Efecto de la incorporación de Cd(II) en el proceso de formación y en la reactividad de goetita

MARÍA FERNANDA HORST; MARIANA ALVAREZ; ELSA E. SILEO; ELSA H. RUEDA

Tandil

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Puesto que el estado químico de los suelos es muy variable, la continua precipitación y disolución de minerales genera la sustitución de componentes del mineral por cationes y aniones disponibles. En el caso de la goetita (a-FeOOH), que es el óxido de hierro más estable a temperatura ambiente, numerosos cationes isovalentes o heterovalentes pueden sustituir parcialmente al Fe(III) sin cambiar la estructura del cristal. Es sabido que el cadmio es un metal pesado cuyas soluciones son altamente tóxicas tanto para el hombre como para la flora y fauna. Existe en algunos residuos mineros y como desecho de varias actividades industriales. Es además una de las especies que puede adsorberse y/o coprecipitar junto con el Fe en los oxohidróxidos. Como su radio iónico es considerablemente más grande que el del Fe(III), la sustitución puede alterar significativamente la estructura de la goetita, modificando su estructura, morfología y sus propiedades fisicoquímicas. [1] En este trabajo se presenta la influencia del agregado de Cd(II) a distintos tiempos del proceso de transformación de ferrihidrita a goetita. Para ello se precipitó ferrihidrita a partir de una serie de soluciones de Fe(III) en medio alcalino, y se agregó una solución de Cd(II) a distintos tiempos de síntesis. Las muestras así obtenidas se caracterizan por medio de análisis químicos y difracción de rayos X (DRX), y se estudia el efecto de la incorporación de Cd sobre la reactividad ácida de las mismas. Se realiza también un estudio comparativo con la reactividad de goetitas sustituidas con cantidades variables de Cd obtenidas por coprecipitación de las soluciones de Fe(III) y Cd(II). Los resultados de DRX arrojan goetita como única fase presente, y en las muestras de la serie envejecida, los análisis químicos muestran un contenido similar de Cd en todos los óxidos, indicando el mismo tenor de incorporación del metal independientemente del tiempo de agregado durante la síntesis. Este comportamiento difiere del observado en una serie de Mn-goetitas obtenidas por una vía similar, en donde el contenido de Mn incorporado en el óxido disminuye con el de agregado más tardío de la solución de Mn(II) a la ferrihidrita.[2] Las medidas de las cinéticas de disolución ácida de Cd-goetitas sintéticas se realizan en HCl 6 M a 40 ºC e indican que la sustitución de Cd en el orden de 8 mol mol-1 % aumenta tres veces la velocidad de disolución con respecto a la goetita pura.a-FeOOH), que es el óxido de hierro más estable a temperatura ambiente, numerosos cationes isovalentes o heterovalentes pueden sustituir parcialmente al Fe(III) sin cambiar la estructura del cristal. Es sabido que el cadmio es un metal pesado cuyas soluciones son altamente tóxicas tanto para el hombre como para la flora y fauna. Existe en algunos residuos mineros y como desecho de varias actividades industriales. Es además una de las especies que puede adsorberse y/o coprecipitar junto con el Fe en los oxohidróxidos. Como su radio iónico es considerablemente más grande que el del Fe(III), la sustitución puede alterar significativamente la estructura de la goetita, modificando su estructura, morfología y sus propiedades fisicoquímicas. [1] En este trabajo se presenta la influencia del agregado de Cd(II) a distintos tiempos del proceso de transformación de ferrihidrita a goetita. Para ello se precipitó ferrihidrita a partir de una serie de soluciones de Fe(III) en medio alcalino, y se agregó una solución de Cd(II) a distintos tiempos de síntesis. Las muestras así obtenidas se caracterizan por medio de análisis químicos y difracción de rayos X (DRX), y se estudia el efecto de la incorporación de Cd sobre la reactividad ácida de las mismas. Se realiza también un estudio comparativo con la reactividad de goetitas sustituidas con cantidades variables de Cd obtenidas por coprecipitación de las soluciones de Fe(III) y Cd(II). Los resultados de DRX arrojan goetita como única fase presente, y en las muestras de la serie envejecida, los análisis químicos muestran un contenido similar de Cd en todos los óxidos, indicando el mismo tenor de incorporación del metal independientemente del tiempo de agregado durante la síntesis. Este comportamiento difiere del observado en una serie de Mn-goetitas obtenidas por una vía similar, en donde el contenido de Mn incorporado en el óxido disminuye con el de agregado más tardío de la solución de Mn(II) a la ferrihidrita.[2] Las medidas de las cinéticas de disolución ácida de Cd-goetitas sintéticas se realizan en HCl 6 M a 40 ºC e indican que la sustitución de Cd en el orden de 8 mol mol-1 % aumenta tres veces la velocidad de disolución con respecto a la goetita pura. [1] Sileo, E.E, Solís, P.S and Paiva-Santos, C.O. (2003) Powder Diffraction 18(1), 50-55.[2] Alvarez, M., Sileo, E.E. and Rueda, E.H. (2005) Chemical Geology 216, 89-97.