Phase transitions and thermal expansion of natural and synthetic sodium sulfate and potassium

Abstract

С целью более полного понимания минералогии и кристаллохимии сульфидных образований вулкана Толбачик (п-ов Камчатка), методом порошковой рентгеновской дифракции в широком интервале температур было выполнено исследование синтетических сульфатов ряда Na2SO4-K2SO4. В ходе работы были выявлены фазовые переходы и фазовые отношения в системе, оценены пределы твердых растворов при замещении Na-K, их зависимость от температуры, изучено термическое расширение гомогенных твердых растворов различного состава. Выявленные температурные интервалы существования различных сульфатов калия и натрия. Некоторые охарактеризованные сульфаты натрия и калия, существующие при повышенных температурах, не встречены в природе. Однако, высокотемпературные условия вулканических процессов допускают их существование на фумарольных полях и лавовых потоках действующих вулканов в их постэруптивный период деятельности. Таким минералом может быть гексагональная модификация тенардита Na2SO4 в чистом виде выше 237oC или в атмосферных условиях при вхождении стабилизирующей примеси, например K.

For the more understanding of the Mineralogy and crystal chemistry of sulfide formations of the Tolbachik volcano (Kamchatka), using powder x-ray diffraction in a wide temperature range was carried out a study of synthetic sulfates of Na2SO4-K2SO4. In the course of work were identified the phase transitions and phase relations in the system, the estimated limits of solid solutions with substitution of Na-K, their temperature dependence, the thermal expansion of homogeneous solid solutions of different composition. The identified temperature intervals of existence of the various sulphates of potassium and sodium. Some described the sulphates of sodium and potassium that exist at elevated temperatures are not encountered in nature. However, high temperature conditions of volcanic processes allow them to exist in fumarolic fields and lava flows of active volcanoes in their post-eruptive period of activity. This mineral can be hexagonal modification of thenardier Na2SO4 in pure form above 237 Celsius and under atmospheric conditions when entering a stabilizing impurity, e.g. K.