Categoria gipsului VII : sulfați, selenați, telurați, cromați, molibdați, tungstați | |
Gips și sulf (32 × 18 cm ). Sicilia. | |
General | |
---|---|
numar CAS | |
Clasa Strunz |
7.CD.40
7 SULFAȚI (SELENAȚI, TELURAȚI) |
Clasa Danei |
29.6.3.1
Sulfati |
Formula chimica | CaSO 4 2 H 2 O |
Identificare | |
Formați masa | 172,171 ± 0,011 amu H 2,34%, Ca 23,28%, O 55,76%, S 18,62%, |
Culoare | incolor, dar și alb până la gri pal, uneori gri verzui, roșiatic, galben, galben miere, gălbui, verde, portocaliu, roz, roșu roz, roșiatic, maro deschis până la maroniu, nuanțele obișnuite până la deschise crescând odată cu creșterea culorii. |
Clasa de cristal și grupul spațial | prismatic; A 2 / a sau I 2 / a |
Sistem de cristal | monoclinic |
Rețeaua Bravais | centrată A sau I conform autorilor |
Macle | comun pe {100}, gemeni cu coadă de rândunică. Pe 110 sau {101}, fluture gemene sau vârf de lance. Rare pe {209}. Gemeni în formă de cruce. |
Clivaj | perfect la {010}, net la {100} și {011} |
Pauză | neregulate, micacee, solzoase, uneori concoidale sau fibroase |
Habitus | cristale bine dezvoltate, tabulare sau plate, uneori alungite peste un metru, lenticulare, prismatice, adesea înfrățite, asociate în rozete sau roz ... dar cel mai adesea masive, lamelare sau fibroase, în clustere cristaline mai mult sau mai puțin grosiere, mai mult sau mai puțin bine, mai mult sau mai puțin pat |
Scara Mohs | 1.5-2 (2 prin definiție) |
Linia | alb |
Scânteie | vitros până la mătăsos, sidefat până la strălucitor, subvitru spre mat pentru soiurile compacte, adesea sidefate și perlate pe fețe sau suprafețe de decolteu, uneori fibroase pentru soiurile fibroase sau pur și simplu plictisitoare și pământoase. |
Proprietati optice | |
Indicele de refracție | a = 1.519-1.521, b = 1.522-1.523, g = 1.529-1.530 |
Pleochroism | Nu |
Birirefringe | biaxial (+); 0,0090-0,100 2V = 58 ° |
Fluorescență ultravioletă | galben, portocaliu, albastru sau verde sub raze UV lungi; alb verzuie fosforescent sub UV. Fluorescența și fosforescența sunt mai marcate după încălzire. |
Transparenţă | transparent la translucid, translucid la opac |
Proprietăți chimice | |
Densitate | 2,31 - 2,33 |
Temperatură de topire | Devine hemihidrat de la 125 la 130 ° C ; devine anhidru la 163 ° C . ° C |
Fuzibilitate | Destul de greu de fuzionat. Foi se desprind pe calcinare și se topesc, eliberând apă. Formarea de ghips pulverulent opace și de la 120 ° C , apoi , în general , anhidrit peste 200 ° C . |
Solubilitate | Dizolvă în HCl fierbinte, 2,04 g · L -1 în apă la 20 ° C și 1,8 g · L -1 acompaniat de 80 la ° C . |
Comportamentul chimic | flexibil, dar inelastic, tenacitate sfărâmicios, fără reacție la acizi |
Proprietăți fizice | |
Magnetism | Nu |
Radioactivitate | orice |
Unități de SI & STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel. | |
Gipsul este un mineral compus din sulfat dihidrat de calciu , cu formula chimică CaSO 4 · 2H 2 O.
Același cuvânt, gips , desemnează, de asemenea, o rocă majoră de evaporită , formată în principal din gips mineral.
Gipsul greco-latin neutru , împrumutat din grecescul γύψος ( gypsos ), desemnează piatră de ipsos , gips, chiar cretă și ciment în general, dar mai ales tencuială până la aplicațiile sale antice, statuie sau portret în tencuială din vremea lui Juvenal .
O falsă etimologie elenă pretinde că descompune grecul gupsos în gê (pământ) și ipson (a arde). Ar fi astfel „Pământul (piatră, element terestru) care este prăjit în foc”. Dar rădăcina cuvântului este probabil semitică, deoarece cunoașterea gipsului și a artei de a obține tencuieli de diferite calități este atestată în Egiptul antic. Tencuielile amestecate cu nisip fin formează baza mortarului utilizat pentru construirea piramidelor și a mormintelor.
Fostul francez la începutul al XIII - lea lea cunoaște termenii Gip , GIF sau GIST desemnările la fel de mult ca și ipsos. Latina medievală a influențat scriptul gips , atestat în 1464 înainte de rescrierea umanistă care a dat gips în franceză. Engleza a păstrat gipsul învățat script greco-latin . În germană, der Gips sau dialectul alsacian Gips păstrează aceeași confuzie ca franceza veche sau engleza între tencuială (formă gătită reumectată sau nu) și mineralul sau roca inițială. Adjectivul gypsous nu este atestat în franceza modernă decât în 1560.
În trecut, tencuitorii se refereau la gips sau anhidrit natural ca piatră de lună . Ei au considerat că soiul transparent oferă imaginea minerală a lunii. Se pare că această tradiție, presupunând, de asemenea, o influență lunară asupra formării varietăților multiple sau a instabilității termice a gipsului, este greco-romană, deoarece cuvântul grecesc σεληνη (selêné), cunoscut în tot Imperiul pentru a desemna luna a fost un alt nume pentru gips. Selenitul, un termen de formare științifică, derivat din vechiul termen greco-latin sēlīnītes (masculin) sau sēlēnītis (feminin), moonstone (lithos) (sēlēna), desemnează fără discriminare roci și minerale bazate pe sulfat de calciu, în principal gips și anhidrit XVII - lea secol , cu mult înainte de specializat într - o formă cristalină specifică ridicată.
Lucrătorii din gips sau tencuieli au deosebit în mod clar piatra de ipsos sau piatra de tencuială de tencuiala brută , care tocmai a luat din tencuiala întărită și uscată după instalare, tencuiala vie sau tencuiala pentru a revigora fie pulberea fină de tencuială pentru a fi capabilă de tencuială moartă , adică o pulbere de tencuială, anterior prea umezită fără nicio putere de reglare.
Sulfat de calciu hemihidrat și dihidrat, respectiv ipsos și gips , respectiv, anhidrit sunt specii chimice numite tocmai după nomenclatura Lavoisian, de chimiști francezi care lucrează la înțelegerea chimică a ipsos de la Paris de la sfârșitul al XVIII - lea secol .
Ambiguitatea termenului selenit
Numele locului:
Mineralul pur este ușor, cu o densitate de 2.317. Fețele sale cristaline au un aspect sticlos translucid, sidefat sau mătăsos, care poate fi observat cu ușurință atunci când solidul de gips este incolor sau ușor colorat. Moale, răzuibil, cu unghia lăsând o urmă albă, se desparte și se dezintegrează ușor. Mineralul a fost folosit ca standard pentru a defini inițial gradul de duritate 2 în scara Mohs .
Gipsul este ușor solubil în apă pură, adică o solubilitate maximă de 2,5 g pe litru în condiții normale de temperatură și presiune . Solubilitatea gipsului per 100 g de apă pură, adică 0,223 g , la 0 ° C (apă rece) și 0,257 g la 50 ° C . Solubilizarea este mai eficientă între 30 și 40 ° C . Trecerea în soluție sau dizolvare este în general imperceptibilă pentru ochi. Apa care s-a solubilizat din gips a fost numită de către chimiștii antici apă selenită , sau anterior „apă lunară” în tradiția medievală a tencuielilor. Această apă selenită nu este potrivită pentru gătirea alimentelor și săpunarea rufelor. A fost odată urât de spălătoare și gospodine sau bucătari, dar și de fierari și pietrari , deoarece gipsul sau compușii din familia sulfatilor de calciu, anhidriți, tencuieli, mirabilite ... mai mult sau mai puțin solubili, sau transportați de praf după uscare, promovează ruginirea fierului, cum ar fi degradarea anterioară a pietrelor. Descompunerea apei selenitice, sub acțiunea materiei organice într-un mediu anaerob, este, de asemenea, pestilențială, eliberând hidrogen sulfurat gazos H 2 S.
Gipsul mineral nu poate fi caracterizat prin efervescență acidă. Apa încărcată cu dioxid de carbon sau ușor acidă nu are niciun efect asupra mineralului. Gipsul este totuși solubil în acizi puternici, în special acid clorhidric ușor fierbinte. De asemenea, este solubil în glicerol, soluții diluate de acizi, săruri de amoniu, peroxodisulfat de sodiu sau chiar clorură de sodiu și / sau clorură de magneziu . Toate aceste din urmă soluții diluate promovează dizolvarea gipsului. Este insolubil în alcalii și solvenți organici obișnuiți.
O foaie transparentă de gips se albeste și apoi se sfărâmă când este încălzită ușor. Cade în pulbere după ce a generat o ceață umedă. Testul de încălzire, dacă este efectuat într-o eprubetă de sticlă suficient de alungită, lasă la baza tubului doar o mică masă pulverulentă și o ceață caracteristică, condensând și colectând în picături mici de apă, pe pereții tubului cel mai îndepărtat de încălzire zona.
Așezat într-o flacără, gipsul se descrește, albeste și exfoliază.
Încălzit între 120 și 130 ° C , acest corp mineral se descompune într-o pulbere fină de sulfat de calciu hemihidrat, încă numită în mod obișnuit tencuială sau corespunzătoare în mineralogie cu basanitul .
CaSO 4 .2H 2 Ocristal solid → CaSO 4. ½H 2 Opulbere sau masă solidă mai mult sau mai puțin pulverulentă + 3 / 2H 2 Ovapori de apăÎn condiții normale de presiune, pierderea a trei moli jumătate din reacția de mai sus este rapidă , la temperatura de 128 ° C . Dar pierderea a doi moli de apă poate fi completă la 163 ° C , cu următoarea reacție:
CaSO 4. ½H 2 Opulbere sau masă solidă → CaSO 4 pulbere de anhidrit sau masă anhidră + 1/2 H 2 Ovapori de apă .În practică, reacțiile prezentate rămân orientative. De la 60 ° C la 200 ° C , cu cinetica variabilă, apar diferite forme alotrope metastabile de hemihidrați și apoi de anhidriți. De multe ori trebuie pulverizate, deoarece majoritatea nu au o consistență pulverulentă imediat ce se formează.
Să adăugăm pe scurt că gipsul, ca și anhidrita , este utilizat pentru fabricarea industrială a tencuielii . Prin încălzire se obține un sulfat hemihidrat care, după măcinare, formează un liant care se rehidratează în gips la contactul cu apa. Setarea tencuielii poate fi explicată printr-o împâslire a acelor de gips reapărute.
Gipsul are proprietăți plastice caracteristice mineralelor evaporite, atunci când este supus unei presiuni ridicate, poate curge și constitui o talpă glisantă, prin efectul gravitațional sau al presiunii tangențiale. Munții care se sprijină pe malurile de gips sunt susceptibile de a fi alunecați, vărsați sau alunecați de paturile de pat .
Gipsul cristalizează în funcție de faciesuri foarte diferite și are astfel, datorită numeroaselor aspecte ale cristalelor sale, soiuri extrem de diverse. Primele cinci soiuri, uneori microcristaline sau cu cristale mici, compacte sau încurcate, sunt prezente în principal în rocă. Acestea sunt în principal soiuri de obiceiuri :
Structura cristalină a gipsului pare simplă, cu foile sale neutre din punct de vedere electric [Ca (SO 4 )] 0 deținute de moleculele de apă (H 2 0) 0 . Grupele de S O 4 2- tetraedre , conținând sulf în centrul unui tetraedru și patru oxigen la cele patru noduri, sunt independente și aranjate pe două planuri paralele. Fiecare dintre ei este legat de unul dintre atomii lor de oxigen la trei cationi Ca 2+ . Cationii Ca 2+ la o treime din grosimea foii sunt situate între trei grupe SO 4 2- . Acestea sunt înconjurate de șase oxigen, în plus față de două molecule de apă (H 2 0) 0 plasate pe un plan extern faței.
Coeziunea internă a foii este mult mai mare decât coeziunea dintre foi, asigurată numai de legături slabe van der Waals între moleculele de apă omoloage ale a două foi vecine. Acesta din urmă este și mai slab dacă ionul Na + se așează acolo.
Această arhitectură ionică face posibilă explicarea celor trei clivaje ale gipsului, primul calificat drept „ușor și perfect”, al doilea ca „bun” și al treilea ca „fibros”. Chimiștii pot începe, de asemenea, să raționeze cu privire la aplicarea industrială majoră a gipsului, fabricarea tencuielii. Rețineți că, în general, clivajul microscopic al cristalelor mari aparținând sistemului de cristale monoclinice , clasa prismatică, este ușor. Dar foile se îndoaie fără a avea elasticitatea specifică micii .
Gipsul este reprezentantul unui grup izostructural , grupul de gips:
Forma cristalină derivă dintr-o prismă romboidală oblică.
Cristalele izolate pot fi în formă de bloc, teșite, prismatice până la tabulare, lamelare, lenticulare ... Sunt foarte des înfrățite. Cristalele mici se adună adesea în piciorul alunelor. Cristalele mari se împerechează adesea în vârfuri de lance. Anumite cristale se combină în foi sau în vene fibroase mici. Există chiar cristale tabulare sau lenticulare, cu fețe ușor curbate, dar analiza chimică relevă impurități ale NaCl.
Soiurile de gips de dimensiuni mari denumite anterior individual "un selenit" atestat în 1611 în franceza modernă, ajung la câțiva centimetri sau chiar la câțiva decimetri. Ele se găsesc adesea în nisipuri sau argile în apropierea paturilor de gips. Pentru colecționari, desemnează un gips cu cristale fine în lamele transparente, multidirecționale sau chiar un habitus cristalin gigantic care reunește cele mai enorme cristale. În acest din urmă caz, la fel ca în mina mexicană Peștera Sabiilor din Naica, „cristalele de selenit” transparente, marcate cu dungi verticale, față apicală și luciu perlat, ajung la dimensiunea sicriului unui bărbat. Această utilizare tehnică a fost menținută sub influența anglo-saxonă, în timp ce utilizarea cuvântului francez a fost redusă. Cristalele foarte mari sunt astfel numite întotdeauna selenite sau „gips selenit” de către colecționari.
ClivajExistă în principal două clivaje care formează un unghi de 60 °. Primul de pe (010) este foarte perfect. Apare micaceu, în lame și solzi uneori foarte subțire, puțin flexibil, dar totuși inelastic.
Cu un cuțit cu lamă subțire, este ușor să împărțiți un cristal transparent mare în lame subțiri. Fiecare lamă, sub efectul unui ușor șoc, se fragmentează la rândul său, urmând două serii de fisuri, care se încrucișează la 60 °.
Gipsul, un mineral foarte comun, este universal cunoscut pentru numeroasele soiuri morfologice ale cristalelor sale. Este astfel descris ca vârf de lance, picior de alun, fibros, pământos, granulat, zaharoid, lamelar, spatic, lamelar fin sau selenit, sticlă transparentă sau piatră de lună, mică, spartă de satin, sclipici de soare, trandafir de nisip ... și varietatea sa cea mai dură, cu o lustruire frumoasă, cu o masă granulară foarte fină, folosită de sculptori și decoratori, este numită chiar și prin imaculatul său alb de alabastru .
Gipsul este unul dintre cei mai comuni sulfați naturali, un termen major pentru depozitele de evaporită, deoarece este mai abundent decât halita. Mineralul s-ar forma, în principiu, prin sedimentare groasă în timpul evaporării lagunelor de apă de mare tăiate din mare, prin prima cristalizare a sărurilor conținute în apa de mare.
Paturile puternice de gips fac parte din rocile sedimentare saline, numite și roci evaporite. Preformarea lor în lagună sau în playas sau plaje cu țărmuri oscilante, tipice mediilor saline suprasaturate sau salmastre, pare evidentă într-un model simplist:
Cu toate acestea, vasele filtrante, fluctuațiile diurne sau sezoniere ale temperaturii, posibilele spălări rare prin inundație joacă, de asemenea, un rol. Zăcămintele saline sau evaporitele complexe sunt apoi acoperite de alte sedimente, în special de argile sau argile sau sunt supuse altor influențe geologice multiple. Acesta este motivul pentru care blocurile mari de concreții de gips sunt formate prin diageneză în argile și marne.
Gipsul poate pierde moleculele de apă reținute în timpul cristalizării sale de la 42 ° C , sau chiar practic de la 33 ° C , pentru a da naștere la anhidrit , cristalul anhidru al sulfatului de calciu (CaSO 4), care se transformă încet înapoi în gips dacă intră din nou în contact cu apa sau dacă temperatura sau presiunea scade. Anhidrita poate constitui o metodă de depozitare, apoi depozitul care a ajuns la suprafață este transformat într-un strat de gips prin hidratare aeriană sau prin impregnare umedă lentă.
Gipsul format în straturi groase de evaporite (marine sau lacustrine) sau inserat foarte frecvent în roci sedimentare se găsește în prezența mineralelor precum anhidrit , aragonit , calcit , celestin , dolomit , halit și sulfuri .
Gipsul este, de asemenea, un depozit de precipitații destul de comun din izvoarele termale. Gipsul apare în jurul depozitelor prin sublimarea directă a fumarolelor, fenomen asociat în profunzime cu batoliți . Poate avea și o origine vulcanică, în special din izvoarele termale.
Gipsul din minele metalifere, în special în zonele de minereuri sulfuroase supuse degradării oxidative a sulfurilor, provine din vene hidrotermale născute în contact cu plutoni de granit.
Gipsul este, uneori, prezent și la unii meteoriți .
În zonele deșertice, depozitele sedimentare refăcute de eroziunea vântului, cu depunere și recuperare de către vânt, generează acumularea treptată a nisipurilor de gips în dune impresionante, uneori compuse din minerale erodate aproape pure, ca la Nisipurile Albe din Noul -Mexico. Uneori, vântul diseminează pur și simplu cristalele fine, care ajung să constituie agregate în „rozete”, de culori mai mult sau mai puțin maronii sau roșiatice, adesea cu nuclee de diferite origini la origine (nisipuri calcaroase sau silicioase, argile ...), în locurile de depunere.
În Franța, depozite semnificative de gips apar între -250 și -33 milioane de ani.
Principalele zăcăminte de gips, intens exploatate în economia contemporană, sunt maluri de roci evaporite, suficient de puternice.
În Antichitate, în special cristalele de gips pur, tăiate în lame subțiri transparente sau translucide, erau utilizate la fabricarea ferestrelor, în absența sticlei, așa cum atestă Pliniu cel Bătrân .
Rețineți că această utilizare tehnică nu este izolată: multe surse antice atestă utilizarea gipsului ca material de construcție și decor în aer liber, destul de frecvent în regiunile aride.
În prezent, gipsul este exploatat în principal pentru producția de tencuială .
Exploatarea sa a depășit 60 de milioane de tone în 1980. Aproximativ 75% din gipsul exploatat este utilizat la fabricarea „tencuielii din Paris”.
Producția industrială de gips se realizează prin precipitarea banală a sulfatului de calciu în diferite procese industriale, inclusiv:
Multe studii au fost efectuate pentru a-l înlocui cu gips natural, în special în fabricarea plăcilor de ipsos . Uscarea acestuia din urmă sa dovedit a fi prohibitivă . Cu toate acestea, fabricarea varietății α de hemihidrat de sulfat de calciu , obținută prin autoclavare în prezența aditivilor minerali, asigură cristale și uscare semnificativ mai mari, ceea ce este mult mai ieftin;
Din fosfogips sau gips care conține diferiți fluorofosfat de calciu impur, fierul sau aluminiul este produsul secundar al fabricării acidului ortofosforic H 3 PO 4 . Procesul de fosfogips umed începe de la atacul fosfatului tricalcic de către acidul sulfuric fierbinte.
Reacția ideală dacă fosfatul tricalcic ar fi pur ar fi: