ЗАЛІЗО (II) ОКСИД: СТРУКТУРА, НОМЕНКЛАТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Оксид заліза (II) , оксид або чорні, являє собою чорний неорганічний тверда речовина утворюється в результаті реакції кисню (O ₂ ) з залізом (Fe) в стан окислення +2. Його ще називають чадним газом. Його хімічна формула - FeO.

Він зустрічається в природі як мінеральний вустіт, що входить до групи периклази. Він також відомий як wuestite, iosiderite або йозит. Вустіте - непрозорий мінерал, чорно-коричневого кольору, хоча при відбитому світлі він сірий. Він має металевий блиск.

Порошок оксиду заліза або заліза (II). FK1954. Джерело: Wikipedia Commons

Оксид заліза (II) можна отримати термічним вакуумним розкладанням заліза (II) оксалату, отримуючи пірофорний чорний порошок. Цей порошок зменшує стан його поділу і стає менш реакційноздатним при нагріванні до високих температур.

Кристали оксиду заліза (II) можна отримати лише в умовах рівноваги при високій температурі, швидко охолоджуючи систему. Якщо реакцію проводять при більш низьких температурах, FeO нестійкий і стає залізом (Fe) та оксидом Fe ₃ O ₄ , оскільки повільне охолодження сприяє диспропорції.

Оскільки він є пірофорним, це матеріал, який представляє небезпеку пожежі. Крім того, це небезпечно при вдиханні його у великих кількостях і протягом тривалого часу, оскільки може спричинити захворювання легенів.

Оксид заліза (II) використовується як пігмент у кераміці, емалях, окулярах та косметиці. За своїми магнітними властивостями використовується в медицині. Він також використовується як антиоксидант у фасованих харчових продуктах, крім того, його використовують у реакціях каталізу та у формулах пестицидів.

Будова

Оксид заліза (II) (FeO) теоретично має кубічну структуру кам'яної солі, має 4 іони Fe ²⁺ та 4 іони O ² для кожної одиничної клітини та іони Fe ^{2+, що} займають октаедричні ділянки.

Однак реальність така, що вона суттєво відхиляється від ідеальної структури кам'яної солі FeO, оскільки це складне несправне розташування.

Деякі іони Fe ²⁺ замінюються іонами Fe ³⁺ , тому кристалічна структура завжди має дефіцит заліза. З цієї причини, як кажуть, це нестехіометричне тверде речовина. Формула, яка найкраще описує це Fe _1-x O.

З іншого боку, гідратований оксид заліза (II) (FeO.nH ₂ O) - це зелене кристалічне тверде речовина.

Номенклатура

Він має кілька імен:

- оксид заліза (II).

- Оксид заліза.

- Оксид заліза.

- Вустіта.

- Вуестіта.

- Іосидерит.

- Іозіта.

Властивості

Фізичний стан

Кристалічне тверде речовина.

Твердість Мооса

5-5.5.

Молекулярна маса

71,84 г / моль.

Точка плавлення

1368 ° С.

Щільність

5,7 г / см ³

Розчинність

Практично нерозчинний у воді та лугах. Швидко розчинний у кислотах. Нерозчинний у спирті.

Показник заломлення

2,23.

Інші властивості

- Легко окислюється на повітрі. За певних умов він самозаймається в повітрі. Ось чому, як кажуть, пірофорний.

- Це міцна основа і швидко поглинає вуглекислий газ.

- Природний мінерал вустит високомагнітний. Однак нижче -75 ºC FeO є антиферромагнітним.

- Вустіт поводиться як напівпровідник.

- Магнітні та електропровідні властивості, а також його структура залежать від його теплової історії та тиску, якому вона була піддана.

Ризики

- Вдихання пилу або парів оксиду заліза (II) вважається небезпечним, оскільки може викликати подразнення носа і горла і може вразити легені.

- Високий рівень впливу пилу FeO може призвести до стану, що називається металевою димовою лихоманкою, професійним захворюванням, що викликає симптоми грипу.

- Тривале вплив високого рівня FeO може мати більш серйозні наслідки, включаючи захворювання, відомі як сидероз. Це запалення легенів, яке супроводжується симптомами, схожими на пневмонію.

Програми

У гончарстві

FeO здавна використовується як пігмент у керамічних сумішах.

У виробництві скла

Завдяки своєму зеленому забарвленню, гідратований оксид заліза (FeO.nH ₂ O) переважає у виробництві зеленого скла з термопоглинаючими характеристиками. Цей тип скла використовується в будівлях, машинах, пляшках для вина та інших областях.

Пляшки із зеленого скла. Вінітагангурде. Джерело: Wikipedia Commons

У металургійній промисловості

FeO використовується як сировина при виготовленні сталі. Важливо підкреслити, що в цій заявці активність FeO повинна контролюватися, оскільки, якщо вона перевищує, це може негативно впливати на процес, особливо це може посилити окислення алюмінію. Щоб уникнути цього, фазу шлаку часто додають алюміній або карбід кальцію.

У каталізі хімічних реакцій

Він використовується як каталізатор у великій кількості промислових та хімічних операцій. У каталізаторних препаратах виділяються ті, які використовуються в синтезі NH ₃ та метануванні.

У пестицидах

Його використовують у формулах для домашнього боротьби з комахами.

У косметичній галузі

Застосовується в чистячих засобах, регенераторах та кремах для особистої гігієни.

Як фарбувальний засіб або пігмент в косметиці він використовується для покриття недосконалостей на поверхні шкіри. Оскільки він нерозчинний у воді, при використанні він залишається у формі кристалів або частинок і дозволяє більше покриватися.

Будучи мінеральним пігментом, він більш стійкий до світла, ніж органічні барвники. Мінеральні пігменти більш непрозорі, але менш блискучі. Гідратний оксид заліза (II) забезпечує відмінну стійкість і входить до складу найбільш використовуваних мінеральних пігментів в макіяжі.

У медицині

Магнітні наночастинки FeO широко використовуються в цій галузі. Наприклад, націлення на фармацевтичні препарати та методи, такі як сортування клітин, використовують перевагу залучення магнітних частинок до високої щільності магнітного потоку. Це стосується лікування раку.

У консервації їжі

FeO діє як антиоксидант у харчовій упаковці. Його додають у вигляді дрібного порошку в мішечок або етикетку, прикріплену до упаковки, відокремлену від продукту. Таким чином він вивільняється з контрольованою швидкістю.

Завдяки своїй властивості легко реагувати з киснем, він діє як агент захоплення O ₂ , знижуючи його концентрацію в упаковці, де знаходиться їжа.

Таким чином, окислювальна деградація їжі затримується, збільшуючи її тривалість. Його використовують особливо для консервування м'яса.

Упаковка м'яса в супермаркеті. Користувач: Маттес. Джерело: Wikipedia Commons

Інші види використання

Косметична промисловість використовує FeO для створення пігментів в емалях.

Список літератури

1. Коттон, Ф. Альберт і Вілкінсон, Джеффрі. (1980). Розширена неорганічна хімія. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
2. С. Національна медична бібліотека. (2019). Оксид заліза. Відновлено з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Танець, JC; Emeléus, HJ; Сер Рональд Ніхолм і Тротман-Діккенсон, AF (1973). Комплексна неорганічна хімія. Том 3. Пергамоновий прес.
4. Кірк-Отмер (1994). Енциклопедія хімічної технології. Том 14. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
5. Валет, Б .; Майор М .; Фітоссі, Ф .; Капельє, Р .; Дормой, М. та Гінестар, Дж. (2007). Фарбувальні засоби в декоративній та іншій косметиці. Аналітичні методи. 141-152. Відновлено з sciencedirect.com.
6. Генесс, Г. (2012). Металополімерні нанокомпозити. Досягнення полімерних нанокомпозитів. Відновлено з sciencedirect.com
7. Далла Роза, Марко (2019). Стійкість упаковки в м'ясній промисловості. У галузі сталого виробництва та переробки м'яса. Глава 9. Відновлено з sceincedirect.com.
8. Інститут мінералогії Гудзона (2019). Wüstite. Відновлено з mindat.org.
9. Хазен, Роберт М. та Жанлоз, Реймонд (1984). Wüstite (Fe _1-x O): огляд його дефектної структури та фізичних властивостей. Огляди геофізики та фізики космосу, т. 22, № 1, стор 37-46, лютий 1984 року.