Hostname: page-component-cd9895bd7-gbm5v Total loading time: 0 Render date: 2024-12-22T22:53:09.954Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Aluminum-Bearing Goethite in Venezuelan Laterites

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

E. Mendelovici ,
Sh. Yariv  and
R. Villalba
E. Mendelovici
Affiliation:
Laboratorio Fisico-Química de Materiales, Centro de Ingeniería y Computación, Institute Venezolano de Investigaciones Cientificas, Apartado, 1827, Caracas, Venezuela
Sh. Yariv
Affiliation:
Laboratorio Fisico-Química de Materiales, Centro de Ingeniería y Computación, Institute Venezolano de Investigaciones Cientificas, Apartado, 1827, Caracas, Venezuela
R. Villalba
Affiliation:
Laboratorio Fisico-Química de Materiales, Centro de Ingeniería y Computación, Institute Venezolano de Investigaciones Cientificas, Apartado, 1827, Caracas, Venezuela
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Core share and HTML view are not available for this content. However, as you have access to this content, a full PDF is available via the ‘Save PDF’ action button.

The presence of Al-bearing goethites has been unequivocally established in Venezuelan laterite sediments by means of infrared spectroscopy (IR), chemical dissolution, and X-ray powder diffraction (XRD) methods. The composition of these samples ranges from [Fe0.89Al0.11]O(OH) to [Fe0.76Al0.24]O(OH). The data of dissolution experiments using a modified dithionite (CDB) treatment suggest a parallel behavior between Fe and Al; the gradual dissolution of Al is associated with the destruction of the Al-containing goethite. The interpretation of the CDB dissolution results for SiO2/Fe2O3 is different; silica was only slightly extracted from phases other than goethite. Substitution of Fe3+ by Al3+ in these goethites was represented on the XRD patterns by a lowering of the (110) and (111) reflections corresponding to a reduction in size of the unit cell of goethite. IR spectroscopy showed the formation of such solid solutions by a shift of the 405 cm−1 absorption band, assigned to v (Fe-O) in synthetic goethite, to >460 cm−1 in the spectrum of Al-bearing natural goethite. Moreover, this spectrum shows a shift of the 3140 cm−1 absorption, due to v (OH), to higher frequencies, indicating a H-bond weakening in [FexAl(1−x)]O(OH) compared to FeO(OH).

Резюме

Резюме

Присутствие гетитов, содержащих А1, было определенно установлено в Венесуэльских латеритных осадках при помощи методов инфра-красной спектроскопии (ИК), химического растворения, и порошковым методом рентгеноструктурного анадиза. Состав этих образцов изменяется от [Fe0,89Al0,11]O(ОН) до [Fе0,76Аl0,24]O(ОН). Данные экспериментов по растворению, использующие усовершенствованный дитионитный буфер (УДБ) указывает на параллельное поведение между Ре и А1; постепенное растворение А1 связано с разрушением гетита, содержащего А1. Иначе интерпретируются результаты раствореиня с использованием УДБ для SiO2/Fе2O3; кремний только слегка экстрагировался из фаз, не относящихся к гетиту. Замена Fе3+ алюминием Аl3+ в этих гетитах была выражена на картинах РСА понижением отражений (110) и (111), соответствующих уменьшению в размере элементарной ячейки гетита. По данным ИК спектроскопии образование таких твердых растворов доказывается сдвигом абсорбционной полосы 405 СМ−1, приписываемой v(Fе-О) в синтетических гетитах, к >460 см-1 в спектре естественных гетитов, содержащих А1. Более того, этот спектр показывает сдвиг абсорбции 3140 см−1, обусловленный v(OН), к более высоким частотам, что указывает на ослабление водородной связи в [FехАl(1-х)]O(ОН) по сравнению с РеО(ОН).

Resümee

Resümee

Die Anwesenheit von Al-haltigem Goethit wurde in Laterit-sedimenten von Venezuela eindeutig mittels Infrarotspektroskopie, chemischer Zersetzung, und Röntgenpulverdiagrammen (XRD) nachgewiesen. Die Zusammensetzung dieser Proben geht von [Fe0.89Al0,11]O(OH) bis [Fe0,76Al0,24]O(OH). Die Werte für die Zersetzungsexperimente, wenn ein modifizierter Dithionit Puffer (CDB) benutzt wird, schlagen ein paralleles Verhalten zwischen Fe und AI vor; die langsame Auflösung von AI ist mit der Zerstörung von Al-haltigem Goethit verbunden. Die Interpretation der Resultate der CDB-Zersetzung für SiO2/Fe2O3 ist anders; nur wenig Kieselerde wurde, mit Ausnahme von Goethit, von den anderen Phasen extrahiert. Austausch von Fe3+ mit Al3+ wurde in diesen Goethiten in den XRD Mustern gesehen in der Form einer Senkung der (110) und (111) Reflektionen, was einer Reduktion in der Größe der Goethit-Einzellen entspricht. IR-Spektroskopie von Al-haltigem, natürlichem Goethit zeigt die Bildung solcher festen Lösungen durch eine Verschiebung des 405 cm−1 Absorptionsband, welches v(Fe-O) in synthetischem Goethit zugeschrieben wird, nach >460 cm−1. Außerdem zeigt dieses Spektrum eine Verschiebung der 3140 cm−1 Absorption, welche zu KOH) gehört, zu höheren Frequenzen, was auf eine Verschwächung von Wasserstoffbrücken in [FexAl1-x]O(OH) verglichen mit FeO(OH) hindeutet.

Résumé

Résumé

La présence de goethite contenant Al a été établie sans aucun doute dans des sédiments de latérite du Vénézuela au moyen de spectroscopic à l'infra-rouge (IR), de dissolution chimique, et de diffraction aux rayons X (XRD). La composition de ces échantillons s’étend de [Fe0,76Al0,24]O(OH) à [Fe0,76,Al0,24]O(OH). Les donnés d'expériences de dissolution utilisant un tampon de dithionite (CDB) modifié suggère un comportement parallèle entre Fe et Al; la dissolution graduelle d'Al est associée avec la destruction de la goethite contenant Al. L'interprétation des résultats de la dissolution CDB de SiO2/Fe2O3 est différente; la silice n’était que peu extraite des phases autres que la goethite. La substitution d'Al3+ à Fe3+ dans ces goethites est représentée sur les clichés XRD par une diminution des reflections (110) et (111) correspondant à une réduction dans la maille de la goethite. La spectroscopic IR a montré la formation de telles solutions solides par un déplacement de la bande d'absorption de 405 cm−1, assignée à la goethite synthétique v(Fe-O) à >460 cm−1 dans le spectre de la goethite naturelle contenant Al. De plus ce spectre montre un déplacement de l'absorption 3140 cm−1, dû à v(OH) à des fréquences plue élevées, indiquant un faiblissement du lien H dans [FexAl(1-x)]O(OH) comparé à FeO(OH).

Keywords

Al-goethiteDithionite dissolutionGoethiteLateriteVenezuela
Type
Research Article
Information
Clays and Clay Minerals , Volume 27 , Issue 5 , October 1979 , pp. 368 - 372
Copyright
Copyright © 1979, The Clay Minerals Society

Footnotes

1

On sabbatical leave from the Hebrew University of Jerusalem, Israel.

References

Heller-Kallai, L., Yariv, Sh., and Gross, S. (1975) Hydroxylstretching frequencies of serpentine minerals: Mineral. Mag. 40, 197–200.CrossRefGoogle Scholar
Janot, C., Gibert, H., de Gramont, X., and Biais, R. (1971) Etude des substitutions Al-Fe dans des roches latéritiques: Bull. Soc. Fr. Mineral. Cristollogr. 94, 367–380.Google Scholar
Jonas, K. and Solymar, K. (1970) Preparation, X-ray derivatographic and infrared study of aluminum substituted goethites: Acta Chim. (Budapest) 66, 383–394.Google Scholar
Jonas, K., Solymar, K., and Orban, M. (1974) Phase analysis of red mud by infrared spectrophotometry: Acta Chim. (Budapest) 81, 443–453.Google Scholar
Kunze, G. W. (1965) Pretreatment for mineralogical analysis: in Methods of Soil Analysis, Part 1, Black, C. A., ed., American Soc. Agronomy, 568–577.Google Scholar
La Brecque, J. J., Mendelovici, E., Villalba, R. E., and Bellorin, C. C. (1978) The determination of total iron in Venezuelan laterites; the investigation of interferences of aluminum and silicon on the determination of iron in the fluoboric-boric acid matrix by atomic absorption: Appl. Spectrosc. 32, 57–60.CrossRefGoogle Scholar
Landa, E. R. and Gast, R. G. (1973) The evaluation of crystallinity in hydrated ferric oxides: Clays & Clay Minerals 21, 121–130.CrossRefGoogle Scholar
Mackenzie, R. C. and Robertson, R. H. (1961) The quantitative determination of halloysite, goethite, and gibbsite: Acta Univ. Carol. Geol. Suppl. 1, 139–149.Google Scholar
Mehra, O. P. and Jackson, M. L. (1960) Iron oxide removal from soils and clays by a dithionite-citrate system buffered with sodium bicarbonate: Proc. 7th Nat. Conf. Clays & Clay Minerals, 317–327.Google Scholar
Mendelovici, E., La Brecque, J., and Villalba, R. (1979) Calcium and magnesium determination in silicates and Venezuelan laterites by atomic absorption spectroscopy; interference studies in the fluoboric-boric acid matrix: Chem. Geol., in press.CrossRefGoogle Scholar
Mitchell, B. D., Smith, B. F. L., and de Endredy, A. S. (1971) The effect of buffered sodium dithionite solution and ultrasonic agitation on soil clays: Isr. J. Chem. 9, 45–52.CrossRefGoogle Scholar
Norrish, K. and Taylor, R. M. (1961) The isomorphous replacement of iron by aluminum in soil goethites: J. Soil Sci. 12, 249–306.CrossRefGoogle Scholar
Petit, J. M., Backer, L., and Herzog, E. (1964) Traitement alcalin de goethite substituée: C. R. Acad. Sci. 258, 4993–4994.Google Scholar
Ryskin, Ya. I. (1974) The vibrations of protons in minerals: hydroxyl, water and ammonium: in The Infra-red Spectra of Minerals, Farmer, V. C., ed., Mineralogical Society, London, 137–181.CrossRefGoogle Scholar
Schwertmann, U. (1973) Use of oxalate for Fe extraction from soils: Can. J. Soil Sci. 53, 244–246.CrossRefGoogle Scholar
Schwertmann, U. and Taylor, R. M. (1977) Iron oxides: in Minerals in Soil Environment, Dixon, J. B. and Weed, S. B., eds., Soil Science Society of America, Inc., 145–180.Google Scholar