फेरिहाइड्राइट: Difference between revisions

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Latest revision as of 11:32, 3 July 2023

Ferrihydrite
Mine drainage from Ohio.jpg
Mine drainage from Ohio. The orange coating on the logs is ferrihydrite.
सामान्य
श्रेणीOxide minerals
Formula
(repeating unit)		(Fe3+)2O3•0.5H2O
आईएमए प्रतीकFhy[1]
स्ट्रुन्ज़ वर्गीकरण4.FE.35
दाना वर्गीकरण04.03.02.02
क्रिस्टल सिस्टमHexagonal
क्रिस्टल क्लासDihexagonal pyramidal (6mm)
H-M symbol: (6mm)
अंतरिक्ष समूहP63mc
यूनिट सेलa = 5.958, c = 8.965 [Å]; Z = 1
Identification
सूत्र द्रव्यमान168.70 g/mol
ColorDark brown, yellow-brown
क्रिस्टल की आदतAggregates, microscopic crystals
स्ट्रीकYellow-brown
डायफेनिटीOpaque
घनत्व3.8 g/cm3
संदर्भ[2][3][4][5]
Xसिक्स-लाइन और टू-लाइन फेरिहाइड्राइट के लिए -रे डिफ्रैक्शन पैटर्न। सिक्स-लाइन (टॉप) और टू-लाइन (बॉटम) फेरिहाइड्राइट के लिए एक्स-रे डिफ्रैक्शन पैटर्न। Cu Kα विकिरण।

फेरिहाइड्राइट Fh (एफएच) पृथ्वी की सतह पर एक व्यापक हाइड्रस फेरिक ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड खनिज है,[6][7] और अलौकिक सामग्रियों में एक संभावित घटक है।[8] यह कई प्रकार के वातावरणों में बनता है, मीठे पानी से लेकर समुद्री प्रणालियों तक, एक्विफायर से लेकर जलतापीय गर्म झरनों और तराजू, मिट्टी और खनन से प्रभावित क्षेत्रों तक यह सीधे ऑक्सीजन युक्त लौह समृद्ध जलीय घोल से, या जीवाणु द्वारा या तो मैटाबॉलिक गतिविधि या केंद्रक प्रतिक्रियाओं के पश्चात घुलित लोहे के निष्क्रिय अवशोषण के परिणामस्वरूप अवक्षेपित हो सकता है।[9] इंट्रा-सेलुलर आयरन भंडारण के उद्देश्य से, फेरिहाइड्राइट कई जीवित जीवों के फेरिटिन प्रोटीन के मूल में भी होता है।[10][11]

संरचना

फ़ेरीहाइड्राइट केवल एक महीन सूक्ष्म कण और अत्यधिक दोषपूर्ण नैनोमटेरियल के रूप में उपस्तिथ है। एफएच के पाउडर एक्स-रे विवर्तन पैटर्न में इसकी सबसे अव्यवस्थित अवस्था में दो बिखरने वाले बैंड होते हैं, और इसकी सबसे क्रिस्टलीय अवस्था में अधिकतम छह सशक्त रेखाएं होती हैं। इन दो विवर्तन अंत-सदस्यों, जिन्हें सामान्यतः दो-लाइन और छह-लाइन फेरिहाइड्राइट्स नाम दिया गया है, इसके बीच मुख्य अंतर संवैधानिक क्रिस्टलाइट्स की बनावट है।[12][13] छह-पंक्ति वाले रूप को 1973 में (आईएमऐ) अंतर्राष्ट्रीय खनिज संघ द्वारा नाममात्र रासायनिक सूत्र 5Fe2O3•9H2O के साथ खनिज के रूप में वर्गीकृत किया गया है।[14] अन्य प्रस्तावित सूत्र Fe5HO8•4H2O[15] और Fe2O3•2FeO(OH)•2.6H2O[16] हैं। चूंकि, इसका सूत्र मौलिक रूप से अनिश्चित है क्योंकि इसकी जल सामग्री परिवर्तनशील है। दो-रेखा वाले रूप को हाइड्रस फेरिक ऑक्साइड (HFO) भी कहा जाता है।

फेरिहाइड्राइट की नैनोपार्टिकुलेट प्रकृति के कारण, संरचना कई वर्षों से मायावी बनी हुई है और अभी भी विवाद का विषय है।[17][18][19] एक्स-रे विवर्तन डेटा का उपयोग करते हुए[12] ड्रिट्स एट अल ने 1993 में तीन घटकों के साथ छह-लाइन फेरिहाइड्राइट के लिए एक मल्टीफ़ेज़ संरचना मॉडल प्रस्तावित किया: (1) ऑक्सीजन के डबल-हेक्सागोनल स्टैकिंग के साथ दोष-मुक्त स्फटिक (एफ-चरण) और हाइड्रॉक्सिल परतें (एबीएसी अनुक्रम) और अव्यवस्थित ऑक्टाहेड्रल Fe अधिभोग, (2) छोटी दूरी की फेरोक्सीहाइट-जैसी (δ-FeOOH) संरचना के साथ दोषपूर्ण क्रिस्टलीय (डी-चरण), और (3) अधीनस्थ अल्ट्राडिस्पर्स हेमेटाइट (α-Fe2O3) वर्तन मॉडल की पुष्टि 2002 में न्यूट्रॉन विवर्तन द्वारा की गई है।[20] और तीन घटकों को उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा देखा गया था।[21][22][23] एक्स-रे टोटल स्कैटरिंग डेटा के पेअर डिस्ट्रीब्यूशन फंक्शन (पीडीएफ) विश्लेषण के आधार पर, 2007-2010 में मिशेल एट अल.,[24][25] द्वारा फेरिहाइड्राइट और हाइड्रोमैघेमाइट[26] दोनों के लिए एक एकल चरण मॉडल प्रस्तावित किया गया है। संरचनात्मक मॉडल, खनिज अकडालाइट (Al10O14(OH)2) के साथ आइसोस्ट्रक्चरल, में 20% टेट्राहेड्रली और 80% ऑक्टाहेड्रली समन्वित लोहा होता है। मंसू एट अल. 2014 में दिखाया गया[27] कि ड्रिट्स एट अल मॉडल पीडीएफ डेटा के साथ-साथ मिशेल एट अल को भी पुन: प्रस्तुत करता है।[12] मॉडल, और उन्होंने 2019[24] में सुझाव दिया कि टेट्राहेड्रल समन्वय इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा देखे गए मैग्हेमाइट और मैग्नेटाइट अशुद्धियों से उत्पन्न होता है।

सरंध्रता और पर्यावरण शोषक क्षमता

व्यक्तिगत नैनोक्रिस्टल के छोटे बनावट के कारण, एफएच नैनोपोरस है जो प्रति ग्राम कई सौ वर्ग मीटर के बड़े सतह क्षेत्र प्रदान करता है।[28] उच्च सतह क्षेत्र और आयतन अनुपात के अतिरिक्त, एफएच में स्थानीय या बिंदु दोषों जैसे लटकते बांड और रिक्तियों का उच्च घनत्व भी है। ये गुण हरताल, लेड, फॉस्फेट और कार्बनिक अणुओं (जैसे, ह्यूमिक और फुल्विक एसिड) सहित कई पर्यावरणीय रूप से महत्वपूर्ण रासायनिक प्रजातियों को सोखने की उच्च क्षमता प्रदान करते हैं।[29][30][31][32] ट्रेस धातुओं और मेटलॉइड्स के साथ इसकी सशक्त और व्यापक वार्तालाप का उपयोग उद्योग में बड़े पैमाने पर जल शोधन संयंत्रों में किया जाता है, जैसे उत्तरी जर्मनी में और हिरोशिमा में शहर के पानी का उत्पादन करने के लिए, और छोटे पैमाने पर अपशिष्ट जल और भूजल को साफ करने के लिए, तथा उदाहरण के लिए औद्योगिक अपशिष्टों और पीने के पानी से आर्सेनिक को हटाया जा सकता है।[33][34][35][36][37] इसकी नैनोपोरसिटी और सोने के प्रति उच्च आकर्षण का उपयोग 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर CO के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के लिए एफएच-समर्थित नैनोसाइज्ड Au कणों को विस्तृत करने के लिए किया जा सकता है।[38] छितरी हुई छह-लाइन फेरिहाइड्राइट नैनोकणों को उनकी स्थिरता बढ़ाने के लिए वेसिकुलर अवस्था में फंसाया जा सकता है।[39]

मेटास्टेबिलिटी

फ़ेरीहाइड्राइट एक मेटास्टेबल खनिज है। एकत्रीकरण-आधारित क्रिस्टल विकास द्वारा इसे हेमेटाइट और गोइथाइट[40][41][42][43] जैसे अधिक क्रिस्टलीय खनिजों के अग्रदूत के रूप में जाना जाता है।[44][45] चूंकि, प्राकृतिक प्रणालियों में इसका परिवर्तन सामान्यतः इसकी सतह पर अवशोषित रासायनिक अशुद्धियों द्वारा अवरुद्ध होता है, उदाहरण के लिए सिलिका क्योंकि अधिकांश प्राकृतिक फेरिहाइड्राइट सिलिसियस होते हैं।[46]

इसी प्रकार कम करने वाली परिस्थितियों में, जैसे कि चिकनी मिट्टी में पाए जाने वाले, या ऑक्सीजन की कमी वाले गहरे वातावरण में, और अधिकांशतः माइक्रोबियल गतिविधि की सहायता से, फेरिहाइड्राइट को हरे जंग, एक स्तरित डबल हाइड्रॉक्साइड (एलडीएच) में परिवर्तित किया जा सकता है, जिसे खनिज फौगेराइट के रूप में भी जाना जाता है। चूंकि, हरे जंग का वायुमंडलीय ऑक्सीजन के संपर्क में आना इसे वापस फेरिहाइड्राइट में ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त है, जिससे यह एक बहुत ही मायावी यौगिक बन जाता है।

  • Index.php?title=File:Ferrihydrite precipitate.jpg

    फेरिहाइड्राइट कोयले की खान के पानी से अवक्षेपित होता है।

  • Index.php?title=File:Spring in the Zillertaler Alps.jpg

    Fh अवक्षेप के साथ ज़िलर्टल आल्प्स में वसंत

  • Index.php?title=File:Seepage of iron-rich water.jpg

    लौह युक्त जल का रिसाव


यह भी देखें

दूसरों के बीच बेहतर क्रिस्टलीकृत और कम हाइड्रेटेड आयरन ऑक्सी-हाइड्रॉक्साइड हैं:

संदर्भ

  1. ↑ Warr, L.N. (2021). "IMA–CNMNC approved mineral symbols". Mineralogical Magazine. 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. doi:10.1180/mgm.2021.43. S2CID 235729616.
  2. ↑ "Ferrihydrite Mineral Data". webmineral.com. Retrieved 2011-10-24.
  3. ↑ "Ferrihydrite mineral information and data". mindat.org. Retrieved 2011-10-24.
  4. ↑ Handbook of Mineralogy
  5. ↑ Mineralienatlas
  6. ↑ J. L. Jambor, J.E. Dutrizac, Chemical Reviews, 98, 22549-2585 (1998)
  7. ↑ R. M. Cornell R.M., U. Schwertammn, The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrences and uses, Wiley–VCH, Weinheim, Germany (2003)
  8. ↑ M. Maurette, Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 28, 385-412 (1998)
  9. ↑ D. Fortin, S. Langley, Earth-Science Reviews, 72, 1-19 (2005)
  10. ↑ N. D. Chasteen, P. M. Harrison, Journal of Structural Biology, 126, 182-194 (1999)
  11. ↑ A. Lewin, G. R. Moore, N. E. Le Brun, Dalton Transactions, 22, 3597-3610 (2005)
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 V. A. Drits, B. A. Sakharov, A. L. Salyn, et al. Clay Minerals, 28, 185-208 (1993)
  13. ↑ A. Manceau A., V. A. Drits, Clay Minerals, 28, 165-184 (1993)
  14. ↑ F. V. Chuckrov, B. B. Zvyagin, A.I. Gorshov, et al. International Geology Review, 16, 1131-1143 (1973)
  15. ↑ Kenneth M Towe and William F Bradley (1967): "Mineralogical constitution of colloidal 'hydrous ferric oxides'". Journal of Colloid and Interface Science, volume 24, issue 3, pages 384-392. doi:10.1016/0021-9797(67)90266-4
  16. ↑ J. D. Russell (1979): "Infrared spectroscopy of ferrihydrite: evidence for the presence of structural hydroxyl groups". Clay Minerals, volume 14, issue 2, pages 109-114. doi:10.1180/claymin.1979.014.2.03
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  44. ↑ W. R. Fischer, U. Schwertmann, Clays and Clay Minerals, 23, 33 (1975)
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  46. ↑ L. Carlson, U. Schwertmann, Geochimica et Cosmochimica Acta, 45, 421-429 (1981)
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