Link to the lesson

Types of gypsum rocks

Gypsum rock is a sedimentary rock along with limestone and chalk. Their main ingredient is calcium sulphate building the minerals such as gypsum and anhydrite. Deposits of gypsum flowergypsum flowergypsum flower (${\text{CaSO}}_{\text{4}}{\text{· 2H}}_{\text{2}}\text{O}$), which is an example of a hydrate, were formed during the evaporation of saline waters of lakes and rivers at a temperature lower than 42°C. Gypsum flower can also create a variant called alabaster (${\text{CaSO}}_{\text{4}}{\text{· 2H}}_{\text{2}}\text{O}$). However, anhydrite crystallizes at higher temperatures (c${\text{CaSO}}_{\text{4}}$), anhydrous calcium sulphate, Latin an – without and hydro – water, so‑called anhydrous gypsum.

R8HK5mFn59U9H

Ilustracja przedstawia Types od gypsum: gypsum flower, alabaster, anhydrite. Każdy z typów wygląda inaczej. Pierwszy Gypsum flower zbudowany jest z drobnych kryształów o prostokątnym kształcie połączonych w całość. Pod zdjęciem wzór: ce a es o cztery razy dwa ha dwa o. Alabaster ma kształt jednolitej , zwartej bryły o jednolitej barwie jednak ostro zakończonej na bokach. Pod zdjęciem wzór: ce a es o cztery razy dwa ha dwa o. Anhydrite ma kształt zwartej warstwowej bryły , wielobarwnej ostro zakończonej na końcach. Pod każdą z substancji znajduje się jej zapis w formie wzoru chemicznego. Pod zdjęciem wzór: ce a es o cztery.

Gypsum flower creates beautiful crystals in various colours: red, grey, white, but most often it is colourless in natural conditions. It has a characteristic silky, pearly or glassy gloss. Its hardness in the Mohs scale of mineral hardness is 2, so it is soft and fragile mineral. The density of this mineral is approx. 2.3 g/cmIndeks górny 3³.

Alabaster is a translucent, white or slightly coloured material, e.g. yellowish, greenish, pinkish. Gypsum alabaster can be easily scratched with a fingernail. In the natural conditions calcite alabaster can be found. The hardness distinguishes it from gypsum alabaster because it is much more difficult to be scratched – it can be done only with a sharp knife of good quality steel. The range of density of calcite alabaster is 2.7–2.8 g/cmIndeks górny 3³.

Anhydrite can also be found in various colours: white, grey, blue or colourless. It always is transparent with a characteristic glassy or pearly gloss. Its Mohs hardness is 3–3.5, and the density is about 2.9–3.0 g/cmIndeks górny 3³.

Structure and nomenclature of hydrates

HydratesHydratesHydrates are hydrated salts. These are chemical compounds that contain water molecules built into the crystal structure. Water contained in hydrates is called water of crystallization or hydration. There are five molecules of water for one copper(II) cation and one sulphate anion in the copper(II) sulphate pentahydrate. Often, the same substance may form several different hydrates, for example sodium carbonate (${\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}{\text{· 10H}}_{\text{2}}\text{O}$, ${\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}{\text{· 7H}}_{\text{2}}\text{O,}$${\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}{\text{· H}}_{\text{2}}\text{O}$).

The symbolic notation of the presence of water in hydrates is a dot, which does not represent the sign of multiplication, but indicates the presence of water in the crystal structure. The hydrate names are created in several ways. The systematic name recommended by the PTCh Nomenclature Commission (based on IUPAC recommendation) includes: the name of anhydrous salt, a long line, the word „water” and mutual proportions of ingredients in this compound contained in brackets.

R1T422aTBdctZ

Ilustracja przedstawia kryształ przezroczystą płytkę opisaną wzorem: ce a es o cztery razy dwa ha dwa o. Kryształ ma kształt przeźroczystego prostokąta. Obok wizerunku kryształu znajdują się napisy: Calcium sulphate-water(1/2)*, calcium sulphate dihydrate, gypsum flower.

Hydrates properties

Task 1

Before watching the movie “Heating the gypsum flower” write down the research question and hypotheses. During the screening, pay attention to what happens to the gypsum flower during heating, and then note observations and conclusions from the experiment.

RWMSNONezEn1d

Analysis of experiment: "Heating up the gypsum flower". Research question (Uzupełnij). Hypothesis (Uzupełnij). Observations (Uzupełnij). Conclusions (Uzupełnij).

Analysis of experiment: "Heating up the gypsum flower". Research question (Uzupełnij). Hypothesis (Uzupełnij). Observations (Uzupełnij). Conclusions (Uzupełnij).

Analysis of experiment: "Heating up the gypsum flower"

---

Research question

---

Hypothesis

---

Observations

---

Conclusions

---

RD8SrlinAcqcg

Film video przedstawiający wykrywanie wody w gipsie krystalicznym. Do wykonania eksperymentu służą: burner, peteri dish with crystal gypsum, spatula, test tube, retort stand. Laborant w rękawiczkach ochronnych podgrzewa gips krystaliczny w probówce tak długo, aż na ściankach probówki pojawi się woda.

Film video przedstawiający wykrywanie wody w gipsie krystalicznym. Do wykonania eksperymentu służą: burner, peteri dish with crystal gypsum, spatula, test tube, retort stand. Laborant w rękawiczkach ochronnych podgrzewa gips krystaliczny w probówce tak długo, aż na ściankach probówki pojawi się woda.

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl

Film video przedstawiający wykrywanie wody w gipsie krystalicznym. Do wykonania eksperymentu służą: burner, peteri dish with crystal gypsum, spatula, test tube, retort stand. Laborant w rękawiczkach ochronnych podgrzewa gips krystaliczny w probówce tak długo, aż na ściankach probówki pojawi się woda.

Heating the gypsum flower

Experiment 1

Research problem

How to detect water in a gypsum flower?

Hypothesis

Heating hydrates leads to the removal of the contained water.

You will need

• crushed gypsum flower,

• test tube,

• burner,

• tripod,

• connecting element,

• test tube clamp.

Instruction

1. Pour the finely crushed gypsum flower into the test tube.

2. Place the tube onto a tripod, preferably horizontally, and heat in the flame of the burner.

3. Observe the changes.

Summary

As a result of heating the gypsum flower in the test tube, a white fine‑grained solid is formed, and droplets of a colourless liquid appear on the walls. There is a transformation in the system that can be described by the equation:

RfYlaLrvFg02Z

Ilustracja przedstawiająca wzór chemiczny: dwa w nawiasie ce a es o cztery razy dwa ha dwa o strzałka w prawo, nad strzałką temp. sto dwadzieścia stopni Celsjusza ce a es o cztery dwa razy wzięte razy ha dwa o dodać trzy ha dwa o.

The products of this reaction are calcined gypsum and water. The temperature at which this reaction takes place is about 120°C. At temperatures above 180°C, the gypsum flower loses water completely and forms anhydrous calcium sulphate:

${\text{CaSO}}_{\text{4}}\text{·}{\text{2H}}_{\text{2}}\text{O}\stackrel{\text{temp. > 180°C}}{\to }{\text{CaSO}}_{\text{4}}\text{+}{\text{2H}}_{\text{2}}\text{O}$

Some anhydrous salts may differ from their hydrates by colour. An example may be the so‑called bluestone, i.e. ${\text{CuSO}}_{\text{4}}{\text{· 5H}}_{\text{2}}\text{O}$ [copper(II) sulphate–water (1/5)], which is formed from blue crystals. While heating it, the blue colour gradually turns white. The salt used to detect water ${\mathrm{CoCl}}_2$ behaves in a similar way because it changes its colour in a characteristic way depending on the number of molecules of water of crystallization, i.e. the anhydrous cobalt(II) chloride is blue, dihydrate – pink and hexahydrate – red.

RT88dbryCU3Lc

Ilustracja zawiera opis przykładów różnych hydratów. Na ilustracji znajduje się opis chemiczny pięciu hydratów oraz ich ilustracje przedstawiające hydraty w sproszkowanej formie. Na pierwszym szklanym spodku znajduje się turkusowy pyłek ce u es o cztery razy pięć ha dwa o, na drugim szklanym spodku znajduje się biały pyłek posypany na górze niebieskim pyłkiem, ilustracja podpisana wzorami ce u es o cztery, ce u es o cztery razy pięć ha dwa o, na trzecim spodku znajduje się fioletowy pyłek podpisany wzorem ce o ce el, na czwartym spodku znajduje się różowy pyłek podpisany ce o ce el dwa razy dwa ha dwa o, na piątym spodku znajduje się bordowy pyłek podpisany wzorami ce o ce el dwa razy sześć ha dwa o.

Summary

• Gypsum rock contains calcium sulphate.

• The calcined gypsum is formed as a result of gypsum flower’s calcinating in the 120°C. When the temperature is higher than 180°C, the anhydrous calcium sulphate is formed.

• Gypsum flower and calcined gypsum are examples of hydrated salts (hydrates). Anhydrite is an example of anhydrous salt.

• Hydrates are unstable and, during heating, are transformed into anhydrous salts or salts with lower degree of hydration.

• Gypsum mortar is an example of hydraulic lime mortar.

• Gypsum rock is used in construction, medicine, agriculture and in the ceramic, food, chemical industry. It is also a valuable material in the hands of artists.

Keywords

gypsum, calcined gypsum, anhydrite, calcium sulphate, hydrates, gypsum mortar

Glossary