Гипс

С Википедије, слободне енциклопедије
Гипс
Gypse Caresse.jpg
Опште информације
КатегоријаСулфатни минерали
ФормулаCaSO
4·2H2O
Струнцова класификација7.CD.40
Кристалне системеМоноклинична
Кристална класаПризматична (2/m)
Х-М симбол: (2/m)
Просторна групаМоноклинична
Просторна група: I2/a
Јединична ћелијаa = 5,679(5), b = 15,202(14)
c = 6,522(6) [Å]; β = 118,43°; Z = 4
Идентификација
БојаБезбојан (у пропуштеном светлу) до белог; често обојен другим нијансама због нечистоћа; може бити жут, жутомрк, плава, розе, тамно смеђ, црвенкасто смеђ или сив
Кристални хабитусMassive, flat. Elongated and generally prismatic crystals
БлижњењеВеома чест на {110}
ЦепљивостСавршен на {010}, јасан на {100}
ПреломКонхоидан на {100}, расцепкано паралелан са [001]
ЧврстинаФлексибилан, нееластичан
Тврдоћа по Мосу1,5–2 (дефинишући минерал за 2)
СјајностОд стакластог до свиленкастог, бисерног или воштаног
ОгребБео
ПровидностТранспарентан до транслуцентног
Специфична тежина2,31–2,33
Оптичке особинеБиаксијалан (+)
Индекс преламањаnα = 1,519–1,521
nβ = 1,522–1,523
nγ = 1,529–1,530
Двојно преламањеδ = 0.010
ПлеохроизамНема
2V угао58°
Топљивост5
РастворљивостВрућа, разблажена HCl
Референце[1][2][3]
Најчешћи варијетети
Сатински спарБисерне, влакнасте масе
СелентПрозирни и оштри кристали
АлабастерФино зрнаст, благо обојен

Гипс је врло мекан минерал, по хемијском саставу калцијум-сулфат дихидрат, CaSO4•2H2O.[4][5][3] Када се хидратише, анхидрован прах калцијум-сулфат, CaSO4, рекристалише и ствара чврсту масу која се користи у грађевинарству.

Широко се копа и користи се као ђубриво и као главни састојак у многим облицима гипсаног малтера, креде за таблу/тротоаре и суве зидове. Масивна финозрнаста бела или благо обојена сорта гипса, названа алабастер, коришћена је за скулптуру у многим културама, укључујући Стари Египат, Месопотамију, Стари Рим, Византијско царство и нотингемске алабастре средњовековне Енглеске. Гипс такође кристалише као провидни кристали селенита. Он се формира као минерал евапорит и као продукт хидратације анхидрита.

Мосова скала тврдоће минерала дефинише гипс као вредност тврдоће 2 на основу поређења тврдоће огреботина.

Етимологија и историја[уреди | уреди извор]

Гипс из Новог Јужног Велса, Аустралија
Влакнасти гипс из Бразила

Реч гипс је изведена од грчке речи γύψος (gypsos), „гипс“.[6] Пошто су каменоломи париског округа Монмартр дуго давали спаљени гипс (калцинисани гипс) који се користио у различите сврхе, овај дехидрирани гипс постао је познат као париски гипс. Након додавања воде, и проласка неколико десетина минута, париски гипс поново постаје обичан гипс (дихидрат), што доводи до стврдњавања материјала на начине који су корисни за ливење и грађевинарство.[7]

Гипс је на староенглеском био познат као spærstān, "камен копља", што се односи на његове кристалне избочине. (Дакле, реч спар у минералогији је произашла из поређења са гипсом, и односи се на било који минерал или кристал који формира шиљке налик копљу). Средином 18. века, немачки свештеник и земљорадник Јохан Фридерих Мајер је истражио и објавио употребу гипса као ђубрива.[8] Гипс може деловати као извор сумпора за раст биљака, а почетком 19. века сматран је готово чудесним ђубривом. Амерички фармери су били толико вољни да га набаве да је еволуирала жива шверцерска трговина са Новом Шкотском, што је резултирало такозваним „гипсаним ратом“ 1820. године.[9] У 19. веку је био познат и као кречни сулфат или сулфат креча.

Физичка својства[уреди | уреди извор]

Кристали гипса су довољно мекани да се савијају под притиском руке. Узорак изложен у Кантонском геолошком музеју у Лозани.

Гипс је умерено растворљив у води (~2,0–2,5 g/l на 25 °C)[10] и, за разлику од већине других соли, показује ретроградну растворљивост, постајући мање растворљив на вишим температурама. Када се гипс загреје на ваздуху, он губи воду и прво се претвара у калцијум сулфат хемихидрат (басанит, који се често једноставно назива „гипс”) и, ако се даље загрева, у безводни калцијум сулфат (анхидрит). Као и код анхидрита, растворљивост гипса у сланим растворима такође снажно зависи од концентрације NaCl (обичне кухињске соли).[10]

Структуру гипса чине слојеви јона калцијума (Ca2+) и сулфата (SO
42-
) који су чврсто повезани. Ови слојеви су повезани слојевима анјонских молекула воде преко слабије водоничне везе, што даје кристалу савршено цепање дуж листова (у равни {010}).[3][11]

Кристални варијетети[уреди | уреди извор]

Главни чланак: Селенит (минерал)

Гипс се у природи јавља у облику спљоштених и често удвојених кристала, и провидних, цепавих маса званих селенит. Селенит нема значајан садржај селена; него су обе супстанце добиле назив по старогрчкој речи за Месец.

Селенит се такође може појавити у свиленкастом, влакнастом облику, у ком случају се обично назива „сатенски спарт”. Коначно, он може бити зрнаст или прилично компактан. У узорцима величине руке, може бити у распону од провидног до непрозирног. Веома фино зрнасти бели или благо обојени варијетет гипса, назван алабастер, цењен је за разне украсне радове. У сушним областима, гипс се може појавити у облику цвета, обично непрозирног, са уграђеним зрнцима песка званим пустињска ружа. Такође формира неке од највећих кристала пронађених у природи, дужине до 12 m (39 ft), у облику селенита.[12]

Појава[уреди | уреди извор]

Гипс је уобичајен минерал, са дебелим и обимним слојевима евапорита у комбинацији са седиментним стенама. Познато је да се депозити јављају у слојевима још од архејског еона.[13] Гипс се таложи из језерске и морске воде, као и у врелим изворима, из вулканских испарења и раствора сулфата у венама. Хидротермални анхидрит у венама се обично хидрира до гипса подземним водама у изложеностима близу површине. Често се повезује са минералима халитом и сумпором. Гипс је најчешћи сулфатни минерал.[14] Чисти гипс је бео, али друге супстанце које се налазе као нечистоће могу дати широк спектар боја локалним наслагама.

Пошто се гипс временом раствара у води, гипс се ретко налази у облику песка. Међутим, јединствени услови Националног парка Вајт Сендс у америчкој држави Нови Мексико створили су 710 km2 (270 sq mi) пространство белог гипсаног песка, довољно да снабдева америчку грађевинску индустрију гипсаним плочама током 1.000 година.[15] Комерцијална експлоатација ове области, којој су се становници овог подручја оштро противили, била је трајно спречена 1933. године када је председник Херберт Хувер прогласио гипсане дине заштићеним националним спомеником.

Гипс се такође формира као нуспроизвод оксидације сулфида, између осталог оксидацијом пирита, када створена сумпорна киселина реагује са калцијум карбонатом. Његово присуство указује на оксидационе услове. Под условима редукције, сулфати које садржи могу да се редукују назад у сулфид бактеријама које редукују сулфат. Ово може довести до акумулације елементарног сумпора у формацијама које садрже нафту,[16] као што су слане куполе,[17] где се може ископати помоћу Фрашовог процеса.[18] Термоелектране које сагоревају угаљ са одсумпоравањем димних гасова производе велике количине гипса као нуспроизвод из чистача.

Орбиталне слике са Орбиталног истраживача Марса (МРО) указују на постојање гипсаних дина у северном поларном региону Марса,[19] што је касније на нивоу тла потврдио Ровер за истраживање Марса (МЕР) Опортјунити.[20]

Хемијски састав[уреди | уреди извор]

CaSO4·2H2O + топлота → CaSO4·½H2O + 1½H2O (пара) (CaSO4·½H2O).

CaSO4·½H2O + 1½H2O → CaSO4·2H2O Ова реакција је егзотермна.

Употреба[уреди | уреди извор]

Гипс се највише користи као грађевински материјал, за попуњавање већих рупа на зидовима и плафонима или за прављење и фуговање гипс-картонских плоча.

Галерија[уреди | уреди извор]

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C., ур. (2003). „Gypsum” (PDF). Handbook of Mineralogy. V (Borates, Carbonates, Sulfates). Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. ISBN 978-0962209703. 
  2. ^ Gypsum. Mindat
  3. ^ а б в Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius S., Jr. (1985), Manual of MineralogyНеопходна слободна регистрација (20th изд.), John Wiley, стр. 352–353, ISBN 978-0-471-80580-9 
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. ^ Бабич Д. (2003). Минералогија. Београд: Рударско-геолошки факултет. 
  6. ^ „Compact Oxford English Dictionary: gypsum”. 
  7. ^ Szostakowski, B.; Smitham, P.; Khan, W.S. (2017-04-17). „Plaster of Paris–Short History of Casting and Injured Limb Immobilzation”. The Open Orthopaedics Journal. 11: 291—296. ISSN 1874-3250. PMC 5420179 Слободан приступ. PMID 28567158. doi:10.2174/1874325001711010291. 
  8. ^ See:
    • Thaer, Albrecht Daniel; Shaw, William, trans.; Johnson, Cuthbert W., trans. (1844). The Principles of Agriculture. vol. 1. London, England: Ridgway. стр. 519—520. 
    • Klaus Herrmann (1990), „Mayer, Johann Friedrich”, Neue Deutsche Biographie (NDB) (на језику: немачки), 16, Berlin: Duncker & Humblot, стр. 544—545 ; (full text online) From p. 544: " … er bewirtschaftete nebenbei ein Pfarrgüttchen, … für die Düngung der Felder mit dem in den nahen Waldenburger Bergen gefundenen Gips einsetzte." ( … he also managed a small parson's estate, on which he repeatedly conducted agricultural experiments. In 1768, he first published the fruits of his experiences during this time as "Instruction about Gypsum", in which he espoused the fertilizing of fields with the gypsum that was found in the nearby Waldenburg mountains.)
    • Beckmann, Johann (1775). Grundsätze der deutschen Landwirthschaft [Fundamentals of German Agriculture] (на језику: немачки) (2nd изд.). Göttingen, (Germany): Johann Christian Dieterich. стр. 60.  From p. 60: "Schon seit undenklichen Zeiten … ein Gewinn zu erhalten seyn wird." (Since times immemorial, in our vicinity, in the ministry of Niedeck [a village southeast of Göttingen], one has already made this use of gypsum; but Mr. Mayer has the merit to have made it generally known. In the History of Farming in Kupferzell, he had depicted a crushing mill (p. 74), in order to pulverize gypsum, from which a profit has been obtained, albeit with difficulty.)
    • Mayer, Johann Friderich (1768). Lehre vom Gyps als vorzueglich guten Dung zu allen Erd-Gewaechsen auf Aeckern und Wiesen, Hopfen- und Weinbergen [Instruction in gypsum as an ideal good manure for all things grown in soil on fields and pastures, hops yards and vineyards] (на језику: немачки). Anspach, (Germany): Jacob Christoph Posch. 
  9. ^ Smith, Joshua (2007). Borderland smuggling: Patriots, loyalists, and illicit trade in the Northeast, 1780–1820. Gainesville, FL: UPF. стр. passim. ISBN 978-0-8130-2986-3. 
  10. ^ а б Bock, E. (1961). „On the solubility of anhydrous calcium sulphate and of gypsum in concentrated solutions of sodium chloride at 25 °C, 30 °C, 40 °C, and 50 °C”. Canadian Journal of Chemistry. 39 (9): 1746—1751. doi:10.1139/v61-228. 
  11. ^ Mandal, Pradip K; Mandal, Tanuj K (2002). „Anion water in gypsum (CaSO4·2H2O) and hemihydrate (CaSO4·1/2H2O)”. Cement and Concrete Research. 32 (2): 313. doi:10.1016/S0008-8846(01)00675-5. 
  12. ^ García-Ruiz, Juan Manuel; Villasuso, Roberto; Ayora, Carlos; Canals, Angels; Otálora, Fermín (2007). „Formation of natural gypsum megacrystals in Naica, Mexico” (PDF). Geology. 35 (4): 327—330. Bibcode:2007Geo....35..327G. doi:10.1130/G23393A.1. hdl:10261/3439 Слободан приступ. 
  13. ^ Cockell, C. S.; Raven, J. A. (2007). „Ozone and life on the Archaean Earth”. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 365 (1856): 1889—1901. Bibcode:2007RSPTA.365.1889C. PMID 17513273. S2CID 4716. doi:10.1098/rsta.2007.2049. 
  14. ^ Deer, W.A.; Howie, R.A.; Zussman, J. (1966). An Introduction to the Rock Forming Minerals. London: Longman. стр. 469. ISBN 978-0-582-44210-8. 
  15. ^ Abarr, James (7. 2. 1999). „Sea of sand”. The Albuquerque Journal. Архивирано из оригинала на датум 30. 06. 2006. Приступљено 27. 1. 2007. 
  16. ^ Machel, H.G (април 2001). „Bacterial and thermochemical sulfate reduction in diagenetic settings — old and new insights”. Sedimentary Geology. 140 (1–2): 143—175. Bibcode:2001SedG..140..143M. doi:10.1016/S0037-0738(00)00176-7. 
  17. ^ Sassen, Roger; Chinn, E.W.; McCabe, C. (децембар 1988). „Recent hydrocarbon alteration, sulfate reduction and formation of elemental sulfur and metal sulfides in salt dome cap rock”. Chemical Geology. 74 (1–2): 57—66. Bibcode:1988ChGeo..74...57S. doi:10.1016/0009-2541(88)90146-5. 
  18. ^ Wolfgang Nehb, Karel Vydra (2005). „Sulfur”. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a25_507.pub2. 
  19. ^ High-resolution Mars image gallery. University of Arizona
  20. ^ NASA Mars Rover Finds Mineral Vein Deposited by Water, NASA, 7 December 2011.

Литература[уреди | уреди извор]

  • Бабич Д. (2003). Минералогија. Београд: Рударско-геолошки факултет. 

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Гипс на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Гипс&oldid=24413532”