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Jarosita

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Jarosita
Jarosita
Jarosita em quartzo do Distrito da Arábia, condado de Pershing, Nevada, EUA.
Fórmula química KFe3(SO4)2(OH)6
Propriedades físicas
Peso molecular 500,8 g/mol
Solubilidade Insolúvel em água. Solúvel em HCl.

As jarositas são uma família de hidroxisulfatos de ferro formadas em ambientes ácidos e oxidantes. É um grupo muito diverso devido à alta flexibilidade de substituições que pode ter em diversos sítios de sua estrutura cristalina. Entretanto, a variação mais abundante e estável é a potássio-jarosita (comumente chamada apenas de jarosita), de composição KFe3(SO4)2(OH)6.[1]

Esses minerais alaranjados são formados em meios ácidos e oxidantes, podendo ser encontrados em drenos ácidos de mineração, minerais hipogênicos, em argilas ou em solos ácidos, por exemplo. Além disso, apresentam usos interessantes em hidrometalurgia.[2]

História

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Cristais de jarosita de Sierra Peña Blanca, Aldama, Chihuahua, México (5,6 x 3,1 x 1,6 cm)

A jarosita foi descrita pela primeira vez em 1852, pelo mineralogista August Breithaupt no Barranco del Jaroso, localizado na Sierra Almagrera (Almería, Espanha).

Presença em Marte
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Minerais de jarosita foram encontrados em diferentes regiões de Marte, como por exemplo na cratera de Gale, no Meridiani Planum e no Mawrth Vallis. Essas descobertas foram feitas tanto por espectrometria, a partir dos satélites Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) e Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), quanto por análises in situ, feitas pelo rover Opportunity. A identificação da jarosita é interessante pois pode indicar a presença de corpos d’água ácida superficial ou subsuperficial no passado do planeta. Tal conhecimento é importante do ponto de vista astrobiológico e geobiológico, se tornando um objeto de estudo para a busca por vida fora da Terra.[3][4][5]

Propriedades físicas e estrutura

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A jarosita é quebradiça e possui uma clivagem basal. Sua dureza varia de 2,5 até 3,5 e sua gravidade específica de 3,15 até 3,26. Ela pode ser translúcida ou opaca e de coloração amarelo escuro ou marrom amarelado. Às vezes o mineral pode ser confundido com limonita e goethita formadas no gosan.

Estrutura cristalina das jarositas. Código de cores: Potássio, K: roxo; enxofre, S: oliva; ferro, Fe: azul escuro; Célula: azul claro.

Sua estrutura cristalina se enquadra dentro do supergrupo das alunitas, as quais possuem a fórmula generalizada de AB3(TO4)2(OH,H2O)6, sendo que A representa os cátions que serão coordenados, já  B e T são os sítios com coordenação octaédrica e tetraédrica, respectivamente. O elemento dominante em B é trivalente e, no caso da jarosita, é o Fe3+.[2][6]

Substituições estruturais

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Devido a alta pluralidade de substituintes, principalmente nos sítios A e B da estrutura cristalina, as jarositas são organizadas como um grupo. A estrutura mais comum inclui o cátion K+ no sítio A. Entretanto, este pode ser substituído por diversos outros cátions, mono ou divalentes, em proporções de membro final ou também em pequenas trocas. As jarositas que podem ser formadas são, por exemplo a natrojarosita (Na+); hidrônio jarosita (H3O+); agentojarosita (Ag+); plumbojarosita (Pb2+); amôniojarosita (NH4+); entre outros.[2][7]

Síntese

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As jarositas são formadas pela oxidação do ferro férrico (Fe3+) em meio aquoso e ácido. No processo de síntese, ocorre a formação da schwertmannita, que é uma fase metaestável de hidroxisulfato de ferro. De acordo com o meio (pH e pe), este composto poderá se transformar em jarosita, goethita, ferrihidrita ou pirita. Outro processo de síntese é por meio da oxidação da pirita mineral em argilas sedimentares.[8][9]

Esses processos podem ocorrer naturalmente no ambiente ou em sínteses de laboratório. Porém, além dos mecanismos abióticos, é possível que a síntese tenha influência de organismos vivos, como por exemplo o Acidithiobacillus ferrooxidans. Ele é uma bactéria quimiolitoautotrófica, ou seja, que obtém a energia para seu metabolismo por meio da oxidação de minerais.[10]

Usos industriais e tecnológicos

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Aplicação em hidrometalurgia

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As jarositas são usadas na hidrometalurgia para controlar impurezas como o ferro e o sulfato na purificação do metal, em especial do zinco. Devido a ampla gama de cátions que podem ser retidos em sua estrutura, o mineral também pode ser usado para reter metais como Cd, Cu, Ni, Pb, Zn e Ag.[1][11]

Referências

  1. ↑ a b Cogram, Peter (1 de janeiro de 2018). «Jarosite». Elsevier. ISBN 978-0-12-409548-9. doi:10.1016/b978-0-12-409548-9.10960-1. Consultado em 14 de novembro de 2024 
  2. ↑ a b c Dutrizac, J. E.; Jambor, J. L. (1 de janeiro de 2000). «Jarosites and Their Application in Hydrometallurgy». Reviews in Mineralogy and Geochemistry (em inglês) (1): 405–452. ISSN 1529-6466. doi:10.2138/rmg.2000.40.8. Consultado em 14 de novembro de 2024 
  3. ↑ Hurowitz, J. A.; Grotzinger, J. P.; Fischer, W. W.; McLennan, S. M.; Milliken, R. E.; Stein, N.; Vasavada, A. R.; Blake, D. F.; Dehouck, E. (2 de junho de 2017). «Redox stratification of an ancient lake in Gale crater, Mars». Science (em inglês) (6341). ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.aah6849. Consultado em 14 de novembro de 2024 
  4. ↑ Christensen, P. R.; Wyatt, M. B.; Glotch, T. D.; Rogers, A. D.; Anwar, S.; Arvidson, R. E.; Bandfield, J. L.; Blaney, D. L.; Budney, C. (3 de dezembro de 2004). «Mineralogy at Meridiani Planum from the Mini-TES Experiment on the Opportunity Rover». Science (em inglês) (5702): 1733–1739. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.1104909. Consultado em 14 de novembro de 2024 
  5. ↑ Farrand, William H.; Glotch, Timothy D.; Rice, James W.; Hurowitz, Joel A.; Swayze, Gregg A. (1 de dezembro de 2009). «Discovery of jarosite within the Mawrth Vallis region of Mars: Implications for the geologic history of the region». Icarus (2): 478–488. ISSN 0019-1035. doi:10.1016/j.icarus.2009.07.014. Consultado em 14 de novembro de 2024 
  6. ↑ «mindat.jarosite» 
  7. ↑ Hudson-Edwards, Karen A.; Smith, Adrian M. L. Dubbin; Bennett, Andrew J.; Murphy, Pamela J.; Wright, Kate (30 de abril de 2008). «Comparison of the structures of natural and synthetic Pb-Cu-jarosite-type compounds». European Journal of Mineralogy (em inglês): 241–252. doi:10.1127/0935-1221/2008/0020-1788. Consultado em 14 de novembro de 2024 
  8. ↑ Dutrizac, John; Kaiman, S (Maio 1976). «Synthesis and properties of jarosite-type compounds». The Canadian Mineralogist. 14 (2): 151-158 
  9. ↑ Caraballo, Manuel A.; Rimstidt, J. Donald; Macías, Francisco; Nieto, José Miguel; Hochella, Michael F. (18 de dezembro de 2013). «Metastability, nanocrystallinity and pseudo-solid solution effects on the understanding of schwertmannite solubility». Chemical Geology: 22–31. ISSN 0009-2541. doi:10.1016/j.chemgeo.2013.09.023. Consultado em 14 de novembro de 2024 
  10. ↑ Sandy Jones, F.; Bigham, Jerry M.; Gramp, Jonathan P.; Tuovinen, Olli H. (1 de novembro de 2014). «Synthesis and properties of ternary (K, NH4, H3O)-jarosites precipitated from Acidithiobacillus ferrooxidans cultures in simulated bioleaching solutions». Materials Science and Engineering: C: 391–399. ISSN 0928-4931. doi:10.1016/j.msec.2014.08.043. Consultado em 14 de novembro de 2024 
  11. ↑ Dutrizac, J. E.; Jambor, J. L. (1 de janeiro de 2000). «Jarosites and Their Application in Hydrometallurgy». Reviews in Mineralogy and Geochemistry (em inglês) (1): 405–452. ISSN 1529-6466. doi:10.2138/rmg.2000.40.8. Consultado em 14 de novembro de 2024 


Ligações externas

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