kishte (një bollëk produktesh antike qelqi të llojeve dhe formave të ndryshme) punëtori qelqi në Iader (Zadar), Aneona (Nin) dhe Asseria (Podburđe afër Benkovac). Lënda e parë e qelqit u gjet në një anije të fundosur në Mljet.

Mesjeta

Në Mesjetë, u vlerësuan punëtoritë monastike në të gjithë Evropën, në të cilat xhami shumëngjyrësh për dritaret e kishave dhe xhami që imitonte gurët e çmuar bëheshin për të dekoruar produktet e argjendarit. Me rënien e Kostandinopojës në 1204, prodhuesit bizantinë të qelqit gjetën azil në Venecia, deri atëherë një qendër modeste e prodhimit evropian të qelqit. Ata prezantuan një monopol në prodhimin e xhamit luksoz, i cili ende mbrohet nga ligje strikte.

Periudha e re

Nga shekulli i 14-të, filloi të bëhej xhami i zakonshëm i dritareve. Rreth vitit 1600, qendra e prodhimit të qelqit u zhvendos në Pragë, ku teknika e xhamit të dyfishtë u restaurua dhe u zhvillua më tej. Format masive barok u shfaqën dhe shtypën të gjitha të mëparshmet. Prodhimi i qelqit plotësisht transparent (pa flluska dhe fibra) bëri të mundur prodhimin e lenteve dhe shpikjen e mikroskopëve dhe teleskopëve. Prodhimi dhe aplikimi i qelqit u rrit ndjeshëm në fund të shekullit të 18-të kur u gjet një proces i lirë për të marrë një lëndë të parë të rëndësishme (karbonat natriumi).

Friedrich Siemens, në 1867, mori një medalje ari në Ekspozitën Botërore në Paris për furrën e tij të qelqit. Në vitin 1903, Michael Joseph Owens shpiku makinën e parë automatike të fryrjes së qelqit (ai prodhoi 9 shishe në minutë). Falë shpikjes së Owens, fabrikat e automatizuara të qelqit filluan të ndërtoheshin.

]²

–

Përdorimi

Qelqi përdoret në shumë fusha: ndërtim, përpunimin e ushqimit dhe industrin elektronike, për të bërë mjete dhe stolitë e ndryshme , e kështui me radhë. Edhe pse qelqi është prodhuar nga koha e lashtë Sumere dhe Egjiptiane, qelqi ishte një material i çmuar dhe deri në fillim të shekullit 20, kur është bërë patenti për makinën e parë për prodhimin automatike nga ana e Michael Owens, pas së cilës qelqi bëhet shumë më i lirë dhe material i përdorur gjerësisht.

Qelqi është i përshtatshëm për riciklim dhe mund të riciklohen plotësisht dhe të përdoret si material i vetëm për prodhimin e artikujve të ri prej qelqit.

Riciklimi i tij redukton ndotjen e ajrit në procesin e prodhimit me 20% dhe ndotja e ujit redukohet për 50%.

Llojet

Qelqin kristalor e fitojmë prej dioksid kalciumi pjesërisht të zëvendësuar me dioksid plumbi  dhe me oksid plumbi (PbO). Qelqi kristalor përdoret për të bërë lente, gotat e kristalta, vazo lulesh, etj.

Qelqi zjarrëdurues ose qelqi natrium borosilikat përdoret në laboratorë kimik për shkak të pandjeshmërisë në ndryshimet e temperaturës dhe reagens të ndryshmë kimikë.

Qelqi kuarcit është ndërtuar prej dioksid silici i pastër. Është rezistent ndaj ndryshimeve të shpejta të temperaturës dhe përdoret për të bërë pajisje kimike që duhet të përballojnë ndryshimet e shpejta të temperaturës, dhe gjithashtu në llambat kuarci, sepse lëshon rrezatimin ultravjollcë.

Shembuj qelqi

Disa lloje qelqi ndodhin në natyrë:

• xham vullkanik (xhami silikati vullkanik)
• fulgurites (rërë që është vitrified nga një grevë rrufe)
• moldavite – qelqi natyral jeshil që ka gjasa që të rezultojë nga ndikimet e meteoritit

Qelqi i bërë nga njeriu përfshin:

• qelqi borosilikat (p.sh., Pyrex, Kimax)
• xhelatinë peshku
• qelqi me gëlqere
• trinitite (xhami radioaktive e formuar nga ngrohja e dyshekut të shkretëtirës me provën bërthamore të Trinitetit)
• kuarc i shkrirë
• fluoro-aluminat
• dioksid teluriumi
• plastik
• gome për goma
• acetate polivinil (PVA)
• polypropylene
• polycarbonate
• disa zgjidhje ujore
• metalet amorf dhe lidhjet

Më shumë rreth qelqit…

–

Referencat

1. Çfarë është qelqi? – Përbërja dhe Prona ↩︎
2. Staklo – Wikipedija ↩︎