石膏
石膏 | |
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基本资料 | |
类别 | 硫酸盐矿物 |
化学式 | CaSO 4 · 2H2O |
IMA记号 | Gp[1] |
施特龙茨分类 | 7.CD.40 |
戴纳矿物分类 | 29.6.3.1 |
晶体分类 | 棱柱体 (2/m) H-M记号:(2/m) |
晶体空间群 | I2/a |
晶胞 | a = 5.679(5), b = 15.202(14) c = 6.522(6) Å; β = 118.43°; Z = 4 |
性质 | |
分子量 | 172.16 g·mol−1 |
颜色 | 无色(在透射光中)到白色;由于杂质经常染上其他色调,可能是黄色、棕褐色、蓝色、粉红色、深棕色、红棕色或灰色 |
晶体惯态 | 团块状,平坦状,细长且通常为棱柱形的晶体 |
晶系 | 单斜 |
双晶 | {110}很常见 |
解理 | {010}完美,{100}清晰 |
断口 | {100}贝壳状,[001]平行分裂 |
韧性/脆性 | 柔韧、无弹性 |
莫氏硬度 | 1.5–2(定义矿物) |
光泽 | 玻璃到绢丝、珍珠或蜡状光泽 |
条痕 | 白色 |
透明性 | 透明到半透明 |
比重 | 2.31–2.33 |
光学性质 | 双轴 (+) |
折射率 | nα = 1.519–1.521 nβ = 1.522–1.523 nγ = 1.529–1.530 |
双折射 | δ = 0.010 |
多色性 | 无 |
2V夹角 | 58° |
熔性 | 5 |
溶解度 | 热稀HCl |
参考文献 | [2][3][4] |
主要品种 | |
纤维石膏 | 珍珠光泽纤维团块 |
透石膏 | 透明和刀片状晶体 |
雪花石膏 | 质地细腻,略显色 |
石膏(英语:Gypsum)是一种由二水合硫酸钙组成的软硫酸盐矿物,化学式为CaSO
4 · 2H2O。[4]它被广泛开采并用作肥料,并作为多种形式的灰泥、粉笔和石膏板的主要成分。雪花石膏是一种细腻的白色或浅色石膏品种,已被许多文化用于雕塑,包括古埃及、美索不达米亚、古罗马、拜占庭帝国等。 石膏也可结晶为透石膏的半透明晶体。它以蒸发岩矿物和硬石膏的水合产物形式形成。
基于划痕硬度比较的莫氏硬度标度将值2定义为石膏。
物理性质
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/95/Gypsum_deformed_cristal-MCG_7747-P4150901-black.jpg/220px-Gypsum_deformed_cristal-MCG_7747-P4150901-black.jpg)
石膏具有中等水溶性(在25°C时约为2.0–2.5g/L)[5],并且与大多数其他盐相比,它表现出逆溶解度,在较高温度下更难溶解。当石膏在空气中加热时,它会失去水分并首先转化为烧石膏(半水合硫酸钙),若进一步加热,则转化为硬石膏(无水硫酸钙)。与硬石膏一样,石膏在盐溶液和盐水中的溶解度也有很大程度上取决于NaCl的浓度。 [5]
石膏的结构由钙层 (Ca2+)和硫酸根层(SO2−
4)离子紧密结合在一起。 这些层由结晶水分子层通过较弱的氢键键合,从而使晶体沿平面(在{010}平面中)完美解离。[4][6]
晶体品种
[编辑]石膏在自然界中以扁平的形式存在,通常是孪晶,以及称为透石膏的透明、可裂解的物质。透石膏的英文“Selenite”以古希腊语中的月亮一词命名。
透石膏也可能以丝状纤维形式出现,在这种情况下,它通常被称为纤维石膏。一种非常细腻的白色或浅色石膏被称为雪花石膏,因各种装饰用途而备受推崇。在干旱地区,石膏可以以花状形式出现,通常不透明并含有沙粒,被称为沙漠玫瑰。它还形成了自然界中发现的一些最大的晶体,长达12米,以透石膏的形式存在。[7]
发现
[编辑]石膏是一种常见的矿物,具有与沉积岩相关的厚而广的蒸发岩床。石膏从湖水和海水中沉积,也从温泉、火山蒸汽和矿脉中的硫酸盐溶液中沉积。矿脉中的热液硬石膏通常在近地表暴露处被地下水水合成石膏。它通常与矿物岩盐和硫有关。石膏是最常见的硫酸盐矿物。[8]纯石膏是白色的,但作为杂质发现的其他物质可能会给局部沉积物带来多种颜色。
因为石膏会随着时间的推移溶解在水中,所以石膏很少以沙子的形式出现。 然而,美国新墨西哥州白沙国家公园的独特条件造就了710平方公里的白色石膏砂,足以为美国建筑业提供1000年的石膏板。[9]
来自火星侦察轨道卫星(MRO)的轨道图片表明,火星北极地区存在石膏沙丘,[10]后来由火星探测漫游者(MER)机遇号在地面上证实。[11]
用途
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e6/2.-Calera._Cal_i_guix_%2826561676342%29.jpg/330px-2.-Calera._Cal_i_guix_%2826561676342%29.jpg)
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石膏有多种应用:
建造业
[编辑]- 石膏板主要用作墙壁和天花板的饰面,在建筑中被称为石膏板或干壁。石膏为这些材料提供了一定程度的耐火性,并且将玻璃纤维添加到它们的成分中以突出这种效果。石膏的导热性很小,因此石膏板具有一定的绝缘性能。[12]
- 石膏砌块在建筑施工中像混凝土块一样使用。
- 石膏砂浆是一种古老的用于建筑施工的砂浆。
- 波特兰水泥的一种成分,用于防止混凝土闪凝(过快硬化)。
农业
[编辑]- 肥料:石膏提供两种次生植物的常量营养素:钙和硫。与石灰石不同,它通常不会影响土壤的pH值。[13]
- 其他土壤改良剂用途:石膏可降低酸性土壤中的铝和硼毒性。它还可以改善土壤结构,提高吸水性和通气性。[13]
- 古代世界的木材替代品:由于青铜时代克里特岛的森林砍伐,木材变得稀缺时,石膏被用于以前使用木材的地方的建筑施工。[14]
- 土壤水势监测:可以将石膏块插入土壤中,测量其电阻以得出土壤水分。[15]
造型、雕塑和艺术
[编辑]- 石膏板用于铸造模具和建模。
- 雪花石膏是一种雕刻材料,尤其是在钢铁出现之前的古代,其相对柔软的特性使其更容易雕刻。[16]在中世纪和文艺复兴时期,它甚至比大理石更受欢迎。[17]
- 在中世纪时期,抄写员和照明师使用它作为石膏底料的成分,将其应用于发光字母,并在发光手稿中镀金。[18]
饮食
[编辑]医药和化妆品
[编辑]其他
[编辑]参见
[编辑]参考资料
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外部链接
[编辑]- WebMineral data (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Mineral galleries – gypsum
- CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Gypsum. Encyclopædia Britannica (第11版). London. 1911.
Gypsum. The American Cyclopædia. 1879.
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