酸化鉄の粒径について

質問

現在、海水中の鉄の濃度を測定しているのですが、酸化鉄の粒径(分子径?)はどのくらいなのでしょうか？0.45μmのメンブレンフィルターでろ過してもフィルターに残ったりはしませんか？きちんと測定できるのか心配です。どなたか教えて下さい。

回答No.1

DexMachina · ベストアンサー

海水中の鉄濃度を測定されているとのことですが、
それはイオン状態の鉄(＝完全溶解)と、酸化鉄状態の鉄(＝微粒子分散)とを
分けて分析されている、ということでしょうか?

もし、そうではなく、単に海水中の全鉄濃度を測定されているのだとしたら、
試料となる海水に塩酸を加える等の前処理により、微粒子として存在する
可能性のある酸化鉄を全てイオンに変えてやれば、メンブレンフィルタ上に
鉄が残ることは避けられると思います。
但し、この場合は海水中の微生物内の鉄も含まれることになるでしょうから、
その点はご注意下さい。
(『海水1リットル中の全鉄』として、前処理の内容(フィルタのメッシュも含め)を
　明示すれば、恐らく生体由来の鉄を含めても問題ないと思いますが；
　フィルタは『生体の除去』ではなく『(分析の支障となる)固形物の除去』が
　目的と推測しています)

なお、「どうしても酸化鉄の粒径が必要」ということでしたら、申し訳ありませんが
私はその情報を持っていませんので、他の方の回答をお待ち下さい。
(ただ、現実問題としては、酸化鉄の集まり具合で粒径分布にはかなりの幅があるはず
　ですので、フィルタをかけた時点で、ある程度のロスは避けられないと思います)

お礼

ありがとうございます。実際には海水ではないのですが、今回測定したサンプルは明らかに鉄と思われる皮膜があったにもかかわらず測定結果では鉄はほとんど出てこなかったので質問しました。今度はそのような前処理をしてからろ過したいと思います。鉄のみを測定したい場合塩酸はどの程度加えても問題はないのでしょうか？質問ばかりですみません。

回答No.3

DexMachina

No.1です。

> 鉄のみを測定したい場合塩酸はどの程度加えても問題はないのでしょうか？

概念的なものは一応理解しているつもりですが、具体的な数値・手法になると
かなり怪しげであることをお断りした上で・・・(汗)

鉄イオンの溶解性からいえば、どれだけ酸性にしても問題はありません。
(但し、塩酸の添加量が多ければ、希釈の分だけ測定誤差は拡大します)

ただ、鉄の分析法が、1,10-フェナントロリン等との呈色反応を利用したものだと、
肝心の呈色反応が阻害される恐れがあります。
(試薬によっても許容されるｐＨは異なるはずです)

ですので、例えば上記試薬なら、0.1mol/l程度の希塩酸(大雑把にいって濃塩酸
の100倍希釈)で試料を2倍に希釈(pH1～2程度?)(さらに場合によっては加熱)して
鉄化合物を溶解させた後、アルカリ(又は炭酸アルカリ)水溶液でｐＨを4～6程度に
調整して呈色試薬と反応、といった手順を踏む必要があるかと思います。
(希塩酸濃度やｐＨは大雑把で構いませんが、「試料を2倍に希釈」の部分は
　精確でないと(倍数は任意で可)、元の試料の濃度を計算できなくなります)

　*測定方法が元素吸光分析なら、測定結果にｐＨの影響はないと思いますが、
　　機器への影響を考えると、やはり中和させた方がいいかもしれません。

ところで、

> 鉄と思われる皮膜

とのことですが、それは、鉄を水に浸けておいたときなどに赤錆とともに生じる
膜状物のことでしょうか。
あれがどんな物質からできているのかを私は知らないのですが、試料が海水
よりも淡水に近い(＝塩化物イオンが少ない)とすると、鉄が一旦イオン化した後、
水酸化鉄・酸化鉄などになって沈殿している可能性も高いように思います。
また、落ち葉などの有機物によっても似たような皮膜ができるのを見たことが
ありますので、参考までに。

回答No.2

mataoyu

以下は、あくまで、わたし個人の意見ですが、的を外しているとは思えないのです。

海水中に、安定に存在している、鉄の酸化物は、鉄の水酸化物でもあり、塩素化物でもあるでしょう。そして、実際上は、溶解していて、イオン化しており、粒子として捉えることはできないのではないでしょうか。
Fe（OH)x(Cl)yの陽イオン。x＋y＜3

もちろん、海洋上の場所によっては（例えば、川の河口近く）、Fe酸化物の粒子も存在するところもあるでしょうが。

ここまで書いてきて気づいたのですが、Fe酸化物の粒子が安定に存在するかどうかは、海水のｐHとCl濃度で計算できそうですね。

データがないので、申し訳ありませんが、計算できません。