Co tu się dzieje?

W tych badaniach zbadaliśmy efekt Ca wapnia na adsorpcję As arsenu i fosforanu na (2-line, czyi dający dwa piki w XRD) nanocząsteczce ferryhydrytu

Zbadaliśmy procesy wiązania arsenianu, fosforanu i Ca wapnia oddzielnie, poprzednio do badano adsorpcję arsenian i fosforanu w obecności kationów wapnia

W tych badaniach zbadaliśmy efekt Ca wapnia na adsorpcję As arsenu i fosforanu na (2-line, czyi dający dwa piki w XRD) nanocząsteczce ferryhydrytu

Ferrihydryte?

Jak to? Na końcu wytrąca się . As-Ca i PO₄³⁻-Ca

Oksynanion - jon o formule A_xO_y^z− gdzie A to pierwiastek chemiczny,  a O - tlen

Wakancja rodzaj defektu punktowego sieci krystalicznej, nie obsadzony atomem lub jonem węzeł sieci krystalicznej

• Nie jest dobrze poznany

Takie podejście ignoruje jednakże fakt, że praktycznie wszystkie występujące naturalne w przyrodzie ferrihydryty 9 zawierają rozmaite domieszki, do których należą m.in. Si, C, P, As, Ca, czy Al Spośród nich jedną z najpospolitszych i najważniejszych jest krzemionka, która w formie anionu krzemianowego szybko i silnie reaguje z uwodnioną powierzchnią tlenowodorotlenku żelaza. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości krzemionki następuje stopniowa amorfizacja ferrihydrytu (Schwertmann, Cornell, 2000) i wzrost stopnia agregatyzacji pojedynczych cząstek (o rozmiarach rzędu 2 nm) w zwarte i znacznie większe skupiska (Schwertmann et al., 2004), co nie tylko spowalnia transformację ferrihydrytu w lepiej uporządkowane fazy mineralne (Glasauer et al., 2000), ale może również znacząco wpływać na jego właściwości powierzchniowe.

Fosfor

Ważne minerały fosforu to apatyt i fosforyty. Fosfor tworzy szereg kwasów, z czego najważniejszym jest kwas fosforowyH₃PO₄. Związki fosforu są stosowane jako nawozy sztuczne.

Rośliny pobierają fosfor przede wszystkim w postaci rozpuszczonych w wodzie jonów fosforanowych, zwłaszcza H₂PO₄⁻ w środowisku kwaśnym i HPO₄²⁻ w środowisku zasadowym, ponieważ zaś warunki w ryzosferze zwykle są kwaśne, przeważa pierwsza postać^[12].

Fosfor w wodach podziemnych pochodzi on głównie z wietrzenia apatytów, a także z zanieczyszczeń kopalnianych. Ze względu na niewielką ruchliwość związków fosforu, w wodach podziemnych stosunkowo mało jest fosforu pochodzącego z zanieczyszczeń komunalnych, inaczej niż w wodach powierzchniowych^[16]. W glebie fosfor w większości występuje nie w formie rozpuszczonej, lecz stałej.

Arsen

Podobne związki mają podobne właściwości.	”
— Johnson, Maggiora^[1

Dwa związki lub pierwiastki uznaje się za podobne, jeśli mają one podobną strukturę chemiczną i zarazem podobną reaktywność w podobnych warunkach, to znaczy ulegają podobnym reakcjom chemicznym^[1][2].

arsenopiryt, lelingit,orpiment, realgar. pirytom, chalkopirytom, galenie, blendzie cynkowej. W naturze arsen występuje również w stosunkowo dużej liczbie związków arsenoorganicznych. Są to np. kwas kakodylowy i inne kwasy arsenoorganiczne, organiczne pochodne arsyny, arsenowe analogi biocząsteczek, np. arsenobetaina lubarsenocholina.

Do naturalnych źródeł arsenu: w przyrodzie zalicza się erupcje wulkanów (około 17 000 ton rocznie) i (w mniejszym stopniu) ługowanie arsenu ze skał osadowych i magmowych.

Jako źródła antropogeniczne wymienia się: uboczną emisję w wyniku procesów wydobycia i hutnictwa rud metali nieżelaznych (około 61 000 ton rocznie), spalanie paliw kopalnianych (głównie węgla brunatnego i kamiennego).

Ogólnie przyjmuje się, że szkodliwość związków arsenu maleje w szeregu:

AsH₃→nieorg. As³⁺→org. As³⁺→nieorg. As⁵⁺→org. As⁵⁺→związki arsoniowe→arsen metaliczny

Jak jony Ca polepszają adsorpcję

Dla lepszego poznania, jak te dwie cząstki są rozmieszczone pomiędzy fazą stałą a roztworem w naturalnych systemach, to jest podstawa do zrozumienia jak one oddziałują z reaktywnym elementem obecnym w tych systemach.

Potencjał redoks , czyli zdolności do oddawania lub przyjmowania elektronów przez jony lub cząsteczki.

Zatrzymanie oksyanionów może być spowodowane przez obecność innych jonów, które mogą zwiększyć albo wstrzymać procesy adsorpcji. Dobra znajomość odziaływań i efektów współistniejących elementów (np. Ca) w glebie i wodzie jest podstawą do modelowania i przewidywania mobilności fosforanu i arsenianu. Obecność dodatnio naładowanych jonów takich jak Ca, może zwiększyć adsorpcję ujemnie naładowanych jonów takich jak fosorany i arseniany na mineralnych powierzchniach w warunkach powyżej 7 pH.

W tych badaniach zbadaliśmy efekt Ca wapnia na adsorpcję As arsenu i fosforanu na (2-line, czyi dający dwa piki w XRD) nanocząsteczce ferryhydrytu. Zbadaliśmy procesy wiązania arsenianu, fosforanu i Ca wapnia oddzielnie, poprzednio do badano adsorpcję arsenian i fosforanu w obecności kationów wapnia.

Reagenty i materiały

Szkło klasy A:

Np. +-0,03 25

Oprócz tego klasy te mają inne, dodatkowe wymagania - np: dopuszczalne zmiany objętości sprzętu w zależności od temperatury, które wynikają z rozszerzalności cieplnej szkła, a nawet jak długo należy maksymalnie czekać aż ostatnia kropla cieczy spłynie z naczynia wykalibrowanego na "wylew".

CO₂ w wodzie? W jakiej formie?

CO­2HCO₃^- + H₂0 ↔ H₂CO₃ + OH^-

CO₃^2- + H₂0 ↔ HCO₃^- + OH^-

H₂CO₃ ↔ H₂0 + CO₂

HCO₃^-↔ H⁺ + CO₃^2-

^{Co to} jest BET?

The BET method is widely used in surface science for the calculation of surface areas of solids by physical adsorption of gas molecules. The total surface area  and the specific surface area are given by

PZC - The point of zero charge (pzc), in physical chemistry, is a concept relating to the phenomenon of adsorption, and it describes the condition when the electrical charge density on a surface is zero.^[1][2][3][4] It is usually determined in relation to an electrolyte's pH, and the pzc value is assigned to a given substrate or colloidal particle. For example, the pzc of solid FeOOH is 9. In other words, pzc is (usually) the pH value at which a solid submerged in an electrolyte exhibits zero net electrical charge on the surface.

Adsorpcja arseniu na ferryhydrycie

Dializa (gr. diálysis = „rozpuszczanie”, „rozdzielanie”) – metoda oczyszczania roztworów koloidalnych z elektrolitów przy użyciu błony półprzepuszczalnej

Metoda kolorometryczna była użyta do określenia koncetracji arsenianu w roztworze przez spektroskopię UV-Vis i ilość zaadsorbowana była wyliczona, jako różnica pomiędzy całkowitą koncetracją arsenianu i koncetracją arsenianu supernatantu (roztwór znad osadu). Aby zapewnić, że żadna cząśtka ferryhydrytu była zakwaszona w 1M roztworze HNO3, i że koncentracja żelaza w roztworze została zmierzona po 24 godzinach przez ASA. Wyniki pokazały, że koncentracje żelaza Fe były poniżej dedykowana granica (<0.01 mg/l)

Adsorpcja wapnia na ferryhydrycie

Ilość zaadsorbowanego wapnia była wyliczona, jako różnica pomiędzy koncentracją Ca wapnia początkowo dodaną do zawiesiny i koncentracją zmierzoną w roztworze na końcu eksperymentu.

Eksperymenty adsorpcji w wieloskładnikowym systemie w obecności Ca

Molibdenum blue method

Próbka zawierająca fosforan jest zmieszana z roztworem kwasu molibdenianem amonu, w celu wyprodukowania PMo₁₂O₄₀³⁻ który ma Keggin structure. Następnie ten anion jest zredukowany, na przykład do askorbinowego kwasu albo SnCl­₂ (chlorek cyny)_, aby przybrać formę niebieskiego B-keggin-⁻ion PMo₁₂O₄₀⁷ . Intesywność niebieskiej barawy pochodząca od tego jonu , jest proporcjonalna do obecności fosforu oraz absorbcja, i może być zmierzona używając kolorymetru do określenia zawartości fosforanu.