(II) OXID ŽELEZA: STRUKTURA, NOMENKLATURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Oxid železa (II), oxidu nebo železnatý, je černý anorganická pevná látka reakcí kyslíku (O ₂) se železo (Fe) na oxidačním stavu +2. Také se nazývá oxid železitý. Jeho chemický vzorec je FeO.

V přírodě se vyskytuje jako minerální wustit, člen skupiny periklas. To je také známé jako wuestite, iosiderite nebo iozite. Wustite je neprůhledný minerál, černé až hnědé barvy, i když pod odraženým světlem je šedý. Má kovový lesk.

Prášek z oxidu železitého nebo oxidu železitého. FK1954. Zdroj: Wikipedia Commons

Oxid železa (II) lze získat tepelným rozkladem oxalátu železnatého za vakua, čímž se získá pyroforický černý prášek. Tento prášek snižuje svůj stav rozdělení a stává se méně reaktivní, když se zahřívá na vysoké teploty.

Krystaly oxidu železa (II) lze získat pouze za rovnovážných podmínek při vysoké teplotě a rychle ochlazovat systém. V případě, že se reakce provádí při nižších teplotách, FeO je nestabilní a stává se železo (Fe) a oxid Fe ₃ O ₄, protože pomalé chlazení zvýhodňuje disproporce.

Protože je samozápalný, představuje materiál, který představuje riziko požáru. Kromě toho je nebezpečné, pokud je vdechováno ve velkém množství a po dlouhou dobu, protože může způsobit plicní onemocnění.

Oxid železa (II) se používá jako pigment v keramice, emailech, sklech a kosmetice. Pro své magnetické vlastnosti se používá v medicíně. Používá se také jako antioxidant v balených potravinách a navíc se používá při reakční katalýze a ve formulacích pesticidů.

Struktura

Oxid železitý (FeO) teoreticky má kubickou strukturu kamenné soli, mající 4 Fe ²⁺ ionty a 4 O ² ionty pro každou jednotkovou buňku, a Fe ²⁺ ionty zabírající oktaedrální místa.

Skutečností je však to, že se výrazně odchyluje od ideální struktury kamenných solí FeO, protože se jedná o složité chybné uspořádání.

Některé ionty Fe ²⁺ jsou nahrazeny ionty Fe ³⁺, takže krystalická struktura je vždy nedostatkem železa. Z tohoto důvodu se říká, že jde o nestechiometrickou pevnou látku. Vzorec, který nejlépe popisuje, je Fe _1-x O.

Na druhé straně, hydratovaný železo (II), oxidu (FeO.nH ₂ O) je zelená krystalická pevná látka.

Nomenklatura

Má několik jmen:

- Oxid železitý.

- Oxid železitý.

- Kysličník uhelnatý.

- Wustite.

- Wuestita.

- Iosiderite.

- Iozita.

Vlastnosti

Fyzický stav

Krystalická pevná látka.

Mohsova tvrdost

5-5,5.

Molekulární váha

71,84 g / mol.

Bod tání

1368 ° C

Hustota

5,7 g / cm ³

Rozpustnost

Prakticky nerozpustný ve vodě a zásadách. Rychle rozpustný v kyselinách. Nerozpustný v alkoholu.

Index lomu

2.23.

Další vlastnosti

- Snadno oxidovaná na vzduchu. Za určitých podmínek se spontánně vznítí ve vzduchu. Proto se říká, že je samozápalný.

- Je to silná báze a rychle absorbuje oxid uhličitý.

- Přírodní minerální wustit je vysoce magnetický. FeO pod -75 ° C je však antiferomagnetický.

- Wustite se chová jako polovodič.

- Vlastnosti magnetické a elektrické vodivosti, jakož i její struktura, závisí na její tepelné historii a tlacích, kterým byly vystaveny.

Rizika

- Inhalace prachu nebo výparů oxidu železitého (II) je považována za nebezpečnou, protože může způsobit podráždění nosu a hrdla a může mít vliv na plíce.

- Vysoká úroveň expozice prachu FeO může vést ke stavu zvanému kovová horečka, což je onemocnění z povolání, které způsobuje příznaky podobné chřipce.

- Pokračující vystavení vysokým hladinám FeO může mít závažnější účinky, včetně nemoci známé jako sideróza. Jedná se o zánět plic, který je doprovázen příznaky podobnými pneumonii.

Aplikace

V keramice

FeO se dlouho používá jako pigment v keramických směsích.

Při výrobě skla

Hydratovaný oxid železitý (FeO.nH ₂ O) díky své zelené barvě vyniká ve výrobě zeleného skla s vlastnostmi pohlcujícími teplo. Tento typ skla se používá v budovách, autech, lahvích vína a dalších aplikacích.

Zelené skleněné láhve. Vinitagangurde. Zdroj: Wikipedia Commons

V ocelářském průmyslu

FeO se používá jako surovina při výrobě oceli. Je důležité zdůraznit, že v této aplikaci musí být aktivita FeO kontrolována, protože pokud je nadbytek, může negativně ovlivnit proces, zejména může zvýšit oxidaci hliníku. Aby se tomu zabránilo, do struskové fáze se často přidává hliník nebo karbid vápníku.

Při katalýze chemických reakcí

Používá se jako katalyzátor ve velkém počtu průmyslových a chemických operací. Při přípravě katalyzátoru, které se používají při syntéze NH ₃ a methanace vyniknout.

V pesticidech

Používá se ve vzorcích pro domácí kontrolu hmyzu.

V kosmetickém průmyslu

Používá se v čisticích prostředcích, regenerátorech a krémech pro osobní péči.

Jako barvivo nebo pigment v kosmetice se používá k pokrytí nedokonalostí na povrchu kůže. Protože je nerozpustný ve vodě, zůstává při použití ve formě krystalů nebo částic a umožňuje větší povlak.

Jako minerální pigment je odolnější vůči světlu než organická barviva. Minerální pigmenty jsou neprůhlednější, ale méně lesklé. Hydratovaný oxid železitý (II) nabízí vynikající stabilitu a patří mezi nejpoužívanější minerální pigmenty v líčení.

V medicíně

Magnetické FeO nanočástice jsou v této oblasti široce používány. Například cílení farmaceutických léčiv a techniky, jako je třídění buněk, využívají přitažlivost magnetických částic k vysoké hustotě magnetického toku. To platí pro léčbu rakoviny.

Při konzervování potravin

FeO působí jako antioxidant při balení potravin. Přidává se jako jemný prášek do sáčku nebo štítku připevněného k obalu, odděleného od produktu. Tímto způsobem se uvolňuje regulovanou rychlostí.

Vzhledem ke své vlastnosti snadno reakcí s kyslíkem, působí jako O ₂ záchytným činidlem, čímž se snižuje jeho koncentraci v balení, kde je umístěn potravy.

Oxidační degradace potravy je tak zpožděna, což prodlužuje její trvání. Používá se zejména při konzervování masa.

Balení masa v supermarketu. Uživatel: Mattes. Zdroj: Wikipedia Commons

Další použití

Kosmetický průmysl používá FeO k vytváření pigmentů v emailech.

Reference

1. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
2. S. Národní lékařská knihovna. (2019). Oxid železitý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm a Trotman-Dickenson, AF (1973). Komplexní anorganická chemie. Svazek 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedie chemické technologie. Svazek 14. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
5. Valet, B.; Major M. Fitoussi, F.; Capellier, R.; Dormoy, M. a Ginestar, J. (2007). Barviva v dekorativní a jiné kosmetice. Analytické metody. 141-152. Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Nanokompozity s kovovými polymery. Pokroky v nanokompozitech polymerů. Obnoveno z sciposedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Udržitelnost obalů v masném průmyslu. Při výrobě a zpracování udržitelného masa. Kapitola 9. Obnoveno z sceincedirect.com.
8. Hudsonův institut mineralogie (2019). Wüstite. Obnoveno z mindat.org.
9. Hazen, Robert M. a Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): Přehled jeho struktury vad a fyzikálních vlastností. Recenze geofyziky a kosmické fyziky, svazek 22, č. 1, strany 37–46, únor 1984.