Schikorr-reaksjon

En reaksjon ved anoksis (uten oksygen tilstede) hvor jern(II)hydroksid (Fe(OH)2) omformes til jern(II,III) i oksidet magnetitt (Fe3O4), hydrogen (H2) og vann (H2O). Navn etter den tyske metallurgen Gerhard Schikorr.

Reaksjonen deltar ved korrosjon av jern og karbonstål under anaerobe forhold, hydrogenindusert oppsprekking av metaller, for eksempel vannrør av støpjern. Serpentiniseringsreaksjoner i tilknytning alkaliske hydrotermiske kilder på store havdyp er en type Schikorrreaksjon. Abiotisk produksjon av hydrogen danner grunnlag for kjemolitotrofe bakterier.

3Fe(OH)2 → Fe3O4   + H2 + 2H2O

Magnetitt (FeO∙Fe2O3 (Fe3O4)) er ferrimagnetisk og det blir produsert hydrogengass i reaksjonen. Magnetitt Fe=O  og O=Fe-O-Fe=O, FeO∙Fe2O3. 

Serpentiniseringsreaksjon hvor det blir dannet magnetitt, grønnrust og hydrogen. Olivinmineraler i basiske hydrotermiske reaksjoner omdannes til serpentinitt

6(Mg,Fe)2SiO4 (olivin) + 7H2O → Fe3O4 (magnetitt) + 3(Mg,Fe)3Si2O5(OH)4 (serpentin) + H2

For eksempel karonatgrønnrust: ([Fe2+4Fe3+2(OH-)12]2+[CO32-·3H2O]2-)

Det er mulig å lage grønn rust ved å boble CO2 uten tilgang på oksygen gjennom en løsning med jern(II)klorid (FeCl2) og jern(III)hydroksid (Fe(OH)3. Grønnrust har en brucittlignende struktur varierende forhold mellom Fe2+/Fe3+. Spinellstruktur (Me2+)[Fe3+2]O4 hvor Me2+ er et metallkation i et tetraeder, Fe3+ i et oktaeder. Me2+ i form av Fe2+ erstattet av andre kationer Mn2+, Mg2+, Zn2+, Ni2+, og Co2+.

Hydrogen kan brukes som elektron og protonkilde hos sulfatreduserende bakterier hvor sulfat reduseres til hydrogensulfid (HS-)

4H2 + SO42- → HS- + OH- + 3H2O

Sulfid og jern danner jernsulfid:

Fe2+ + HS- → FeS + H+

3Fe2+ + 6H2O → 3Fe(OH)2 + 6H+

I sum

4Fe2+ + SO42- + H+ + 3H2O → 3Fe(OH)2 + FeS + OH-

Svovelkis (pyritt, FeS2) med messingformete kubeformete krystaller og markasitt (FeS2) i sedimentære bergarter kan også ha blitt laget av sulfatreduserende bakterier.

Biodiversiteten rundt alkaliske hydrotermiske kilder er lavere enn rundt svarte skorsteiner.

Litteratur:

Guilbaud R, White ML & Poulton SW: Surface charge and growth of sulphate and carbonate green rust in aqueous media, Geochimica et Cosmochimica Acta, 108 (2013)141-153; doi.org/10.1016/j.gca.2013.01.017

Schikorr, Gerhard: Über eisen(II)-hydroxyd und ein ferromagnetisches eisen(III)-hydroxyd. Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie. 212 (1) (1933) 33–39; doi:10.1002/zaac.19332120105

Smart NR, Reddy B, Rance AP, Nixon DJ & Diomidis N:The anaerobic corrosion of carbon steel in saturated compacted bentonite in the Swissrepository concept. Corrosion Engineering, Science and Technology, 52:sup1 ((2017))113-126; doi:10.1080/1478422X.2017.1316088

Tilbake til hovedside

Publisert 15. des. 2021 10:39 - Sist endret 15. des. 2021 14:26
Del på e-post