Çok eskilerde, deneyler için cam ne idiyse, bugün de aynıdır. Cam araştırmalarda kullanılan kimyasal maddelerin çoğuna karşı dirençlidir. Saydamdır; deneyi yapan kişi, kullandığı test tüpü yada imbiğin içinde ne olduğunu rahatlıkla görebilir. işlenmesi kolaydır; bir teknisyen, özel bir ihtiyaç için, cam tüpü alevi e amaca uygun, kullanılabilir hale getirebilir. Eski dönemlerde laboratuar malzemeleri kolayca her yerde bulunamıyordu. Zaten mevcut laboratuar camları da ısım gerilmelere ve kimyasal maddelere pek de dayanıklı olmayan camdan imal edilmişti. Sonraki dönemlerde cam, içine değişik kimyasallar eklenerek dayanıklı hale getirildi. Fakat bu tür camlar, hızlı ısıma ve soğutmaya maruz kaldıklarında, içlerinde oluşan gerilmeler yüzünden kolayca çatlayıp kırılabiliyordu.

İlk malzeme üreticileri bu olumsuz özelliği biraz olsun azaltmak için malzemeyi çok inceltiyorlardı. ince cam, sıcaklık değişikliklerinde sergilediği kırılganlığını yitiriyor fakat bu defa da ince olduğu için herhangi bir çarpmada dağılıyordu. Bu durum hem malzeme kaybına hem de cam malzeme yardımıyla yürütülen deneyin altüst olmasına neden oluyordu. Laboratuar'da kazara dolaplardan- birine yapılacak bir darbe, içindeki cam araçların parçalanıp etrafa yayılmasına yol açıyordu. Tren yollarında sinyal lambaları için ısım şoka dayanıklı camlar üretildiğinde, bu yeni yöntem laboratuar cam malzemesine de uyar/andı. 1915'te bu borosilikat camı üretildiğinde çoğu laboratuar ve araştırmacı, kuvvet kaldıracak kadar kalın ve sıcaklığa dayanıklı bu malzemeyi yaygın olarak kullanmaya başladı. Aynı dönemde, ve aynı gelişmenin sonucu olarak, yeni ve bütünüyle bu işe adanmış bir cam endüstrisi doğdu; yeni yöntemlerle borosilikat camı, pişirme kapları ve diğer fırına dayanıklı cam pişirme araçlarında kullanıldı.Daha yakın dönemlerde geliştirilen bir cam türü de % 96 silikat camıdır. Bu cam o döneme kadar sadece saf kuvarsın sahip olduğu, bir dereceye kadar ısı! şoka karşı dayanıklı olma özelliğine sahipti. Bu yeni ürün, borosilikat camının ısım ve kimyasal işlemlere tutulmasıyla, silis dışındaki tüm parçaların ayrılmasıyla ortaya çıkarılıyordu.

Bir ikinci ısım işlem, camı yoğunlaştırarak boşlukların kapanmasını sağlıyor, böylece cam şeffaf ve gözeneksiz hale geliyordu. Bu cam akkor haline gelene kadar ısıtılıyor ve sonra soğuk suya batırılıyordu. Bu yöntemle yapılmış bir beher, bir buz bloğunun üzerinde uzun süre bırakıldıktan sonra aniden kaynak alevinin önüne konulabiliyordu. % 96 silikat camı 871 °C'de kullanılabiliyordu, ve daha önceleri yaygın olarak kullanılan saf kuvars laboratuar camının egemenliğinin sürdüğü çoğu bilimsel iş için kullanılabiliyordu.Toz halindeki camları presleyerek disk haline getirme yöntemi cam endüstrisindeki bir başka gelişmedir. Bu diskler, çeşitli derecelerdeki gözenekli yapılarıyla, her türlü laboratuar işinde filtre olarak kullanılabiliyorlar. Daha küçük gözenekli olanlar sıvı çözeltilerden bakterileri süzmek için kullanılıyor.Ortaçağdaki simyacılar şimdi kullanılan cam laboratuar malzemesini görseler, Galileo'nun PaIomar teleskopunu gördüğünde vereceği tepkinin aynısını verirlerdi.

Çok eskilerde, deneyler için cam ne idiyse, bugün de aynıdır. Cam araştırmalarda kullanılan kimyasal maddelerin çoğuna karşı dirençlidir. Saydamdır; deneyi yapan kişi, kullandığı test tüpü ya da imbiğin içinde ne olduğunu rahatlıkla görebilir. işlenmesi kolaydır; bir teknisyen, özel bir ihtiyaç için, cam tüpü alevi e amaca uygun, kullanılabilir hale getirebilir. Eski dönemlerde laboratuar malzemeleri kolayca her yerde bulunamıyordu. Zaten mevcut laboratuar camları da ısım gerilmelere ve kimyasal maddelere pek de dayanıklı olmayan camdan imal edilmişti. Sonraki dönemlerde cam, içine değişik kimyasallar eklenerek dayanıklı hale getirildi. Fakat bu tür camlar, hızlı ısıma ve soğutmaya maruz kaldıklarında, içlerinde oluşan gerilmeler yüzünden kolayca çatlayıp kırılabiliyordu. İlk malzeme üreticileri bu olumsuz özelliği biraz olsun azaltmak için malzemeyi çok inceltiyorlardı. ince cam, sıcaklık değişikliklerinde sergilediği kırılganlığını yitiriyor fakat bu defa da ince olduğu için herhangi bir çarpmada dağılıyordu. Bu durum hem malzeme kaybına hem de cam malzeme yardımıyla yürütülen deneyin altüst olmasına neden oluyordu. Laboratuar'da kazara dolaplardan birine yapılacak bir darbe, içindeki cam araçların parçalanıp etrafa yayılmasına yol açıyordu.

Tren yollarında sinyal lambaları için ısım şoka dayanıklı camlar üretildiğinde, bu yeni yöntem laboratuar cam malzemesine de uyarlandı.1915'te bu borosilikat camı üretildiğinde çoğu laboratuar ve araştırmacı, kuvvet kaldıracak kadar kalın ve sıcaklığa dayanıklı bu malzemeyi yaygın olarak kullanmaya başladı. Aynı dönemde, ve aynı gelişmenin sonucu olarak, yeni ve bütünüyle bu işe adanmış bir cam endüstrisi doğdu; yeni yöntemlerle borosilikat camı, pişirme kapları ve diğer fırına dayanıklı cam pişirme araçlarında kullanıldı.Daha yakın dönemlerde geliştirilen bir cam türü de % 96 silikat camıdır. Bu cam o döneme kadar sadece saf kuvarsın sahip olduğu, bir dereceye kadar ısı! şoka karşı dayanıklı olma özelliğine sahipti. Bu yeni ürün, borosilikat camının ısım ve kimyasal işlemlere tutulmasıyla, silis dışındaki tüm parçaların ayrılmasıyla ortaya çıkarılıyordu. Bir ikinci ısım işlem, camı yoğunlaştırarak boşlukların kapanmasını sağlıyor, böylece cam şeffaf ve gözeneksiz hale geliyordu. Bu cam akkor haline gelene kadar ısıtılıyor ve sonra soğuk suya batırılıyordu. Bu yöntemle yapılmış bir beher, bir buz bloğunun üzerinde uzun süre bırakıldıktan sonra aniden kaynak alevinin önüne konulabiliyordu. % 96 silikat camı 871 °C'de kullanılabiliyordu, ve daha önceleri yaygın olarak kullanılan saf kuvars laboratuar camının egemenliğinin sürdüğü çoğu bilimsel iş için kullanılabiliyordu.Toz halindeki camları presleyerek disk haline getirme yöntemi cam endüstrisindeki bir başka gelişmedir. Bu diskler, çeşitli derecelerdeki gözenekli yapılarıyla, her türlü laboratuar işinde filtre olarak kullanılabiliyorlar. Daha küçük gözenekli olanlar sıvı çözeltilerden bakterileri süzmek için kullanılıyor.Ortaçağdaki simyacılar şimdi kullanılan cam laboratuar malzemesini görseler, Galileo'nun PaIomar teleskopunu gördüğünde vereceği tepkinin aynısını verirlerdi.

CAM'IN YAPISI

Birçok sayıdaki kimyasal madde (boraks, soda gibi) sıvı camda, camın sertleşmesi gibi çeşitli özelliklerin cama katılması için kullanılır. Belli bir karakterdeki camın oluşumu camın soğutulma hızına bağlıdır ve atomlar arası yada atom grupları arasındaki karışık bağ yapılarına (Kovalent ve iyonik bağlar) ihtiyaç duyar. Bireysel atomlar 'kristal kafes' diye bilinen düzenli 3 boyutlu diziler meydana getirdiğinde, kristaller oluşur. Fakat cam, sıvı haldeyken soğumaya başladığında, rasgele bir ağ oluşturur. Camın oluşumunda yer alan asıl parçalara, bu durumda ağ oluşturucuları diyebiliriz. iyonlar bu ağın bazı bölgelerine sızarak, ağ yapısını yeniden düzenlerler ve böylece camın iyonlara bağlı olan özellikleri ortaya çıkar. iyonlara ağ düzenleyicileri denmesinin sebebi budur.Camın kimyasal dayanıklılığı, diğer bilinen malzemelerden çok daha fazla ve geniş bir yelpazededir. Ayrıca mekanik dayanırlığını da kurşun geçirmez camların varlığı kanıtlar. Kurşun geçirmez camların yapısında polikarbonat vardır ve camın bir santimetre kalınlıkta olması kurşun geçirmemesi için yeterlidir.

CAM TÃœRLERÄ°

Camlar kimyasal içerikleri bakımından çeşitlilik gösterirler. Camın bileşiminde periyodik tablodaki birçok element bulunabilir; fakat, ticari olarak üretilen çok çeşitteki camlar üç ana gruba ayrılırlar: soda-kireç, kurşun ve borosilikat cam.Soda-kireç camı fiziksel ve kimyasal özelliği bakımından görünür optik ve uygulamaları için çok uygundur. Ayrıca, soda, camın işlenme sıcaklığını düşürdüğü için, maliyeti de azaltır. Sodasız cam saf camdır, saf malzemelerin işlenme sıcaklıkları yüksek olur. O dönemde cam elde etmek için yeterli ateşi yeterli sıcaklığa çıkarmak için odun yada kömür yeterli değildi. Yani soda olmasa idi camın keşfi bin yada iki bin yıl ertelenebilirdi. Anadolu'da sodalı camın kullanılması çok eskilere dayanır. Sümer tabletlerinde sodayanaga deniyordu. ilk dönemlerde, soda elde etmek için, soda oranı çok olan uhulu ağacının (Akad dilinde abanu huli diye geçer, küllerinden yada Van gölünün sodalı suyundan yararlanılıyordu. Renksiz türleri görünür ışığı çok iyi geçirdiği için pencere camlarında Romalılardan beri kullanılırlar. Pencere camları ilk olarak, merkezkaç etkisi yaratılarak döndürülerek yapılıyordu. Daha sonra üfleme tekniğinin keşfi ile cam, şişirilerek silindir haline getirildikten sonra, silindirin yan yüzeyi kesilerek elde edilen pek de düzgün olmayan pencere camı, diğer tekniğin sağladığı boyutlardan daha büyük oluyordu.

Flotal cam dediğimiz cam da sıvı kalay yüzeyinde yüzdürülerek elde ediliyor. Flotal cam tüm diğer camlardan çok daha düzgün bir yüzeye sahiptir.Soda-kireç camının başlıca dezavantajı yüksek ışık genleşme özelliğine sahip olmasıdır; yani ısıtılınca yapısal olarak genişlerler. Silika ısıtılınca fazla genişlemez; fakat sodanın eklenmesi genleşme özelliğini dramatik bir biçimde artırır; genel olarak, soda ne kadar fazlaysa, sıcaklık değişimlerine karşı camın direnci de o kadar düşüktür. Soğuk günlerde ince belli çay bardağınıza sıcak çay doldururken cam üzerinde ısım şok yarattığınız için bardağınız çatlayabilir.Kalsiyum oksit yerine kurşun oksit ve sodyum oksidin yerine potasyum oksit kullanılması, kurşun camı olarak bilinen cam türünü oluşturur. % 24 PbO içeren camlar, kristal cam diye bilinen cam türünün içinde yer alırlar. Kurşun camı göreceli yumuşak yapısı nedeniyle işlenebilir ve yüksek kırılma indisine sahiptir. Daha fazla kurşun oksit içeren camlar (%65) radyasyon perdeleme camları olarak kullanılabilirler, çünkü kurşunun, bilindiği gibi gama ışınlarını ve değişik formdaki zararlı radyasyonu emebilme yeteneği vardır.Barosilikat camı % 70-80 silika ve %7-13 bar oksitten ve az miktarda alkali (sodyum ve potasyum oksit) ve alüminyum oksitten meydana gelir. Borosilikat camı düşük alkali içeriği ve kimyasal ve ısı şoku dayanıklılığı ile karakterize edilir; bu yüzden, Pyrex diye bildiği cam mutfak malzemelerinde kullanılır.Borosilikat camı suya, asitlere, tuz çözeltilerine, organik maddelere ve halojenlere (klor ve brom) yüksek düzeyde dayanıklılık gösterir.Göreceli olarak alkali çözeltilerine karşı da dayanıklıdır. Sadece hidroflarik asit, yoğun fosforik asit ve güçlü alkalin çözeltileri, yüksek sıcaklıklarda kabın yüzeyinde bozulmaya yol açarlar.Beherler ve dar boyunlu laboratuar şişeleri kimyasal maddelere, ani sıcaklık değişimlerine ve mekanik şoklara karşı dayanıklı olmalıdır.

Ek olarak, şeffaflık, kolayca yumuşama ve şekil verme gibi camın sıradan özeliklerine sahip olmalıdır. Belki de en önemlisi, cam laboratuar malzemesinin üretimi ucuza gelmelidir.Kimya sanayisinin ve sanatının gelişimi açısından damıtma ,işlemi çok önemli yer tutar. Ateşe dayanıklı kaplarda yapılan kaynatma işleminde, kapak kısmında sıvı damlaların yoğunlaştığı gözleniyordu. Buradan esinlenerek damıtma balonu ve imbik geliştirildi. M.S. 4. yy'da Synesius ve özellikle de Zosimos, iki ayrı kaptan oluşmuş damıtma aygıtları kullandılar: damıtma kabı ve külah kısmı. Bu ikisinden daha sonra boynuzlu imbik (retorte) geliştirildi.Kolay uçucu maddelerin damıtılmasında, buharın soğutulması gerektiği anlaşılmıştı, yoksa buhar yoğunlaşmadan sistemden uzaklaşıp gidiyordu. Zamanla hali laboratuarlarda kullanılan su soğutmalı damıtıcılar geliştirilmiştir.Damıtma yada süblimleştirme için kullanılan ilk kaplar topraktan yapılmıştı. Ancak 13. yy'dan sonra, gelişmiş cam kaplar yaygınlaştı.Toprak kaplar kolayca gözenekli duruma geliyordu. Oysa cam kaplar dayanıklıydı. Ayrıca metal kaplar da kullanılıyordu ancak bunların çeşitli biçimlerde kirlenme ve zehirlenmelere yol açtığı bilinmiyordu. Aynı amaçla tahta kaplar da kullanılıyordu ve bunların içine konan sıvılar, kızdırılmış metal çubukların daldırılması ile ısıtılıyordu.