The interaction of water with synthetically prepared goethite (α-FeOOH) and amorphous hyd-rated ferric oxide surfaces was studied using i.r. absorption and water vapor adsorption measurements. I.R. results show that the last traces of physically adsorbed water are removed from the amorphous material by outgassing at 25°C. In contrast, goethite retains approximately a monolayer of physically adsorbed water with similar outgassing. This monolayer of water on goethite, which is presumably hydrogen-bonded at least in part with structural hydroxyls, is readily exchangeable with D2O.

Integral entropies of adsorption were evaluated from water vapor adsorption isotherms at 15, 25 and 35°C and compared with values for mobile and immobile layers calculated through application of statistical mechanics (McCafferty and Zettlemoyer, 1970). Entropy values for both the first physically adsorbed monolayer of water on the amorphous material and the second monolayer on goethite were about the same as or greater than those calculated for an immobile layer, indicating strong hydrogen bonding of water by both surfaces. The larger deviation between the entropy values for goethite and those calculated for the immobile layer may be associated with changes in the structure of the first as well as the second physically adsorbed water layers. Surface areas, calculated using the BET method, were 320 and 32 m2 g-1 for the amorphous material and goethite respectively. Since the unit surface activity is probably about the same for the two materials, it follows that as the amorphous material crystallizes to form goethite, there would be a reduction in total surface activity in proportion to the reduction in surface area.

On a étudié par absorption infrarouge et mesure de l’adsorption de la vapeur d’eau, l’interaction entre l’eau et les surfaces d’une goethite de synthèse (α-Fe OOH) et d’oxyde ferrique hydraté amorphe. Les résultats de l’infrarouge montrent que les dernières traces d’eau adsorbée physiquement sont chassées du matériau amorphe par dégazage à 25°C. Par contre, la goethite retient environ une monocouche d’eau adsorbée physiquement lors du même dégazage. Cette monocouche d’eau présente sur la goethite est probablement liée par pont hydrogène au moins en partie avec les hydroxyles de constitution; elle est facilement échangeable avec D2O.

Les entropies intégrales d’adsorption ont été évaluées à partir des isothermes d’adsorption de vapeur d’eau à 15, 25 et 35°C, et comparées aux’ valeurs pour les couches mobiles et immobiles calculées en appliquant la mécanique statistique (McCafferty et Zettlemoyer, 1970). Les valeurs de l’entropie pour la première monocouche d’eau adsorbée physiquement sur la matériau amorphe et la seconde monocouche sur la goethite, sont à peu près égales ou supérieures à celles qui sont calculées pour une couche immobile, ce qui indique de fortes liaisons hydrogène entre l’eau et chacune des surfaces. L’écart plus grand qui existe entre les valeurs de l’entropie pour la goethite et celles qui sont calculées pour une couche immobile peut être associé aux changements de structure aussi bien de la première que de la seconde couche d’eau adsorbée physiquement. Les aires des surfaces, calculées selon la méthode BET sont respectivement de 320 et 32 m2 par gramme pour le matériau amorphe et la goethite. Comme l’activité de la surface unitaire est probablement du même ordre de grandeur pour les deux matériaux, il en découle que lorsque le matériau amorphe cristallise pour former la goethite, il y aurait une réduction de l’activité de la surface totale proportionnellement à la réduction de l’aire de la surface.

Die Wechselwirkung von Wasser mit synthetisch hergestelltem Goethit (α-FeOOH) und amorphen hydratisierten FeIII-oxidoberflächen wurde mittels Messung der Infrarotabsorption und der Wasserdampfadsorption untersucht. Die Infrarotergebnisse zeigen, daß die letzten Spuren von physikalisch adsorbiertem Wasser von dem amorphen Material durch Entgasen bei 25°C entfernt werden. Im Gegensatz hierzu hält bei ähnlichem Entgasen Goethit annähernd eine Einzelschicht physikalisch adsorbierten Wassers zurück. Diese Wasserschicht an Goethit, die vermutlich wenigstens teilweise mit Gitter-hydroxylionen durch Wasserstoffbrücken verbunden ist, kann leicht mit D2O ausgetauscht werden.

Die integralen Adsorptionsentropien wurden aus den Wasserdampfadsorptionsisothermen bei 15, 25 und 35°C berechnet und mit den Werten für bewegliche und unbewegliche Schichten durch Anwendung der statistischen Mechanik verglichen (McCafferty and Zettlemoyer, 1970).

Sowohl für die erste physikalisch adsorbierte Einzelschicht des Wassers an dem amorphen Material als auch für die zweite Einzelschicht an Goethit waren die Entropiewerte etwa dieselben oder größer als die für eine immobile Schicht berechneten. Dies deutet auf eine starke Wasserstoff brückenbindung des Wassers an beiden Oberflächen hin. Die größere Abweichung zwischen den Entropiewerten für Goethit und den für unbewegliche Schichten berechneten Werten mag mit Veränderungen in der Struktur sowohl der ersten als auch der zweiten physikalisch adsorbierten Wasserschicht zU.S.A.mmenhängen. Die unter Verwendung der BET-Methode berechneten Oberflächen betrugen 320 m2 für das amorphe Material und 32 m2/g für Goethit. Da die spezifische Oberflächenaktivität wahrscheinlich für beide Stoffe dieselbe ist, würde sich eine der Verminderung der Oberfläche proportionale Verminderung der gesamten Oberflächenaktivität ergeben.

ИК-спектрами поглощения и измерением адсорбции водяного пара изучалось взаимодействие с водой синтетического гетита (α-РеООН) и аморфных гидратных поверх-ностей окиси железа. ИК-результаты показали, что последние следы физически адсорбиро-ванной воды удаляются с аморфного материала дегазированием при температуре 25°С, и наоборот при подобном дегазировании гетит сохраняет приблизительно молекулярный слой по крайней мере, частично связан водородом со структурными гидроксилами легко обменим cD2О.

Интегральные энтропии адсорбции оценивались по изотермам адсорбции водяного пара при 15, 25 и 35°С и сравнивались со значениями для мобильных и немобильных слоев, рас-считанных статистическо-механически (МкКафферти и Зеттлемойер, 1970). Энтропийные значения для первого физически адсорбированного молекулярного слоя воды на аморфном материале, так и для второго молекулярного слоя на гетите были почти что одинаковыми или более, чем вычисленные для немобильного слоя, указывая на сильную водородную связь воды обеих поверхностей. Большое расхождение между энтропийными значениями гетита и зна-чениями, высчитанными для немобильного слоя может быть связано с изменениями структуры как первого, так и второго физически адсорбированных слоев воды. Площади поверхности, рассчитанные по методу ВЕТ, были 320 и 32 м2/г для аморфного материала и гетита, соответ-ственно. Так как активность единицы поверхности, повидимому, идентична для обоих мате-риалов, выходит, что по мере того как аморфный материал кристаллизируется в гетит, происходит общее уменьшение активности поверхности пропорциональное уменьшению ее площади.