Abstract

Raman and IR spectroscopies, X-ray diffraction and chemical analysis have been used to characterize synthetic compounds of the alunite supergroup of formula AB3(SO4)2(OH)6, with A = Na+, K+, H3O+ and B = Al, Cr3+, Fe3+, V3+. For each A-site cation, the proportion of B-site vacancies decreases in the same order as the effective ionic radius of the B-site cations (Al > Cr > Fe > V). Raman and IR spectra of the compounds with B = Al and Fe3+ (alunite- and jarosite-group phases) show very close agreement with previously published spectra. The spectra for Cr- and V-based analogues show similarities to the alunite- and jarosite-group phases, and particularly the latter. The Raman and IR spectra are similar in the high-wavenumber ranges (around 3400–3500 cm−1), but are different in the intermediate and, particularly, the lower ranges, <700 cm−1, probably owing to the different responses of Raman and IR to SO4 and metal–O (M–O) group symmetries. The a parameter correlates well with ν1SO4, ν2SO4 and ν4SO4 Raman and ν4SO4 IR wavenumbers. There are differences in the OH-stretching regions, and shifts in the main νSO4 and M–O peaks of the alunite-group phases, and Cr-, Fe- and V-based analogues with substitution of K, Na or H3O at the A site in the Raman and IR spectra. Raman and IR spectroscopies are therefore useful in distinguishing these compounds.

Abstract

Nous nous sommes servis de la spectroscopie Raman, la spectroscopie infrarouge, la diffraction X et l’analyse chimique pour caractériser les composés synthétiques du supergroupe de l’alunite, dont la formule générale est AB3(SO4)2(OH)6, avec A = Na+, K+, H3O+ et B = Al, Cr3+, Fe3+, V3+. Pour chaque cation au site A, la proportion de lacunes au site B diminue dans la même séquence que le rayon ionique du cation logeant au site B (Al > Cr > Fe > V). Les spectres de Raman et IR de ces composés ayant B = Al et Fe3+, c’est-à-dire les composés des groupes alunite et jarosite, concordent très étroitement avec les spectres déjà publiés. Les spectres des analogues ayant Cr et V au site B ressemblent aux spectres des composés des groupes alunite et jarosite, et surtout à ces derniers. Les spectres Raman et IR sont semblables dans la région des spectres ayant des nombres d’onde élevés (dans la région 3400–3500 cm−1), mais sont distincts dans la région intermédiaire et, en particulier, dans la région des faibles nombres d’onde, <700 cm−1, probablement à cause des réponses différentes des spectres Raman et infrarouges aux symétries des groupes SO4 et aux liaisons métal–O (M–O). Le paramètres a montre une bonne corrélation avec les nombres d’onde ν1SO4, ν2SO4 et ν4SO4 du spectre Raman, et ν4SO4 du spectre IR. Il y a des différences dans les spectres Raman et IR dans la région de l’étirement OH, et des déplacements dans les pics principaux νSO4 et M–O des phases du groupe de l’alunite, et de leurs analogues à base de Cr, Fe et V avec substitution au site A impliquant K, Na ou H3O. Les spectres de Raman et infrarouges sont donc utiles pour distinguer ces composés.

(Traduit par la Rédaction)

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