Hodson,M.E.(2003)による〔『The influence of Fe-rich coatings on the dissolution of anorthite at pH 2.6』(3355p)から〕

『pH 2.6 における灰長石の溶解に対するFeに富む皮膜の影響』


Abstract
 Surface coatings are very common on mineral grains in soils but most laboratory dissolution experiments are carried out on pristine, uncoated grains. An experiment designed to unambiguously isolate the effect of surface coatings on mineral dissolution from any influence of solution saturation state is reported. Two aliquots of 53 to 63μm anorthite feldspar powder were used. One was dissolved in pH 2.6 HCl, the other in pH 2.6 FeCl3 solution, both for 〜6000 h in flow-through reactors. An amorphous Fe-rich, Al-, Ca- and Si-free orange precipitate coated the anorthite dissolved in the FeCl3 solution. BET surface area of the anorthite increased from 0.16 to 1.65 m2g-1 in the HCl experiment and to 3.89 m2g-1 in the FeCl3 experiment. The increase in surface area in the HCl experiment was due to the formation of etch pits on the anorthite grain surface whilst the additional increase in the FeCl3 experiment was due to the micro- and meso-porous nature of the orange precipitate. This precipitate did not inhibit or slow the dissolution of the anorthite. Steady state dissolution rates for the anorthite dissolved in the HCl and FeCl3 were 〜2.5 and 3.2×10-10 molfeldspar m-2s-1 respectively. These rates are not significantly different after the cumulative uncertainty of 17% in their value due to uncertainty in the inputs parameters used in their calculation is taken into account. Results from this experiment support previous theoretical and inference-based conclusions that porous coatings should not inhibit mineral dissolution.』

『表面皮膜は土壌中の鉱物粒子では非常にありふれているが、大部分の室内溶解実験は新鮮な被覆のない粒子で行われる。鉱物溶解に対する表面皮膜の影響を、溶液飽和状態のいかなる影響からも明快に分離するように計画された実験が報告されている。2組の53〜63μmの灰長石粉末試料が使われた。1つはpH 2.6のHCl溶液で、他方はpH 2.6のFeCl3 溶液で、どちらも約6000時間までフロースルー型反応器を用いて溶解された。非晶質のFeに富みAl・Ca・Siを含まないオレンジ色の沈殿物が、FeCl3 溶液中で溶解した灰長石を被覆した。灰長石のBET表面積は、HCl実験では0.16 m2/gから1.65 m2/gへ、FeCl3 実験では3.89 m2/gまで増加した。HCl実験での表面積の増加は灰長石粒子表面でのエッチピットの形成により、一方FeCl3 実験での余分な増加はオレンジ色沈殿物のミクロとメソ-サイズの孔隙性によるものであった。この沈殿物は灰長石の溶解を抑制も減速もしなかった。HClおよびFeCl3 で溶解した灰長石の定常状態溶解速度は、それぞれ約2.5と3.2×1010モル長石/m2/秒であった。これらの速度は、計算に使われた入力パラメータの不確かさによるそれらの数値の17%という累積の不確かさを考慮に入れると、大きな差ではない。この実験の結果は、多孔質の皮膜は鉱物溶解を抑制しはしないという従来の理論および推論を基にした結論を支持している。』

1. Introduction
2. Previous work
3. Method
4. Results and discussion
 4.1. Imaging of post-reaction grains
 4.2. Identification of the precipitate in the FeCl3 experiment
 4.3. Surface area and porosity data
 4.4. Input and output chemistry and dissolution rates
 4.5. Implications for dissolution studies and further work
5. Conclusions
Acknowledgments
References



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