Struktura tlenku żelaza (II), nazewnictwo, właściwości, zastosowania

3264
Anthony Golden

Plik tlenek żelaza (II), lub tlenek żelazawy to czarne nieorganiczne ciało stałe, które powstaje w wyniku reakcji tlenu (Odwa) żelazem (Fe) do stopnia utlenienia +2. Nazywa się go również tlenkiem żelaza. Jego wzór chemiczny to FeO.

Występuje w naturze jako minerał wustyt, należący do grupy peryklaz. Znany jest również jako wuestite, iosiderite lub iozite. Wustyt jest nieprzezroczystym minerałem o kolorze od czarnego do brązowego, chociaż w świetle odbitym jest szary. Posiada metaliczny połysk.

Tlenek żelaza lub proszek tlenku żelaza (II). FK1954 [domena publiczna]. Źródło: Wikipedia Commons

Tlenek żelaza (II) można otrzymać przez termiczny próżniowy rozkład szczawianu żelaza (II), otrzymując piroforyczny czarny proszek. Proszek ten zmniejsza stopień podziału i staje się mniej reaktywny po podgrzaniu do wysokich temperatur..

Kryształy tlenku żelaza (II) można uzyskać tylko w warunkach równowagi w wysokiej temperaturze, szybko chłodząc system. Jeśli reakcję prowadzi się w niższych temperaturach, FeO jest nietrwały i staje się żelazem (Fe) i tlenkiem Fe3LUB4, ponieważ powolne chłodzenie sprzyja dysproporcji.

Ponieważ jest piroforyczny, jest to materiał stwarzający zagrożenie pożarowe. Ponadto jest niebezpieczny przy wdychaniu w dużych ilościach i przez długi czas, ponieważ może powodować choroby płuc.

Tlenek żelaza (II) jest stosowany jako pigment w ceramice, emalii, szkłach i kosmetykach. Ze względu na swoje właściwości magnetyczne znajduje zastosowanie w medycynie. Jest również stosowany jako przeciwutleniacz w pakowanej żywności, a dodatkowo jest stosowany w katalizie reakcji i recepturach pestycydów..

Indeks artykułów

  • 1 Struktura
  • 2 Nazewnictwo
  • 3 Właściwości
    • 3.1 Stan fizyczny
    • 3.2 Twardość Mohsa
    • 3.3 Masa cząsteczkowa
    • 3.4 Temperatura topnienia
    • 3.5 Gęstość
    • 3.6 Rozpuszczalność
    • 3.7 Współczynnik załamania światła
    • 3.8 Inne właściwości
    • 3.9 Ryzyka
  • 4 Zastosowania
    • 4.1 W ceramice
    • 4.2 W produkcji szkła
    • 4.3 W przemyśle stalowym
    • 4.4 W katalizie reakcji chemicznych
    • 4.5 W pestycydach
    • 4.6 W przemyśle kosmetycznym
    • 4.7 W medycynie
    • 4.8 W konserwowaniu żywności
    • 4.9 Inne zastosowania
  • 5 Referencje

Struktura

Tlenek żelaza (II) (FeO) teoretycznie posiada strukturę sześcienną soli kamiennej, zawierającej 4 jony Fedwa+ i 4 jonydwa- dla każdej komórki elementarnej i jony Fedwa+ zajmujące miejsca ośmiościenne.

Jednak rzeczywistość jest taka, że ​​znacznie odbiega od idealnej struktury soli kamiennej FeO, ponieważ jest złożonym wadliwym układem..

Niektóre jony Fedwa+ są zastąpione przez jony Fe3+, tak więc struktura krystaliczna zawsze przedstawia pewien niedobór żelaza. Z tego powodu mówi się, że jest niestechiometrycznym ciałem stałym. Formuła, która najlepiej to opisuje to Fe1-xLUB.

Z drugiej strony uwodniony tlenek żelaza (II) (FeO.nHdwaO) jest zieloną krystaliczną substancją stałą.

Nomenklatura

Ma kilka nominałów:

- Tlenek żelaza (II).

- Tlenek żelaza.

- Tlenek żelaza.

- Wustite.

- Wuestite.

- Josyderyt.

- Iozita.

Nieruchomości

Stan fizyczny

Krystaliczne ciało stałe.

Twardość Mohsa

5-5,5.

Waga molekularna

71,84 g / mol.

Temperatura topnienia

1368 ºC.

Gęstość

5,7 g / cm3

Rozpuszczalność

Praktycznie nierozpuszczalny w wodzie i alkaliach. Szybko rozpuszczalny w kwasach. Nierozpuszczalny w alkoholu.

Współczynnik załamania światła

2.23.

Inne właściwości

- Łatwo rdzewieje w powietrzu. W określonych warunkach zapala się samorzutnie w powietrzu. Dlatego mówi się, że jest piroforyczny.

- Jest mocną bazą i szybko absorbuje dwutlenek węgla.

- Naturalny minerał wustyt jest wysoce magnetyczny. Jednak poniżej -75 ° C FeO jest antyferromagnetyczny.

- Wustyt zachowuje się jak półprzewodnik.

- Właściwości przewodnictwa magnetycznego i elektrycznego, a także jego struktura zależą od jego historii termicznej i ciśnień, którym był poddany..

Ryzyka

- Wdychanie pyłu lub oparów tlenku żelaza (II) jest uważane za niebezpieczne, ponieważ może powodować podrażnienie nosa i gardła oraz może wpływać na płuca..

- Wysoki poziom narażenia na pył FeO może prowadzić do stanu zwanego gorączką metaliczną, chorobą związaną z narażeniem zawodowym, która powoduje objawy grypopodobne..

- Ciągłe narażenie na wysokie poziomy FeO może mieć poważniejsze skutki, w tym chorobę zwaną syderozą. Jest to zapalenie płuc, któremu towarzyszą objawy podobne do zapalenia płuc.

Aplikacje

W ceramice

FeO od dawna jest stosowany jako pigment w mieszankach ceramicznych..

W produkcji szkła

Ze względu na zielony kolor uwodniony tlenek żelaza (FeO.nHdwaO) wyróżnia się produkcją zielonego szkła o właściwościach pochłaniania ciepła. Ten rodzaj szkła jest używany w budynkach, samochodach, butelkach wina i innych zastosowaniach..

Zielone butelki szklane. Vinitagangurde [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Źródło: Wikipedia Commons

W przemyśle stalowym

FeO jest stosowany jako surowiec do produkcji stali. Należy podkreślić, że w tym zastosowaniu należy kontrolować aktywność FeO, ponieważ jej nadmiar może negatywnie wpływać na przebieg procesu, a zwłaszcza może zwiększać utlenianie glinu. Aby tego uniknąć, do fazy żużlowej często dodaje się glin lub węglik wapnia..

W katalizie reakcji chemicznych

Jest używany jako katalizator w wielu procesach przemysłowych i chemicznych. W preparatach katalizatorów wyróżniają się te stosowane w syntezie NH.3 i metanacja.

W pestycydach

Jest stosowany w recepturach do domowego zwalczania owadów.

W branży kosmetycznej

Używany w środkach czyszczących, regeneratorach i kremach do pielęgnacji ciała.

Jako barwnik lub pigment w kosmetykach służy do maskowania niedoskonałości na powierzchni skóry. Ponieważ jest nierozpuszczalny w wodzie, po zastosowaniu pozostaje w postaci kryształów lub cząstek i pozwala na większe pokrycie.

Będąc pigmentem mineralnym jest bardziej odporny na działanie światła niż barwniki organiczne. Pigmenty mineralne są bardziej nieprzejrzyste, ale mniej błyszczące. Uwodniony tlenek żelaza (II) zapewnia doskonałą stabilność i jest jednym z najczęściej stosowanych pigmentów mineralnych w makijażu..

W medycynie

W tej dziedzinie szeroko stosuje się magnetyczne nanocząsteczki FeO. Na przykład celowanie w leki i techniki farmaceutyczne, takie jak sortowanie komórek, wykorzystują przyciąganie cząstek magnetycznych do wysokich gęstości strumienia magnetycznego. Dotyczy to leczenia raka.

W konserwowaniu żywności

FeO działa jako przeciwutleniacz w opakowaniach do żywności. Dodawany jest w postaci drobnego proszku w torebce lub etykiecie przyklejonej do opakowania, oddzielonej od produktu. W ten sposób jest uwalniany w kontrolowanym tempie.

Ze względu na swoją właściwość łatwego reagowania z tlenem działa jako środek wychwytujący O.dwa, zmniejszenie jego stężenia wewnątrz opakowania, w którym znajduje się produkt jadalny.

W ten sposób utleniająca degradacja żywności jest opóźniona, co wydłuża jej czas trwania. Znajduje zastosowanie zwłaszcza w konserwowaniu mięs.

Pakowanie mięsa w supermarkecie. Użytkownik: Mattes [CC BY-SA (//commons.wikimedia.org/wiki/File:Meat_packages_in_a_Roman_supermarket.jpg)]. Źródło: Wikipedia Commons

Inne zastosowania

Przemysł kosmetyczny wykorzystuje FeO do tworzenia pigmentów w emalii.

Bibliografia

  1. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
  2. S. National Library of Medicine. (2019). Tlenek żelaza. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Bailar, J.C .; Emeléus, H.J.; Sir Ronald Nyholm i Trotman-Dickenson, A.F. (1973). Kompleksowa chemia nieorganiczna. Tom 3. Pergamon Press.
  4. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedia technologii chemicznej. Tom 14. Wydanie czwarte. John Wiley & Sons.
  5. Valet, B.; Major M.; Fitoussi, F .; Capellier, R.; Dormoy, M. i Ginestar, J. (2007). Barwniki w kosmetykach dekoracyjnych i innych. Metody analityczne. 141-152. Odzyskany z sciencedirect.com.
  6. Heness, G. (2012). Nanokompozyty metalowo-polimerowe. Postępy w nanokompozytach polimerowych. Odzyskany z sciencedirect.com
  7. Dalla Rosa, Marco (2019). Zrównoważony rozwój opakowań w przemyśle mięsnym. W zrównoważonej produkcji i przetwarzaniu mięsa. Rozdział 9. Odzyskany z sceincedirect.com.
  8. Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wüstite. Odzyskany z mindat.org.
  9. Hazen, Robert M. i Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (wiara1-xO): Przegląd struktury wady i właściwości fizycznych. Recenzje geofizyki i fizyki kosmicznej, tom 22, nr 1, strony 37-46, luty 1984.

Jeszcze bez komentarzy