Thermodynamics and crystal chemistry of rhomboclase, (H<sub>5</sub>O<sub>2</sub>)Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O, and the phase (H<sub>3</sub>O)Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>and implications for acid mine drainage
Notice bibliographique
Résumé
The system Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SO<sub>3</sub>-H<sub>2</sub>O contains the most important minerals of acid mine drainage (AMD), iron oxides, and iron sulfates. For geochemical modeling of the AMD systems, reliable thermodynamic data for these phases are needed. In this work, we have determined thermodynamic data for the most acidic sulfates rhomboclase [(H<sub>5</sub>O<sub>2</sub>)Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O or (H<sub>3</sub>O)Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>·3H<sub>2</sub>O] and the phase (H<sub>3</sub>O)Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>. The actual compositions of the studied phases are (H<sub>3</sub>O)<sub>1.34</sub>Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2.17</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>3.06</sub> (molecular mass of 344.919 g/mol) and (H<sub>3</sub>O)<sub>1.34</sub>Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2.17</sub> (289.792 g/mol). Structural details for both phases were refined from synchrotron powder X-ray diffraction data. Enthalpies of formation were determined by acid-solution calorimetry. Low-temperature heat capacity was measured for rhomboclase by relaxation calorimetry but a critical analysis of entropies for several oxysalts showed that these data are too high. Entropies for both phases were estimated from a Kopp-rule algorithm. The enthalpies of formation and entropies were combined with previously published temperature-relative humidity brackets to generate an internally consistent thermodynamic data set for rhomboclase: Δ<sub>f</sub>H° = -3202.03 kJ/mol, S° = 378.7 J/(mol·K); and for (H<sub>3</sub>O)<sub>1.34</sub>Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2.17</sub> : Δ<sub>f</sub>H° = -2276.25 kJ/mol, S° = 253.2 J/(mol·K). Solubility experiments at room temperature and at T = 4 °C agree well with previously reported data in the system Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SO<sub>3</sub>-H<sub>2</sub>O. An inspection of the extended Pitzer model for Fe<sup>3+</sup>-SO<sub>4</sub> solutions shows that this model reproduces the general topology of the phase diagram, but the position of the calculated solubility curves deviates substantially from the experimental data. Solid-state <sup>2</sup>H MAS NMR spectra on deuterated rhomboclase show two isotropic chemical shifts δ<sub>iso</sub>(<sup>2</sup>H) = of 8 ± 1 and 228 ± 1 ppm, assigned to D<sub>5</sub>O<sub>2</sub> <sup>+</sup> and Fe-OD<sub>2</sub> groups, respectively. Canonical ensemble (NVT) molecular dynamics simulations for (H<sub>3</sub>O)Fe(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> at T = 300 K showed that the H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> groups maintain their trigonal pyramidal geometry and perform different types of motion.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,005 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,005 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,005 | 0,018 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».