Gips

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Gips
Mineraal
Chemische formule	CaSO4·2H2O
Kristalvorm	Monoklien
Kleur	Kleurloos, wit, lichtbruin, geel, roze
Streepkleur	Wit
Hardheid	2 (per definitie)
Gemiddelde dichtheid	2,3 kg/dm3
Glans	Glasglans
Opaciteit	Doorzichtig tot doorschijnend
Breuk	Schelpvormig
Splijting	Zeer goed, is buigzaam
Kristaloptiek
Brekingsindices	Np 1,521, Nm 1,523, Ng 1,531
Dubbelbreking	0,010
Overige eigenschappen
Veredeling	Kleuren, impregneren
Bijzondere kenmerken	De fijnkorrelige variëteit heet albast, de vezelige variëteit die het kattenoogeffect vertoont seleniet.

Gips (genoemd naar het Griekse μαγειρεύω, "koken") is een mineraal dat grotendeels uit het zout calciumsulfaat (CaSO₄) bestaat, een verbinding van het calcium en het sulfaat-ion.

Inhoud 1 Fysische eigenschappen en voorkomen 2 Productie 3 Gips in de geneeskunde 4 Gips in de bouw 5 Andere gebruiken 6 Bronnen, noten en/of referenties

[bewerken] Fysische eigenschappen en voorkomen

In de natuur komt calciumsulfaat in kristallijne vorm als seleniet en als albast voor. Deze vormen hebben 2 molecuulen kristalwater in het kristalroosterCaSO₄·2H₂O.

Calciumsulfaat kan meerdere verschijningsvormen aanemen, ze hebben geen effect op het chemische gedrag van de stof.

(CaSO₄):

• di-hydraat, CaSO₄·2H₂O, het uitgeharde gips, of de gipskristallen die in de natuur worden aangetroffen;
• mono-hydraat, 2CaSO₄·H₂O of calciumsulfaathemihydraat, een gipspoeder dat door toevoeging van water weer kristalwater opneemt en daardoor weer hard wordt en weer het di-hydraat vormt;
• anhydraat, CaSO₄, de watervrije vorm. Wordt onder andere in de bouw als vulstof gebruikt.

Bij het verhitten van gips boven 150°C dehydrateert het mineraal gedeeltelijk, een verlies van water uit zijn kristalrooster en wordt het mono-hydraat gevormd:

CaSO₄·4H₂O → CaSO₄·H₂O (s) + 3 H₂O

Wordt het mono-hyrdaat verder verwarmd (180°C), ontstaat calciumsulfaat zonder kristalwater we spreken dan van het anhydraat.

Gips is zacht. Op de hardheidsschaal van Mohs is het hardheid twee. Met een vingernagel kan men een kras maken in het gips, wat aangeeft dat gips zachter is dan nagel. Gips komt ook in de natuur voor en er kunnen dikke afzettingen in gesteentelagen aanwezig zijn. Doordat gips van nature erg zacht is zal het snel eroderen. Meestal als gips in de formatie van een bergen aanwezig is, zullen de gipslagen onder gesteentelagen van minder erosiegevoelige gesteenten als zandsteen en kalksteen. Een voorbeeld van een berg die gedeeltelijk uit gips bestaat is de Dent du Villard.

Doordat gips kristalwater bevat kan het worden gebruikt als brandvertrager. Mede hierdoor wordt gips veel toegepast in de bouw. Het wordt dus ingezet als een vlamvertrager, bijvoorbeeld in verf of plafondelementen. Het mechanisme van de vlamvertraging gaat als volgt. De energie van de brand wordt gebruikt om het kristalwater te verwijderen. Daarbij ontstaat eerst CaSO₄·½H₂O en bij voldoende hoge temperatuur tenslotte CaSO₄.

Gips zet bij verharding iets uit (0,5%).

[bewerken] Productie

Een hand in gipsverband

Krijtjes worden meestal van gips gemaakt

Gipskristallen in Nieuw-Zuid-Wales, Australië

Gipsbranderij

Gezien de productie kan het gips onderverdeeld worden in drie types:

• Natuurgips wordt gedolven in sites uit de natuur, vooral in Frankrijk, in het bekken rond Parijs. De eerste gipslagen ontstonden zo'n 100 tot 200 miljoen jaar geleden door verdamping van het zeewater in de ondiepe wateren van de aarde.
• Fosfo-gips ontstaat bij de recyclage van fosfaten uit de kunstmeststoffen-industrie. Dit gips bevat zeer veel radon, een radio-actief gas dat permanent ontsnapt uit het gips, en voor een verhoogde radio-activiteit zorgt. In bepaalde landen is dit gipstype verboden.
• Sulfo-gips ontstaat bij de recyclage uit de met steenkool aangedreven elektriciteitscentrales. Dit is beter bekend als RO-gips (rookgasontzwaveling-gips). Simpel gezegd worden de rookgassen door een kalkemulsie gevoerd en dan geoxideerd, waardoor het zwavel uit de steenkool zich bindt aan de kalk. Door er nog eens flink zuurstof doorheen te blazen verandert het calciumsulfiet in sulfaat en hebben we gips met een hoge zuiverheidgraad.

[bewerken] Gips in de geneeskunde

Gips wordt, met verband verstevigd, gebruikt om gebroken of verstuikte lichaamsdelen te fixeren, het zogenaamde gipsverband of (Vlaams) plaaster. In 1851 beschreef de Nederlandse militaire arts Antonius Mathijsen voor het eerst het gipsverband.

Gips wordt ook door (orthopedische) medici gebruikt als een osteoconductieve botvervanger. Botvervangers worden toegepast bij botbreuken die niet spontaan helen of wanneer er loze ruimtes binnen het bot opgevuld dienen te worden

Gips wordt door cellulair weefsel herkend als een mineraal waardoor het oplost ofwel resorbeert. Door het productieproces van gips te controleren ontstaat er een uniforme kristalstructuur. Deze uniformiteit maakt het mogelijk om de resorptiesnelheid en de biologische response te voorspellen. De snelheid van resorptie is daardoor gelijk aan de aanmaak van botweefsel (6 tot 8 weken). Door de vorm en grootte van de kristallen, ontstaat er een netwerk waar nieuw gevormd botweefsel doorheen kan groeien.

In het geval van een infectie is het mogelijk om gips te mengen met een antibioticum zoals Tobramycine. De afgifte van het antibioticum wordt gereguleerd waardoor een er constante afgifte van antibiotica plaats vindt tot week vijf. Het antibioticum wordt lokaal, op de plaats van het defect, afgegeven. Dit resulteert in therapeutische hoeveelheden antibiotica op de plaats van de ingreep en er worden hierdoor lage systemische hoeveelheden antibiotica gerealiseerd.

Klinisch gebruik van gips als botvervanger voor tandheelkundige en orthopedische indicaties wordt al ruim een eeuw in de literatuur beschreven In 1925 omschreef Kofmann, in een overzicht van Bahn het succesvolle gebruik van gips bij het opvullen van loze ruimtes in het bot, waaronder één met een abces in de tibia 7 jaar na de operatie. Van 1925 tot 1945 beschreven Oehlecker, Nordmann, Edberg en Nielson vele successen van het gebruik van gips bij het opvullen van loze ruimtes in het bot waaronder resectie van maligne cysten en tumoren. Van 1957 tot 1978 gebruikte Peltier^[1] gips als botvervanger voor onder meer traumatische defecten in de tibia, femur fracturen, bot cysten en tumoren.

Uit diverse studies is gebleken dat gips een goed alternatief is voor autoloog botweefsel^[2]. Ook is gebleken dat calciumsulfaat een uitstekend hulpmiddel is bij gewrichtsvervanging, doordat het als vulling gebruikt wordt voor loze ruimtes / botdefecten en als vervanging dient voor autografts en allografts^[3]. De door de jaren heen verrichtte onderzoeken hebben ertoe geleid dat gips tegenwoordig als hoofdbestanddeel wordt gebruikt bij botvervangers.

[bewerken] Gips in de bouw

In de bouw wordt gips als pleister en gipsplaten gebruikt.

Reeds in de oudheid werd gips als bouwmateriaal gebruikt, bijv. bij de bouw van de piramiden van Gizeh, of de Alabastermoskee in Caïro. De Grieken gebruiken het materiaal voor versieringen aan huizen.

Gips wordt soms aan cement toegevoegd om de reactie te vertragen. Deze mengeling is echter ten zeerst af te raden omwille van het risico op vorming van agressieve zouten zoals ettringite.

[bewerken] Andere gebruiken

• Afgietsels van beelden worden ook van gips gemaakt. Vandaar dat zo'n beeld ook een gips wordt genoemd
• Ook wordt gips wel in de beeldhouwkunst gebruikt om eenmalige mallen te maken voor afgietsels in diverse materialen
• Gips, vermengd met vuurvaste materialen als chamotte, wordt ook gebruikt om vuurvaste gietvormen van te maken bij het bronsgieten in de Cire perdue methode.
• Bij het werken met gietklei, zoals in de keramische industrie bij het maken van bijvoorbeeld toiletpotten, worden gipsen gietkappen gebruikt als matrijs en om water aan de gietklei te onttrekken
• Schoolbordkrijt
• Vulstof in verf en in tandpasta
• Calciumsulfaat is ook toegelaten als Voedingsadditief voor voedingsmiddelen. Het E-nummer van calciumsulfaat is E516
• Grondverbeteraar
• CaSO₄ wordt in zijn watervrije toestand soms gebruikt in vuurwerk als Hoge-temperatuur oxidator zoals in rode sterren of sommige flash composities.
• Archeologisch conservatie- en restauratiewerk