Anion Interactions with Freshly Prepared Hydrous Iron Oxides

Abstract

Infrared analysis showed that the bonding habit of oxyanions with freshly precipitated hydrous ferric oxides depends upon the nature of the anion and its hydration level. Monovalent oxyanions adsorb through an electrostatic interaction with the hydrated hydrous oxide surface. All divalent oxyanions, with the exception of tellurate, coordinate directly with surface iron cations. Tellurate, an octahedral anion, apparently penetrates and incorporates in the hydrous oxide structure. The symmetry of the free anion has a significant role in determining the configuration of the resultant complex. For anions of the same charge, those with tetrahedral geometry (in uncoordinated states) show a higher degree of specificity for the surface than the trigonal planer anions. Without exception, each bidentate bridging complex forms by replacement of protonated and unprotonated hydroxyls. With the anion geometry and the charge being equal, the suspension pH determines the adsorption capacity of the hydrous oxide.

Резюме

Инфракрасный анализ показал, что свойство, связывающее анионы кислорода со свежо осажденными водными окисями железа, зависит от типа аниона и его уровня гидратации. Моновалентные анионы кислорода адсорбируются путем электростатических взаимодействий с гидратированной поверхностью водной окиси. Все двухвалентные анионы кислорода, исключая теллурат, координируют непосредственно с поверхностными катионами железа. Теллурат, октаэдрический анион, вероятно, проникает и включается в структуру водной окиси. Симметрия свободного аниона играет особую родь в определении концентрации получаемого комплекса. В случае анионов одинакового заряда анионы с тетраэдрической геометрией (в нескоординированных состояниях) показывают бодыпую степень особенности по отношению к поверхности, чем три- гональные плоскостные анионы. Каждый “двухзубный” связывающий комплекс, без исключения, формируется подстановкой протонных и непротонных гидроокисей. В случае равных геометрии анионов и их заряда, величина pH суспензии определяет адсорбционную способность водной окиси. [Е.С.]

Resümee

Infrarotuntersuchungen zeigten, daß die Bindungsart von Oxyanionen mit frisch hergestellten wasserhaltigen Eisenoxiden von der Art des Anions und seinem Hydratationszustand abhängt. Einwärtige Oxyanionen werden durch eine elektrostatische Wechselwirkung an die hydratisierte Oberfläche des wasserhaltigen Oxides gebunden. Alle zweiwertigen Oxyanionen—mit Ausnahme des Tellurats—werden direkt an die Eisenkationen der Oberfläche gebunden. Tellurat, ein oktaedrisches Anion, dringt offensichtlich ein und wird in die Struktur des wasserhaltigen Oxides eingebaut. Die Symmetrie des freien Anions spielt eine wichtige Rolle, da sie die Konfiguration des entstehenden Komplexes mitbestimmt. Bei Anionen der gleichen Ladung zeigen die mit tetraedrischer Symmetrie (im ungebundenen Zustand) ein größeres Maß an Spezifität für die Oberfläche als trigonale planare Anionen. Ohne Ausnahme bildet sich jeder zweizähnig verbrückte Komplex durch Ersatz von protonierten und nichtprotonierten Hydroxylionen. Bei gleicher Anionengeometrie und gleicher Ladung bestimmt der pH der Suspension die Adsorptionskapazität des wasserhaltigen Oxides. [U.W.]

Résumé

L'analyse infrarouge a montré que le mode de liaison d'oxyanions avec des oxides hydrés ferriques fraîchement précipités dépend de la nature de fanion et de son niveau d'hydration. Les oxyanions monovalents adsorbent par une interaction électrostatique avec la surface de l'oxide hydré hydraté. Tous les oxyanions divalents, excepté la tellurate, coordonnent directement avec les cations fer de surface. La tellurate, un anion octaèdral, pénètre et incorpore apparemment dans la structure de l'oxide hydré. La symmétrie de l'anion libre a un rôle significatif dans la détermination du complexe résultant. Pour des anions de même charge, ceux ayant une géométrie tétraèdrale (dans des états non-coordonnés) montrent un degré de spécificité plus élevé pour la surface que les anions trigonaux plus planes. Sans exception, chaque complexe bidentate reliant se forme par remplacement d'hydroxyles protonatés et non-protonatés. La géométrie et la charge de fanion étant égales, le pH de la suspension détermine la capacité d'adsorption de l'oxide hydré. [D.J.]