Volumen II - SAM

en 3,5. Se tomaron muestras de 1 cm 3 a intervalos adecuados de tiempo y se filtraron a través de membranas
de acetato de celulosa 0,45 µm. La concentración de los iones metálicos se determinó por espectroscopía de
emisión atómica por plasma inductivo (ICP). En las experiencias en las que se estudió la influencia del
potencial redox de la solución, se agregó cantidades determinadas de sal ferrosa como Fe(NH4)2(SO4)2 a la
solución inicial.
Las experiencias de fotodisolución se realizaron en una celda de reacción iluminada desde arriba con una
lámpara de Xe de 1000 W a través de un filtro de interferencia centrado a 384 nm. Se determinó la intensidad
de la luz incidente mediante el actinómetro químico de trisoxalatoferrato(III), siendo Io = 9,4×10 -6 einstein s -1
dm -3 .
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. Disolución térmica
La estequiometría de disolución de las ferritas se puede representar mediante la siguiente ecuación:
MFe2O4(s) + (6+n) HC2O4 - + (2-n) H + → M(C2O4)n (2n-2)- + 2 Fe(C2O4)3 3- + 4 H2O (1)
La Figura 1 muestra los gráficos de fracciones de disolución térmica vs. tiempo para las tres ferritas,
obteniéndose curvas de tipo desaceleradas. La disolución es congruente en todos los casos (fFe = fM), es decir
sus componentes se disuelven con una relación molar idéntica a la que tienen en el sólido y su composición
remanente no varía con el tiempo.
fMe
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0 50 100 150 200 250 300
t / min
Para obtener los valores de las constantes específicas de velocidad, se empleó la ley de velocidad de volumen
contráctil:
{1-(1-fMe) 1/3 k
} = t
'
(2)
3
donde k’ es la constante específica de velocidad (s -1 ) y Me = Fe ó M.
Considerando una ferrita de fórmula general M1-yFe2+xO4 donde y = (3/2)x, la velocidad de disolución
específica k (mol m -2 s -1 ) se relaciona con k’ a través de la ecuación (3) y la de cada ion individual a través de
las (4) y (5):
k = k´/ SoMw (3)
kFe = {(2+x) k} (4)
kM = {(1-y) k} (5)
donde So es la superficie total inicial de las partículas de ferrita y Mw es su peso molecular.
La Tabla 1 muestra los valores obtenidos. El orden de reactividad es ZnFe2O4 > CoFe2O4 >> NiFe2O4.
Tabla 1. Constantes de velocidad para la disolución térmica de ferritas
ferrita
fMe
1
0,8
0,6
0,4
0,2
(a) (b) (c)
0
0 50 100 150 200 250 300
10 7 × kFe
(mol m -2 s -1 )
t / min
10 7 × kM
(mol m -2 s -1 )
Ni1,15Fe1,90O4 0,059 0,036
Co1,00Fe2,00O4 2,20 1,10
Zn0,88Fe2,08O4 4,11 1,74
fMe
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Figura 1. Fracción de disolución térmica fMe (símbolos llenos: Me=Fe; vacíos: Me=M) y de fotodisolución
(: Me=Fe; : Me=M) en soluciones deaereadas vs. tiempo t para ferritas de (a) Ni (b) Co y (c) Zn
864
t / min