Holistic approach to dissolution kinetics: linking direction-specific microscopic fluxes, local mass transport effects and global macroscopic rates from gypsum etch pit analysis

文献情報

出版日 2012-11-28
DOI 10.1039/C2CP43555A
インパクトファクター 3.676
著者

Massimo Peruffo, Michael M. Mbogoro, Martin A. Edwards, Patrick R. Unwin


原文を見る

要旨

Dissolution processes at single crystal surfaces often involve the initial formation and expansion of localized, characteristic (faceted) etch-pits at defects, in an otherwise comparatively unreactive surface. Using natural gypsum single crystal as an example, a simple but powerful morphological analysis of these characteristic etch pit features is proposed that allows important questions concerning dissolution kinetics to be addressed. Significantly, quantitative mass transport associated with reactive microscale interfaces in quiescent solution (well known in the field of electrochemistry at ultramicroelectrodes) allows the relative importance of diffusion compared to surface kinetics to be assessed. Furthermore, because such mass transport rates are high, much faster surface kinetics can be determined than with existing dissolution methods. For the case of gypsum, surface processes are found to dominate the kinetics at early stages of the dissolution process (small etch pits) on the cleaved (010) surface. However, the contribution from mass transport becomes more important with time due to the increased area of the reactive zones and associated decrease in mass transport rate. Significantly, spatial heterogeneities in both surface kinetics and mass transport effects are identified, and the morphology of the characteristic etch features reveal direction-dependent dissolution kinetics that can be quantified. Effective dissolution velocities normal to the main basal (010) face are determined, along with velocities for the movement of [001] and [100] oriented steps. Inert electrolyte enhances dissolution velocities in all directions (salting in), but a striking new observation is that the effect is direction-dependent. Studies of common ion effects reveal that Ca2+ has a much greater impact in reducing dissolution rates compared to SO42−. With this approach, the new microscopic observations can be further analysed to obtain macroscopic dissolution rates, which are found to be wholly consistent with previous bulk measurements. The studies are thus important in bridging the gap between microscopic phenomena and macroscopic measurements.

関連文献

Molecular structure and infrared spectra of dimethyl oxalate

Susy Branco Lopes, Leszek Lapinski, Rui Fausto

2002-02-04 Paper

DOI: 10.1039/B107232N

Heat capacity behaviour of pore confined benzene and hexafluorobenzene in NaY zeolite

Guohua Zhao, Barara Groß, Herbert Dilger, Emil Roduner

2002-02-11 Paper

DOI: 10.1039/B110158G

2D gel permeation chromatography (2D GPC) correlation studies of the growth process for perfluoro-octyltriethoxysilanepolymer aggregates

Kenichi Izawa, Toshiaki Ogasawara, Hideki Masuda, Hirofumi Okabayashi, Charmian J. O'Connor, Isao Noda

2002-02-13 Paper

DOI: 10.1039/B107556J

The nature of proton transport in fully hydrated Nafion®

Stephen J. Paddison, Reginald Paul

2002-02-28 Paper

DOI: 10.1039/B109792J

Characteristic cyclic voltammograms of alkyl viologens at single crystal gold electrodes

Kazuki Arihara, Takeo Ohsaka, Fusao Kitamura

2002-02-13 Communication

DOI: 10.1039/B109879A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

アエポキシアビレーターONE酢酸エステルを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

アエポキシアビレーターONE酢酸エステルを含む廃棄物は、焼却や専門廃棄処理が一般的です。具体的には、廃棄物は密閉容器に収集し、適切な温度と湿度の下で保存します。...

2484719-11-9a-Epoxyabiraterone A...
化合物よくある質問

4-ヒドロキシ但線を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱いには化学製品安全管理データシート(SDS)を参照してください。温度10℃以下で保存し、密閉容器に保管してください。漏れ時にはドラフトチャンバーを使用し、...

25714-71-04-Hydroxybutanal
化合物よくある質問

4-(3-環戊基尿素)フェノールボロネートはどの業界で使用されていますか?

4-(3-環戊基尿素)フェノールボロネートは主に医薬品産業で使用されています。この化合物は抗炎症薬や抗うつ薬の候補物質として研究されています。また、ポリマー産業...

874297-80-01-Cyclopentyl-3-[4-(...
化合物よくある質問

N~1~-[3-氯-5-(三氟甲基)-2-吡啶]-1,2-乙二胺の市場動向や研究トレンドはどうですか?

市場では、安全性と効果性を基にした化学物質の需要が高まっています。研究分野では、環境に優しい代替品の開発が進んでおり、その結果、この化合物の市場需要は減少傾向に...

219478-19-0N'-[3-chloro-5-(trif...
化合物よくある質問

6-硝基苯并二氢吡喃-4-酮についての法規ガイドラインは何ですか?

6-硝基苯并二氢吡喃-4-酮(CAS番号: 68043-53-8)は、GHS(統一化された化学品の危険性的分類と標識)で急性毒性第4クラスに分類されます。EUで...

68043-53-86-Nitro-2,3-dihydro-...
化合物よくある質問

5-(肼甲基)-2-甲基吡啶の主な用途は何ですか?

5-(肼甲基)-2-甲基吡啶は、主に医薬品の合成材料や農薬、及び一部の化学試薬として使用されています。

1016705-16-05-(Hydrazinomethyl)-...
化合物よくある質問

6-乙酰基-2(3H)-苯并噻唑酮は安全ですか?

安全性は化合物の使用方法によります。適切な取扱いと防護措置を講じれば、一定の安全性があります。ただし、吸入や皮膚への接触は避けてください。

133044-44-76-Acetyl-1,3-benzoth...
化合物よくある質問

3-メチル-6-(1-メチルヒドラジニル)ピリジジンはどの業界で使用されていますか?

3-メチル-6-(1-メチルヒドラジニル)ピリジジンは主に医薬品、ポリマー、センサー製造業界で使用されています。特に、医薬品産業では抗がん剤や抗真菌剤の候補物質...

175135-44-13-Methyl-6-(1-methyl...
化合物よくある質問

tert-butyl 5-oxo-2,6-diazaspiro[3.4]octane-2-carboxylateの物理化学的性質は何ですか?

tert-butyl 5-オキソ-2,6-ジアザスパイロ[3.4]オクタネ-2-カルボキサongyangはCAS番号1330765-39-3で、分子量は334....

1330765-39-32-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

3-塩素メチルフェニル-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキソボロラノールは安全ですか?

3-塩素メチルフェニル-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキソボロラノールは、毒性が低いと考えられていますが、直接的な皮膚接触や吸入は避けるべきです...

1073353-44-22-[3-(Chloromethyl)p...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。