Gips jest występującym w przyrodzie minerałem siarczanu(VI) wapnia, który ma postać hydratuhydratyhydratu (soli uwodnionej, gdzie na każdy mol siarczanu(VI) wapnia przypadają dwa mole cząsteczek wody) – gipsu krystalicznego ${\mathrm{CaSO}}_4·2 {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$. W przyrodzie występuje także bezwodny siarczan(VI) wapnia ${\text{CaSO}}_4$, nazywany anhydrytem.

Gips krystaliczny jest tradycyjnym surowcem do produkcji spoiw gipsowych. Można je podzielić na dwie podstawowe grupy:

• spoiwa gipsowe wytwarzane przez częściową dehydratację skał gipsowych lub gipsów odpadowych w niezbyt wysokich temperaturach – głównym składnikiem tych spoiw jest rozdrobniony półwodny siarczan(VI) wapnia $2 {\mathrm{CaSO}}_4·{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$;

• spoiwa anhydrytowe otrzymywane w wyniku całkowitej dehydratacji skał gipsowych lub przeróbki anhydrytów naturalnych – głównym składnikiem tych spoiw jest drobno zmielony i zmieszany z odpowiednimi aktywatorami bezwodny siarczan(VI) wapnia ${\mathrm{CaSO}}_4$.

Proces dehydratacji gipsu (${\mathrm{CaSO}}_4·2 {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$) jest najważniejszym etapem produkcji spoiw gipsowych i anhydrytowych. W wyniku wypalania rozdrobnionego kamienia gipsowego w temperaturze ok. 100‑120°C, woda zawarta sieci krystalicznej gipsu odrywa się. W efekcie powstaje półwodny siarczan(VI) wapnia - tzw. gips palony. Powyżej 180°C tworzy się bezwodny siarczan(VI) wapnia - anhydryt. Proces prażenia do soli bezwodnej zwykle nie jest praktykowany.

Reakcja prażenia gipsu jest reakcją odwracalną i właściwość tę wykorzystuje się powszechnie np. do wyrobu odlewów gipsowych, w zaprawach gipsowych w budownictwie (tynki) oraz do usztywniania złamanych kończyn. Proces wiązania gipsu polega na ponownym uwodnieniu siarczanu(VI) wapnia zgodnie z równaniem reakcji:

Reakcja ta przebiega szybko i towarzyszy jej wydzielanie się ciepła.

W procesie wiązania półwodnego siarczanu(VI) wapnia wyróżnia się trzy podstawowe etapy:

• rozpuszczanie półwodnego siarczanu(VI) wapnia $2 {\text{CaSO}}_4{\text{·H}}_2\mathrm{O}$,

• nukleację zarodków krystalizacji,

• wzrost kryształów gipsu ${\text{CaSO}}_4{\text{·2 H}}_2\mathrm{O}$.

Proces wiązania gipsu rozpoczyna się od momentu zmieszania spoiwa z wodą. Spoiwo zaczyna się rozpuszczać aż do powstania roztworu nasyconego. Następnie z przesyconego roztworu siarczanu(VI) wapnia krystalizują kryształki gipsu krystalicznego.

RU4wpF8A64oKf

Zdjęcie przedstawia wyschniętą gładź gipsową, która tworzy chropowatą powierzchnię.

Wykonywanie odlewów gipsowych może być jedną z popularnych ostatnio form aktywności DIY (ang. do it yourself, czyli zrób to sam).

R5UMjZKKk23NH

Zdjęcie przedstawia odlew gipsowy figurki w postaci nietoperza.

RglQgEH0lW3he

Zdjęcie przedstawia chropowatą powierzchnię tynku.

R7kilDhhyfVMo

Zdjęcie przedstawia kilka odcisków ortodontycznych szczęk.

Słownik

Bibliografia

Czerwińska A., Jelińska‑Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia 1, Podręcznik, Warszawa 2002, s. 262‑276.