Sádra Kategorie VII : sírany, selenany, teluráty, chromany, molybdenany, wolframany | |
Sádra a síra (32 × 18 cm ). Sicílie. | |
Všeobecné | |
---|---|
Číslo CAS | |
Třída Strunz |
7. CD.40
7 SULFÁTY (SELENÁTY, TELLURÁTY) |
Danova třída |
29.6.3.1
Sírany |
Chemický vzorec | CaSO 4 2 H 2 O |
Identifikace | |
Formujte hmotu | 172,171 ± 0,011 amu H 2,34%, Ca 23,28%, O 55,76%, S 18,62%, |
Barva | bezbarvý, ale také bílý až bledě šedý, někdy zelenošedý, načervenalý, žlutý, medově žlutý, nažloutlý, zelený, oranžový, narůžovělý, růžově červený, načervenalý, světle hnědý až nahnědlý, obvyklé až světlé odstíny rostou se zvyšující se barvou. |
Křišťálová třída a vesmírná skupina | hranolový; A 2 / a nebo I 2 / a |
Krystalový systém | monoklinický |
Síť Bravais | na střed A nebo I podle autorů |
Macle | běžné na {100}, rybinová dvojčata. Na 110 nebo {101} motýlí dvojče nebo oštěp. Vzácné dne {209}. Dvojčata ve tvaru kříže. |
Výstřih | perfektní v {010}, netto v {100} a {011} |
Přestávka | nepravidelné, slídové, šupinaté, někdy konchoidní nebo vláknité |
Habitus | dobře vyvinuté, tabulkové nebo ploché krystaly, někdy protáhlé přes metr, čočkovité, hranolové, často dvojité, spojené růžicemi nebo růžovými ... ale nejčastěji masivní, lamelární nebo vláknité, ve více či méně hrubých krystalických shlucích jemné, víceméně lůžkové |
Mohsova stupnice | 1,5-2 (2 podle definice) |
Čára | Bílý |
Jiskra | sklovitý až hedvábný, perleťově třpytivý, jemný až matný pro kompaktní odrůdy, často perleťově a perleťově na tvářích nebo povrchech štěpení, někdy vláknitý pro vláknité odrůdy nebo jednoduše matný a zemitý. |
Optické vlastnosti | |
Index lomu | a = 1,519 - 1,521, b = 1,522 - 1,523, g = 1,529 - 1,530 |
Pleochroismus | Ne |
Dvojlom | biaxiální (+); 0,0090-0,100 2V = 58 ° |
Ultrafialová fluorescence | žlutá, oranžová, modrá nebo zelená pod dlouhými UV paprsky; fosforeskující zelenavě bílá pod UV. Po zahřátí jsou fluorescence a fosforescence výraznější. |
Průhlednost | transparentní až průsvitné, průsvitné až neprůhledné |
Chemické vlastnosti | |
Hustota | 2,31 - 2,33 |
Teplota tání | Stává se hemihydrátem při 125 až 130 ° C ; stává bezvodý při 163 ° C . ° C |
Tavitelnost | Docela obtížné se spojit. Listy se při kalcinaci oddělí a roztaví a uvolní vodu. Tvorba Sádra prachový neprůhledné a od 120 ° C , pak se obecně anhydritu za 200 ° C . |
Rozpustnost | Rozpouští v horkém HCl, 2,04 g · l -1 ve vodě při 20 ° C a 1,8 g · l -1 , aby 80 ° C . |
Chemické chování | pružná, ale nepružná, drobivá houževnatost, bez reakce na kyseliny |
Fyzikální vlastnosti | |
Magnetismus | Ne |
Radioaktivita | žádný |
Jednotky SI & STP, pokud není uvedeno jinak. | |
Sádra je minerální skládá ze síranu dihydrátu vápníku , z chemického vzorce CaSO 4 · 2H 2 O.
Stejné slovo, sádra , také označuje hlavní vaporitovou horninu , sestávající hlavně z minerální sádry.
Neutrální řecko-latinský sádra , vypůjčená z řeckého γύψος ( gypsos ), označuje sádrový kámen , sádru, dokonce i křídu a cement obecně, ale zejména sádru až do jejích dávných aplikací, sochu nebo portrét v sádře z doby Juvenalu .
Falešná helénská etymologie tvrdí, že rozkládá řecká gupsos na gê (země) a ipson (spálit). Jednalo by se tedy o „Zemi (kámen, pozemský prvek), která je pražena v ohni“. Ale kořen slova je pravděpodobně semitský, protože znalost sádry a umění získávat omítky různých kvalit je doložena ve starověkém Egyptě. Omítky smíchané s jemným pískem tvoří základ malty používané pro stavbu pyramid a hrobek.
Bývalý francouzský brzy XIII th století zná termíny GIP , gif nebo GIST s vyznačením stejně jako sádrové omítky. Středověká latina ovlivňovala cikánské písmo , doložené roku 1464 před humanistickým přepisem, který dal sádru ve francouzštině. Angličtina zachovala naučený řecko-latinský sádrový text . V němčině si der Gips nebo alsaský dialekt Gips zachovává stejný zmatek jako stará francouzština nebo angličtina mezi sádrou (čištěnou vařenou formou nebo ne) a minerálem nebo původní horninou. Adjektivum gypsous je v moderní francouzštině doloženo až v roce 1560.
V minulosti štukatéři nazývali přírodní sádru nebo anhydrit jako měsíční kámen . Zvažovali průhlednou odrůdu, která poskytovala minerální obraz měsíce. Zdá se, že tato tradice, rovněž za předpokladu měsíčního vlivu na vznik mnoha odrůd nebo na tepelnou nestabilitu sádry, je řecko-římská, protože řecké slovo σεληνη (selêné), známé v celé říši k označení měsíce, bylo dalším název pro sádru. Selenit, termín vědecké formace, odvozený od starogrécko -latinského výrazu sēlēnītes (mužský) nebo sēlēnītis (ženský), měsíční kámen (lithos) (sēlēna), bez rozdílu označuje horniny a minerály na bázi síranu vápenatého, zejména sádry a anhydritu na počátku XVII th století , v dostatečném předstihu před specializující se na vysoce specifické krystalické formě.
Sádrokartonáři nebo štukatéři jasně odlišili sádrový kámen nebo sádrový kámen od surové omítky , která právě po instalaci převzala z vytvrzené a suché omítky , živou omítku nebo omítku, aby oživila buď jemný prášek omítky, aby bylo možné tuhnout z mrtvých omítky , to znamená, že sádrový prášek, který byl dříve příliš navlhčené bez jakéhokoliv nastavení napájení.
Síran vápenatý hemihydrát a dihydrát, a to sádra a sádra v tomto pořadí, anhydrit jsou chemické látky přesně pojmenované po Lavoisian nomenklatury, francouzských lékáren pracují na chemické pochopení sádry od konce XVIII -tého století .
Nejednoznačnost pojmu selenit
Názvy míst:
Čistý minerál je lehký, s hustotou 2,317. Jeho krystalické plochy mají průsvitný, perleťový nebo hedvábně sklovitý vzhled, který lze snadno pozorovat, když je sádrová pevná látka bezbarvá nebo mírně zbarvená. Měkký, poškrábatelný, nehet zanechává bílou stopu, snadno se štěpí a rozpadá. Minerál byl standardně používán k definování stupně tvrdosti 2 v Mohsově stupnici .
Sádra je málo rozpustná v čisté vodě, tj. Maximální rozpustnost 2,5 g na litr za normálních teplotních a tlakových podmínek . Rozpustnost sádry na 100 g čisté vody, která je 0,223 g při teplotě 0 ° C (studená voda) a ,257 g při teplotě 50 ° C . Solubilizace je účinnější mezi 30 a 40 ° C . Průchod v roztoku nebo rozpouštění je pro oko obecně nepostřehnutelný. Voda, která solubilizovala ze sádry, byla nazývána starými chemiky selenitous water , nebo dříve „měsíční vodou“ ve středověké tradici štukatérů. Tato samostatná voda je nevhodná pro vaření potravin a mytí prádla. Kdysi ho nenáviděli praní ženy a ženy v domácnosti nebo kuchaři, ale také kováři a kameníci , protože sádra nebo sloučeniny z rodiny síranů vápenatých, anhydritů, omítek, mirabilitu ... víceméně rozpustných nebo nesených prachem po vysušení rezivění železa, například dřívější zvětrávání kamenů. Rozklad selenité vody, působením organických látek v anaerobním prostředí, je také morový a uvolňuje plynný sirovodík H 2 S.
Minerální sádra nemůže být charakterizována kyselým šuměním. Voda s obsahem oxidu uhličitého nebo slabě kyselá nemá na minerál žádný vliv. Sádra je však snadno rozpustná v silných kyselinách, zejména v horké kyselině chlorovodíkové. Je také rozpustný v glycerolu, zředěných roztocích kyselin, amonných solích, peroxodisíranu sodném nebo dokonce v chloridu sodném a / nebo chloridu hořečnatém . Všechny tyto zředěné roztoky podporují rozpouštění sádry. Je nerozpustný v alkáliích a běžných organických rozpouštědlech.
Průhledná vrstva sádry bělí a poté se při mírném zahřátí rozpadá. Po vytvoření vlhké mlhy padá na prášek. Zkouška zahřátím, pokud se provádí v dostatečně podlouhlé skleněné zkumavce, ponechává na dně zkumavky jen malou práškovou hmotu a charakteristickou mlhu, kondenzující a shromažďující se v malých kapičkách vody, na stěnách trubice nejdále od ohřevu zóna.
Sádra, umístěná v plameni, se rozpadá, bělí a exfoliuje.
Při zahřátí na 120 až 130 ° C se toto minerální těleso rozkládá na jemný prášek hemihydrátu síranu vápenatého, který se běžně nazývá sádra nebo v mineralogii odpovídá basanitu .
CaSO 4 .2H 2 Opevný krystal → CaSO 4. ½H 2 Oprášek nebo pevná hmota více či méně práškovitá + 3 / 2H 2 Ovodní páraZa normálních tlakových podmínek je ztráta tří polovinů výše uvedené reakce při 128 ° C rychlá . Ztráta dvou molů vody však může být úplná při 163 ° C s následující reakcí:
CaSO 4. ½H 2 Oprášek nebo pevná hmota → práškový anhydrit CaSO 4 nebo bezvodá hmota + 1/2 H 2 Ovodní pára .V praxi zůstávají předložené reakce pouze orientační. Od 60 ° C do 200 ° C , s proměnnou kinetikou, se objevují různé metastabilní alotropní formy hemihydrátů a poté anhydritů. Často se musí práškovat, protože většina z nich nemá práškovou konzistenci, jakmile se vytvoří.
Dodejme krátce, že sádra se jako anhydrit používá k průmyslové výrobě sádry . Zahřátím se získá hemihydrát síranu, který po rozemletí vytvoří pojivo, které se při kontaktu s vodou rehydratuje na sádru. Nastavení omítky lze vysvětlit opětovným plstěním sádrových jehel.
Sádra má plastické vlastnosti charakteristické pro minerály odpařující se, když je vystavena vysokému tlaku, může proudit a tvořit kluznou podešev působením gravitace nebo tangenciálního tlaku. Hory, které spočívají na sádrových březích, jsou náchylné ke sklouznutí, vylití nebo sklouznutí skvrnami na lůžku .
Sádra krystalizuje podle velmi odlišné facie a má proto díky mnoha aspektům svých krystalů extrémně rozmanité odrůdy. Prvních pět odrůd, někdy mikrokrystalických nebo s malými, kompaktními nebo zapletenými krystaly, je přítomno hlavně ve skále. Jedná se hlavně o odrůdy zvyku :
Krystalová struktura ze sádry se zdá jednoduché, s elektricky neutrální [Ca (SO 4 )] 0 listy držené molekulami vody (H 2 0) 0 . Skupiny čtyřstěnu S O 4 2 , obsahující síru ve středu čtyřstěnu a čtyři kyslík ve čtyřech vrcholech, jsou nezávislé a uspořádané ve dvou rovnoběžných rovinách. Každý z nich je spojen jedním ze svých atomů kyslíku se třemi kationy Ca 2+ . V Ca 2+ kationty na třetiny tloušťky plechu se nachází mezi třemi SO 4 2- skupin . Jsou obklopeni šesti kyslíky, kromě dvou molekul vody (H 2 0) 0 umístěných na vnější rovině listu.
Vnitřní soudržnost listu je mnohem větší než soudržnost mezi listy, kterou zajišťuje pouze slabá van der Waalsova vazba mezi homologními molekulami vody dvou sousedních listů. Ten je ještě slabší, pokud se tam usazuje iont Na + .
Tato iontová architektura umožňuje vysvětlit tři štěpení sádry, první kvalifikovaná jako „snadná a dokonalá“, druhá jako „dobrá“ a třetí jako „vláknitá“. Chemici také mohou začít uvažovat o hlavním průmyslovém použití sádry, výrobě sádry. Všimněte si, že mikroskopické štěpení velkých krystalů patřících do monoklinického krystalového systému , prizmatická třída, je obecně snadné. Ale listy se ohýbají, aniž by měly pružnost specifickou pro slídu .
Sádra je zástupcem isostrukturní skupiny , sádrové skupiny:
Krystalická forma pochází ze šikmého kosodélníkového hranolu.
Izolované krystaly mohou být ve tvaru bloku, zkosené, hranolové až tabulkové, lamelové, čočkovité ... Jsou velmi často spojené. Malé krystaly se často shlukují v nohách skřivanů. Velké krystaly se často spárují s hroty kopí. Některé krystaly se kombinují v listech nebo v malých vláknitých žilách. Existují dokonce tabulkové nebo lentikulární krystaly s mírně zakřivenými plochami, ale chemická analýza odhaluje nečistoty NaCl.
Velké odrůdy sádry, dříve nazývané individuálně „selenit“, doložené v roce 1611 moderní francouzštinou, dosahují několika centimetrů nebo dokonce několika decimetrů. Často se vyskytují v písku nebo jílu poblíž sádrových postelí. Pro sběratele označuje sádru s jemnými krystaly v průhledných vícesměrných lamelách nebo dokonce gigantický krystalický habitus, který spojuje ty obrovské krystaly. V druhém případě, stejně jako v dole Mexická jeskyně mečů v Naica, dosahují průhledné „seleničité krystaly“ označené svislými pruhy, apikálním obličejem a perleťovým leskem velikosti mužské rakve. Toto technické použití bylo udržováno pod anglosaským vlivem, zatímco používání francouzského slova bylo omezeno. Velmi velké krystaly jsou proto sběrateli vždy označovány jako selenity nebo „selenitová sádra“.
VýstřihJsou to hlavně dva štěpení tvořící úhel 60 °. První na (010) je velmi dokonalý. Vypadá to slídově, v čepelích a šupinách někdy velmi tenké, trochu pružné, ale přesto nepružné.
S tenkým nožem je snadné rozdělit velký průhledný krystal na tenké čepele. Každá čepel se pod účinkem mírného nárazu fragmentuje, následuje dvě série trhlin a protíná se pod úhlem 60 °.
Sádra, velmi běžný minerál, je všeobecně známá pro mnoho morfologických odrůd svých krystalů. Je tedy kvalifikován jako hrot kopí, skřivan nohy, vláknitý, zemitý, zrnitý, sacharoid, lamelární, prostorový, jemný lamelární nebo seleničitý, průhledný skelný nebo měsíční kámen, slída, saténový nosník, sluneční třpyt, písková růže ... s krásným leskem, s velmi jemnou zrnitou hmotou, kterou používají sochaři a dekoratéři, je dokonce pojmenována svou neposkvrněnou bělostí alabastru .
Sádra je jedním z nejběžnějších přírodních síranů, což je hlavní označení pro ložiska vaporitů, protože je hojnější než halit. Minerál by v zásadě vznikal hustou sedimentací během odpařování lagun mořských vod odříznutých od moře, první krystalizací solí obsažených v mořské vodě.
Mohutné sádrové lože jsou součástí solných sedimentárních hornin , nazývaných také vaporitové horniny. Jejich laguna preformation nebo Playas nebo pláže s oscilující břehů, které jsou typické pro přesyceného roztoku chloridu sodného nebo brakické prostředí, se zdá zřejmé zjednodušující model:
Svou roli však hrají i filtrační nádoby, denní nebo sezónní výkyvy teploty, možné vzácné výplachy povodní. Solná ložiska nebo komplexní odparky jsou poté pokryty jinými sedimenty, zejména jílovými bahny nebo jíly, nebo jsou vystaveny jiným geologickým vlivům. To je důvod, proč jsou velké bloky sádrových konkrementů tvořeny diagenezí v jílech a slínech.
Sádra může ztratit molekuly vody zadržené během její krystalizace od 42 ° C , nebo dokonce prakticky od 33 ° C , za vzniku anhydritu , bezvodého krystalu síranu vápenatého (CaSO 4), která se při opětovném kontaktu s vodou nebo při poklesu teploty nebo tlaku pomalu transformuje zpět na sádru. Anhydrit může představovat způsob skladování, poté se nános, který dosáhl povrchu, pomocí vzdušné hydratace nebo pomalé mokré impregnace přemění na vrstvu sádry.
Sádra vytvářená ve silných vrstvách vaporitů (mořských nebo lacustrinových) nebo velmi často ukládaných do sedimentárních hornin se nachází v přítomnosti minerálů, jako jsou anhydrit , aragonit , kalcit , celestin , dolomit , halit a sulfidy .
Sádra je také poměrně běžným srážkovým ložiskem z horkých pramenů. Sádra se kolem ložisek objevuje přímou sublimací fumarol, což je jev spojený s hloubkou batolitů . Může mít také sopečný původ, zejména z horkých pramenů.
Sádra z rudných dolů, zejména v oblastech sulfidových rud vystavených oxidační degradaci sulfidů, pochází z hydrotermálních žil, které se rodí při kontaktu s granitovými plutony.
Sádra je také někdy přítomna v některých meteoritech .
V pouštních oblastech generují sedimentární usazeniny přepracované větrnou erozí s depozicí a obnovou větrem postupné hromadění sádrových písků v impozantních dunách, někdy složených z téměř čistých erodovaných minerálů, jako na White Sands v New Mexico. Někdy vítr jednoduše šíří jemné krystaly, které nakonec tvoří shluky v „růžicích“, víceméně hnědých nebo načervenalých barev, často s původem různého původu (vápenaté nebo křemičité písky, jíly ...), v místech vkladů.
Ve Francii se významná ložiska sádry objevují mezi −250 a −33 miliony let.
Hlavními ložisky sádry, které jsou v současné ekonomice intenzivně využívány, jsou banky vaporitových hornin, dostatečně silné.
Ve starověku se při výrobě oken používaly zejména čisté krystaly sádry, rozřezané na tenké průhledné nebo průsvitné čepele, v nepřítomnosti skla, jak to dokazuje Plinius starší .
Všimněte si, že toto technické využití není ojedinělé: mnoho starověkých zdrojů potvrzuje použití sádry jako stavebního a dekoračního materiálu pod širým nebem, zcela běžné v suchých oblastech.
V současné době se sádra těží hlavně na výrobu sádry .
Jeho těžba přesáhla v roce 1980 60 milionů tun. Asi 75% využívané sádry se používá při výrobě „sádry z Paříže“.
Průmyslová výroba sádrovce je u banální srážením ze síranu vápenatého v různých průmyslových procesech, včetně:
Bylo provedeno mnoho studií, které by nahradily přírodní sádru, zejména při výrobě sádrových dlaždic . Sušení posledně jmenovaného se ukázalo jako příliš . Avšak výroba alfa různých hemihydrátu ze síranu vápenatého , získaná v autoklávu v přítomnosti minerálních přísad, poskytuje významně větší krystaly a sušení, které je mnohem levnější;
Z kyseliny fosforečné nebo sádra, obsahující různé nečistý vápenatý fluorofosfátového, železo nebo hliník, je vedlejší produkt při výrobě kyseliny fosforečné H 3 PO 4 . Mokrý fosfosádrovec Proces začíná před útokem fosforečnanu vápenatého podle horké kyseliny sírové .
Ideální reakce, pokud by byl trikalciumfosfát čistý, by byla: