Synthesis of libethenite-olivenite solid solutions

Abstract

Synteza minerałów z szeregu izomorficznego libetenit-oliwenit. Fazy z szeregu izomorficznego libetenit $Cu_2(PO_4)OH$ – oliwenit $Cu_2(AsO_4)OH$ po raz pierwszy zsyntetyzowane zostały z roztworów wodnych metodą „na mokro”. Ich podstawowy skład chemiczny określony został przy użyciu spektroskopii EDS, wykazując systematyczne podstawienia As za P. Spektroskopia Ramana także wykazuje, że intensywności pasm absorpcyjnych $PO_4$ i $AsO_4$ systematycznie zmieniają się wraz ze składem chemicznym próbek. Produkty syntezy tworzą ciągły szereg izomorficzny z systematycznymi przesunięciami pików dyfrakcyjnych. Po raz pierwszy struktura członów szeregu izomorficznego została dokładnie określone za pomocą synchrotronowej analizy Rietvelda, przy użyciu proszkowej metody dyfrakcji rentgenowskiej. Wyniki modelowania zmian zachodzących w parametrach komórek elementarnych oraz składzie chemicznym faz otrzymanych podczas syntezy, wykazują liniowe zmiany potwierdzające, że minerały tworzą ciągły szereg izomorficzny i spełnione zostało prawo Vegarda.

Synthesis of libethenite-olivenite solid solutions Phases from libethenite $Cu_2(PO_4)OH$ – olivenite $Cu_2(AsO_4)OH$ isomorphic series were synthesized for the first time by “wet method” from aqueous solutions. Elemental composition as determined by EDS spectrometry indicate systematic substitution of As for P. Raman spectroscopy also indicates that the intensity of $PO_4$ and $AsO_4$ absorption bands changes systematically with composition of the samples. Products of the synthesis from continuous solid solution series with systematic shift of X-ray diffraction peaks. For the first time a structure of the series members was precisely determined using synchrotron powder X-ray diffraction and Rietveld refinement methods. Results of modeling of unit cell parameters evolution with chemical composition indicate systematic linear changes indicating that the isomorphic series is continuous and Vegard law is obeyed.