Study of iron-chelates in solid state and aqueous solutions using Mössbauer spectroscopy

par Petra Agota Szilagyi

Thèse de doctorat en Physique et nanophysique. Chimie théorique, physique et recherche de la structure des matériaux

Sous la direction de Azzedine Bousseksou et de Zoltan Homonnay.

Soutenue en 2007

à Toulouse 3 en cotutelle avec l'Université Eötvös Loránd de Budapest, Hongrie , en partenariat avec Laboratoire de chimie nucléaire. Institut de chimie, Université de Eötvös Loránd (Budapest, Hongrie) (laboratoire) .

mots clés

• Spectrométrie Mössbauer
• FeIIIEDTA
• FeIIICDTA
• FeIIIEDDA
• Structure dans solutions aqueuses
• Photodégradation
• Ferrimagnétisme
• Réaction avec H2O2
• Relaxation paramagnétique du spin
• Matériaux -- Propriétés magnétiques
• Spin
• Couches minces
• Nanostructures
• Spectroscopie Raman
• Clathrates
• Transfert de charge

Résumé

Ce travail a été consacré à l'étude du complexe éthylènediamine tétra-acétate de fer(III) (FeIIIEDTA) et de ses analogues : cyclohexanediamine tétra-acétate de fer(III) (FeIIICDTA) et (N,N')éthylènediamine di-acétate de fer(III) (FeIIIEDDA). Les structures de ces complexes en solutions aqueuses aux pH différents ont été proposées. La photodégradation du FeIIIEDTA ainsi que l'auto-oxydation du système Fe2+/EDTA dans les états solide et en solution ont été étudiées. Les mécanismes des réactions entre les complexes de FeIIIEDTA/CDTA/EDDA et l'H2O2 ainsi que la structure des intermédiaires issus de ces réactions ont été proposés. La relaxation magnétique du complexe NaFeEDTA. 3H2O à l'état solide ainsi que sa stabilité thermique et l'oxydation à l'air des produits issus de sa dégradation thermique (deux espèces de fer(II)) ont été étudiées par spectrométrie Mössbauer.

Titre traduit

Etude par spectrométrie Mössbauer des chélates de fer à l’etat solide et en solutions aqueuses

Résumé

This work has been devoted to the investigation of the ferric ethylenediaminetetraacetate, FeIIIEDTA and its analogues: the ferric cyclohexanediaminetetraacetate, FeIIICDTA and the ferric (N,N')ethylenediaminediacetate, FeIIIEDDA complexes. Structure of these complexes in aqueous solutions at different pH values have been proposed. The photodegradation of the FeIIIEDTA complex as well as the autoxidation of the Fe2+/EDTA system in solid state and in aqueous solution phase have been studied. Reaction pathways and structures for intermediate species forming in the course of the reaction between FeIIIEDTA/CDTA/EDDA and H2O2 have been proposed. The magnetic relaxation of the solid NaFeEDTA. 3H2O as well as the thermal stability and further aerial degradation of the decomposition products have been studied using Mössbauer spectroscopy.