Determinação de água estrutural em minerais do grupo da romeíta por espectroscopia Raman, Trabalhos de Mineralogia e Processos Minerais

Baixe Determinação de água estrutural em minerais do grupo da romeíta por espectroscopia Raman e outras Trabalhos em PDF para Mineralogia e Processos Minerais, somente na Docsity! DETERMINAÇÃO DE ÁGUA ESTRUTURAL EM MINERAIS DO GRUPO DA ROMEÍTA POR ESPECTROSCOPIA RAMAN Gerson Anderson de C. Lopes1, 2, Marcelo B. de Andrade2, Daniel Atencio3 1 Laboratório de Física – Universidade do Estado do Amapá ([email protected]); 2 Instituto de Física de São Carlos – Universidade de São Paulo; 3 Instituto de Geociências – Universidade de São Paulo AGRADECIMENTOS INTRODUÇÃO OBJETIVOS EQUIPAMENTOS OCORRÊNCIAS RESULTADOS E DISCUSSÃO Os minerais do grupo da romeíta fazem parte do supergrupo do pirocloro de fórmula geral A2-mB2X6-wY1-n, e são caracterizados pela predominância de Sb na posição cristalográfica B. A posição A é tipicamente ocupada por um cátion de raio iônico entre 0,87Å e 1,55Å; B é tipicamente ocupada por cátions com raios iônicos entre 0,40Å e 0,78Å. Em X normalmente se encontra O2-, porém também pode-se incluir OH- ou F. A posição Y é tipicamente ocupada por ânions, O2-, F-, H2O, OH-, ou um cátion monovalente de raio iônico grande (>> 1.0 Å) como K+, Cs+, Rb+. CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS Três amostras (MC1-3) de minerais do grupo da romeíta foram obtidas das localidades: a) Kalugeri Hill, Vale de Babuna, cordilheira Jakupica, assentamento de Nezilovo, cidade de Veles, Macedônia (MC1); b) Mina de Prabornaz, comuna de Saint Marcel, Vale de Aosta, Itália (MC2 e MC3). Estas amostras foram analisadas por Espectroscopia Raman, utilizando lasers de 532, 633 e 785nm, grades de difração de 600 e 1800 ranhuras/mm, objetivas de 10x e 50x, e diâmetro de feixe de 1 μm. Os espectros foram comparados com o banco de dados RRUFF utilizando o software Crystal Sleuth. Estes dados contribuíram para identificar as amostras como pertencendo às espécies fluorcalcioromeíta (MC1) e hidroxicalcioromeíta (MC2 e MC3) e, junto com outras técnicas, para uma descrição e caracterização cristaloquímica completa e inédita de minerais do grupo da romeíta em duas diferentes ocorrências. Para se realizar uma determinação mais precisa da quantidade de água na estrutura, poderiam- se utilizar outras técnicas de caraterização, como CG-MS, DSC, TGA, FTIR ou difração de nêutrons em monocristal. Neste estudo não foi possível quantificar a presença de água pois a quantidade de amostra disponível foi bastante inferior à quantidade necessária para análises. RAMAN EM MINERAIS DO GRUPO DA ROMEÍTA Visou-se identificar as bandas Raman características da romeíta nas amostras analisadas e identificar a presença de água estrutural através da identificação das bandas correspondentes à H2O e OH-. VIBRAÇÕES E BANDAS RAMAN EM ÁGUA Mineral Bandas Vibração Ref. Hidróxicalcio- romeíta (lewisita) 507, 517, 565, 611, 725, 806 e 984 cm-1 300, 356 e 400 cm-1 1353 e 1447 cm-1 1599 cm-1 3200, 3328 e 3471 cm-1 3542 cm-1 Sb-O stretching O-Sb-O bending overtones H2O bending H2O stretching OH stretching 1 Oxicalcio- romeíta 509, 666 e 777* cm-1 295 cm-1 199 cm-1 Sb-O stretching O-Sb-O bending vibrações da rede 2 Fluorcalcio- romeíta 518 cm-1 790 e 827 cm-1 302 cm-1 3630 e 3686 cm-1 Sb-O stretching Overtones (Sb-O stretching) O-Sb-O bending OH stretching 3 Fluorcalcio- romeíta (romeíta) 518 cm-1 303 cm-1 Sb-O stretching O-Sb-O bending 1 Oxiplumbo- romeíta (bindheimeíta) 512, 656, 664, 749, 814 cm-1 293, 312, 328 e 351 cm-1 Sb-O stretching O-Sb-O bending 1 Hidróxiferro- romeíta 568, 650 e 709 cm-1 358, 436 e 466 cm-1 180 e 271 cm-1 1608, 1703 e 1773 cm-1 2936, 3074 e 3634 cm-1 Sb-O bridging Sb-O vibrações (O-Sb-O bending) vibrações da rede H-O-H bending O-H stretching 4 Stibio-romeíta (stibiconita) 522 cm-1 400 cm-1 199 cm-1 Sb-O stretching O-Sb-O bending 1 *Os autores informaram que essas bandas devem ser consideradas como prováveis Amostras MC1-3. Fotografias tiradas no IFSC-USP Micrografias das amostras MC1-3 obtidas no LABPETRO- IGc-USP Thermo-Almega microRaman system da University of Arizona (esquerda), e Sistema HORIBA LabRAM HR Evolution do IFSC-USP (direita). ANÁLISE ESPECTROSCÓPICA Observaram-se as bandas características de minerais do grupo da romeíta. A banda mais evidente no espectro correspondente ao stretching de Sb-O, na faixa de 400 a 600 cm-1, para o pico mais intenso. Esta banda é mostrada em torno de 510 cm-1. A figura mostra o intervalo de espectro característico das amostras e as bandas correspondentes ao bending de O-Sb-O estão na faixa de 200 a 400 cm-1 enquanto que os overtones na região acima 700 cm-1 3, 5. Espectro Raman da amostra MC3, realizado com laser de 532nm e grade de 1800 ranhuras/mm. O espectro é mostrado para o intervalo de 3200 a 4000 cm-1, com destaque para as linhas em 3588 e 3624 cm-1 correspondentes ao estiramento H-O. Espectro Raman da amostra MC3, realizado com laser de 532nm e grade de 1800 ranhuras/mm. O espectro é mostrado para o intervalo de 1500 a 1800 cm-1, com destaque para a linha em 1595 cm-1 correspondente à flexão do grupo H-O-H. Foi possível distinguir as bandas de água em meio ao ruído apenas no espectro da amostra MC3 [1] BAHFENNE, S.; FROST, R. L. Raman spectroscopic study of the antimonate mineral lewisite (Ca, Fe, Na) 2 (Sb, Ti) 2O6 (O, OH) 7. Radiation Effects & Defects in Solids: Incorporating Plasma Science & Plasma Technology, v. 165, n. 1, p. 46-53, 2010. [2] BIAGIONI, C. et al. Oxycalcioroméite, Ca2Sb2O6O, from Buca della Vena mine, Apuan Alps, Tuscany, Italy: a new member of the pyrochlore supergroup. Mineralogical Magazine, v. 77, n. 7, p. 3027-3037, 2013. [3] ATENCIO, D.; CIRIOTTI, M.; ANDRADE, M. Fluorcalcioromeite, (Ca,Na)2Sb2 5+(O,OH)6F, a new romeite-group mineral from Starlera mine, Ferrera, Grischun, Switzerland: description and crystal structure. 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