Jarosita

Jarosita es un sulfato básico hidratado de potasio y hierro férrico (Fe-III) con una fórmula química de KFe₃(SO₄)₂(OH)₆. Este mineral de sulfato se forma en depósitos minerales mediante la oxidación de sulfuros de hierro. La jarosita a menudo se produce como subproducto durante la purificación y refinación del zinc y también se asocia comúnmente con el drenaje ácido de minas y ambientes de suelos con sulfato ácido.

Propiedades físicas

La jarosita tiene una estructura cristalina trigonal y es frágil, con escisión basal, una dureza de 2,5-3,5 y una gravedad específica de 3,15-3,26. Es translúcido a opaco, con un brillo vítreo a opaco y de color amarillo oscuro a marrón amarillento. A veces se puede confundir con limonita o goethita con las que se encuentra comúnmente en el gossan (capa oxidada sobre un yacimiento). La jarosita es un análogo de hierro del sulfato de potasio y aluminio, la alunita.

Serie de soluciones sólidas

El supergrupo alunita incluye los subgrupos alunita, jarosita, beudantita, crandalita y florencita. Los minerales del supergrupo de alunita son isoestructurales entre sí y se produce sustitución entre ellos, lo que da como resultado varias series de soluciones sólidas. El supergrupo alunita tiene la fórmula general AB₃(TO₄)₂(OH)₆. En el subgrupo B de alunita está Al, y en el subgrupo B de jarosita está Fe³⁺. El subgrupo beudantita tiene la fórmula general AB₃(XO₄)(SO₄)(OH)₆, el subgrupo de crandalita AB₃(TO₄)₂(OH)₅•H_{2O y el subgrupo de florencita AB3(TO4)2(OH)5 o 6.}

En la serie jarosita-alunita, Al puede sustituir al Fe y una serie completa de solución sólida entre jarosita y alunita, KAl₃(SO₄)_{2< /sub>(OH)6, probablemente exista, pero los miembros intermedios son raros. El material de Kopec, República Checa, tiene aproximadamente la misma cantidad de Fe y Al, pero la cantidad de Al en la jarosita suele ser pequeña.}

Cuando la jarosita se forma a partir de la oxidación de pirita en arcillas sedimentarias, las principales fuentes de K⁺ son la illita, una arcilla que no se hincha, o el feldespato potásico. En otros entornos geológicos la alteración de la mica también puede ser una fuente de potasio.

En la serie jarosita-natrojarosita, Na sustituye a K hasta al menos Na/K = 1:2,4, pero el miembro terminal de sodio puro NaFe₃(SO₄)< sub>2(OH)₆ no se conoce en la naturaleza. Minerales con Na> K se conocen como natrojarosita. La formación de miembros finales (jarosita y natrojarosita) se ve favorecida por un ambiente de baja temperatura, menos de 100 °C, y se ilustra con la zonificación oscilatoria de jarosita y natrojarosita encontrada en muestras de la mina Apex, Arizona, y Gold Hill, Utah. Esto indica que existe una amplia brecha de miscibilidad entre los dos miembros finales y es dudoso que exista una serie completa entre jarosita y natrojarosita.

En hidroniojarosita, el ion hidronio H₃O⁺ también puede sustituir al K⁺, y el aumento del contenido de ion hidronio provoca una marcada disminución en el parámetro de red c, aunque hay pocos cambios en a. La hidroniojarosita solo se formará a partir de soluciones deficientes en álcalis, ya que la jarosita rica en álcalis se forma preferentemente.

Los cationes divalentes también pueden sustituir al catión monovalente K⁺ en el sitio A. El equilibrio de carga se puede lograr de tres maneras.

En primer lugar, sustituyendo dos cationes monovalentes por una cation divalente y dejando una vacante en el sitio A, como en fontanería, Pb²⁺Al₃(PO₄)₂(OH)₅. H₂O, que es miembro del subgrupo crandallite.

En segundo lugar, incorporando iones divalentos en los sitios B, como en osarizawaite, Pb²⁺Cu²⁺Al₂(SO₄)₂(OH)₆, subgrupo único y beaverita, Pb²⁺Cu²⁺(Fe)³⁺,Al)₂(SO₄)₂(OH)₆, subgrupo de tarosita.

En tercer lugar, reemplazando a iones divalentos con iones trivalentes, como en beudantite, PbFe³⁺₃(AsO₄)^{3 - 3}(SO₄)(OH)₆, subgrupo beudantite.

Historia

La jarosita fue descrita por primera vez en 1852 por August Breithaupt en el Barranco del Jaroso en la Sierra Almagrera (cerca de Los Lobos, Cuevas del Almanzora, Almería, España). El nombre jarosita también deriva directamente de Jara, el nombre español de una flor amarilla que pertenece al género Cistus y crece en esta sierra. El mineral y la flor tienen el mismo color.

Se han encontrado misteriosas esferas de arcilla de 1,5 a 5 pulgadas de diámetro y cubiertas con jarosita debajo del Templo de la Serpiente Emplumada, una antigua pirámide escalonada de seis niveles a 30 millas de la Ciudad de México.

Exploración de Marte

Tres rovers marcianos han detectado sulfato férrico y jarosita: Spirit, Opportunity y Curiosity. Estas sustancias son indicativas de las condiciones fuertemente oxidantes que prevalecen en la superficie de Marte. En mayo de 2009, el rover Spirit se atascó cuando pasó sobre una zona de sulfato férrico blando que había estado oculta bajo una capa de suelo de apariencia normal. Debido a que el sulfato de hierro tiene muy poca cohesión, las ruedas del rover no pudieron obtener suficiente tracción para sacar el cuerpo del rover de la zona de sulfato de hierro. Se intentaron múltiples técnicas para sacar el rover, pero las ruedas finalmente se hundieron tan profundamente en el sulfato de hierro que el cuerpo del rover se detuvo sobre la superficie marciana, impidiendo que las ruedas ejercieran fuerza sobre el material debajo de ellas. El hecho de que el equipo del JPL no lograra recuperar la movilidad del Spirit significó el final del viaje para el rover.

Pozo profundo en la Antártida

En la Tierra, la jarosita se asocia principalmente con la etapa final de oxidación de la pirita en un ambiente arcilloso y también se puede encontrar en los desechos de las minas donde prevalecen las condiciones ácidas. Contra todas las expectativas, también se ha descubierto fortuitamente jarosita en cantidades diminutas en forma de pequeñas partículas de polvo en núcleos de hielo recuperados de un pozo profundo en la Antártida. Este sorprendente descubrimiento fue realizado por geólogos que buscaban minerales específicos capaces de indicar los ciclos de la edad de hielo dentro de las capas de un núcleo de hielo de 1.620 metros de largo. Los geólogos especulan que el polvo de jarosita también podría haberse acumulado en el hielo de los glaciares de Marte. Sin embargo, esta hipótesis es motivo de controversia, porque en Marte los depósitos de jarosita pueden ser muy gruesos (hasta 10 metros); pero Marte también es un planeta muy polvoriento y, en ausencia de placas tectónicas en Marte, los depósitos de polvo glacial podrían haberse acumulado durante largos períodos de tiempo.

Uso en ciencia de materiales

Jarosita también es un término más genérico que denota una extensa familia de compuestos de la forma AM₃(OH)₆(SO₄) ₂, donde A⁺ = Na, K, Rb, NH4, H3O, Ag, Tl y M³⁺ = Fe, Cr, V En física de la materia condensada y ciencia de materiales son famosos por contener capas con estructura reticular kagome, relacionada con imanes geométricamente frustrados.