Influence du manganèse (II) et du cuivre (II) sur la transformation de la vatérite en calcite en solution aqueuse

Influence of manganese(II) and copper(II) on the transformation of vaterite into calcite in aqueous solutions

• Auteur / Autrice : Najat AbouKaïs-Nassrallah
• Direction : Michel Wartel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carbonate de calcium

Cations divalents

Manganèse

Cuivre

Résumé

Dans ce mémoire, nous nous sommes intéressés a la transformation cristalline de la vatérite en calcite cubique sous l'influence des cations métalliques divalents mn#2#+ et cu#2#+ dans l'eau ultra-pure. Pour cela, nous avons réalisé sur nos échantillons solides récupérés par filtration : I) des analyses macroscopiques en utilisant les techniques suivantes : spectroscopies atomique d'émission, vibrationnelles infrarouge et Raman, par diffraction des rayons x et de résonance paramagnétique électronique, mesures d'aire spécifique ; et II) des analyses microscopiques au moyen des methodes suivantes : microscopies optique et a balayage électronique, microspectrometrie raman. Nos études ont montre que les ions mn#2#+ et cu#2#+ substituent les ions ca#2#+ présents a la surface des micro-grains de vatérite et que la morphologie de ces micro-particules de vatérite et l'étendue de la transformation cristalline de ce carbonate de calcium métastable en calcite cubique dépendent de la nature même du cation incorpore et de la concentration de ce dernier dans le milieu. Ainsi, nous avons trouve qu'aux concentrations élevées d'ions métalliques (10#-#2m), l'interaction entre la vatérite et les ions me#2#+ conduit a : I) un mélange de rhodochrosite et calcite dans le cas du mn(II) ; et II) un mélange d'aragonite, calcite et malachite (cuco#3, cu(oh)#2) dans le cas du cu(II) ; et nous avons pu donner une représentation microscopique et/ou moléculaire de la surface de ces échantillons solides et discerner les différents phases carbonatées mises en jeu dans les systèmes : vatérite-métal(II)-h#2o.

Cependant, pour une concentration d'ions métalliques égale a 10#-#3m nous avons constate un retard de cette transformation de quelques heures pour le mn(II) et de quelques jours pour le cu(II) en raison de la formation de complexes du type (h#2o)#yme#xca#1#-#xco#3 a la surface des micro-grains de vatérite. Nous avons utilise la technique d'analyse de surfaces solides spx : (spectroscopie de photoélectrons induits par rayons x) pour atteindre les coefficients stœchiométriques des différents éléments de surface : c, ca, me et o#carbonate, constituant ces complexes et avons détermine leur quantité d'eau (y) au moyen de la thermogravimétrie. Le calcul thermodynamique nous a permis d'expliquer le phénomène de relative stabilité de ces complexes.