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Articulo de referencia

Paramontroseita

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La paramontroseíta (V⁴⁺O₂ ) es un mineral de óxido de vanadio ortorrómbico relativamente raro perteneciente al grupo de la ramsdellita. La paramontroseíta sintética podría tener aplicaciones en medicina, baterías y electrónica.

Nombre

El nombre paramontroseíta deriva del griego παρα (para), que significa cerca, y montroseíta , un mineral relacionado. [ 2 ] El nombre fue elegido debido a la relación paramórfica del mineral con el mineral huésped montroseíta. [ 3 ] La montroseíta recibe su nombre del condado de Montrose, Colorado , EE. UU., donde se encontró por primera vez. [ 4 ] [ a ] ​​Los nombres en otros idiomas incluyen Paramontroseit (alemán), paramontroseita (español), парамонтрозеит (ruso) y 副黑钒矿 副黑铁钒矿 (chino). [ 7 ] Los sinónimos son Inorganic Crystal Structure Database (ICSD) 22303 y Powder Diffraction File (PDF) 25-1003. [ 2 ]

Aparición

La paramontroseíta está asociada con la montroseíta y la corvusita . Se encuentra en menas de uranio-vanadio relativamente no oxidadas del tipo Meseta de Colorado en areniscas . [ 8 ] La localidad tipo es la mina Bitter Creek, Valle Paradox, Distrito de Uravan, Condado de Montrose, Colorado, EE. UU. [ 9 ] En EE. UU. se encuentra en el Condado de Montrose, Colorado, Condado de San Miguel, Colorado , Condado de Mesa, Colorado , Condado de Emery, Utah , Condado de Apache, Arizona , Condado de McKinley, Nuevo México y Condado de Fall River, Dakota del Sur . [ 10 ] También se ha reportado en lugares de la República Checa, Provincia de Mendoza , Argentina y la mina de uranio Mounana cerca de Franceville , Gabón. [ 10 ]

También se ha encontrado paramontroseita en un afloramiento en el rancho Van Irvine en el área de Pumpkin Buttes de Wyoming , EE. UU., asociada con sulfuros en arenisca roja. [ 11 ] Se encuentra en una zona donde la arenisca cambia de color de rojo a gris. La paramontroseita negra cementa granos de arena en masas nodulares que encierran masas de pirita más pequeñas. [ 12 ] Las masas concrecionarias irregulares tienen hasta 1 pie (0,30 m) de diámetro. [ 13 ] Las sales de vanadio han dado una capa verdosa a las superficies expuestas de estas masas. Las masas son anómalamente radiactivas y la arenisca circundante es débilmente radiactiva. La radiactividad es causada principalmente por pequeñas partículas de cofinita en la paramontroseita. [ 12 ] Cuando se pule una sección, la paramontroseita llena completamente los huecos entre los granos de arena. Es muy blanda y tiene un color gris ligeramente más claro que el gris cuarzo. Hay un fuerte anisotropismo y muchos reflejos internos brillantes y multicolores. [ 13 ] 

Se han encontrado depósitos de montroseíta (V,Fe)OOH y paramontroseíta VO₂ en el Miembro Arenisca Saltwash de la Formación Morrison del Jurásico Superior en la Meseta de Colorado. A partir de las características de difracción de la paramontroseíta, parecen existir dos generaciones distintas: una paramontroseíta primaria con buena estructura cristalina y un producto de oxidación de la montroseíta con estructura cristalina deficiente. [ 14 ] La paramontroseíta encontrada en esta región se encuentra entre los minerales neutros en el rango medio de valencia de vanadio (+4), por encima del mineral primario de montroseíta (+3) pero por debajo de minerales como la carnotita (+5) y la pascoíta (+5). [ 15 ]

Ciclo vital

La paramontroseíta es una forma metaestable de dióxido de vanadio (VO₂ ) que resulta de la oxidación de la montroseíta. [ 16 ] Se forma por deshidrogenación de la montroseíta. [ 8 ] La paramontroseíta parece ser el producto inicial más común de la oxidación de la montroseíta. [ 17 ] La ​​principal diferencia entre las estructuras cristalinas de los dos minerales es que la distancia oxígeno-oxígeno aumenta de 2,63 Å en la montroseíta a 3,87 Å en la paramontroseíta debido a la pérdida de hidrógeno en esta última. [ 16 ] Las distancias vanadio-oxígeno también son algo más cortas en la paramontroseíta que en la montroseíta, como cabría esperar cuando el vanadio se oxida de +3 a +4 al eliminarse el hidrógeno. [ 18 ]

La montroseíta, VO(OH), se deposita en masas cristalinas en una matriz de arenisca mediante un proceso desconocido. Generalmente, el hierro sustituye a parte del vanadio. El oxígeno del aire o del agua subterránea oxida la montroseíta cristalizada a temperaturas inferiores a 50  °C mediante la siguiente reacción:

2VO(OH) + 1 ⁄ 2 O 2 → 2VO 2 + H 2 O

Durante el proceso de alteración en estado sólido, los átomos de hidrógeno migran a través de la estructura cristalina hacia la superficie, donde se combinan con el oxígeno. En el proceso se produce un ligero cambio en la estructura cristalina, pero esta permanece intacta. [ 19 ] Los enlaces vanadio-oxígeno no se han roto y la estructura hexagonal compacta de oxígeno no se ha visto alterada. [ 20 ] En algunos casos puede existir una fase intermedia "A difusa". [ 19 ] El proceso por el cual la montroseíta se altera a paramontroseíta parece análogo a los procesos de magnetita → maghemita , lepidocrocita → maghemita y goetita → hematita . [ 21 ]

La paramontroseíta no es estable y se destruye por la meteorización, siendo reemplazada por minerales del tipo corvusita . [ 19 ] La paramontroseíta reacciona en condiciones neutras o ácidas para formar muchos compuestos como vanadato de vanadilo y vanadatos metálicos como hewettita , hummerita , pascoita y rosita . [ 22 ] La paramontroseíta puede disolverse en condiciones ligeramente alcalinas y luego combinarse con Ca ++ para formar simplolita : [ 23 ]

4VO 2 + 2OH − + Ca ++ → CaV 4 O 9 + H 2 O

Posibles aplicaciones

La autofagia es un proceso de degradación celular esencial para mantener la homeostasis celular. Se suele pensar que cuando los autofagosomas encapsulan y atrapan nanopartículas inorgánicas , pueden ser incapaces de degradarlas, poniendo en riesgo la viabilidad celular. Sin embargo, diversos experimentos han demostrado que los nanocristales de paramontroseíta inducen autofagia citoprotectora en células HeLa cultivadas . Esto podría tener utilidad en terapias. [ 24 ]

Se han sintetizado microesferas de montroseíta y paramontroseíta mediante carbonización hidrotermal de sacarosa y se han calcinado para formar microesferas de núcleo-corteza de V₂O₃ - VO₂ - C . Estas se han utilizado experimentalmente como materiales de cátodo para una batería de iones de litio . [ 25 ] Y. Xu y sus colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China han demostrado que las estructuras huecas de montroseíta sintética VOOH pueden convertirse topoquímicamente en paramontroseíta sin alterar el tamaño ni la apariencia de las estructuras. Ambas formas parecen tener potencial en baterías de iones de litio como materiales de ánodo . [ 26 ]

El dióxido de vanadio monoclínico VO₂ (M) tiene un gran potencial para aplicaciones como sensores de temperatura inteligentes y ventanas inteligentes. La transformación clásica en estado sólido de precursores de vanadio a rutilo VO₂ (R) es lenta y costosa. Una transformación de goetita VOOH a "paramontroseíta" sintética VO₂ y luego al VO₂(M) monoclínico deseado promete reducir considerablemente el costo y el tiempo. [ 27 ]

Clasificación

La paramontroseíta fue descrita por primera vez antes de 1959. Es un miembro del Grupo Ramsdellita. [ 28 ] Se clasifica de la siguiente manera: [ 29 ]

  • Strunz 8ª edición: 4/F.08-30.
  • Níquel-Strunz 10.ª edición: 4.DB.15a
  • Dana, 8.ª edición: 4.4.11.1
  • Referencia CIM de Hey: 7.12.3

Propiedades

Físico

Las propiedades físicas de la paramontroseíta incluyen:

Química

El patrón de difracción de polvo de rayos X para una muestra de la mina Bitter Creek es 3,39 (100), 2,645 (50), 4,35 (35), 2,213 (35), 1,426 (35), 2,479 (25), 2,179 (25). En esta muestra la química fue: [ 35 ]

Una muestra de la mina Matchless, Colorado, EE. UU. tenía la siguiente composición química: [ 36 ]

La composición química medida de un fragmento de microsonda en la fase gris por el proyecto RRUFF arrojó metales en la siguiente proporción: V 4+ (82%), Fe 3+ (9%), U 6+ (4%) y Al (2%), con un átomo de metal por cada dos átomos de oxígeno. La fase más clara fue el uranofano . [ 34 ]

Óptico

La paramontroseíta es opaca y de color negro a negro grisáceo. [ 37 ] [ c ] Su clase óptica es biaxial . [ 37 ] Tiene un brillo submetálico y una raya negra . De la relación de Gladstone-Dale (KC = 0,393), el NCalc es 2,61 donde Ncalc=Dcalc*KC+1, o 2,57 donde Ncalc=Dmeas*KC+1. [ 39 ]

Cristalografía

Las propiedades del cristal de paramontroseíta incluyen:

Material final

Notas

  1. ↑ El condado de Montrose toma su nombre de la capital del condado, Montrose, que a su vez recibe su nombre de la novela histórica de Sir Walter Scott , Una leyenda de Montrose . [ 5 ] Montrose, en Forfarshire, Escocia, es una corrupción del gaélico monadh-rois , que significa la colina del barranco. [ 6 ]
  2. ↑ La base de datos RRUFF muestra que la paramontroseíta es radiactiva. [ 34 ]
  3. ↑ Algunas fuentes simplemente dan el color como "negro". [ 31 ] [ 38 ]

Citas

  1. ↑ Warr, LN (2021). "Símbolos minerales aprobados por IMA–CNMNC" . Mineralogical Magazine . 85 (3): 291– 320. Bibcode : 2021MinM...85..291W . doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 . 
  2. 1 2 3 4 5 Barthelmy , Información general de Paramontroseite.
  3. ↑ Evans y Mrose 1955 , pág. 862.
  4. ↑ Barthelmy (b) .
  5. ↑ Heim 2007 , pág. 165.
  6. ↑ Smythe Palmer 1882 , pág. 545.
  7. ↑ Paramontroseite – Mindat , otros nombres en idiomas.
  8. 1 2 Paramontroseíta – Manual de Mineralogía , Ocurrencia.
  9. ↑ Paramontroseita – Mindat , Ocurrencia tipo.
  10. 1 2 Paramontroseíta – Manual de Mineralogía , Distribución.
  11. ↑ Sharp et al. 1949 , pág. 605.
  12. 1 2 Sharp et al. 1949 , pág. 606.
  13. 1 2 Sharp et al. 1949 , pág. 575.
  14. ^ Wanty, Fitzpatrick y Goldhaber 1986 , pág. 72.
  15. ^ Wanty, Fitzpatrick y Goldhaber 1986 , pág. 20.
  16. 1 2 Evans y Mrose 1955 , pág. 861.
  17. ^ Garrels y Pommer 1987 , págs .
  18. ↑ Evans y Mrose 1955 , págs. 870–872.
  19. 1 2 3 Evans y Mrose 1955 , pág. 872.
  20. ↑ Evans 1987 , pág. 94.
  21. ↑ Evans y Mrose 1955 , pág. 874.
  22. ^ Garrels y Pommer 1987 , pág. 159.
  23. ^ Garrels y Pommer 1987 , pág. 158.
  24. ↑ Zhou et al. 2013 .
  25. ^ Hailong y otros. 2011 , pág. 2049.
  26. ↑ Xu 2012 , pág. 1815.
  27. ^ Changzheng y otros. 2011 , pág. 791.
  28. ↑ Paramontroseita – Mindat , Relación ... con otras especies.
  29. ↑ Paramontroseita – Mindat , Clasificación.
  30. ↑ Paramontroseíta – Manual de Mineralogía , Propiedades Físicas.
  31. 1 2 3 Barthelmy , Propiedades físicas.
  32. ↑ Schorn , Physikalische Eigenschaften.
  33. 1 2 3 4 Barthelmy , Propiedades calculadas.
  34. 1 2 Armbruster y Danisi .
  35. ↑ Paramontroseíta – Manual de Mineralogía , Patrón de Difracción de Rayos X en Polvo.
  36. ↑ Paramontroseíta – Manual de Mineralogía , Química.
  37. 1 2 Paramontroseíta – Manual de Mineralogía , Propiedades Ópticas.
  38. ↑ Paramontroseita – Mindat .
  39. ↑ Barthelmy , Propiedades ópticas.
  40. 1 2 3 4 Barthelmy , Cristalografía de la paramontroseíta.
  41. ↑ Paramontroseíta – Manual de Mineralogía , Datos Cristalográficos.
  42. ^ Schorn , Kristallographie .

Fuentes

  • Armbruster, Thomas; Danisi, Rosa Micaela (eds.), "Paramontroseite R050391" , base de datos RRUFF , consultado el 20 de marzo de 2018
  • Barthelmy, Dave, "Datos sobre el mineral paramontroseíta" , webmineral.com , consultado el 20 de marzo de 2018.
  • Barthelmy (b), David, "Datos sobre minerales de montroseita" , webmineral.com , consultado el 20 de marzo de 2018.
  • Changzheng, Wu; Feng, Feng; Jun, Feng; Jun, Dai; Jinlong, Yang; Yi, Xie (2011), "Vía de transformación ultrarrápida en estado sólido desde goetita VOOH de nueva fase a paramontroseíta VO2 y rutilo VO2(R)", J. Phys. Chem. C , 115 (3): 791– 799, doi : 10.1021/jp109967j
  • Evans, Howard T. Jr. (1987), "La química cristalina y la mineralogía del vanadio" , documento profesional del Servicio Geológico , Imprenta del Gobierno, consultado el 20 de marzo de 2018 .
  • Evans, Howard T. Jr.; Mrose, Mary E. (1955), "Estudio químico cristalino de la montroseíta y la paramontroseíta" (PDF) , American Mineralogist , 40 , consultado el 20 de marzo de 2018.
  • Hailong, Fei; Xiaokun, Ding; Mingdeng, Wei; Kemei, Wei (noviembre de 2011), "Síntesis sencilla de microesferas carbonáceas de núcleo-corteza de montroseíta VOOH, paramontroseíta VO2 y V2O3-VO2", Solid State Sciences , 13 (11): 2049–2054 , Bibcode : 2011SSSci..13.2049F , doi : 10.1016/j.solidstatesciences.2011.09.009
  • Garrels, RM; Pommer, AM (1987), "Algunos aspectos cuantitativos de la oxidación y reducción de los minerales" , documento profesional del Servicio Geológico , Imprenta del Gobierno, consultado el 20 de marzo de 2018 .
  • Heim, Michael (2007), Explorando las carreteras de Colorado: Curiosidades del viaje , Explorando la carretera de Estados Unidos, ISBN 978-0-9777301-0-0, consultado el 20 de marzo de 2018
  • "Paramontroseíta" (PDF) , Manual de Mineralogía , Mineral Data Publishing , consultado el 15 de marzo de 2018.
  • "Paramontroseíta" , Mindat.org , Instituto Hudson de Mineralogía , consultado el 15 de marzo de 2018.
  • Schorn, Stefan, "Paramontroseit" , Mineralienatlas - Fossilienatlas (en alemán) , consultado el 20 de marzo de 2018
  • Sharp, WN; McKay, EJ; McKeown, FA; White, AM (1949), "Geología y depósitos de uranio del área de Pumpkin Buttes de la cuenca del río Powder, Wyoming" , Boletín del Servicio Geológico , Departamento del Interior de los Estados Unidos, Servicio Geológico; Washington, DC , consultado el 20 de marzo de 2018.
  • Smythe Palmer, A. (1882), Etimología popular , Ardent Media, GGKEY:NS8KWYGW93Y , consultado el 20 de marzo de 2018.
  • Wanty, Richard B.; Fitzpatrick, Joan J.; Goldhaber, Martin B. (1986), "Restricciones geoquímicas y cristalográficas sobre la formación de los minerales de vanadio-uranio de la meseta de Colorado" , Programa de monitoreo de Georges Bank 1985: Análisis de metales traza en sedimentos del fondo durante el tercer año de monitoreo , Servicio Geológico de los Estados Unidos
  • Xu, Y. (2012-01-09), "De la montroseíta sintética VOOH a la paramontroseíta topoquímica VO2 y sus aplicaciones en baterías acuosas de iones de litio" , Issues in Chemistry and General Chemical Research: 2011 Edition , ScholarlyEditions, ISBN 978-1-4649-6334-6
  • Zhou, W; Miao, Y; Zhang, Y; Liu, L; Lin, J; Yang, JY; Xie, Y; Wen, L. (26 de abril de 2013), "Inducción de autofagia citoprotectora por nanocristales de paramontroseíta VO2", Nanotechnology , 24 (16) 165102, Bibcode : 2013Nanot..24p5102Z , doi : 10.1088/0957-4484/24/16/165102 , PMID 23535229 , S2CID 45273917