Green rusts synthesis by coprecipitation of FeII–FeIII ions and mass-balance diagram

A basic solution is progressively added to various mixed FeII–FeIII solutions. The nature and the relative quantities of the compounds that form can be visualised in a mass-balance diagram. The formation of hydroxysulphate green rust {GR(SO42−)} is preceded by the precipitation of a sulphated ferric basic salt that transforms in a badly ordered ferric oxyhydroxide. Then octahedrally coordinated FeII species and SO42− anions are adsorbed on the FeOOH surface and GR(SO42−) is formed at the solid/solution interface. By using the same method of preparation, other types of green rust were synthesised, e.g. hydroxycarbonate green rust {GR(CO32−)}. Like other layered double hydroxides, green rusts obey the general chemical formula [MII(1−x)MIIIx(OH)2]x−⋅[(x/n)An−⋅mH2O]x+ with x⩽1/3x⩽1/3. Al-substituted hydroxysulphate green rust consists of small hexagonal crystals with a lateral size ∼50 nm, which is significantly smaller than the size of the GR(SO42−) crystals (∼500 nm). To cite this article: C. Ruby et al., C. R. Geoscience 338 (2006).

RésuméUne solution basique est introduite progressivement dans différentes solutions mixtes FeII–FeIII. La nature et les quantités relatives de chaque composé sont visualisées dans un diagramme bilan-matière. La formation de la rouille verte sulfatée {RV(SO42−)} est précédée par la précipitation d'un sel basique ferrique sulfaté, qui se transforme en un oxyhydroxide ferrique mal cristallisé. Ensuite, des cations FeII en coordinence octaédrique et des anions sulfates sont adsorbés à la surface de l'oxyhydroxide ferrique et RV(SO42−) se forme à l'interface solide/solution. Comme d'autres hydroxydes doubles lamellaires, les rouilles vertes obéissent à la formule chimique [MII(1−x)MIIIx(OH)2]x−⋅[(x/n)An−⋅mH2O]x+, avec x⩽1/3x⩽1/3. La rouille verte sulfatée substituée aluminium est caractérisée par des cristaux de forme hexagonale dont la taille (∼50 nm) est beaucoup plus faible que celle des cristaux de RV(SO42−) ∼500 nm. Pour citer cet article : C. Ruby et al., C. R. Geoscience 338 (2006).