ОКСИД ЖЕЛЕЗА (II): СТРУКТУРА, НОМЕНКЛАТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2025

Оксид железа (II) , оксид или черные, представляет собой черный неорганический твердое вещество образуется в результате реакции кислорода (O ₂ ) с железом (Fe) в состояние окисления +2. Его еще называют оксидом железа. Его химическая формула - FeO.

Он встречается в природе как минерал вюстит, входящий в группу периклаза. Он также известен как вюстит, иозидерит или иозит. Вюстит - непрозрачный минерал от черного до коричневого цвета, хотя в отраженном свете он становится серым. Имеет металлический блеск.

Порошок оксида железа или оксида железа (II). FK1954. Источник: Wikipedia Commons

Оксид железа (II) может быть получен термическим вакуумным разложением оксалата железа (II) с получением пирофорного черного порошка. Этот порошок ухудшает состояние деления и становится менее реактивным при нагревании до высоких температур.

Кристаллы оксида железа (II) можно получить только в равновесных условиях при высокой температуре, быстро охлаждая систему. Если реакцию проводят при более низких температурах, FeO является нестабильным и превращается в железо (Fe) и оксид Fe ₃ O ₄ , поскольку медленное охлаждение способствует диспропорции.

Поскольку он пирофорен, это материал, который представляет опасность пожара. Кроме того, он опасен при вдыхании в больших количествах и в течение длительного времени, так как может вызвать заболевание легких.

Оксид железа (II) используется в качестве пигмента в керамике, эмали, стеклах и косметике. Благодаря своим магнитным свойствам он используется в медицине. Он также используется в качестве антиоксиданта в упакованных пищевых продуктах и, кроме того, он используется в катализе реакций и в формулах пестицидов.

Структура

Оксид железа (II) (FeO) теоретически обладает кубической структурой каменной соли, содержащей 4 иона Fe ²⁺ и 4 иона O ^2- на каждую элементарную ячейку, а ионы Fe ²⁺ занимают октаэдрические позиции.

Однако реальность такова, что она значительно отклоняется от идеальной структуры каменной соли FeO, поскольку представляет собой сложную неисправную структуру.

Некоторые ионы Fe ²⁺ заменяются ионами Fe ³⁺ , поэтому в кристаллической структуре всегда присутствует дефицит железа. По этой причине его называют нестехиометрическим твердым телом. Формула, которая лучше всего описывает это, - это Fe _1-x O.

С другой стороны, гидратированный оксид железа (II) (FeO.nH ₂ O) представляет собой зеленое кристаллическое твердое вещество.

Номенклатура

Имеет несколько названий:

- Оксид железа (II).

- Закись железа.

- Окись железа.

- Вустита.

- Wuestita.

- Иосидерит.

- Иозита.

Свойства

Физическое состояние

Кристаллическое твердое вещество.

Твердость по Моосу

5-5,5.

Молекулярный вес

71,84 г / моль.

Температура плавления

1368 ° С.

плотность

5,7 г / см ³

Растворимость

Практически не растворим в воде и щелочах. Быстро растворим в кислотах. Не растворим в спирте.

Показатель преломления

2.23.

Другие свойства

- Легко окисляется на воздухе. При определенных условиях самовозгорается на воздухе. Вот почему он считается пирофорным.

- Это сильная основа, быстро поглощающая углекислый газ.

- Природный минерал вюстит обладает сильными магнитными свойствами. Однако ниже -75 ºC FeO является антиферромагнитным.

- Вюстит ведет себя как полупроводник.

- Свойства магнитной и электрической проводимости, а также его структура зависят от его термической истории и давлений, которым он подвергался.

риски

- Вдыхание пыли или паров оксида железа (II) считается опасным, так как это может вызвать раздражение носа и горла и может повлиять на легкие.

- Высокий уровень воздействия пыли FeO может привести к состоянию, называемому лихорадкой от дыма металла, профессиональным заболеванием, вызывающим симптомы гриппа.

- Продолжительное воздействие высоких уровней FeO может иметь более серьезные последствия, включая болезнь, известную как сидероз. Это воспаление легких, которое сопровождается симптомами, похожими на пневмонию.

Приложения

В керамике

FeO давно используется в качестве пигмента в керамических смесях.

В производстве стекла

Благодаря своему зеленому цвету гидратированный оксид железа (FeO.nH ₂ O) выделяется при производстве зеленого стекла с характеристиками поглощения тепла. Этот тип стекла используется в зданиях, автомобилях, винных бутылках и других применениях.

Бутылки из зеленого стекла. Vinitagangurde. Источник: Wikipedia Commons

В сталелитейной промышленности

FeO используется в качестве сырья при производстве стали. Важно подчеркнуть, что в этом применении активность FeO должна контролироваться, потому что, если она будет чрезмерной, это может отрицательно повлиять на процесс, особенно это может увеличить окисление алюминия. Чтобы избежать этого, в фазу шлака часто добавляют карбид алюминия или кальция.

В катализе химических реакций

Он используется в качестве катализатора в большом количестве промышленных и химических операций. В приготовлении катализаторов выделяются те, которые используются в синтезе NH ₃ и метанировании.

В пестицидах

Он используется в формулах для домашней борьбы с насекомыми.

В косметической индустрии

Он используется в очищающих средствах, регенераторах и кремах для личной гигиены.

В качестве красителя или пигмента в косметике он используется для маскировки недостатков на поверхности кожи. Поскольку он нерастворим в воде, при использовании он остается в форме кристаллов или частиц и обеспечивает более плотное покрытие.

Минеральный пигмент более устойчив к свету, чем органические красители. Минеральные пигменты более непрозрачные, но менее блестящие. Гидратированный оксид железа (II) обладает превосходной стабильностью и является одним из наиболее часто используемых минеральных пигментов в макияже.

В медицине

В этой области широко используются магнитные наночастицы FeO. Например, при нацеливании фармацевтических препаратов и таких методах, как сортировка клеток, используется преимущество притяжения магнитных частиц к высоким плотностям магнитного потока. Это касается лечения рака.

В консервировании продуктов питания

FeO действует как антиоксидант в пищевой упаковке. Его добавляют в виде мелкого порошка в пакет или этикетку, прикрепленную к упаковке, отдельно от продукта. Таким образом, он высвобождается с контролируемой скоростью.

Благодаря своей способности легко вступать в реакцию с кислородом, он действует как агент , улавливающий O ₂ , снижая его концентрацию в упаковке, где находится пища.

Таким образом, окислительное разложение пищи замедляется, увеличивая его продолжительность. Он используется, прежде всего, при консервировании мяса.

Упаковка мяса в супермаркете. Пользователь: Матовый. Источник: Wikipedia Commons

Другое использование

В косметической промышленности FeO используется для создания пигментов в эмалях.

Ссылки

1. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.
2. С. Национальная медицинская библиотека. (2019). Закись железа. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Танец, JC; Emeléus, HJ; Сэр Рональд Найхолм и Тротман-Дикенсон, AF (1973). Комплексная неорганическая химия. Том 3. Пергамон Пресс.
4. Кирк-Отмер (1994). Энциклопедия химической технологии. Том 14. Издание четвертое. Джон Вили и сыновья.
5. Valet, B .; Майор М .; Fitoussi, F .; Capellier, R .; Дормой, М. и Гинестар, Дж. (2007). Красящие вещества в декоративной и другой косметике. Аналитические методы. 141-152. Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Хенесс, Г. (2012). Металлополимерные нанокомпозиты. Достижения полимерных нанокомпозитов. Получено с sciencedirect.com
7. Далла Роса, Марко (2019). Экологичность упаковки в мясной промышленности. В устойчивом производстве и переработке мяса. Глава 9. Восстановлено с sceincedirect.com.
8. Гудзоновский институт минералогии (2019). Wüstite. Восстановлено с mindat.org.
9. Хазен, Роберт М. и Жанло, Раймонд (1984). Вюстит (Fe _1-x O): обзор его дефектной структуры и физических свойств. Обзоры геофизики и космической физики, Том 22, № 1, страницы 37-46, февраль 1984 г.