Transformations induced in ferrihydrite by oven‐drying

Synthetic ferrihydrite preparations are metastable and on oven-drying are shown to undergo significant transformation to more stable crystalline products the composition of which depends on the properties of the initial ferrihydrite. For a poorly ordered sample produced by rapid neutralization of a ferric nitrate solution, the dominant product was well-crystalline hematite (α-Fe2O3), the amount depending on the temperature at which drying was accomplished. Freeze-drying prevented alteration of the ferrihydrite to more crystalline forms and, compared with any of the oven dried samples, minimized the change in rate of dissolution in acid ammonium oxalate solution. For a more ordered ferrihydrite produced by slow neutralization, oven-drying caused the formation of some goethite (α-FeOOH) with little or no hematite. The different transformation pathway for the more ordered ferrihydrite is attributed to 1) formation of larger polymers by slow growth during neutralization, resulting in a limited supply of the very small polymers which transform readily to hematite on heating, and 2) the probability of concomitant growth of goethite nuclei within the ferrihydrite allowing preferred transformation to goethite during oven-drying. Veranderungen von Ferrihydrit durch Ofentrocknung Synthetische Ferrihydrite sind metastabil und werden wahrend der Trocknung im Ofen in stabilere, kristalline Produkte umgeformt, deren Zusammensetzung von den Eigenschaften des ursprunglichen Ferrihydrits abhangt. Bei einer schwach geordneten Probe, die durch eine schnelle Neutralisation einer Eisennitratlosung erstellt wurde, zeigte sich als Hauptprodukt gut kristalliner Hamatit (α-Fe2O3), dessen Menge von der Temperatur abhangig war, bei der die Trocknung durchgefuhrt wurde. Gefriertrocknung verhinderte die Umsetzung von Ferrihydrit in kristallinere Formen. Verglichen mit im Ofen getrockneten Proben war die Loslichkeit in saurer NH4-Oxalatlosung verringert. Fur geordneteren Ferrihydrit (erstellt durch langsame Neutralisation), verursachte die Ofentrocknung die Entstehung von etwas Goethit (α-FeOOH) neben wenig oder keinem Hamatit. Die Bildung von hoheren Anteilen besser geordneten Ferrihydrits wird verursacht durch 1. Bildung groser Polymere bei langsamem Wachstum wahrend der Neutralisation und einer nur begrenzten Anzahl von kleinen Polymeren, welche bei Erhitzung Hamatit bilden. und 2. die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Wachstums von Goethitkeimen innerhalb des Ferrihydrits, welche wahrend des Ofentrocknens die Transformation in Goethit bevorzugen.