Jern (II) oksydstruktur, nomenklatur, egenskaper, bruksområder

1124
Anthony Golden

De jern (II) oksid, eller jernholdig oksid, er et svart uorganisk fast stoff som dannes ved reaksjon av oksygen (Oto) med jern (Fe) opp til oksidasjonstilstand +2. Det kalles også jernmonoksid. Dens kjemiske formel er FeO.

Det finnes i naturen som mineral wustite, et medlem av periklasegruppen. Det er også kjent som wuestite, iosiderite eller iozite. Wustite er et ugjennomsiktig mineral, svart til brunt i fargen, men under reflektert lys er det grått. Har metallisk glans.

Jernoksid eller jern (II) oksydpulver. FK1954 [Offentlig domene]. Kilde: Wikipedia Commons

Jern (II) oksyd kan oppnås ved termisk vakuumnedbrytning av jern (II) oksalat, og oppnå et pyroforisk svart pulver. Dette pulveret reduserer delingstilstanden og blir mindre reaktiv når den varmes opp til høye temperaturer..

Jern (II) oksydkrystaller kan bare oppnås under likevektige forhold ved høy temperatur, og avkjøler systemet raskt. Hvis reaksjonen utføres ved lavere temperaturer, er FeO ustabil og blir jern (Fe) og Fe oksid3ELLER4, siden langsom nedkjøling favoriserer uforholdsmessig.

Fordi det er pyroforisk, er det et materiale som utgjør en brannfare. I tillegg er det farlig ved innånding i store mengder og i lang tid, da det kan forårsake lungesykdom.

Jern (II) oksid brukes som pigment i keramikk, emaljer, briller og kosmetikk. På grunn av dens magnetiske egenskaper brukes den i medisin. Det brukes også som en antioksidant i pakkede matvarer, og i tillegg brukes den til katalyse av reaksjoner og i plantevernmidler.

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 eiendommer
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Mohs hardhet
    • 3.3 Molekylvekt
    • 3.4 Smeltepunkt
    • 3,5 Tetthet
    • 3.6 Løselighet
    • 3.7 Brytningsindeks
    • 3.8 Andre egenskaper
    • 3.9 Risiko
  • 4 bruksområder
    • 4.1 I keramikk
    • 4.2 I glassproduksjon
    • 4.3 I stålindustrien
    • 4.4 Ved katalyse av kjemiske reaksjoner
    • 4.5 I plantevernmidler
    • 4.6 I den kosmetiske industrien
    • 4.7 I medisin
    • 4.8 I konservering av mat
    • 4.9 Andre bruksområder
  • 5 Referanser

Struktur

Jern (II) oksid (FeO) har teoretisk den kubiske strukturen til bergsalt, med 4 Fe-ionerto+ og 4 O-ionerto- for hver enhetscelle og Fe-ionerto+ okkuperer de oktaedriske stedene.

Imidlertid er virkeligheten at den avviker betydelig fra den ideelle steinsaltstrukturen til FeO, da det er et komplekst defekt arrangement..

Noen Fe-ionerto+ erstattes av Fe-ioner3+, slik at den krystallinske strukturen alltid har en viss jernmangel. Av denne grunn sies det å være et ikke-støkiometrisk fast stoff. Formelen som best beskriver den er Fe1-xELLER.

På den annen side er hydratisert jern (II) oksid (FeO.nHtoO) er et grønt, krystallinsk fast stoff.

Nomenklatur

Den har flere kirkesamfunn:

- Jern (II) oksid.

- Jernholdig oksid.

- Jernmonoksid.

- Wustite.

- Wuestite.

- Iosiderite.

- Iozita.

Eiendommer

Fysisk tilstand

Krystallinsk fast stoff.

Mohs hardhet

5-5,5.

Molekylær vekt

71,84 g / mol.

Smeltepunkt

1368 ºC.

Tetthet

5,7 g / cm3

Løselighet

Praktisk talt uløselig i vann og baser. Raskt løselig i syrer. Uoppløselig i alkohol.

Brytningsindeks

2.23.

Andre egenskaper

- Den ruster lett i luften. Under visse forhold antenner den spontant i luften. Derfor sies det å være pyroforisk.

- Det er en sterk base og absorberer raskt karbondioksid.

- Det naturlige mineralet wustitt er svært magnetisk. Imidlertid er FeO under -75 ° C antiferromagnetisk.

- Wustite oppfører seg som en halvleder.

- De magnetiske og elektriske ledningsegenskapene, så vel som dens struktur, avhenger av dens termiske historie og de trykk den har blitt utsatt for..

Risiko

- Innånding av jern (II) oksydstøv eller røyk anses som farlig, da det kan forårsake irritasjon i nese og hals og kan påvirke lungene..

- Høye nivåer av eksponering for FeO-støv kan føre til en tilstand som kalles metal fume fever, en yrkeseksponeringssykdom som forårsaker influensalignende symptomer..

- Fortsatt eksponering for høye nivåer av FeO kan ha mer alvorlige effekter, inkludert en sykdom kjent som siderose. Dette er en betennelse i lungene som ledsages av symptomer som ligner på lungebetennelse.

applikasjoner

I keramikk

FeO har lenge vært brukt som pigment i keramiske blandinger..

I glassproduksjon

På grunn av sin grønne farge er hydrert jernholdig oksid (FeO.nHtoO) utmerker seg i produksjonen av grønt glass med varmeabsorberende egenskaper. Denne typen glass brukes i bygninger, biler, vinflasker og andre bruksområder..

Grønne glassflasker. Vinitagangurde [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Kilde: Wikipedia Commons

I stålindustrien

FeO brukes som råvare ved fremstilling av stål. Det er viktig å understreke at i denne applikasjonen må FeO-aktiviteten kontrolleres, for hvis den er i overkant kan den påvirke prosessen negativt, spesielt kan den øke oksidasjonen av aluminium. For å unngå dette tilsettes ofte aluminium eller kalsiumkarbid i slaggfasen..

I katalyse av kjemiske reaksjoner

Den brukes som katalysator i et stort antall industrielle og kjemiske operasjoner. I katalysatorpreparater skiller de seg ut som brukes i syntesen av NH.3 og metanering.

I plantevernmidler

Den brukes i formler for hjemmekontroll av insekter.

I den kosmetiske industrien

Brukes i rensemidler, regeneratorer og kremer for personlig pleie.

Som et fargestoff eller pigment i kosmetikk, brukes det til å dekke feil på overflaten av huden. Fordi den er uoppløselig i vann, forblir den i form av krystaller eller partikler og gir større belegg.

Å være et mineralpigment, er det mer motstandsdyktig mot lys enn organiske fargestoffer. Mineralpigmenter er mer ugjennomsiktige, men mindre skinnende. Hydratert jern (II) oksid gir utmerket stabilitet og er blant de mest brukte mineralpigmentene i sminke..

I medisin

Magnetiske FeO-nanopartikler er mye brukt i dette feltet. For eksempel tar farmasøytisk målretting mot medisiner og teknikker som cellesortering nytte av tiltrekningen av magnetiske partikler til høye magnetiske flussdensiteter. Dette gjelder kreftbehandling.

I matoppbevaring

FeO fungerer som en antioksidant i matemballasjen. Det tilsettes som et fint pulver i en pose eller etikett festet til emballasjen, skilt fra produktet. På denne måten frigjøres den med en kontrollert hastighet.

På grunn av sin egenskap å reagere lett med oksygen, fungerer det som et O-opptaksmiddel.to, redusere konsentrasjonen av dette inne i emballasjen der det spiselige er.

Dermed blir oksidativ nedbrytning av maten forsinket, og øker varigheten. Det brukes spesielt til konservering av kjøtt.

Kjøttemballasje i et supermarked. Bruker: Mattes [CC BY-SA (//commons.wikimedia.org/wiki/File:Meat_packages_in_a_Roman_supermarket.jpg)]. Kilde: Wikipedia Commons

Andre bruksområder

Kosmetikkindustrien bruker FeO til å lage pigmenter i emaljer.

Referanser

  1. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
  2. S. National Library of Medicine. (2019). Jernholdig oksid. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Bailar, J.C.; Emeléus, H.J.; Sir Ronald Nyholm og Trotman-Dickenson, A.F. (1973). Omfattende uorganisk kjemi. Volum 3. Pergamon Press.
  4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volum 14. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
  5. Betjent, B.; Major M.; Fitoussi, F.; Capellier, R.; Dormoy, M. og Ginestar, J. (2007). Fargestoffer i dekorative og andre kosmetikkprodukter. Analytiske metoder. 141-152. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  6. Heness, G. (2012). Metallpolymer nanokompositter. Fremskritt i polymer nanokompositter. Gjenopprettet fra sciencedirect.com
  7. Dalla Rosa, Marco (2019). Emballasjens bærekraft i kjøttindustrien. I bærekraftig kjøttproduksjon og -foredling. Kapittel 9. Gjenopprettet fra sceincedirect.com.
  8. Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wüstite. Gjenopprettet fra mindat.org.
  9. Hazen, Robert M. og Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Tro1-xO): En gjennomgang av dens defektstruktur og fysiske egenskaper. Anmeldelser av geofysikk og romfysikk, bind 22, nr. 1, side 37-46, februar 1984.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.