Jarosite AFe3(SO4)2(OH)6: Kristallchemische Charakterisierung und aquatische Reaktionen

Versauerung von Wässern durch Sulfidoxidation belastet die Umwelt. Unter diesen sauren Bedingungen werden Jarosite (AFe3(SO4)2(OH)6) gebildet, die Schadstoffe binden aber unter veränderten pH-, Eh-Bedingungen wieder freisetzen können. Synthesen lieferten Kristalle bis 100 um Kantenlänge. Ihre Morphologie ist von (001) und (012)-Flächen dominiert. Die K-Jarosite sind pseudosymmetrisch. Einkristallstrukturdaten wurden in trigonaler und monokliner Raumgruppe ermittelt. Parallel dazu wurde die Rietveldmethode eingesetzt, wenn die Kantenlängen der Kristalle <40 um betrugen. Diese Daten haben Eingang bei der Berechnung der Schwingungssmoden gefunden. Dynamische Unordnung der H3O-Wasserstoffe in der Struktur wird anhand der Schwingungsspektren vermutet und als Grund für die Beschleunigung der Auflösung mit dem H3O-Gehalt angesehen. Ersatz von H3O gegen K führt zu einer rascheren Auflösekinetik, wie Schüttelversuche gezeigt haben. Die aus den Sulfatgehalten der Lösung berechneten molaren Umsätze an Jarosit zeigen, dass in der Reihenfolge K(Fe,Cr)-, K-, Na-, H3O-Jarosit zunehmend Sulfat in Lösung geht. Als Produkte treten Eisen(III)-Oxyhydroxide auf, die als Goethit identifiziert wurden. Sie können, wie im Fall des Cr(III)-haltigen Jarosits, als Senke für im Jarosit enthaltene Schadstoffe wirken. Von wesentlicher Bedeutung für die aquatischen Reaktionen ist die Struktur der Oberfläche und ihre Mikrotopographie. Mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie wurden die reaktiven Oberflächenstellen abgebildet. Die Reaktionen der Oberflächen mit wässrigen Lösungen wurden in situ verfolgt. Zum theoretischen Verständnis der Terminierung und der Stabilität von Jarosit-Flächen und der Stabilität von Richtungen der Wachstumsstufen wurden Modellierungen durchgeführt. Im Gegensatz zur (001) besteht die (012)-Fläche aus neutralen Teilschichten, die kein Dipolmoment senkrecht zur Oberfläche haben. Dementsprechend ist die Oberflächenenergie der (012)-Fläche niedriger als die der (001)-Fläche.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2001

Author dc:creator

• Gasharova-Garbeva, Biliana

Contributors dc:contributor

• Pentinghaus, Horst,

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/1655

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