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  • 2000  (1)
  • Wiley Online Library  (1)
  • 1
    Language: English
    In: Journal of Plant Nutrition and Soil Science, December 2000, Vol.163(6), pp.571-575
    Description: It is widely accepted that the fixation of oxyanions is due to diffusion of the ions into the pores and interdomains of iron oxides. Most studies have used batch techniques, which do not allow to clearly differentiate chemisorption from mass transport phenomena. Thus, it is not yet clear, whether strengthening of chemical Mo bonding occurs along with residence time, in addition to diffusion processes. In this study we used pressure jump relaxation (p‐jump), a very fast kinetic technique, to (1) elucidate the Mo/goethite interaction and to (2) analyze the effects of aging the Mo/goethite complex on Mo chemisorption. A synthetic goethite was incubated with Mo solution (1 mM Mo) for 12, 24, and 72 hours at pH 4. At the end of the incubations p‐jump experiments were performed on the suspensions at temperatures ranging from 283 to 303 K. Relaxation kinetics were modelled using a combination of two first order terms. In addition, the amount of Mo sorbed to the goethite after different incubation times was determined by graphite furnace atomic absorption spectroscopy. The MoO/goethite systems revealed a fast relaxation time (= reciprocal of rate constant, about 4 ms), that decreased with increasing temperature and a slow one (about 60 ms) that did not depend on temperature. Activation energy of the fast process was 76 kJ mol. We did not observe any effects of incubation time on the fast process. However, the amount of Mo sorbed to the iron oxide increased with increasing incubation time. We conclude that the fast relaxation represents Mo chemisorption to the goethite. Slow relaxation seems to be due to Mo transport within the suspension. The pressure jump results indicate, that the dominant surface species of Mo sorbed to goethite do not change along with residence time. Mechanismen der Molybdänsorption an Eisenoxide 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 kinetischen 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 Inkubationszeiten bestimmt. Für das Mo/Goethit‐System ergaben sich eine schnelle (ca. 4 ms) und eine langsame (ca. 60 ms) Relaxationszeit (= Kehr‐wert 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. 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.
    Keywords: Molybdenum‐Fixation ; Sorption Mechanism ; Kinetic Approach ; P‐Jump ; Diffusion
    ISSN: 1436-8730
    E-ISSN: 1522-2624
    Library Location Call Number Volume/Issue/Year Availability
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