The various pathways for the oxygen

The various pathways for the oxygenation of ferrous iron and for the dissolution of Fe(III) (hydr) oxides, especially by reducing ligands with oxygen donor atoms in thermal and photochemical processes, are assessed on the basis of laboratory experiments for application to natural systems. The typically large specific surface area of Fe-bearing solids in natural systems and the ability of these surfaces to interact chemically (surface complexation, ligand exchange) with reductants and oxidants facilitates electron transfer as well as dissolution and precipitation.

Adsorption of Fe(II) to particle surfaces (complexation with surface hydroxyl groups) enhances the oxygenation rate of Fe(II) in a similar way as hydrolysis in solution (complexation with OH− ions). Surface processes (and not transport processes) control the dissolution kinetics. The rate of dissolution is proportional to the surface complexes formed on the surface of Fe(III) (hydr)oxides. Thus, a reductant, such as ascorbate, exchanges electrons with a surface Fe(III) ion subsequent to its inner-sphere coordination to the oxide surface. The Fe(II) thereby formed becomes more easily detached from the surface.

Complex formation reactions of Fe(III) and Fe(II) with organic and inorganic ligands to form solute and solid complexes makes it possible that electron cycling of Fe(III)-Fe(II) transformations can occur over the entire EH range within the stability of water (EH from −0.5 V to +1.1 V). Solid and solute Fe(II) complexes with silicates, with hydrous oxides (e.g., Fe3O4), and with sulfides are very efficient reductants from a thermodynamic as well as from a kinetic point of view.

Photosynthetic processes occurring on some inorganic Fe-bearing surfaces (semiconductors) and with iron species may be looked at as “primitive” alternatives or precursors to biological photosynthesis. In light-induced reductive dissolution of Fe(III) (hydr)oxides, dissolved Fe(II) (example: reduction of solid Fe(III) phases with an organic ligand such as oxalate) is formed. In the heterogeneous photoredox reaction, the inner-sphere surface coordination of the electron donor to the oxide surface is essential for the efficiency of the electron transfer.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เส้นทางต่างๆสำหรับออกซิเจนเหล็กเหล็กและการสลายตัวของเฟ (III) (ไฮด) ออกไซด์โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดแกนด์กับอะตอมออกซิเจนผู้บริจาคในกระบวนการทางความร้อนและแสง, มีการประเมินบนพื้นฐานของการทดลองในห้องปฏิบัติการสำหรับการใช้งานกับระบบธรรมชาติ . พื้นที่ผิวขนาดใหญ่โดยทั่วไปของของแข็ง Fe-แบริ่งในระบบธรรมชาติและความสามารถของพื้นผิวเหล่านี้ในการโต้ตอบทางเคมี (เชิงซ้อนพื้นผิวแลกเปลี่ยนแกนด์) กับ reductants อนุมูลอิสระและอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเช่นเดียวกับการสลายตัวและการตกตะกอน. การดูดซับ Fe (II) กับพื้นผิวของอนุภาค (สารประกอบเชิงซ้อนกับกลุ่มไฮดรอกซิพื้นผิว) ช่วยเพิ่มอัตราการให้ออกซิเจนของ Fe (II) ในลักษณะที่คล้ายกันเช่นการย่อยสลายในการแก้ปัญหา (สารประกอบเชิงซ้อนกับไอออน OH-) กระบวนการพื้นผิว (และกระบวนการขนส่งไม่) ควบคุมจลนศาสตร์การสลายตัว อัตราการสลายตัวเป็นสัดส่วนกับคอมเพล็กซ์พื้นผิวที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของ Fe (III) (ไฮด) ออกไซด์ ดังนั้นดักเช่น ascorbate แลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนที่มีพื้นผิว Fe (III) ไอออนภายหลังจากการประสานงานภายในทรงกลมของมันไปยังพื้นผิวออกไซด์ Fe (II) ที่เกิดขึ้นจึงหลุดออกมาได้ง่ายขึ้นจากพื้นผิว. ปฏิกิริยาการสร้างที่ซับซ้อนของ Fe (III) และเฟ (II) กับแกนด์อินทรีย์และอนินทรีในรูปแบบคอมเพล็กซ์ตัวละลายและของแข็งทำให้มันเป็นไปได้ที่การขี่จักรยานอิเล็กตรอนของ Fe (III) -Fe (II) การเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นได้มากกว่าทั้งช่วง EH ภายในเสถียรภาพของน้ำ (EH จาก -0.5 V ถึง 1.1 V) แข็งและละลาย Fe (II) เชิงซ้อนกับซิลิเกตที่มีออกไซด์ซึ่งประกอบด้วยน้ำ (เช่น Fe3O4) และมีซัลไฟด์ที่มีประสิทธิภาพมาก reductants จากทางอุณหพลศาสตร์เช่นเดียวกับการจากจุดที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของมุมมอง. กระบวนการสังเคราะห์แสงที่เกิดขึ้นในบางพื้นผิวอนินทรีแบริ่งเฟ (เซมิคอนดักเตอร์) และสายพันธุ์เหล็กอาจจะมองว่าเป็น "ดั้งเดิม" ทางเลือกหรือสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ทางชีวภาพ ในการสลายตัวลดลงแสงที่เกิดขึ้นของเฟ (III) (ไฮด) ออกไซด์ละลาย Fe (II) (ตัวอย่าง: การลดลงของเฟของแข็ง (III) ขั้นตอนที่มีแกนด์อินทรีย์เช่นออกซาเลต) จะเกิดขึ้น ในปฏิกิริยา photoredox ต่างกันพื้นผิวภายในทรงกลมการประสานงานของอิเล็กตรอนบริจาคไปยังพื้นผิวออกไซด์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพของการถ่ายโอนอิเล็กตรอน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

หลากหลายเส้นทางสำหรับออกซิเจนของเหล็กและการสลายตัวของ Fe ( III ) ( hydr ) ออกไซด์ โดยเฉพาะการลดออกซิเจนอะตอมลิแกนด์กับผู้บริจาคในกระบวนการความร้อนและเคมี ถูกประเมินบนพื้นฐานของการทดลองในห้องปฏิบัติการสำหรับการใช้ระบบธรรมชาติโดยทั่วไปมีขนาดใหญ่พื้นที่ผิวจำเพาะของเหล็กแบริ่งของแข็งในระบบธรรมชาติและความสามารถของพื้นผิวเหล่านี้โต้ตอบเคมี ( สารประกอบเชิงซ้อนลิแกนด์แลกเปลี่ยนผิว ) และอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนอิเล็กตรอน reductants อนุมูลอิสระเช่นเดียวกับการตกตะกอน

และการสลายตัวการดูดซับของ Fe ( II ) บนพื้นผิวของอนุภาค ( การเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับกลุ่มไฮดรอกซิลบนพื้นผิว ) ช่วยเพิ่มออกซิเจนอัตราของ Fe ( II ) ในลักษณะที่เป็นปฏิกิริยาในสารละลาย ( การเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับโอ้−ไอออน ) กระบวนการพื้นผิว ( และกระบวนการขนส่ง ควบคุมการทำ อัตราของการสลายตัวเป็นปฏิภาคกับพื้นผิวเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของ Fe ( III ) ( hydr ) ออกไซด์ ดังนั้นต่าง เช่น การเปลี่ยนแปลง การแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนกับพื้นผิว Fe ( III ) ไอออนที่ตามมาเพื่อประสานงานของทรงกลมด้านในเพื่อผิวออกไซด์ เหล็ก ( II ) จึงเกิดขึ้น กลายเป็นได้ง่ายขึ้น แยกออกจากผิว .

ซับซ้อน ปฏิกิริยาการเกิดของ Fe ( III ) และ Fe ( II ) กับอินทรีย์ และอนินทรีย์สารประกอบเชิงซ้อนลิแกนด์ในรูปแบบสารละลายของแข็งและทำให้มันเป็นไปได้ว่าอิเล็กตรอนจักรยานของ Fe ( III ) - Fe ( II ) การเปลี่ยนแปลงสามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงที่เอ๋ทั้งหมดภายในความคงตัวของน้ำ ( เอ๊ะจาก− 0.5 V 1.1 V ) ของแข็งและสารละลาย Fe ( II ) เชิงซ้อนซิลิเกตกับไฮดรัสออกไซด์ ( เช่น fe3o4 )และซัลไฟด์จะมีประสิทธิภาพมาก reductants จากความร้อน รวมทั้งจากจุดทางวิว

การสังเคราะห์แสงกระบวนการที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวเหล็กแบริ่งอนินทรีย์ ( เซมิคอนดักเตอร์ ) และชนิดเหล็ก อาจถูกมองเป็น " ทางเลือกดั้งเดิม " หรือสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ทางชีวภาพ ในแสงเกิดการละลายลดลงของ Fe ( III ) ออกไซด์ ( hydr ) ,เหล็กละลาย ( II ) ( ตัวอย่าง : การลดของแข็ง Fe ( III ) ระยะที่มีลิแกนด์อินทรีย์ เช่น ออกซาเลต ) เป็นรูปแบบ ในปฏิกิริยาโฟโตรีดอกซ์ต่างกัน , ภายในพื้นผิวทรงกลม การประสานงานของอิเล็กตรอนเพื่อผิวออกไซด์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพของอิเล็กตรอนโอน