赤熱した石英ガラスを急速冷却しても割れませんか？

質問

Wikipediaに
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9F%B3%E8%8B%B1%E3%82%AC%E3%83%A9%E3%82%B9
「赤熱した石英ガラスを水中に放り込んでも、ガラスコップのように割れてしまうことはない。」というきじゅつがありましたが本当でしょうか？
理科室のゴミ箱を見ても、石英ガラス（＝試験管）の破片がたくさんありますし、言うほど熱膨張には強くないのでは？という印象を持っていますし、使い古した試験管で加熱中にも何度か割ったことがありますが、実際のところどうでしょうか？

回答No.5

okormazd · ベストアンサー

#2です。
耐熱衝撃
石英ガラス　1000℃に加熱して氷水につけても割れないでしょう。
普通のガラス　100℃以下(70℃とか)でも氷水につければ割れる(厚さなどによって変わる)。
硬質ガラス　たくさん種類があるのでいろいろだが、普通のガラスより強く、石英ガラスに近いものもあるが、高価なので、学校の実験では使われないだろう。
機械的強度
石英ガラスは普通のガラスより強いかもしれないが、それほど極端に強いわけではないから、衝撃を加えれば普通のガラスのように壊れる。ガラスの中には特殊な加工をして非常に強く壊れにくいものもあるが、石英ガラスは壊れる。

お礼

回答いただきありがとうございます。

硬質ガラス＝PYREXと言うわけではないのでしょうか？
学校の実験や料理用の物にもPYREXの文字をよく見かけていました。

今まで勘違いしていたのですが、石英ガラスについては、ヒーターや光ファイバーくらいしか思いつきません。パイレックスの料理用カップだと丁寧に使っていても、どこかにぶつけて半年くらいで壊れるなど分かるのですが、なかなか体感的に強度が分かりにくいですね・・・

回答No.4

NiPdPt

ガラスが割れると言っても理由はさまざまです。
ガラスの素材や厚み等にもよります。
これまでの回答にもありますように、あなたがご覧になったのはパイレックスでしょうかね。パイレックスとて、結構高価ですので、安物の試験管等には使われていないでしょうけど。

いずれの素材の場合でも、強くぶつければ割れます。当然ですが、これは温度変化が原因ではありません。ガラスが破損する原因のほとんどはこれだと思いますけどね。
パイレックスの場合であれば温度変化にはかなり強い部類です。フラスコやビーカーなど、比較的薄いものであれば温度変化が原因で割れることは少ないでしょう。もちろん、どの程度の変化があるかにもよります。ただし、分厚いものは意外に簡単に割れることもあります。そもそも分厚い器具は使うときに加熱しないようなものです。逆にぶつけた場合の強度は分厚いものの方が強いです。で、石英ガラスはパイレックスよりも温度変化に強いので、書いてあることは本当でしょう。

また、「使い古した」というのも結構重要なポイントです。ガラスは比較的硬いですが、それでも使っているうちに細かい傷がつきます。その状態では温度変化等に対してかなり弱くなります。つまり、温度変化によるひずみが原因でその部分から割れることがあります。新品であればそういった弱点がないので割れにくいです。

いずれにせよ、ガラスには素材としての特徴がいくつかあります。安全に実験を行うためには、そういったものを正しく理解して使うことが必要です。

お礼

回答いただきありがとうございます。
PYREXと白い文字で書いてあったと思います。私も、実験室で何個か大きな（高価）ビーカーを割ってから、身を持って体験しました。
特に、加熱したところへ水が逆流して、一気に冷やされたときなど比較的良く割った記憶があります。

回答No.3

noname#160321

>理科室のゴミ箱を見ても、石英ガラス（＝試験管）の破片がたくさんあります

これはちょっと信じられません。
理由は簡単、石英ガラスの試験管は目盛りも付け難いほど硬く、非常に高価です。
さらに加工しづらいため、製造が自動化できず、試験管の形がそろわないのです。
大学の裕福な研究室でもそうそうお目にかかれる物ではありません。

>ビーカーなどもたくさん割った記憶があります（特に、10L？5L？の巨大ビーカーなど）

これも石英のはずはないと思います。このサイズの石英ビーカーはほとんど入手不能で特注品です。

多分あなたはパイレックス(R、コーニング/岩城硝子)(ホウケイ酸ガラス)や同じ成分のハリオ(R)(シバタガラス)を見ていられたのだと思います。

お礼

回答いただきありがとうございます。
仰るとおり、パイレックス（R）でした。
そうなると、今まで石英ガラスの容器を一度も触ったことがなかったのかもしれません。
そこでお聞きしたのですが、この石英ガラスを使うと、例えば、クッキングやタンブラーなどにもしこれがあれば、非常に壊れにくく良い物になりますかね？
パイレックス（R）や耐熱のガラス容器ですと、なんだかんだで結構壊れてしまいます。

回答No.2

okormazd

普通の中学・高校で、あるいは大学の教養の理科の実験で、石英ガラスの試験管を使い、壊れた石英ガラスの試験官がゴミ箱にいっぱいになるようなことはありません。そのゴミ箱にあるのは石英ガラスではありません。いわゆる「硬質ガラス」で「ほうケイ酸ガラス」でしょう。実験器具に使われるガラスはほとんどこれです。機械的にも、熱的にも普通のガラスより丈夫ですが、石英ガラスとは違います。熱衝撃に強いものもありますが、質問にある試験官は石英ガラスほど強くないでしょう。

石英ガラスは生徒実験には必要なく、高価で、生徒実験なんかにほとんど使われません。

硬質ガラス試験官1本:100円～
石英ガラス試験官1本:3000円～

お礼

回答いただきありがとうございます。
そういえば、ビーカーにも試験管にもPYREXの表記がありました。硬質ガラスだったのですね。
仮に、これを石英ガラスに置き換えると、全くと言って良いほど割れないものでしょうか？

回答No.1

nananotanu

高校の化学部の頃、よく遊びました^^；が割れたことは無いように思いますねぇ。

傷が原因じゃないですか？

お礼

回答いただきありがとうございます。
私も、昔化学部にいましたが、試験管はかなり割った記憶があり、そんなにタフだったかなぁーと思っています。確かに、古いものは傷が多かったのでそれが原因かもしれません。実際、小さな傷から割れるようですしね。ただ、それを言うと、殆どの物は厳密に言えば、水が付くだけでガラスは僅かに溶けますので、水が付いた段階で傷が付いたことにもなります。
また、それでも、比較的新しい物でも割れた記憶があるような、無いような気がしていますので、そうかなぁーと思っています。
今思い出したのですが、ビーカーなどもたくさん割った記憶があります（特に、10L？5L？の巨大ビーカーなど）ので何となく、経験と合致しないんですよねぇ・・・