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Mechanism and kinetics of dark iron redox transformations in previously photolyzed acidic natural organic matter solutions.

中で暗い鉄のレドックス変換の機序とカイネティクスは、酸性天然有機物質溶液を以前にphotolyzedした。

Published date

2013-02-07

Author

Shikha Garg, Hiroaki Ito, Andrew L Rose, T David Waite

Affiliation

School of Civil and Environmental Engineering, The University of New South Wales, Sydney, NSW 2052, Australia.

Abstract

Stable organic species produced on irradiation of Suwannee River Fulvic Acid (SRFA) are shown to be important oxidants of Fe(II) in aqueous solutions at acidic pH, with rate constants substantially larger than those for oxygenation of Fe(II) under the same conditions. These Fe(II)-oxidizing species, which are formed during photolysis by superoxide-mediated oxidation of reduced organic moieties that are present intrinsically in SRFA, are long-lived in the dark but prone to rapid oxidation by singlet oxygen ((1)O(2)) under irradiated conditions. The intrinsic reduced organic species are able to reduce Fe(III) at acidic pH. Although the exact identities of the organic Fe(II) oxidant and the organic Fe(III) reductant are unclear, their behavior is consistent with that expected of semiquinone and hydroquinone-like moieties respectively. A kinetic model is developed that adequately describes all aspects of the experimental data obtained, and which is capable of predicting dark Fe(II) oxidation rates and Fe(III) reduction rates in the presence of previously photolyzed natural organic matter.

 

同じ状態の下のFe(II)の酸素化に対するものより実質的に大きい速度定数で、スワニー川川フルボ酸(SRFA)の照射に関して生産される安定な有機種は、酸性pHの水溶液のFe(II)の重要なオキシダントであることが示される。
これらのFe(II)を酸化させること種(それは内因的にSRFAに存在する減少した有機機能基のスーパーオキシドによって媒介される酸化によって光分解の間、形成される)は、暗がりで長命であるが、光に包まれた状態の下のシングレットオキシゲン((1)O(2))による急速な酸化の傾向がある。
内因的な減少した有機種は、酸性pHでFe(III)を低下させることが可能である。
有機Fe(II)オキシダントと有機Fe(III)還元体の正確なアイデンティティが不明であるにもかかわらず、それらの行動はそれぞれセミキノンとヒドロキノン様の部分に期待されてそれと整合している。
得られる実験データのすべての側面を適切に述べる動力学的モデルは、開発される、そして、いずれが前にphotolyzedされた天然有機物質の面前で暗いFe(II)酸化率とFe(III)減少率を予測することができるか。


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