CLASES MINERALES

 

8 Clase VIII. Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos

8.1 Introducción y Propiedades Generales


Esta clase mineral se encuentra formada por un gran número de especies (más de 300), aunque la mayoría no son demasiado abundantes.

Forman parte de esta clase los minerales en cuya composición química aparecen grupos tetraédricos (XO4)-3 unidos a cationes metálicos, siendo X = P, As ó V, todos ellos en estado de oxidación +5. Aunque, en principio, pueden existir fosfatos, arseniatos y vanadatos de todos los elementos químicos, en la práctica los más abundantes son los de Li+, Na+, K+, Ca+2, Mg+2, Fe+2, Fe+3, Al+3, Mn+2, Mn+3, Cu+2, Zn+2, Pb+2, uranilo y otros elementos de las tierras raras.

En los citados grupos tetraédricos el elemento X se une a los 4 oxígenos mediante enlaces covalentes, mientras que la unión entre este grupo y los cationes metálicos se realiza mediante interacciones electrostáticas (enlaces iónicos) o con la intervención de puentes de hidrógeno.

Dado que la mayor parte de estos minerales se forman a bajas temperaturas, no es rara la presencia de grupos OH y de moléculas de agua en las estructuras, sobre todo si hay cationes de pequeño tamaño. Tampoco es rara la presencia de F y de Cl o de más de un tipo de catión (sales dobles, etc.). Son frecuentes las sustituciones isomórficas (a veces heterovalentes), tanto en la parte aniónica como en la catiónica, ello puede provocar la presencia de un gran número de elementos en cada especie y la existencia de bastantes series, como piromorfita mimetita (parte aniónica), purpurita, heterosita (parte catiónica) y otras. Por otro lado, al ser frecuentes ciertos contenidos de elementos cromóforos (elementos de transición y de transición interna), estos minerales suelen poseer coloraciones muy características. Además muchos fosfatos son luminiscentes. La fosforescencia fue observada por primera vez en minerales de esta clase.

Los fosfatos tribásicos de elementos alcalinos son solubles en agua, mientras que los de otros elementos son insolubles. Si se trata de fosfatos monoácidos ocurre lo mismo, aunque la reacción de hidrólisis que tiene lugar es menos alcalina que la suministrada por los tribásicos.

Aunque estructuralmente los ortofosfatos y los ortoarseniatos se parecen mucho entre sí y muchas características son comparables, los últimos son menos estables en solución acuosa, al ser moderadamente oxidantes. Por ejemplo, en medio ácido, las reacciones de intercambio electrónico son:

H3PO4 + H++ 2e- ↔  H3PO3 + H2O        Eº=-0.276V

H3AsO4 + H++ 2e- ↔  HAsO2 + 2H2O     Eº=+0.559V

Por otro lado el ácido ortoarsénico es algo más débil que el ácido ortofosfórico.

Por lo que respecta a los vanadatos, presentan una química diferente a la de los fosfatos y arseniatos, salvo en ciertos aspectos estequiométricos. El anión VO4-3, aparece en medios acuosos muy alcalinos (pH>13), formándose entidades polimerizadas en medios menos básicos. Por ejemplo, a pH comprendido entre 2 y 6, existe el ion decavanadato (isopolianión), de color anaranjado. Para obtener el ion vanadato (incoloro) se disuelve pentóxido de vanadio (V2O5) en hidróxido de sodio (NaOH).

 


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