Síntesis de arseniatos de calcio (Guerinita, haidingerita y farmacolita) morfológicamente similares a los encontrados en suelos contaminados

Abstract

"En el acuífero somero de Matehuala y Cerrito Blanco, en el estado de San Luis Potosí, México, se han reportado concentraciones de hasta 158 mg/L de arsénico cuya movilidad ha podido ser representada por la disolución de Ca5H2(AsO4)4·n H2O, según modelaciones hidrogeoquímicas. Con la finalidad de probar la posible precipitación de este arseniato de calcio, en este estudio se llevaron a cabo experimentos de laboratorio de precipitación de arseniatos de calcio a pH y relación molar Ca/As similares a las encontradas en el acuífero somero de Matehuala y Cerrito Blanco. Los experimentos de precipitación de arseniatos de calcio se llevaron a cabo en dos síntesis. Para la síntesis 1, se mezclaron soluciones 85.9 mM de Na2HAsO4·7H2O con suspensiones 0.93 % (m/v) de Ca(OH)2. Para la síntesis 2 se mezclaron soluciones 114.4 mM de Na2HAsO4·7H2O con suspensiones 0.97 % (m/v) de Ca(OH)2. En total, se prepararon 6 reactores que se almacenaron a temperatura ambiente por 500 h. La temperatura, las concentraciones de arsénico, calcio y pH fueron medidos a lo largo del tiempo, mientras que los precipitados obtenidos fueron identificados por análisis de difracción de rayos X (DRX) y observados por microscopía electrónica de barrido (MEB). Los resultados de DRX muestran la precipitación de un arseniato de calcio [guerinita, Ca5H2(AsO4)4·9H2O] con una estequiometría similar a la obtenida por modelación hidrogeoquímica [Ca5H2(AsO4)4·nH2O]. Adicionalmente, se obtuvieron otros dos arseniatos de calcio llamados haidingerita (CaHAsO4·H2O) y farmacolita (CaHAsO4·2H2O). La observación de los precipitados obtenidos por MEB permitió la identificación de hábitos laminares, laminares aplanados y aciculares que se asociaron a haidingerita, guerinita y farmacolita, respectivamente. La morfología de los arseniatos de calcio precipitados en este estudio coincide con la observada en arseniatos de calcio encontrados en suelos contaminados en Matehuala. Los resultados de este estudio aportan al reconocimiento morfológico de arseniatos de calcio presentes en el ambiente."

"Total dissolved arsenic concentrations up to 158 mg/L have been reported in the Matehuala and Cerrito Blanco aquifer in San Luis Potosi, Mexico from the dissolution of Ca5H2(AsO4)4·n H2O, as determined by hydrogeochemical modelling. In order to test the precipitation of this calcium arsenate, in this study, calcium arsenates were synthesized at similar pH and Ca/As aquifer conditions. Precipitation experiments were carried out in two synthesis. For synthesis 1, calcium arsenates were prepared by mixing 85.9 mM Na2HAsO4·7H2O solutions with slurries of 0.93 % (w/v) Ca(OH)2. For synthesis 2, calcium arsenates were prepared by mixing 114.4 mM Na2HAsO4·7H2O solutions with slurries of 0.97 % (w/v) Ca(OH)2. A total of six reactors were prepared, they were stored at room temperature for 500 h. Temperature, arsenic, calcium concentrations and pH were measured over time while the precipitates were identified by X-ray diffraction analyses and observed by scanning electron microscopy. According to X-ray diffraction results and the experimental conditions, a calcium arsenate, namely guerinite [Ca5H2(AsO4)4·9H2O] with the predicted stoichiometry, precipitated. Additionally, other two calcium arsenate mineral phases, namely haidingerite (CaHAsO4·H2O) and pharmacolite (CaHAsO4·2H2O) precipitated. The observation of the calcium arsenates precipitates allowed the identification of laminar, platty, and acicular habits associated to haidingerite, guerinite and pharmacolite, respectively. The morphology of the calcium arsenates precipitates in this study agrees with the morphology observed in calcium arsenates found in contaminated soils in Matehuala. Results from this study contribute to the morphological identification of calcium arsenates in the environment."