Destinezite: physicochemical and calorimetric study

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Destinezite (Fe3+ Al0.02)(PO4)0.99(SO4)0.90(OH)1.20 ⋅ 5.97H2O (Czech Republic) has been studied by thermal and electron-microprobe analyses, X-ray powder diffraction, IR, Raman, and Mössbauer spectroscopy. The enthalpy of formation of destinezite Fe3 +(PO4)(SO4)(OH)⋅6H2O from the elements ∆fH0(298.15 K) = −4258 ± 12 kJ/mol was determined by the method of solution calorimetry in melt lead borate 2PbO ⋅ B2O3 on a Calvet microcalorimeter Setaram (France). The value of its absolute entropy S0(298.15 K) = 462.0 J/(mol⋅K) was estimated, the entropy of formation ∆fS0(298.15 K) = −2054 J/(mol⋅K) and the Gibbs energy of formation from the elements ∆fG0(298.15 K) = −3646 kJ/mol.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Yu. D. Gritsenko

Lomonosov Moscow State University; Fersman Mineralogical Museum, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ygritsenko@rambler.ru

Geological Faculty

Russian Federation, Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991; Leninsky pr., 4, Moscow, 119692

L. P. Ogorodova

Lomonosov Moscow State University

Email: logor48@mail.ru

Geological Faculty

Russian Federation, Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991

M. F. Vigasina

Lomonosov Moscow State University

Email: ygritsenko@rambler.ru

Geological Faculty

Russian Federation, Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991

L. V. Melchakova

Lomonosov Moscow State University

Email: ygritsenko@rambler.ru

Geological Faculty

Russian Federation, Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991

D. A. Ksenofontov

Lomonosov Moscow State University

Email: ygritsenko@rambler.ru

Geological Faculty

Russian Federation, Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991

S. K. Dedushenko

NUST MISIS

Email: ygritsenko@rambler.ru
Russian Federation, Leninsky pr., 4, Moscow, 119049

References

  1. Герман Л. Д. (1956) О дестинезите в зоне окисления колчеданного месторождения Блява на Южном Урале. Записки Всесоюзного Минералогического Общества. 85, 574–577.
  2. Гриценко Ю. Д., Огородова Л. П., Вигасина М. Ф., Косова Д. А., Дедушенко С. К., Мельчакова Л. В., Ксенофонтов Д. А. (2023а) Термодинамические свойства кокимбита и алюминококимбита. Геохимия. 68(6), 622–628.
  3. Gritsenko Yu D., Ogorodova L. P., Vigasina M. F., Kosova D. A., Dedushenko S. K., Melchakova L. V., Ksenofontov D. A. (2023) Thermodynamic Properties of Coquimbite and Aluminocoquimbite. Geochem. Int. 61(6), 643–649.
  4. Гриценко Ю. Д., Еремина Е. Н., Вигасина М. Ф., Вяткин С. В., Огородова Л. П., Мальцев В. В., Мельчакова Л. В. (2023б) Содалит: спектроскопические и термохимические исследования. Геохимия. 68(7), 720–729.
  5. Gritsenko Yu D., Eremina E. N., Vigasina M. F., Vyatkin S. V., Ogorodova L. P., Maltsev V. V., Melchakova L. V. (2023) Sodalite: spectroscopic and thermochemical investigations. Geochem. Int. 61(7), 735–743.
  6. Иванова В. П., Касатов Б. К., Красавина Т. Н., Розинова Е. Л. (1974) Термический анализ минералов и горных пород. Ленинград: Недра, 400 с.
  7. Иевлев А. Л., Ширяева Л. Л. (1987) Дестинезит Пай-Хоя. Труды Института геологии Коми НЦ УрО АН СССР. 58, 88–92.
  8. Киселева И. А. (1976) Термодинамические свойства и устойчивость пиропа. Геохимия. (6), 845–854.
  9. Киселева И. А., Огородова Л. П., Топор Н. Д., Чигарева О. Г. (1979) Термохимическое исследование системы СаО–MgO–SiO2. Геохимия. (12), 1811–1825.
  10. Котельников А. Р., Кабалов Ю. К., Зезюля Т. Н., Мельчакова Л. В., Огородова Л. П. (2000) Экспериментальное изучение твердого раствора целестин-барит. Геохимия. (12), 1286–1293.
  11. Kotel’nikov A.R., Kabalov Yu K., Zezyulya T. N., Mel’chakova L.V., Ogorodova L. P. (2000) Experimental study of celestine -barite solid solution. Geochem. Int. 38(12), 1181–1187.
  12. Огородова Л. П., Киселева И. А., Мельчакова Л. В., Вигасина М. Ф., Спиридонов Э. М. (2011) Калориметрическое определение энтальпии образования пирофиллита. Журнал Физической Химии. (9), 1609–1611.
  13. Швецова И. В., Юдович Я. Э. (1996) Находка дестинезита на Приполярном Урале. Труды Института геологии Коми НЦ УрО РАН. 90, 90–93.
  14. Ширяева Л. Л., Модянова Г. Н. (2000) Анализ термической деструкции минералов с двойными комплексными анионами на примере дестинезита. Труды Института геологии Коми НЦ УрО Российской АН. 106, 125–138.
  15. Юдович Я. Э., Кетрис М. П., Рыбина Н. В. (2020) Геохимия фосфора Сыктывкар: Геопринт, 511 с.
  16. Сhukanov N. V. (2014) Infrared Spectra of Mineral Species: Extended Library. Springer Verlag GmbH, Dordrecht–Heidelberg–New York–London, 1726 p.
  17. Farmer V. C. (1974) The infrared spectra of minerals. Mineralogical Society 41, Queen’s Gate London SW7 5HR, 538 p.
  18. Frost R., Palmer S. (2011a) Raman spectroscopic study of the minerals diadochite and destinezite Fe3+(PO4, SO4)2(OH)∙6H2O: Implications for soil science. J. Raman Spectrosc. 42(7), 1589–1595.
  19. Frost R., Palmer S. (2011b) Thermal stability of the soil minerals destinezite and diadochite Fe3+(PO4)(SO4)(OH)∙6H2O – Implications for soils in bush fires. Thermochim. Acta. 521, 121–124.
  20. IMA list of minerals. http://cnmnc.main.jp/IMA_Master_List_(2021–11).pdf.
  21. Koszowska E., Wesełucha-Birczyńska A., Borzęcka-Prokop B., Porębska E. (2004) Micro and FT-Raman characterization of destinezite. J. Mol.Struct. 744–747, 845–854.
  22. Ogorodova L. P., Melchakova L. V., Kiseleva I. A., Belitsky I. A. (2003) Thermochemical study of natural pollucite. Thermochim. Acta. 403, 251–256.
  23. Peacor D. R., Rouse R. C., Coskren T. D., Essene E. J. (1999) Destinezite (“diadochite”), its crystal structure and role as a soil1 mineral at Alum Cave Bluff, Tennessee. Clays and Clay Minerals. 47, 1–11.
  24. Peng Wenshi, Liu Gaokui (1982) Infrared spectra of minerals. Beijing: Science, 473 p.
  25. Robie R. A., Hemingway B. S. (1995) Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298.15 K and 1 bar (105 pascals) pressure and at higher temperatures. U. S. Geol. Surv. Bull. 2131, 461 p.
  26. Trąbska J., Wesełucha-Birczyńska A., Trybalska B., Przybyła M., Byrska-Fudali M. (2016) Raman microspectroscopy and SEM/EDS in the investigation of white and red painting from Celtic pottery from a Modlniczka site in Poland. Vib. Spectrosc. 86, 233–243.
  27. Ushakov S. V., Helean K. V., Navronsky A., Boatner L. A. (2001) Thermochemistry of rare-earth orthophosphates. J. Mater. Res. 16(9), 2623–2633.
  28. Velasco F., de la Pinta N., Tornos F., Briezewski T., Larrañaga A. (2020) The relationship of destinezite to the acid sulfate alteration at the EI Laco magnetite deposit104 Chile. Am. Mineral. 105, 860–872.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Infrared absorption spectra of the studied destinezite (spectral resolution 2 cm−1): (a) – initial sample, (b) – sample heated to 170 °C, (c) – to 600 °C, (d) – to 800 °C, (d) – to 1000 °C; *areas of Vaseline oil bands are marked.

Download (306KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Raman spectrum of the studied destinezite (laser beam output power − 13 mW, focal spot diameter − 20 µm at 40x magnification, signal accumulation was carried out for 1 s with averaging over 100 exposures).

Download (130KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Mössbauer spectrum of a destinezite sample at room temperature (source 57Co/Rh, activity 0.16 GBq).

Download (50KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Heating curves of the studied destinezite (heating rate 10 deg/min, sample weight 99.0 mg).

Download (120KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences