Адсорбция и поверхностное осаждение кадмия на гематите — страница 9

  • Просмотров 4337
  • Скачиваний 48
  • Размер файла 54
    Кб

общей и свободной концентрации для него совпадают. Этим очевидным условием мы воспользовались при вводе данных для Ts в FITEQL. Поскольку a priori не известны значения концентраций Ts в каждой точке титрования (при определенной комбинации поверхностных комплексов), мы вводим в FITEQL псевдоэкспериментальные значения, равные, например, общей концентрации Cdads. Такой выбор понятен (однако вовсе не обязателен, поскольку лишь уменьшает

количество итераций и, соответственно, время вычисления) из уравнения (2), где на один адсорбированный атом кадмия приходится один атом железа, образующий одну молекулу оксида. На "выходе" FITEQL мы получаем новые значения для общей концентрации Ts, которые снова вводим в качестве общей и свободной концентраций Ts. Трех - четырех подобных итераций достаточно для достижения 1-2%-й величины YTs. Эти операции повторяются для остальных

возможных комбинаций поверхностных комплексов, после чего ?лучший¦ вариант модели выбирается на основании полученных значений V(Y). Что касается общей концентрации железа, то, например, в случае аморфного гидроксида железа с большой удельной поверхностью ее принимают равной общей концентрации твердого гидроксида, таким образом полагая весь объем гидроксида доступным для сорбируемых компонентов [8, 12]. Можно предположить, что в

общем случае в реакциях принимает участие только часть атомов железа (принадлежащие поверхности и нескольким слоям твердой фазы). Это обстоятельство отмечалось Дзомбаком и Морелем [12]. Таким образом, общая концентрация железа (вернее, величина TOT(D) -TOT(B)) является подгоночным параметром, и ее можно либо оптимизировать с помощью FITEQL, либо варьировать ее значением до достижения минимума V(Y). В нашем случае эта величина составила 0.11

мкмоль/м2 (см. уравнение (15)). Кислотно-основные свойства поверхности раздела гематит - раствор (Система гематит (--O-FeOH) - H+) Ранее [13] концентрация адсорбционных центров на поверхности гематита была измерена при титровании суспензии гематита в 1 M растворе NaCl. Эта величина, равная B = 3.8 ± 0.1 мкмоль/м2, или 2.3 нм-2 в настоящей работе принята без изменений. Необходимая для описания экспериментальных данных модель включает две константы для

поверхностных гидроксильных групп и значение удельной емкости. Константы определены в соответствии со следующими равновесиями: --O-FeOH + H+ <=> --O-FeOH2+ s1,0,0 (20) --O-FeOH <=> --O-FeO- + H+ s-1,0,0 (21) Значения, полученные для log s1,0,0,(int) , log s-1,0,0,(int) и С приведены в Таблице 2. Таблица 2. Кислотно-основные свойства поверхности раздела гематит - раствор, рассчитанные с помощью модели постоянной емкости (298 K, I = 0.001 M NaNO3), V(Y)=6.2. log s1,1,0 (int) (± 3 ) 7.18 (± 0.06) log s-1,1,0 (int)