ЖЕЛЯЗО (II) ОКСИД: СТРУКТУРА, НОМЕНКЛАТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

В железен оксид (II) оксид или феро, е черен неорганичен твърд образуван от реакцията на кислород (O ₂) с желязо (Fe) за състоянието на 2 окисление. Нарича се още железен моноксид. Химическата му формула е FeO.

Той се среща в природата като минерал wustite, член на групата на периклазата. Известен е също като wuestite, iosiderite или йозит. Wustite е непрозрачен минерал, черен до кафяв цвят, въпреки че при отразена светлина е сив. Има метален блясък.

Прах от железен оксид или железен (II) оксид. FK1954. Източник: Wikipedia Commons

Железен (II) оксид може да се получи чрез термично вакуумно разлагане на железен (II) оксалат, като се получава пирофорен черен прах. Този прах намалява състоянието си на разделяне и става по-малко реактивен при нагряване до високи температури.

Кристалите на железен (II) оксид могат да бъдат получени само при равновесни условия при висока температура, бързо охлаждаща системата. Ако реакцията се провежда при по-ниски температури, FeO е нестабилна и става желязо (Fe) и оксид Fe ₃ О ₄, тъй като бавно охлаждане услуги диспропорция.

Тъй като е пирофорен, той е материал, който представлява опасност от пожар. Освен това е опасно, ако се вдишва в големи количества и за дълго време, тъй като може да причини белодробни заболявания.

Железният (II) оксид се използва като пигмент в керамиката, емайлите, очилата и козметиката. За своите магнитни свойства се използва в медицината. Той се използва и като антиоксидант в пакетирани храни, а освен това се използва при реакция на катализа и в пестицидни формули.

структура

Теоретично железният (II) оксид (FeO) притежава кубичната структура на каменната сол, като има 4 Fe ²⁺ йона и 4 O ^2- йони за всяка единична клетка и Fe ²⁺ йони, заемащи октаедричните места.

Реалността обаче е, че тя се отклонява значително от идеалната структура на каменната сол на FeO, тъй като е сложна дефектна подредба.

Някои Fe ²⁺ йони се заменят с Fe ³⁺ йони, така че кристалната структура винаги има дефицит на желязо. По тази причина се казва, че е нестехиометрично твърдо вещество. Формулата, която най-добре го описва, е Fe _1-x O.

От друга страна, хидратирана желязо (II) оксид (FeO.nH ₂ О) е зелен кристално твърдо вещество.

номенклатура

Той има няколко имена:

- железен (II) оксид.

- Черен оксид.

- Железен моноксид.

- Устита.

- Уестита.

- Йозидерит.

- Йозита.

Имоти

Физическо състояние

Кристално твърдо вещество.

Mohs твърдост

5-5.5.

Молекулно тегло

71,84 g / mol.

Точка на топене

1368 ° С.

плътност

5.7 g / cm ³

разтворимост

Практически неразтворим във вода и основи. Бързо разтворим в киселини. Неразтворим в алкохол.

Рефракционен индекс

2.23.

Други свойства

- Лесно се окислява на въздух. При определени условия тя се запалва спонтанно във въздуха. Ето защо се казва, че е пирофорен.

- Това е силна основа и абсорбира въглеродния диоксид бързо.

- Естественият минерал вустит е силно магнетичен. Въпреки това, под -75 ºC FeO е антиферромагнетичен.

- Wustite се държи като полупроводник.

- Свойствата на магнитната и електрическата проводимост, както и от структурата му, зависят от неговата топлинна история и от налягането, на което е била подложена.

Рискове

- Вдишването на прах или изпарения от железен (II) оксид се счита за опасно, тъй като може да предизвика дразнене на носа и гърлото и може да засегне белите дробове.

- Високите нива на излагане на прах от FeO могат да доведат до състояние, наречено метална димна треска, професионално заболяване, което причинява грипоподобни симптоми.

- Продължителното излагане на високи нива на FeO може да има по-сериозни ефекти, включително заболяване, известно като сидероза. Това е възпаление на белите дробове, което е придружено от симптоми, подобни на пневмония.

Приложения

В грънчарството

FeO отдавна се използва като пигмент в керамични смеси.

В производството на стъкло

Благодарение на зеления си цвят, хидратираният железен оксид (FeO.nH ₂ O) превъзхожда производството на зелено стъкло с топлинно поглъщащи характеристики. Този тип чаша се използва в сгради, автомобили, бутилки за вино и други приложения.

Зелени стъклени бутилки. Vinitagangurde. Източник: Wikipedia Commons

В стоманодобивната промишленост

FeO се използва като суровина при производството на стомана. Важно е да се подчертае, че в това приложение трябва да се контролира активността на FeO, тъй като ако той е в излишък, той може да повлияе негативно на процеса, особено той може да увеличи окисляването на алуминия. За да се избегне това, във фазата на шлаките често се добавя алуминиев или калциев карбид.

При катализа на химични реакции

Използва се като катализатор при голям брой промишлени и химически операции. В катализаторни препарати, които се използват в синтеза на NH ₃ и метанизиране открояват.

В пестициди

Използва се във формули за домашен контрол на насекомите.

В козметичната индустрия

Използва се в почистващи препарати, регенератори и кремове за лична хигиена.

Като оцветител или пигмент в козметиката се използва за покриване на несъвършенства на повърхността на кожата. Тъй като е неразтворим във вода, при употреба той остава под формата на кристали или частици и позволява по-голямо покритие.

Като минерален пигмент, той е по-устойчив на светлина от органичните оцветители. Минералните пигменти са по-непрозрачни, но по-малко блестящи. Хидратираният железен (II) оксид предлага отлична стабилност и е сред най-използваните минерални пигменти в грима.

В медицината

Магнитните FeO наночастици са широко използвани в тази област. Например, прицелването на фармацевтични лекарства и техники като сортиране на клетки се възползват от привличането на магнитни частици към висока плътност на магнитния поток. Това се отнася за лечението на рак.

В консервирането на храната

FeO действа като антиоксидант в опаковките на храни. Добавя се като фин прах в торба или етикет, прикрепен към опаковката, отделен от продукта. По този начин той се освобождава с контролирана скорост.

Благодарение на собственост на взаимодействие лесно с кислород, той действа като О ₂ улавяне агент, намаляване на концентрацията му в опаковката, където се намира храната.

Така окислителното разграждане на храната се забавя, увеличавайки нейната продължителност. Използва се особено за консервиране на месо.

Опаковка за месо в супермаркет. Потребител: Матес Източник: Wikipedia Commons

Други приложения

Козметичната индустрия използва FeO за създаване на пигменти в емайли.

Препратки

1. Котън, Ф. Алберт и Уилкинсън, Джефри. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
2. С. Национална медицинска библиотека. (2019). Черен оксид. Възстановени от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; Сър Роналд Нихолм и Тротман-Дикенсън, AF (1973). Изчерпателна неорганична химия. Том 3. Пергамен печат.
4. Кирк-Отмер (1994). Енциклопедия на химическата технология. Том 14. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
5. Валет, Б.; Майор М.; Fitoussi, F.; Capellier, R.; Dormoy, M. и Ginestar, J. (2007). Оцветители в декоративна и друга козметика. Аналитични методи. 141-152. Възстановени от sciencedirect.com.
6. Хенес, Г. (2012). Металополимерни нанокомпозити. Напредък в полимерните нанокомпозити. Възстановени от sciencedirect.com
7. Дала Роза, Марко (2019). Устойчивост на опаковките в месната промишленост. В устойчивото производство и преработка на месо. Глава 9. Възстановена от sceincedirect.com.
8. Институт по минералогия Хъдсън (2019). Wüstite. Възстановено от mindat.org.
9. Хазен, Робърт М. и Жанлоз, Реймънд (1984). Wüstite (Fe _1-x O): Преглед на неговата дефектна структура и физични свойства. Прегледи на геофизиката и космическата физика, том 22, № 1, страници 37-46, февруари 1984 г.