Reduction and Oxidation of Fe³⁺ in Dioctahedral Smectites—III. Oxidation of Octahedral Iron in Montmorillonite

Abstract

Structural Fe²⁺ in montmorillonite is readily oxidized by contact with water, salt solutions or on mild heating. This is shown clearly by the Mössbauer spectra and is associated with a sharpening of the infrared absorption near 880 cm⁻¹. It was inferred that this band comprises the Fe²⁺—OH—Al and Fe³⁺—OH—Al deformations. The rate at which oxidation occurs depends on the exchangeable cations. High acidity of the interlayers is conducive to oxidation, as is contact with Cu²⁺-containing solutions or concentrated H₂O₂ solutions.

The results show clearly that any chemical treatment of montmorillonite causes changes in the oxidation state of structural iron.

Резюме

Структурное Fe²⁺ в монтмориллоните было легко окислено в результате контакта с водой, соляными растворами или умеренного нагревания. Это ясно показано путем использования спектров Моссбауэра и связано с более резко выраженной инфракрасной абсорбцией вблизи 880cm⁻¹. Было сделано заключение что эта связь обусловлена деформациями Fe²⁺ -OH-Al и Fe³⁺-OH-Al. Скорость, с которой происходит окисление, зависит от обменных ионов. Высокая кислотность в межслойной среде ведет к окислению, также как контакт с Cu²⁺ содержащими растворами или концентрированными растворами H₂O₂.

Результаты ясно показывают, что любая химическая обработка монтмориллонита вызывает изменение в состоянии окисления структурного железа.

Kurzreferat

Strukturelles Fe(III) in Montmorillonit ist leicht oxydierbar durch Kontakt mit Wasser, Salzlösungen oder durch leichtes Erhitzen. Mössbauerspektra zeigen das deutlich und es ist verbunden mit einer Verschärfung der Infrarotabsorption bei 880 cm⁻¹. Der Schluß wurde gezogen, daß dieses Band auf die Verformungen von Fe(II)-OH-Al und Fe(III)-OH-Al zurückzuführen ist. Die Geschwindigkeit, mit der Oxydation stattfindet, hängt von den austauschbaren Kationen ab. Hohe Azidität der Zwischenschichten, sowohl wie Kontakt mit Lösungen, die Cu(II) enthalten, oder konzentrierte H₂O₂ Lösungen fördern die Oxydation.

Resultate zeigen deutlich, daß jede chemische Behandlung des Montmorilloniten, eine Veränderung in der Oxydationsstufe des strukturellen Eisens verursacht.