Jarosite - Jarosite

Jarosite
Jarosit na křemenu Síran železnatý draselný Arabia District, Pershing County, Nevada 2779.jpg
Jarosite na křemenu z okresu Arabia, Pershing County, Nevada
Všeobecné
Kategorie Sulfátové minerály
Vzorec
(opakující se jednotka) 		KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6
Strunzova klasifikace 7. BC.10
Dana klasifikace 30.2.5.1
Krystalový systém Trigonální
Krystalová třída Kosočtverečný ( 3 m)
Symbol HM : ( 3 m)
Vesmírná skupina R 3 m
Jednotková buňka a = 7,304  Á , c = 17,268 Á; Z = 3
Identifikace
Hmotnost formule 500,8 g/mol
Barva Jantarově žlutá nebo tmavě hnědá
Krystalový zvyk Krystaly jsou obvykle pseudokubické nebo tabulkové, také jako zrnité krusty, uzlíky, vláknité hmoty nebo konkrementy.
Výstřih Rozlišuje se na {0001}
Zlomenina Nerovnoměrné až konchoidální
Houževnatost Křehký
Mohsova stupnice tvrdosti 2,5 - 3,5
Lesk Subadamantine až sklivce, pryskyřice na zlomeninách
Pruh světle žlutá
Diaphaneity Průhledný až průsvitný
Specifická gravitace 2,9 až 3,3
Optické vlastnosti Jednoosý (-), obvykle anomálně dvouosý s velmi malým 2V
Index lomu n ω = 1,815 až 1,820; n ε = 1,713 až 1,715
Dvojlom 0,102 až 0,105
Pleochroismus E bezbarvá, velmi světle žlutá nebo světle zelenožlutá, O tmavě zlatožlutá nebo červenohnědá
Rozpustnost Nerozpustný ve vodě. Rozpustný v HCl.
Další vlastnosti Silně pyroelektrický . Nefluorescenční. Sotva detekovatelná radioaktivita
Reference

Jarosit je základní hydratovaný síran z draselného a železitého železa (Fe-III), s chemickým vzorcem KFE 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 . Tento síranový minerál vzniká v rudních usazeninách oxidací sulfidů železa . Jarosit se často vyrábí jako vedlejší produkt při čištění a rafinaci zinku a je také běžně spojován s drenáží kyselých dolů a kyselým síranovým půdním prostředím.

Fyzikální vlastnosti

Krystaly jarositu ze Sierra Peña Blanca, Aldama, Chihuahua, Mexiko (5,6 x 3,1 x 1,6 cm)

Jarosit má trigonální krystalovou strukturu a je křehký, s bazálním štěpením, tvrdostí 2,5-3,5 a měrnou hmotností 3,15-3,26. Je průsvitný až neprůhledný se sklivcem až matným leskem a je zbarven tmavě žlutě až žlutohnědě. Někdy může být zaměňována s limonitem nebo goethitem, s nimiž se běžně vyskytuje v gossanu (oxidované víčko nad tělem rudy). Jarosit je železo analog síranu draselno-hlinitý, alunite .

Solidní řada řešení

Alunite supergroup zahrnuje alunite , jarosit, beudantite , crandallite a florencite podskupin. Alunitové supergrupové minerály jsou navzájem isostrukturální a dochází k jejich substituci, což má za následek několik sérií pevných roztoků . Alunitová superskupina má obecný vzorec AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 6 . V alunitové podskupině B je Al a v jarositové podskupině B je Fe 3+ . Podskupina beudantitů má obecný vzorec AB 3 (XO 4 ) (SO 4 ) (OH) 6 , krandalitová podskupina AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 5 • H 2 O a florencitová podskupina AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 5 nebo 6 .

Krystalová struktura jarositu Barevný kód: Draslík, K: purpurový; Síra, S: olivová; Železo, Fe: fialovo-modrá; Buňka: nebesky modrá.

V sérii jarosit-alunit může Al nahrazovat Fe a kompletní řadu pevných roztoků mezi jarositem a alunitem , pravděpodobně existuje KAl 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 , ale mezičleny jsou vzácné. Materiál z Kopece v České republice má přibližně stejné Fe a Al, ale množství Al v jarositu je obvykle malé.

Když jarosit formy z pyritu oxidace sedimentárních hlinky, hlavní zdroje K + jsou illit , non-bentonit nebo draselného živce . V jiných geologických podmínkách může být změna slídy také zdrojem draslíku.

V sérii jarosit-natrojarosit Na nahrazuje K alespoň na Na/K = 1: 2,4, ale čistý sodný koncový člen NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 není v přírodě známý. Minerály s Na> K jsou známé jako natrojarosit . Tvorba koncových členů (jarosit a natrojarosite) je zvýhodněna nízkoteplotním prostředím, nižším než 100 ° C, a je ilustrována oscilačním zónováním jarositu a natrojarositu nalezeného ve vzorcích z dolu Apex, Arizona a Gold Hill, Utah . To naznačuje, že mezi dvěma koncovými členy existuje široká mezera mísitelnosti , a je pochybné, zda existuje kompletní řada mezi jarositem a natrojarositem.

V hydroniumjarosite na hydronium iontů H 3 O + může také nahradit K + , se zvýšeným obsahem hydroniových iontů způsobuje významný pokles mříž parametr C , je zde malá změna v . Hydroniumjarosit se bude tvořit pouze z roztoků s nedostatkem alkálií, protože přednostně se tvoří jarosit bohatý na alkálie.

Dvojmocné kationty mohou také nahradit jednovazný kation K + v místě A. Rovnováhy náboje lze dosáhnout třemi způsoby.

Za prvé tím, že nahradí dvě monovalentní kationty jeden dvojmocný kation, a opouštět místa pracovního místa A, jak je v plumbogummite , Pb 2+ Al 3 (PO 4 ) 2 (OH) 5 .H 2 O, který je členem crandallite podskupiny.
Za druhé začleněním dvojmocných iontů do míst B, jako v osarizawaite , Pb 2+ Cu 2+ Al 2 (SO 4 ) 2 (OH) 6 , podskupina alunitů a beaverit , Pb 2+ Cu 2+ (Fe 3+ , Al ) 2 (SO 4 ) 2 (OH) 6 , jarositová podskupina.
Zatřetí nahrazením dvojmocných aniontů trojmocnými anionty, jako v beudantitové podskupině PbFe 3+ 3 (AsO 4 ) 3− (SO 4 ) (OH) 6 .

Dějiny

Jarosite byl poprvé popsán v roce 1852 Augustem Breithauptem v Barranco del Jaroso v Sierra Almagrera (poblíž Los Lobos, Cuevas del Almanzora, Almería , Španělsko ). Název jarosite je také přímo odvozen od Jara, španělského názvu žlutého květu, který patří do rodu Cistus a roste v této sierře. Minerál a květ mají stejnou barvu.

Tajemné koule hlíny o průměru 1,5 až 5 palců a pokryté jarositem byly nalezeny pod Chrámem opeřeného hada , starobylou šestiúrovňovou stupňovitou pyramidou 30 mil od Mexico City.

Průzkum Marsu

Síran železitý a jarosit byly detekovány třemi marťanskými rovery: Spirit , Opportunity a Curiosity . Tyto látky svědčí o silně oxidačních podmínkách panujících na povrchu Marsu . V květnu 2009 se rover Spirit zasekl, když přejel kousek měkkého síranu železitého, který byl ukryt pod dýhou normálně vypadající půdy. Protože síran železnatý má velmi malou soudržnost, kola roveru nemohla získat dostatečnou trakci k vytažení těla roveru z náplasti síranu železnatého. Pokusilo se vyprostit rover několika technikami, ale kola nakonec klesla tak hluboko do síranu železa, že tělo roveru spočinulo na marťanském povrchu, což bránilo kolům vyvíjet jakoukoli sílu na materiál pod nimi. Protože se týmu JPL nepodařilo obnovit mobilitu Spirit , znamenalo to pro rover konec cesty.

Hluboký vrt v Antarktidě

Na Zemi je jarosit spojován hlavně s konečným stupněm oxidace pyritu v jílovém prostředí a lze jej nalézt také v odpadu z hlušiny, kde převládají kyselé podmínky. Navzdory všem očekáváním byl jarosit také náhodně objeven v malých množstvích ve formě malých prachových částic v ledových jádrech získaných z hlubokého vrtu v Antarktidě . Tento překvapivý objev učinili geologové, kteří hledali konkrétní minerály schopné indikovat cykly doby ledové ve vrstvách 1620 metrů dlouhého jádra ledu. Geologové spekulují, že jarositový prach se mohl také hromadit v ledu na ledovcích na Marsu. Tato hypotéza je však předmětem kontroverzí, protože na Marsu mohou být ložiska jarositu velmi silná (až 10 metrů); ale Mars je také velmi prašná planeta a při absenci deskové tektoniky na Marsu se během delšího období mohly hromadit ledové usazeniny prachu.

Použití ve vědě o materiálech

Jarosit je také obecnějším termínem označujícím rozsáhlou skupinu sloučenin ve formě AM 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 , kde A + = Na , K , Rb , NH 4 , H 3 O , Ag , Tl a M 3+ = Fe , Cr , V . Ve fyzice kondenzovaných látek a vědě o materiálech jsou známí tím, že obsahují vrstvy s mřížkovou strukturou kagome , týkající se geometricky frustrovaných magnetů .

Viz také

Reference

externí odkazy