Abstract

Schoepite, [(UO2)8O2(OH)12](H2O)12, precipitates through interaction of acidic and basic uranyl solutions with calcite. The uranyl solutions have (UO2)2+ concentrations between 1.5 and 50 mmol L−1, and initial pH values of 2.5, 4.5 and 10.0. Examinations with the atomic force microscope (AFM) reveal different morphologies of schoepite crystals grown on the (104) surface of calcite. Crystals grown during in situ experiments with uranyl nitrate solutions (initial pH = 2.5) have a platy morphology, and their prominent (001) faces are defined by [210] edges. Crystals grown during in situ experiments with uranyl acetate solution (initial pH = 4.5) seem more bulky, with poorly defined rectangular (001) faces. Examinations of calcite surfaces after interaction with a slightly acidic solution for three days (final pH between 5.5 and 6.5) show platy asymmetrical crystals with prominent (001) faces that are defined by [100], [010], [120], and [110] edges. Experiments with basic solutions after three weeks (final pH between 7.5 and 8.0) show bulky rectangular crystals of schoepite, in which the (001) face is mainly defined by [100] and [010] edges. The different thicknesses of schoepite crystals in the in situ experiments are explained by the different growth-rates of S and F faces in solutions with different saturation-indices with respect to schoepite. The occurrence of edges on the (001) face of schoepite crystals is explained by structural parameters of the chains of polyhedra parallel to the edges and the pH of the solution.

Abstract

La schoepite, [(UO2)8O2(OH)12](H2O)12, cristallise suite à une interaction de solutions uranylées acides ou basiques avec la calcite. Ces solutions uranylées possèdent une concentration de (UO2)2+ entre 1.5 et 50 mmol L−1, et une valeur initiale de pH de 2.5, 4.5 ou 10.0. Un examen des cristaux avec le microscope à force atomique (AFM) révèle les morphologies distinctes des cristaux de schoepite formés sur la surface (104) de la calcite. Les cristaux formés au cours des expériences in situ avec une solution de nitrate uranylée (pH initial = 2.5) ont une morphologie en plaquettes, et leur face proéminente (001) est définie par des arêtes [210]. Les cristaux formés au cours des expériences in situ avec une solution d’acétate uranylée (pH initial = 4.5) semblent plus trappus, avec des faces rectangulaires (001) de piètre qualité. Un examen des surfaces de calcite suite à une interaction avec une solution légèrement acide pour trois jours (pH final entre 5.5 et 6.5) montre des cristaux en plaquettes assymétriques avec des faces (001) proéminentes définies par les arêtes [100], [010], [120], et [110]. Des expériences avec des solutions basiques après trois semaines (pH final entre 7.5 et 8.0) révèlent de gros cristaux rectangulaires de schoepite, dans lesquels la face (001) est surtout définie par les arêtes [100] et [010]. Les épaisseurs différentes des cristaux de schoepite dans les expériences in situ seraient dues aux taux de croissance différents des faces S et F des solutions ayant des indices de saturation différents par rapport à la schoepite. La présence d’arêtes sur la face (001) des cristaux de schoepite dépendrait des paramètres structuraux des chaînes de polyèdres parallèles aux arêtes et au pH de la solution.

(Traduit par la Rédaction)

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