聚合硫酸铁溶液形态的演变
Ferron 逐时络合比色法广泛用于铝的聚合形态测定,实验表明,它可以同样用于铁的形态测定,其基本操作与铝形态测定时类似,可见第2章第2.3节有关内容,但形态分类的状况与铝聚合物有所不同。应用Ferron 法虽也可以把FeCT)化合态分为Fea, Feb, Fee 3类,Fea仍可以认为属于单核物及初聚体例如FezCOH)扩。不过Feb与Fec的分类界限并不似铝聚合态那样清楚,这是因为铁聚合物并没有如同聚十三铝那样明确的独立单元,不同研究者曾先后提出过Fe原子数为l2,15, 24 等的单元,多属于推断意见。另外,Fe聚合物结构中较早就同时有烃桥和氧桥两种连接,在演变中烃桥可以向氧桥转化。Fe聚合物的通式可以表示为Fe,(OH):,x-y)+和Fe,0,(OH);,x-2z-y+两类,在溶液中共存,但Fe数目和聚合硫酸铁形态随之变化。一般可以认为,Feb 是在3 ~4h 内与Ferron 反应的化合态,包括低聚体和中聚体,聚合物的Fe 原子数在3~4 至20-30 左右。Fec则包括Fe原子数在数十以上的高聚物和发展为FeCOH),Cam)等溶胶产物。在测定操作时,Fea 与Ferron 的反应在l~2min 完成,作为曲线的始点,Feb则是以吸光率曲线基本达到稳定作为终点标志,而Fec则是末能测定的其余部分,Fec= FeT-(Fea+Feb)。
Ferron 法测定(T)化合态分类的典型图示(Tang et al,1994)。可以看到,相对Al(T) 形态测定,吸光率达到稳定比较缓慢,一般在3h以上,而且Feb所占的比例一般要比Alb小得多。这表明Ferron 对铁聚合物的反应强度要比对铝聚合物弱,或者说Fe 与OH 基的结合强度要超过Al与OH 的结合。FeCT)溶液的水解强度大而pH 值较低也说明这点。
聚合硫酸铁样品的形态分布测定结果。此样品制备较好,Feb最高达到约50,其位置约在B*=:1.5,可见以Ferron 测定的形态分类与前述C类型的B-=0. 5-1. 0 并不完全重合。这可能是因为聚合铁中一直兼有烃基和氧基两种随条件演变的连接,而两种聚合态与显色剂Ferron 的反应强度或解聚难度是不同的。不过,由Ferron 法测定所得的Feb 部分总是表明总量中具有一定活性的聚合态,仍然有其表征意义。