Studtite
La studtite est un peroxyde d'uranyle de formule UO2(O2)(H2O)2·2H2O [3]. C'est un minéral formé par radiolyse alpha de l'eau[5],[6]. La métastudtite est le résultat de la déshydratation de UO2(O2)(H2O)2·2H2O, soit UO2(O2)(H2O)2.
| Studtite Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1] | |
 Aiguilles de studtite | |
| Général | |
|---|---|
| Symbole IMA | Stu[2] |
| Classe de Strunz | 04.GA.15
4 OXYDES et HYDROXYDES |
| Classe de Dana | 05.03.01.01
Oxydes
|
| Formule chimique | UO2(O2)(H2O)2·2H2O [3] |
| Identification | |
| Masse formulaire[4] | 374,0876 ± 0,003 uma H 2,16 %, O 34,22 %, U 63,63 %, |
| Couleur | jaune |
| Système cristallin | monoclinique |
| Réseau de Bravais | face centrée C |
| Classe cristalline et groupe d'espace | prismatique ; C2/c |
| Habitus | cristaux en forme d'aiguilles |
| Échelle de Mohs | 1–2 |
| Éclat | vitreux, cireux |
| Propriétés optiques | |
| Indice de réfraction | nα = 1.545, nβ = 1.555, nγ = 1.680 |
| Biréfringence | biaxe (+), 0,135 |
| Transparence | transparent à translucide |
| Propriétés chimiques | |
| Densité | 3,58 |
| Comportement chimique | se déshydrate en métastudite |
| Propriétés physiques | |
| Magnétisme | aucun |
| Radioactivité | oui |
| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |
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Historique de la description et appellations
modifierInventeur et étymologie
modifierLa studtite a été découverte par Vaes en 1947 à Shinkolobwe au Congo belge[7]. Ce minéral se prénomme ainsi en l'honneur de Franz Edward Studt[8], prospecteur et géologue britannique, auteur de la première carte géologique du Katanga, Congo (1913).
Topotype
modifierSynonymes
modifierLa studtite est couramment appelée tétraoxyde d'uranium, en particulier lors de son utilisation dans le cadre du cycle du combustible nucléaire.
Caractéristiques physico-chimiques
modifierCritères de détermination
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Composition chimique
modifierLa studtite, de formule UO2(O2)2(H2O)2·2H2O, a une masse moléculaire de 374,09 u. Elle est donc composée des éléments suivants :
| Élément | Nombre (formule) | Masse des atomes (u) | % de la masse moléculaire |
|---|---|---|---|
| H | 8 | 1,00 | 2,16 % |
| O | 8 | 15,99 | 34,22 % |
| U | 1 | 238,03 | 63,63 % |
| Total : 17 éléments | Total : 374,09 u | Total : 100 % |
Les impuretés sont fréquentes. Le minerai naturel renferme souvent du plomb ou des carbonates (CO32−).
Variétés et mélanges
modifierCristallochimie
modifierCristallographie
modifierLa studtite cristallise dans le système cristallin monoclinique. Son groupe d'espace est C2/c. L'ion uranyle est entouré de deux peroxydes bidentés pontants ainsi que deux molécules d'eau libre : ainsi la studtite se présente sous la forme d'une chaîne infinie {UO2(O2)(H2O)}n. Ces chaînes sont orientées suivant la direction c. Entre ces chaînes sont présentes des molécules d'eau d'hydratation.
Propriétés chimiques
modifierLa studtite se déshydrate à 70 °C pour donner la métastudtite[9]. La métastudtite se présente sous forme de chaînes {UO2(O2)(H2O)}n, comme pour la studtite, avec perte des molécules d'eau situées entre les chaînes.
Gîtes et gisements
modifierCroissance des minéraux
modifierCroissance naturelle
modifierSynthèse
modifierLa synthèse de ce minéral à l'état pulvérulent est relativement aisée au laboratoire, il suffit d'ajouter du peroxyde d'hydrogène (H2O2) à une solution de nitrate d'uranyle UO2(NO3)2.
Exploitation des gisements
modifierGalerie
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Notes et références
modifier- ↑ La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
- ↑ (en) L.N. Warr, « IMA–CNMNC approved mineral symbols », Mineralogical Magazine, vol. 85, no 3, , p. 291–320 (DOI 10.1180/mgm.2021.43
, Bibcode 2021MinM...85..291W, S2CID 235729616) - 1 2 https://webmineral.com/data/Studtite.shtml Studtite at Webmineral
- ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- ↑ (en) Peter C. Burns et Hughes Karrie-Ann, « Studtite, [(UO2)(O2)(H2O)2](H2O)2: The first structure of a peroxide mineral », American Mineralogist, vol. 88, , p. 1165–1168 (lire en ligne [archive du ])
- ↑ (en) Aurélien Perrot, Aurélien Canizares, Sandrine Miro, Laurent Claparede, Renaud Podor, Thierry Sauvage, Sylvain Peuget, Christophe Jegou et Nicolas Dacheux, « In situ Raman monitoring of studtite formation under alpha radiolysis in 18O-labeled water », Journal of Nuclear Materials, vol. 600, , p. 155267 (DOI 10.1016/j.jnucmat.2024.155267, lire en ligne, consulté le )
- ↑ J.F. Vaes, « Six nouveaux minéraux d'urane provenant de Shinkolobwe (Katanga) », Annales de la Société Géologique de Belgique, , B212–B226
- ↑ « Studtite », sur mindat.org (consulté le ).
- ↑ (en) Taichi Sato, « Uranium peroxide hydrates », Naturwissenschaften, Springer, vol. 48, no 21, , p. 668–668 (ISSN 1432-1904, DOI 10.1007/BF00592833, lire en ligne, consulté le ).
Voir aussi
modifierArticles connexes
modifierLiens externes
modifier- (en) webmineral.com
- (en) Handbook of mineralogy pdf
- (en) geoscienceworld.org
