Synthetic and natural iron oxide characterization through microparticle voltammetry

Abstract

Se presentan los resultados de un estudio sobre el uso de la Voltametría de Micropartículas (VMP), aplicada a la identificación de óxidos y oxihidróxidos de hierro. Mediante esta técnica, fue posible diferenciar hematita, goethita, magnetita y maghemita, en muestras sintéticas y naturales. La medición de pigmentos sintéticos tratados a diferentes temperaturas, evidenció la existencia de un patrón de comportamiento que permite diferenciarlos. Se constató que la ubicación del pico de corriente (valor de potencial), varía en función de la especie mineral, el tamaño de grano y el grado de cristalinidad, el área, en relación con la concentración de especie electroactiva y el ancho, con la distribución de tamaños de partícula. En muestras con elevadas concentraciones de óxidos y oxihidróxidos de hierro, los picos se definieron a corrientes del orden de los mA (miliamperes) y en muestras de paleosuelos con un contenido de hierro total inferior al 6%, los picos se registraron a corrientes del orden de los µA (microamperes). De esta manera, se constata la posibilidad de aplicación de la técnica en estudios ambientales y paleoambientales que tengan en cuenta a estos minerales. Las principales ventajas de la VMP, respecto a los métodos convencionales, se refieren a la rapidez y simplicidad de aplicación y a la posibilidad de procesar pocos microgramos de muestra, sin limitación de su grado de cristalinidad. A diferencia de los métodos magnéticos, fuertemente condicionados por la presencia de magnetita, la VMP resulta altamente sensible a la detección de especies débilmente magnéticas.

We are hereby presenting the results obtained from a study on using Microparticle Voltammetry (MPV) for identifying Iron oxides and oxy–hydroxides. This technique allowed us to distinguish different mineral species, such as hematite, goethite, magnetite and maghemite, in both synthetic and natural samples. By measuring synthetic pigments at different temperatures, evidence was found of an electrochemical behavioral pattern which allowed differenciating them. The current peak location (potential value) proved to vary according to the mineral species, grain size and chrystallinity degree. The area varies in terms of electroactive concentration of the species given. Width varies according to particle size distribution. In high iron oxide and oxy–hydroxide concentration samples, peaks were defined at current values of mA (milliampers) and in paleosol samples having an overall iron content lower than 6%, peaks were recorded at currents of µA (microampers). Therefore, a possibility arises of applying this technique to environmental and palaeo–environmental studies of these minerals. MPVs main advantages compared to conventional methods are speed and simplicity as well as the fact that it allows processing a few sample grains, in spite of its chrystallinity degree. Unlike magnetic methods – strongly influenced by the presence of magnetite– MPV is highly sensitive for detecting weakly magnetic species.