آنالیز کمی جذب سطحی آهن (II) بر روی هیدروکسید آهن، گئوتایت،(α-FeOOH)

آهن (Fe) از عناصر ضروری برای رشد گیاهان، حیوانات و انسان است. شیمی آهن در سیستم های طبیعی نظیر خاک ها، و به ویژه در محیط های بی هوازی نظیر خاک های غرقابی و شالیزارها، تاثیر زیادی در قابلیت استفاده و تغییر شکل تعداد زیادی از دیگر عناصر و در نتیجه نقش مهمی در چرخه های طبیعی بیوشیمیائی و ژئوشیمیائی دارد. تحرک و قابلیت استفاده آهن در محیط های طبیعی، بوسیله واکنش های جذب سطحی - رها سازی و انحلال - رسوب کنترل می شود. میزان تغییر در این واکنش ها تابعی از شرایط محیطی، به ویژه سطح فعالیت پروتون (pH) و الکترون (pe) است. با توجه به اهمیت فرآیند جذب سطحی در کنترل غلظت آهن در فاز محلول، در این تحقیق فرآیند جذب سطحی آهن (II) روی هیدروکسید آهن گئوتایت در دامنه ای از pH و قدرت یونی بررسی گردید. رفتار باری گئوتایت، از تحلیل داده های تیتراسیون اسید و باز در قدرت های یونی مختلف تعیین شد. داده های آزمایشی نقطه صفر بار الکتریکی کانی را در pH 1/9 نشان داد. هم دماهای جذب سطحی آهن (II) بوسیله مدل مکانیستیکی CD-MUSIC آنالیز گردیدند. این داده ها با در نظر گرفتن دو کمپلکس درون کره ای سطحی و به درستی توصیف گردیدند. محاسبه ضرایب توزیع بار (CD) نشان داد که در اثر جذب گونه های سطحی آهن (II) در حدود 64/0 واحد بار به سطح کانی منتقل می شود. در اثر این فرآیند 36/0 واحد بار نیز به لایه اشترن افزوده می شود. مقدار کل جذب سطحی آهن (II) با افزایش pH و در نتیجه کاهش پتانسیل الکتریکی سطح کانی افزایش یافت. محاسبه جزء مولی گونه های جذب سطحی شده آهن (II) نشان داد که کمپلکس گونه اصلی آهن (II) جذب سطحی شده در دامنه pH آزمایشی می باشد. علاوه بر این، داده های آزمایشی و پیش بینی مدل نشان داد که قدرت یونی اثر قابل توجهی بر جذب سطحی آهن (II) ندارد که احتمالا ناشی از نوع مکانیسم جذب سطحی آهن است. استخراج تقریبا کامل آهن (II) جذب سطحی شده عدم رسوب آن در طی آزمایش را نشان داد. ضرایب ترمودینامیکی حاصل را می توان در مدل سازی بر هم کنش یون ها در خاک های شالیزاری که در آنها کاهش پتانسیل رداکس موجب افزایش فعالیت آهن (II) می گردد را استفاده کرد.