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The chemistry of aqueous iron

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Zusammenfassung

Bei der Berechnung der Löslichkeiten des zwei-und des dreiwertigen Eisens müssen neben den Fe+2 und Fe+3 Ionen auch die Eisen(II)- und Eisen(III)-Hydroxokomplexe ([Fe(OH)]+, [Fe(OH)]2+, [Fe(OH)2]+, [Fe(OH)3] (d), und [Fe(OH)4]−) berücksichtigt werden. Die Löslichkeit des zweiwertigen Eisens in natürlichen (Bikarbonat enthaltenden) Wässern ist in der Regel durch die Löslichkeitsgleichgewichte des Eisenkarbonats beschränkt, während die Löslichkeit des dreiwertigen Eisens durch die Löslichkeitsgleichgewichte des Eisen(III)-Hydroxyds bestimmt wird (Abbildungen 2 und 4). Die Löslichkeitsverhältnisse können durch Komplexbildung, vor allem mit organischen Basen, verändert werden.

Dreiwertiges Eisen hat eine viel stärkere Tendenz, Hydroxokomplexe zu bilden, as zweiwertiges Eisen. Dementsprechend ist das hydratisierte Eisen-(III)-Ion eine soärkere Säure (im SinneBrönsteds) als das Eisen-(II)-Ion. Die Oxydation von Eisen-(II) zu Eisen-(III) ist deshalb von einer Erniedrigung des pH-Wertes begleitet.

Die Hydroxoeisen-(III)-Komplexe haben eine starke Tendenz, Polymerisationsreaktionen einzugehen, wobei im schwach sauren oder neutralen Bereich positiv geladene im alkalischen Bereich hingegen negative geladene Kolloidpartikel entstehen können. Die allfällige Koagulation dieser Kolloide zu Eisenoxydhydrat ist vom Elektrolytgehalt abhängig und kann durch hydrophile organische Schutzkolloide verhindert werden.

Zweiwertiges Eisen ist in Gegenwart von gelöstem Sauerstoff unbeständig und wird zu dreiwertigem Eisen oxydiert. Die Oxydationsgeschwindigkeit nimmt mit zunehmendem pH stark zu. Kupfer-, Platinsalze und Aktivkohle als Katalysatoren sowie Komplexbildner, welche mit dreiwertigem Eisen Komplexe bilden,beschleunigen die Autoxidation. Elektrodenpotential-pH-Diagramme (Abbildung 5) ermöglichen einen zusammenfassenden Überblick über den Einfluss von Potential und pH auf die Löslichkeitsverhältnisse. Im Eisenkreislauf der Seen (Abbildung 7) kommt das Wechselspiel von Oxydation und Reduktion sowie von Fällung und Lösung eindrücklich zur Geltung.

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  1. W. Stumm (Assistant Professor of Sanitary Chemistry)

    Present address: Harvard University, Cambridge, Mass., Cambridge, Mass

  2. G. F. Lee

    Present address: Harvard University, Graduate School of Public Health, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA

Authors and Affiliations

  1. Harvard University, Cambridge, Mass., Cambridge, Mass

    G. F. Lee

Authors
  1. W. Stumm
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  2. G. F. Lee
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Stumm, W., Lee, G.F. The chemistry of aqueous iron. Schweiz. Z. Hydrologie 22, 295–319 (1960). https://doi.org/10.1007/BF02503278

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