Реферат Курсовая Конспект
ЯГР (МЁССБАУЭРОВСКАЯ) СПЕКТРОСКОПИЯ - раздел Геология, Магнезиальные минералы группы гумита Для Определения Валентности Железа Проведено Исследование 6 «Опорных» Образцо...
|
Для определения валентности железа проведено исследование 6 «опорных» образцов методом ЯГР (мёссбауэровской) спектроскопии. Спектры для ядер 57Fe получены при T = 300 K с использованием спектрометра MS 1104Em, работающего в режиме постоянных ускорений. Источник излучения – 57Co в матрице Rh поддерживался при комнатной температуре. Все значения изомерных сдвигов приведены относительно α-Fe при T = 300 K. Исследование проведено профессором В.С. Русаковым на кафедре общей физики физического факультета МГУ. Для обработки спектров использовался метод модельной расшифровки, реализованной в программе SPECTR программного комплекса MSTools (Русаков, 2000).
Были изучены железистые разновидноси гидроксилклиногумита (до 12.3 мас.% FeO в образце MMФ 21703), хондродита (до 12.3 мас.% FeO в образце Р20) и гумита (9.9 мас.% FeO в образце ММФ 88246) (табл. 4.1).
Полученные спектры для этих минералов подобны друг другу и отличаются лишь по интенсивности компонентов результирующего дублета. Для гидроксилклиногумита характерна незначительная ассиметрия дублета (рис. 4.1 а, б, в): один его компонент имеет большую интенсивность в области малых скоростей. У гумита (рис. 4.1 г) эта ассиметрия хорошо проявлена, у хондродита (рис. 4.1 д, е) дублет слабо ассиметричен, и чуть большую интенсивность имеет его компонент в области более высоких скоростей. В спектрах образцов 15/4757, BM 1954,46 и МФ 88246 компонент дублета имеет слабое плечо в области малых скоростей, что указывает на присутствие в спектре дополнительного дублета от ионов Fe3+ c небольшим изомерным сдвигом (δ) и квадрупольным расщеплением (Q=2√ ɛ, где ɛ - квадрупольное смещение) (рис. 4.1 а, г, д).
Во всех полученных спектрах МГГ путем разложения результирующего дублета выявлено по пять квадрупольных дублетов, из которых первые четыре соответствуют двухвалентному состоянию железа, а пятый – трехвалентному в октаэдрах (рис. 4.2). Квадрупольные дублеты №№ 1 и 2 (табл. 4.1) имеют высокие значения квадрупольного смещения и изомерного сдвига, меньшие значения квадрупольного смещения наблюдаются в дублетах № 3, а квадрупольные дублеты № 4 (в табл. 4.1 отмечены «*» и на рис. 4.2 точки, отмеченные цифрой 4) имеют очень низкие значения ɛ для всех МГГ. Значения ɛ и δ в квадрупольном дублете № 5 являются характерными для Fe3+.
Табл. 4.1 Параметры компонентов мессбауэровских спектров гидроксилклиногумита (а), хондродита (б) и гумита (в)
а. | Гидроксилклиногумит | |||||||||||
№ обр. | № квадрупольного дублета соответствующий 57Fe | δ, мм/с | ɛ, мм/с | Г, мм/с | S, % | χ2 | TiO2SAR, мас.% | FeOSAR, мас.% | FeSAR, а.ф. | Fe3+, а.ф. | ||
BM 1954,46 | 1 – [VI]Fe2+ | 1.17 | 1.47 | 0.33 | 23 ± 18% | 1.15 | 4.98 | 8.92 | 0.82 | 0.04 | ||
2 – [VI]Fe2+ | 1.12 | 1.43 | 0.33 | 57 ± 18% | ||||||||
3 – [VI]Fe2+ | 1.17 | 1.14 | 0.33 | 11.3 ± 1% | ||||||||
4* – [VI]Fe2+ | 1.11 | 0.67 | 0.33 | 4.2 ± 0.4% | ||||||||
5 – [VI]Fe3+ | 0.33 | 0.40 | 0.33 | 5.3 ± 0.4 % | ||||||||
MMФ 21703 | 1 – [VI]Fe2+ | 1.15 | 1.49 | 0.32 | 33.2 ± 2% | 1.19 | 5.39 | 12.28 | 1.15 | 0.01 | ||
2 – [VI]Fe2+ | 1.12 | 1.40 | 0.32 | 46.3 ± 1.9% | ||||||||
3 – [VI]Fe2+ | 1.16 | 1.20 | 0.32 | 8.7 ± 0.4% | ||||||||
4* – [VI]Fe2+ | 1.16 | 0.64 | 0.32 | 3.13 ± 0.13% | ||||||||
5 – [VI]Fe3+ | 0.53 | 0.31 | 0.32 | 1.14 ± 0.13% | ||||||||
Гер17 | 1 – [VI]Fe2+ | 1.19 | 1.47 | 0.26 | 35 ± 0.8% | 1.50 | 3.18 | 6.05 | 0.56 | 0.01 | ||
2 – [VI]Fe2+ | 1.09 | 1.44 | 0.26 | 35.4 ± 0.8% | ||||||||
3 – [VI]Fe2+ | 1.14 | 1.22 | 0.26 | 6.28 ± 0.29% | ||||||||
4* – [VI]Fe2+ | 1.16 | 0.64 | 0.26 | 3.12 ± 0.13% | ||||||||
5 – [VI]Fe3+ | 0.49 | 0.305 | 0.26 | 1.79 ± 0.13% | ||||||||
б. | Хондродит | |||||||||||
№ обр. | № квадрупольного дублета соответствующий 57Fe | δ, мм/с | ɛ, мм/с | Г, мм/с | S, % | χ2 | TiO2SAR, мас.% | FeOSAR, мас.% | FeSAR, а.ф. | Fe3+, а.ф. | ||
15/4757 | 1 – [VI]Fe2+ | 1.16 | 1.44 | 0.31 | 17.6 ± 0.9% | 1.15 | 0.20 | 6.46 | 0.33 | 0.01 | ||
2 – [VI]Fe2+ | 1.12 | 1.25 | 0.31 | 67.9 ± 1.2% | ||||||||
3 – [VI]Fe2+ | 1.20 | 0.96 | 0.31 | 10.4 ± 0.7% | ||||||||
4* – [VI]Fe2+ | 1.08 | 0.69 | 0.31 | 1.496 ± 0.007% | ||||||||
5 – [VI]Fe3+ | 0.37 | 0.16 | 0.31 | 2.7 ± 0.28% | ||||||||
Р20 | 1 – [VI]Fe2+ | 1.15 | 1.42 | 0.34 | 30.2 ± 0.9% | 1.03 | 0.15 | 12.29 | 0.60 | 0.01 | ||
2 – [VI]Fe2+ | 1.13 | 1.22 | 0.34 | 48.6 ± 0.9% | ||||||||
3 – [VI]Fe2+ | 1.18 | 0.99 | 0.34 | 14 ± 0.9% | ||||||||
4 – [VI]Fe2+ | 1.15 | 0.68 | 0.34 | 6 ± 0.5% | ||||||||
5** – [VI]Fe3+ | 0.61 | 0.29 | 0.34 | 1.19 ± 0.3% | ||||||||
в. | Гумит | |||||||||||
№ обр. | № квадрупольного дублета соответствующий 57Fe | δ, мм/с | ɛ, мм/с | Г, мм/с | S, % | χ2 | TiO2SAR, мас.% | FeOSAR, мас.% | FeSAR, а.ф. | Fe3+, а.ф. | ||
ММФ 88246 | 1 – [VI]Fe2+ | 1.17 | 1.45 | 0.29 | 41.2 ± 1.3% | 1.18 | 0.38 | 9.94 | 0.70 | 0.01 | ||
2 – [VI]Fe2+ | 1.12 | 1.34 | 0.29 | 47.6 ± 1.2% | ||||||||
3 – [VI]Fe2+ | 1.22 | 0.97 | 0.29 | 5 ± 0.6% | ||||||||
4* – [VI]Fe2+ | 1.15 | 0.68 | 0.29 | 4.3 ± 0.5% | ||||||||
5 – [VI]Fe3+ | 0.33 | 0.33 | 0.29 | 1.9 ± 0.4% | ||||||||
Примечание: δ – изомерный сдвиг, ɛ – квадрупольное смещение, Г – ширина компонент парциального спектра, S – относительная площадь компонента в спектре, [VI] – октаэдрическая координация.
Рис. 4.1 Мёссбауэровские спектры представителей различных структурных типов МГГ: клиногумита: а – BM 1954,46, б – Гер17, в – ММФ 21703; гумита: г – ММФ 88246; хондродита: д – 15/4757, е – Р20.
Относительные площади каждого компонента в ЯГР-спектре показывают соотношения Fe2+ и Fe3+ в минерале, и, зная общее содержание Fe в исследованных образцах, мы получили для них количества разновалентного железа (табл. 4.2). В двух спектрах гидроксилклиногумита (ММФ 21703, Гер17), кроме того, обнаруживается слабый секстет, который соответствует микровросткам магнетита (рис. 4.1 б, в).
Значения изомерного сдвига в спектрах наших МГГ близки к данным из работ (Platonov et al., 2001; Sharma et al., 1990; Reddy et al., 2006). В образце Р20 наблюдается большая величина изомерного сдвига для Fe3+ (табл. 4.2 б; рис. 4.2), что может быть связано со значительным искажением октаэдра.
В работе (Reddy et al., 2006) указывается на содержание Fe3+ = 27% от общего количества железа в клиногумите; расчет содержания Fe3+ по относительной площади соответствующего компонента в спектрах наших образцов показал, что доля трехвалентного железа во всех случаях очень низка: 1.2–5.3% от общего количества Fe.
В результате мёссбауэровского исследования можно сделать однозначный вывод, что подавляющая часть железа в изученных МГГ находится в двухвалентном состоянии. Не исключено, что зафиксированная примесь Fe3+, возможно, является продуктом окисления Fe2+ кислородом воздуха во время растирания пробы: это явление для магнезиальных МГГ отмечалось (Борнеман-Старынкевич, Мясников, 1950). В табл. 4.2 приведены данные И.Д. Борнемана-Старынкевич и В.С. Мясникова (1950), из которых видно, что отношение Fe2+/Fe3+ в магнезиальных МГГ зависит от способа измельчения образца и от времени нахождения растертой пробы на воздухе.
Табл. 4.2 Содержание FeO и Fe2O3 в клиногумите из Перовскитовой копи, Ю. Урал, мас.% (Борнеман-Старынкевич, Мясников, 1950).
Компо-нент | Измельчение ударами | Измельчение растиранием | Длительное нахождение растертой пробы на воздухе |
FeO | 3.37 | 2.98 | 2.22 |
Fe2O3 | 0.47 | 0.92 | 1.95 |
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
На сайте allrefs.net читайте: "Магнезиальные минералы группы гумита"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ЯГР (МЁССБАУЭРОВСКАЯ) СПЕКТРОСКОПИЯ
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов