Problèmes relatifs aux structures et propriétés des ferrates
La complexité des structures des différents types de ferrates et de leurs instabilités dans la plupart des milieux rendent les approches et les discussions imprécises, laissant beaucoup de questions en suspens. Toutes les interprétations et résultats de recherches se basent sur les propriétés visuelles et comportementales vis-à-vis de leurs utilisations. Cependant, en général, les différents types de ferrates ont à peu près les mêmes propriétés qu’ils soient différents de par leurs sels.
Données de base sur les structures bien établies par recoupement de méthodes modernes
On compte parmi les méthodes de caractérisation de ferrates les mieux établies les analyses par diffraction aux rayon-X, Spectroscopie Mössbauer, ATD. Ces différentes méthodes ont permis de déterminer avec précision les structures des ferrates, toutes sont basées sur l’étude de ferrate de potassium en comparaisons pour les différents ferrates. Un des résultats les plus importants a été l’affirmation de l’analogie de structure entre les ions ferrates et les ions sulfates. Ce qui a permis de comprendre et d’anticiper les comportements et propriétés des différents sels de ferrates, connaissant les comportements des ions sulfates qui sont plus connus. Ces méthodes ont aussi permis par exemple la mise en évidence des différents types de ferrates [9] : – les métaferrates : MFeO3 si les cations sont divalent ; M2FeO3 si les cations sont monovalents – les orthoferrates : M2FeO4 où M est un cation divalent – les pentaoxoferrates : M3FeO5 où M est un cation divalent D’autres degrés d’oxydation du fer, mais moins connus, ont été aussi mis en évidence à partir de ces méthodes modernes, entre autre les ferrates V de formule K3FeO4 qui est le seul cité dans la littérature par Wahl et al. [29]. Dans ces références, Schreyer [19] parle de la découverte par Goralevitch de ferrates VIII de potassium (K2FeO5), de couleur vert claire, appelé « perferrate » qui est plus stable que les ferrates VI. La formule du perferrate de barium hydraté s’écrit BaFeO5.7H2O. Page | 21 Il affirme aussi que les perferrates sont précipités par des sels alcalino-terreux. Avec les analyses aux rayon-X, toujours dans le même ouvrage, Petrov et B. Ormont ont rapporté que les perferrates découverts par Govarelitch n’étaient que des résidus de K2MnO4
Problèmes relatifs aux différents types de ferrates
Comme mentionné précédemment, les ferrates existent sous différents états d’oxydation : Fer IV, Fer V, Fer VI. Outres les caractérisations avec des appareils sophistiqués, la plupart des littératures affirment la possibilité de différenciation de ces ferrates par leurs couleurs spécifiques : vert pour les ferrates IV ; noirâtre pour les ferrates V et pourpre pour les ferrates VI [8]. Cependant, ces couleurs peuvent varier selon les sels utilisés. On mentionne par exemple que les premiers ferrates IV synthétisés étaient les ferrates de Strontium et Barium de couleur noirs [9]. Déjà à ce niveau donc, il y peut y avoir une confusion en ferrates IV et ferrates V de potassium de couleur noire, cristallisé. En ce qui concerne, les ferrates VI, en phase solides, les ferrates VI peuvent être de couleurs verts ou pourpres en fonction de la méthode de synthèse. Ils sont décrits comme étant des produits pourpres dans les solutions fortement alcalines. Là encore, la notion de couleur peut être remise en cause à cause des nuances allant du rouge, violet, violet profond et pourpre. Les ferrates peuvent donc avoir des nuances de couleurs selon les cations mis en jeu, ce qui rend difficile la recherche de modes de caractérisations simples outre les méthodes utilisant des appareils sophistiqués.
Problèmes relatifs aux différences de stabilité et conditions de stabilités
Comme mentionné précédemment et dans la plupart des littératures, en phase liquide, les ferrates sont stables dans un milieu alcalin pH>10 mais qui dépend encore de la concentration initiale de ferrates, des ions coexistant et de la température de la solution [19]. Certains auteurs ont entrepris des travaux ayant pour but la détermination de diverses conditions de stabilisation des ferrates [15][20]. Nous pouvons noter par exemple que les ferrates sont relativement stables à faible concentration en présence de KCl, KNO3 et les phosphates qui retardent significativement leur décomposition. Quelques auteurs anciens ont aussi étudié qualitativement la décomposition de l’ion ferrate et les possibilités de stabilisation par addition de divers sels à la solution (chlorure, bromure, nitrate ou carbonate de potassium) et ont constaté au contraire l’accélération de la décomposition par addition d’autres sels comme ceux de calcium, strontium et magnésium. Sans conteste, actuellement, les ferrates les plus stables sont ceux à l’état solide et pratiquement purs. Leurs durée de vie peut aller jusqu’à plus d’une année [35]. Toujours dans cette problématique sur les propriétés et stabilité des ferrates, il est nécessaire de trouver des appareillages qui sont adaptés aux manipulations des ferrates de par leur propriété oxydant. Miller [43] en parle par exemple sur le choix des filtres à utiliser pour pouvoir faire la séparation des phases liquides et solide d’un mélange contenant des ferrates. En effet, les ferrates peuvent oxyder les matériaux utilisés pour leur caractérisation, ce qui peut fausser les résultats obtenus si l’on ne prend pas les précautions nécessaires.
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