O hidróxido de ferro se forma mais facilmente em superfícies minerais do que se pensava anteriorment

O epidoto é um mineral de hidroxissilicato de cálcio, alumínio e ferro. (Imagem de referência de James St. John, Wikimedia Commons).

Uma nova pesquisa encontrou uma maneira de observar o momento em que o hidróxido de ferro se forma no quartzo.

Em um artigo publicado na revista Environmental Science & Technology, Young-Shin Jun, professora da Washington University em St. Louis, explica que, para que esse processo aconteça, primeiro é necessário que haja elementos precursores suficientes. Então, os componentes podem se unir para formar um núcleo estável que se tornará uma minúscula partícula sólida de hidróxido de ferro, chamada de particulado em nanoescala. O processo é denominado nucleação sólida.

Nucleação e crescimento juntos são conhecidos como precipitação - e sua soma foi usada para prever o comportamento de formação de hidróxido de ferro. Mas essas previsões omitiram amplamente a consideração separada da nucleação.

Na opinião de Jun, isso significa que os resultados anteriores não foram precisos o suficiente.

“Nosso trabalho fornece uma descrição empírica e quantitativa da nucleação, não um cálculo, para que possamos fornecer evidências científicas sobre esse elo perdido”, disse a pesquisadora.

Usando raios-X e uma nova célula experimental que ela desenvolveu para estudar sistemas complexos ambientalmente relevantes com bastante água, íons e material de substrato, Jun foi capaz de observar a nucleação em tempo real.

O trabalho consistiu em empregar uma técnica de espalhamento de raios-X chamada “espalhamento de raios-X de baixo ângulo com incidência rasante”. Ao brilhar os raios X em um substrato com um ângulo muito raso, próximo ao ângulo crítico que permite a reflexão total da luz, essa técnica pode detectar o primeiro aparecimento de partículas de tamanho nanométrico em uma superfície.

A medição empírica do ponto inicial de nucleação revelou que as estimativas gerais que os cientistas têm usado exageram a quantidade de energia necessária para este processo.

“O hidróxido de ferro se forma muito mais facilmente nas superfícies minerais do que os cientistas pensavam, porque menos energia é necessária para a nucleação de sólidos altamente hidratados nas superfícies”, disse Jun.

De acordo com a cientista, suas descobertas podem ajudar a entender melhor os processos relacionados à qualidade da água em locais de drenagem ácida de minas, a redução de incrustação na membrana e a formação de incrustações de dutos e o desenvolvimento de materiais supercondutores mais ecologicamente corretos.