Gips

Gips
	Structuur van calciumsulfaat, van gips
Mineraal
Chemische formule	CaSO4·2H2O
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
Kristalstelsel	monoklien
Brekingsindices	Np1,521, Nm1,523, Ng1,531
Dubbele breking	0,010
Overige eigenschappen
Veredeling	kleuren, impregneren
Bijzondere kenmerken	De fijnkorrelige variëteit heetalbast,de vezelige variëteit die het kattenoogeffect vertoontseleniet.
Lijst van mineralen
Portaal	Aardwetenschappen

Gips,afgeleid van hetGriekseγύψος,dat krijt of gips betekent, is eenmineraaldat grotendeels uitcalciumsulfaatCaSO₄bestaat, eenverbindingvan het calcium- en het sulfaation.^[1]

Fysische eigenschappen en voorkomen

In de natuur komt calciumsulfaat in kristallijne vorm alsselenieten alsalbastvoor. Deze vormen hebben twee moleculenkristalwaterin hetkristalrooster:CaSO₄·2H₂O.

Calciumsulfaat kan meerdere verschijningsvormen aannemen, maar die hebben geen effect op het chemische gedrag van de stof.

di-hydraat,CaSO₄· 2H₂O, het uitgeharde gips of de gipskristallen die in de natuur worden aangetroffen;
hemi-hydraat,2 CaSO₄· H₂O, calciumsulfaathemihydraat of dicalciumsulfaatmonohydraat, een gipspoeder dat bij toevoeging vanwaterweer kristalwater opneemt en daardoor weer hard wordt en weer het di-hydraat vormt;
gamma-anhydraat,CaSO₄,de waterarme vorm. Wordt onder andere gebruikt voordroogmiddelen.
bèta-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: het verliest water uit zijn kristalrooster en er wordt hemi-hydraat gevormd:

${\ce {2 CaSO4. 4 H2O -> (CaSO4)2. H2O + 3H2O}}$

Wordt het hemi-hydraat verder verwarmd (180 °C), dan ontstaat er calciumsulfaat met zeer weinig kristalwater. We spreken dan van het gamma-anhydraat. Bij toevoegen van water gaat dit weer over in het di-hydraat. Dit wordt onder meer gebruikt voordroogmiddelen. Wordt het hemi-hydraat nog verder verwarmd (250 °C), dan ontstaat calciumsulfaat zonder kristalwater. We spreken dan van bèta-anhydraat. Dit heeft een ander kristalrooster dan gamma-anhydraat en neemt geen water op, zelfs niet over geologische tijdspannen.

Gips is zacht. Op dehardheidsschaal van Mohsheeft het hardheid twee. Met een vingernagel kan men een kras maken in gips, wat aangeeft dat gips zachter is dan nagel. Gips komt in de natuur voor en er kunnen dikke afzettingen in gesteentelagen van aanwezig zijn. Doordat gips van nature erg zacht is, zal het snel eroderen. Als gips in de formatie van eenbergaanwezig is, zullen de gipslagen zich onder gesteentelagen van mindererosiegevoeligegesteenten als zandsteen en kalksteen bevinden. Een voorbeeld van een berg die gedeeltelijk uit gips bestaat, is deDent du Villard.

Doordat gips kristalwater bevat, kan het worden gebruikt als brandvertrager. Mede hierom wordt gips veel toegepast in de bouw. Het wordt dus ingezet als eenvlamvertrager,bijvoorbeeld inverfof plafondelementen. Het mechanisme van de vlamvertraging gaat als volgt. De energie (warmte) van de brand maakt hetkristalwatervrij. Daarbij ontstaat eerst CaSO₄· ½H₂O en bij voldoende hoge temperatuur ten slotte CaSO₄.

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

Productie

Gips kan op diverse manieren verkregen worden. Hieronder de drie belangrijkste bronnen van gips:

Natuurgipswordt 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-gipsontstaat als restproduct bij de productie van fosfaten. Fosfaten worden toegepast in diverse processen en producten als voedings- en metaalproducten, waterbehandeling en -zuivering, meststoffen, verven en papier. Dit type gips wordt gekenmerkt door een hoge zuiverheidsgraad en een helwitte kleur.
Sulfo-gipsontstaat bij de recyclage uit de met steenkool aangedreven elektriciteitscentrales. Dit is beter bekend als RO-gips (rookgasontzwavelingsgips). Simpel gezegd worden de rookgassen door een kalk-emulsie gevoerd en dan geoxideerd, waardoor het zwavel uit de steenkool zich bindt aan de kalk. Als er zuurstof doorheen geblazen wordt, verandert het calciumsulfiet in sulfaat en ontstaat gips met een hoge zuiverheidsgraad.

Gips in de geneeskunde

Gips wordt, met verband verstevigd, gebruikt om gebroken of verstuikte lichaamsdelen te fixeren, het zogenaamdegipsverband.^[1] In1851beschreef de Nederlandse militaire artsAntonius Mathijsenvoor 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 moeten worden

Gips wordt door cellulair weefsel herkend als een mineraal, waardoor het oplost (geresorbeerd wordt). Door het productieproces van gips te controleren ontstaat er een uniforme kristalstructuur. Deze uniformiteit maakt het mogelijk om de resorptiesnelheid en de biologische respons 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 botweefsel doorheen kan groeien.

In het geval van een infectie is het mogelijk om gips te mengen met eenantibioticumzoalstobramycine.De afgifte van het antibioticum wordt gereguleerd, waardoor er een constante afgifte van het antibioticum plaatsvindt 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 bot, waaronder een met een abces in hetscheenbeen7 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 bot, waaronder resectie van maligne cysten en tumoren. Van 1957 tot 1978 gebruikte Peltier^[2]gips als botvervanger, onder meer voor traumatische defecten in hetscheenbeen,femurfracturen,botcysten en tumoren.

Uit diverse studies is gebleken dat gips een goed alternatief is voor autoloog botweefsel.^[3]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.^[4]De door de jaren heen verrichte onderzoeken hebben ertoe geleid dat gips tegenwoordig als hoofdbestanddeel wordt gebruikt bij botvervangers.

Gips in de bouw

In de bouw wordt gips alspleister,gipsblokkenengipsplatengebruikt.

Reeds in deoudheidwerd gips als bouwmateriaal gebruikt, bijvoorbeeld bij de bouw van depiramidenvanGizeh,of de Alabastermoskee inCaïro.De Grieken gebruiken het materiaal voor versieringen aan huizen.

Gips wordt soms aancementtoegevoegd om de reactie te vertragen. Deze mengeling is echter zeer af te raden vanwege het risico op vorming van agressieve zouten zoalsettringiet.

Andere toepassingen

In de landbouw, alspH-neutralemeststof.^[5]
Het Italiaanse woord voor gips isgesso.Een mengsel van gips en lijm werd vanouds gebruikt als schildergrond, degesso grosso.Doodgeweekte gips vermengd met lijm, werd hierover als afwerkingslaag aangebracht de z.g.gesso sottile.
Gips wordt wel in de beeldhouwkunst gebruikt om eenmaligemallente maken voor afgietsels in diverse materialen.
Gips, vermengd met vuurvaste materialen alschamotte,wordt gebruikt om vuurvastegietvormente maken bij hetbronsgietenmet deverlorenwasmethode.
Afdrukmateriaal in de tandheelkunde
Afgietsels vanbeeldenworden van gips gemaakt. Vandaar dat zo een beeld ook een 'gips' wordt genoemd.
Alabastine
Archeologisch conserverings- en restauratiewerk
Bindstof in inbedmaterialen en soldeermaterialen
Calciumsulfaat is toegelaten alsvoedingsadditiefvoorvoedingsmiddelen
Duplicatiemateriaal voor modellen
HetE-nummervan calciumsulfaat is E516. Het wordt onder andere als bindmiddel voortofudan wel tahoe gebruikt.
Grondverbeteraar
Schoolbordkrijtjes
Slibgieten:bij het werken met gietklei,zoals in dekeramische industrie,bij het maken van bijvoorbeeldtoiletpotten,worden gipsen gietkappen gebruikt als mal en om water aan de gietklei te onttrekken
Vulstof in verf en in tandpasta
CaSO₄wordt in zijn watervrije toestand soms gebruikt in vuurwerk als hogetemperatuuroxidator,zoals in rode sterren of sommige flashcomposities.

Voetnoten

↑^a ^bIn veel streken, niet alleen in Vlaanderen, is het woord 'plaaster' het gebruikelijke woord, dus ook 'plaasterverband'.
etymologiebank.nl.Pleister - (kalkmengsel; stukje verband met klevende uiteinden)die beide woorden samen vermeldt.
↑Peltier, L.F. and Speer, D.P.: Calcium sulfate. In Bone Grafts and Bone substitutes (Habal, M.B. and Reddi, A.H., eds.) pp. 243-251, 1993.
↑Alexander DI, Manson NA, Mitchell MJ.: Efficacy of Calcium Sulfate Plus Decompression Bone in Lumbar and Lumbosacral Spinal Fusion: Preliminary Results in 40 Patients. Can J Surg 2001; 44(4): 262-266.
↑Blaha JD.: Calcium Sulfate Bone-Void Filler. Orthopedics 1998; 21(9): 1017-1019.
↑Koch - Eurolab, Kalkmeststoffen.Gearchiveerdop 28 november 2022.

Mediabestanden die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden op de paginaGipsopWikimedia Commons.

[plaaster-1] In veel streken, niet alleen in Vlaanderen, is het woord 'plaaster' het gebruikelijke woord, dus ook 'plaasterverband'.
etymologiebank.nl.Pleister - (kalkmengsel; stukje verband met klevende uiteinden)die beide woorden samen vermeldt.

[2] Peltier, L.F. and Speer, D.P.: Calcium sulfate. In Bone Grafts and Bone substitutes (Habal, M.B. and Reddi, A.H., eds.) pp. 243-251, 1993.

[3] Alexander DI, Manson NA, Mitchell MJ.: Efficacy of Calcium Sulfate Plus Decompression Bone in Lumbar and Lumbosacral Spinal Fusion: Preliminary Results in 40 Patients. Can J Surg 2001; 44(4): 262-266.

[4] Blaha JD.: Calcium Sulfate Bone-Void Filler. Orthopedics 1998; 21(9): 1017-1019.

[5] Koch - Eurolab, Kalkmeststoffen.Gearchiveerdop 28 november 2022.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]