Mechanism of molybdenum sorption to iron oxides using pressure-jump relaxation : Reaction kinetics links soil chemistry and plant nutrition

2000

S. 571-575

23 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200073654

Die Fixierung von Oxyanionen durch Eisenoxide wird im allgemeinen auf die Diffusion von Ionen in die Interdomänenräume von Eisenoxiden zurückgeführt. Weil es mit Hilfe herkömmlicher Batch-Experimente nicht möglich ist, zwischen Chemisorptions- und Massentransport-Prozessen zu unterscheiden, ist bislang unklar, ob zusätzlich Veränderungen der chemischen Bindung bei längeren Sorptionszeiten für die Festlegung von Oxyanionen verantwortlich sind. Ziel dieser Untersuchung ist es, mittels Druck-Sprung (p-jump), einer sehr schnellen knetischen Methode, die Mechanismen der Mo-Fixierung an Eisenoxide aufzuklären. Ein synthetischer Goethit wurde bei pH 4 mit molybdathaltiger Lösung (1 mM Mo) 12, 24 und 72 h inkubiert. Nach dieser Vorinkubation wurden p-jump-Versuche mit den verschieden lange gealterten Suspensionen bei Temperaturen zwischen 283 und 303 K durchgeführt. Die Relaxationskinetik wurde dabei durch die Kombination zweier Terme erster Ordnung beschrieben. Zusätzlich wurde die Menge an sorbiertem Mo nach den unterschiedlichen Inukabtionszeiten bestimmt. Für das Mo/Goethit-System ergaben sich eine schnelle (ca. 4 ms) und eine langsame (ca. 60ms) Relaxationszeit (Kehrwert der Geschwindigkeitskonstante). Während die schnelle Relaxation sehr stark temperaturabhängig war, zeigte die langsame Relaxation keinen Temperatureinfluss. Die Aktivierungsenergie für den schnellen Prozess betrug 76 kJ mol®Ü. Obwohl die sorbierte Mo-Menge mit der Inkubationszeit deutlich zunahm, war die Relaxationszeit unabhängig von der Dauer der Vorinkubation. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die schnelle Relaxation durch die Chemisorption von Mo an den Goethit hervorgerufen wird. Die langsame Relaxation ist vermutlich auf Durchmischungsphänomene innerhalb der suspensionen zurückzuführen. Die Untersuchung deutet darauf hin, dass Mo-Fixierung allein auf Transportprozesse, nicht aber auf die Veränderung der chemischen Bindung zurückzuführen ist.