Repositorio
Institucional

Jara, Alejandra A.

Goldberg, Sabine

Mora, ML

Studies of the surface charge of amorphous aluminosilicates using surface complexation models

ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE

JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE

en

Synthetic noncrystalline alummosilicates with variable charge, similar to allophanes present naturally in volcanic soils, were studied. The surface charge behavior was determined by zero point charge (ZPC) measured by electrophoretic mobility (isoelectric points, IEP) and determined by potentiometric titration (point of zero salt effect, PZSE). The ZPC calculated by Parks model (ZPC(c)), compared with IEP values, showed that the aluminosilicate (AlSi) surface was slightly enriched by AlOH (34% Al2O3 and 66% SiO2) compared with the bulk composition (29% Al2O3 and 71 % SiO2). For aluminosilicate coated with iron oxide (AlSiFe) the ZPC, (4.4) was lower than the IEP (8.46), showing that the surface composition is formed mainly from iron oxide. The PZSE values for AlSi and AlSiFe were 6.2 and 4.8, respectively. The differences between the IEP and PZSE are attributed to the formation of Si-O-Fe or Si-O-Al bonds

therefore, the reactivity of Fe and Al atoms was modified on the surface. Two mechanistic models, the constant capacitance model (CCM) and the triple layer model (TLM), using the program FITEQL 3.2 were able to describe the surface behavior of both synthetic aluminosilicates. The acidity constants determined using both models for the aluminosilicates showed differences with respect to pure oxide, mainly attributed to the presence of SiOH sites on the internal surfaces. The ionic strength showed a good relation with the parameters obtained using the CCM (pK(a1)(int), pK(a2)(int) and capacitance values) and the TLM (pK(a1)(int), pK(a2)(int), pK(a2)(int), pK(K+)(int), and inner capacitance) for both alummosilicates. However, the TLM was able to describe the acidity and complexation constants better since it considered the formation of the outer sphere complex between the background electrolyte and the surface. Then, the TLM makes it possible to describe real systems. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Se estudiaron aluminosilicatos sintéticos no cristalinos con carga variable, similares a los alofanos presentes de forma natural en suelos volcánicos. El comportamiento de la carga superficial se determinó mediante la carga de punto cero (ZPC) medida por movilidad electroforética (puntos isoeléctricos, PIE) y determinada por titulación potenciométrica (punto de efecto de sal cero, PZSE). La ZPC calculada por el modelo de Parks (ZPC(c)), comparada con los valores de PIE, mostró que la superficie del aluminosilicato (AlSi) estaba ligeramente enriquecida con AlOH (34 % Al2O3 y 66 % SiO2) en comparación con la composición global (29 % Al2O3 y 71 % SiO2). Para el aluminosilicato recubierto con óxido de hierro (AlSiFe), la ZPC (4,4) fue menor que el PIE (8,46), lo que muestra que la composición superficial está formada principalmente por óxido de hierro. Los valores de PZSE para AlSi y AlSiFe fueron 6,2 y 4,8, respectivamente. Las diferencias entre el PIE y el PZSE se atribuyen a la formación de enlaces Si-O-Fe o Si-O-Al

por lo tanto, la reactividad de los átomos de Fe y Al se modificó en la superficie. Dos modelos mecanicistas, el modelo de capacitancia constante (MCC) y el modelo de triple capa (MLC), utilizando el programa FITEQL 3.2, pudieron describir el comportamiento superficial de ambos aluminosilicatos sintéticos. Las constantes de acidez determinadas utilizando ambos modelos para los aluminosilicatos mostraron diferencias con respecto al óxido puro, atribuidas principalmente a la presencia de sitios SiOH en las superficies internas. La fuerza iónica mostró una buena relación con los parámetros obtenidos utilizando el MCC (pK(a1)(int), pK(a2)(int) y valores de capacitancia) y el MLC (pK(a1)(int), pK(a2)(int), pK(a2)(int), pK(K+)(int) y capacitancia interna) para ambos aluminosilicatos. Sin embargo, el modelo TLM describió mejor la acidez y las constantes de complejación, ya que consideró la formación del complejo de esfera externa entre el electrolito de fondo y la superficie. Por lo tanto, el modelo TLM permite describir sistemas reales. © 2005 Elsevier Inc. Todos los derechos reservados.

artículo original

10.1016/j.jcis.2005.05.083

PDF

DOBLE CAPA ELÉCTRICA

INTERFAZ ÓXIDO-AGUA

INTERFAZ ELECTROLITO DE ALÚMINA

ADSORCIÓN DE ANIONES

IONIZACIÓN

IONES

FERRIHIDRITA

ALÓFANO

GOETITA

SUELOS

ELECTRICAL DOUBLE-LAYER

OXIDE-WATER INTERFACE

ALUMINA ELECTROLYTE INTERFACE

ANION ADSORPTION

IONIZATION

IONS

FERRIHYDRITE

ALLOPHANE

GOETHITE

SOILS

aluminosilicatos amorfos

carga superficial

carga de punto cero

efecto de punto de sal cero

punto isoeléctrico

modelos mecanicistas

amorphous aluminosilicates

surface charge

zero point charge

point of zero salt effect

isoelectric point

mechanistic models

Chemistry

DOBLE CAPA ELÉCTRICA

INTERFAZ ÓXIDO-AGUA

INTERFAZ ELECTROLITO DE ALÚMINA

ADSORCIÓN DE ANIONES

IONIZACIÓN

IONES

FERRIHIDRITA

ALÓFANO

GOETITA

SUELOS

ELECTRICAL DOUBLE-LAYER

OXIDE-WATER INTERFACE

ALUMINA ELECTROLYTE INTERFACE

ANION ADSORPTION

IONIZATION

IONS

FERRIHYDRITE

ALLOPHANE

GOETHITE

SOILS

aluminosilicatos amorfos

carga superficial

carga de punto cero

efecto de punto de sal cero

punto isoeléctrico

modelos mecanicistas

amorphous aluminosilicates

surface charge

zero point charge

point of zero salt effect

isoelectric point

mechanistic models

Físico-Química

Química Analítica

Ingeniería de los Materiales

version publicada

hibrida

restringido

restringido

WOS:000233175700022

Studies of the surface charge of amorphous aluminosilicates using surface complexation models

artículo original

ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE

Chemistry, Physical

Química Física

en

0021-9797

JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE

PMID:16051258

160

170

PDF