Struktura oxidu železitého, názvosloví, vlastnosti, použití

4469
Egbert Haynes

The oxid železitý, nebo oxid železnatý, je černá anorganická pevná látka, která vzniká reakcí kyslíku (Odva) se železem (Fe) až do oxidačního stavu +2. Nazývá se také oxid uhelnatý. Jeho chemický vzorec je FeO.

V přírodě se vyskytuje jako minerál wustit, člen skupiny periklasů. Je také známý jako wuestit, iosiderit nebo iozit. Wustite je neprůhledný minerál, černé až hnědé barvy, i když pod odraženým světlem je šedý. Má kovový lesk.

Prášek oxidu železnatého nebo oxidu železitého. FK1954 [Public domain]. Zdroj: Wikipedia Commons

Oxid železitý lze získat tepelným vakuovým rozkladem oxalátu železnatého za získání pyroforického černého prášku. Tento prášek snižuje jeho stav dělení a při zahřátí na vysoké teploty se stává méně reaktivním..

Krystaly oxidu železitého lze získat pouze za podmínek rovnováhy při vysoké teplotě, čímž se systém rychle ochladí. Pokud se reakce provádí při nižších teplotách, je FeO nestabilní a stává se železem (Fe) a oxidem Fe3NEBO4, protože pomalé chlazení podporuje disproporci.

Protože je samozápalný, je to materiál, který představuje riziko požáru. Navíc je nebezpečné při vdechování ve velkém množství a po dlouhou dobu, protože může způsobit onemocnění plic.

Oxid železitý se používá jako pigment v keramice, emailech, brýlích a kosmetice. Díky svým magnetickým vlastnostem se používá v medicíně. Používá se také jako antioxidant v balených potravinách a navíc se používá při katalýze reakcí a ve vzorcích pesticidů.

Rejstřík článků

  • 1 Struktura
  • 2 Názvosloví
  • 3 Vlastnosti
    • 3.1 Fyzický stav
    • 3.2 Mohsova tvrdost
    • 3.3 Molekulová hmotnost
    • 3.4 Bod tání
    • 3.5 Hustota
    • 3.6 Rozpustnost
    • 3.7 Index lomu
    • 3.8 Další vlastnosti
    • 3.9 Rizika
  • 4 použití
    • 4.1 V keramice
    • 4.2 Ve výrobě skla
    • 4.3 V ocelářském průmyslu
    • 4.4 Při katalýze chemických reakcí
    • 4.5 V pesticidech
    • 4.6 V kosmetickém průmyslu
    • 4.7 V medicíně
    • 4.8 Při konzervování potravin
    • 4.9 Jiná použití
  • 5 Reference

Struktura

Oxid železitý (FeO) má teoreticky kubickou strukturu kamenné soli se 4 ionty Fedva+ a 4 ionty Odva- pro každou jednotkovou buňku a ionty Fedva+ obsazení oktaedrických míst.

Realita je však taková, že se významně odchyluje od ideální struktury kamenné soli FeO, protože se jedná o komplexní chybné uspořádání..

Některé Fe iontydva+ jsou nahrazeny ionty Fe3+, takže krystalická struktura vždy představuje určitý nedostatek železa. Z tohoto důvodu se říká, že jde o nestechiometrickou pevnou látku. Vzorec, který to nejlépe popisuje, je Fe1-xNEBO.

Na druhé straně hydratovaný oxid železitý (FeO.nHdvaO) je zelená krystalická pevná látka.

Nomenklatura

Má několik označení:

- Oxid železitý.

- Oxid železnatý.

- Oxid železitý.

- Wustite.

- Wuestite.

- Iosiderit.

- 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 / cm3

Rozpustnost

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

Index lomu

2.23.

Další vlastnosti

- Na vzduchu snadno rezaví. Za určitých podmínek se na vzduchu spontánně vznítí. Proto se říká, že je pyroforický.

- Je to silná báze a rychle absorbuje oxid uhličitý.

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

- Wustite se chová jako polovodič.

- Vlastnosti magnetické a elektrické vodivosti, jakož i jeho struktura závisí na jeho tepelné historii a tlacích, kterým byl vystaven..

Rizika

- Vdechování prachu nebo výparů oxidu železitého je považováno za nebezpečné, protože může způsobit podráždění nosu a krku a může mít vliv na plíce..

- Vysoká úroveň expozice prachu FeO může vést ke stavu, který se nazývá horečka kovových výparů, nemoc z expozice na pracovišti, která způsobuje příznaky podobné chřipce..

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

Aplikace

V keramice

FeO se již dlouho používá jako pigment v keramických směsích..

Ve výrobě skla

Díky své zelené barvě je hydratovaný oxid železitý (FeO.nHdvaO) vyniká ve výrobě zeleného skla s vlastnostmi pohlcování tepla. Tento typ skla se používá v budovách, automobilech, lahvích na víno a dalších aplikacích..

Zelené skleněné lahve. Vinitagangurde [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. 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 řízena, protože pokud je v přebytku, může to negativně ovlivnit proces, zejména může zvýšit oxidaci hliníku. Aby se tomu zabránilo, do struskové fáze se často přidává karbid hliníku nebo vápníku..

Při katalýze chemických reakcí

Používá se jako katalyzátor v mnoha průmyslových a chemických provozech. V přípravcích katalyzátorů vynikají ty, které se používají při syntéze NH.3 a metanace.

V pesticidech

Používá se ve vzorcích pro domácí hubení hmyzu.

V kosmetickém průmyslu

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

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

Jelikož je minerálním pigmentem, 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 make-upu..

V medicíně

V této oblasti se široce používají magnetické nanočástice FeO. Například cílení na farmaceutické léky a techniky, jako je třídění buněk, využívají přitažlivost magnetických částic k vysokým hustotám magnetického toku. To platí pro léčbu rakoviny.

Při konzervování potravin

FeO působí jako antioxidant v balení potravin. Přidává se jako jemný prášek do sáčku nebo štítku připevněného k obalu odděleně od produktu. Tímto způsobem se uvolňuje řízenou rychlostí.

Díky své schopnosti snadno reagovat s kyslíkem působí jako prostředek pro příjem O.dva, snížení koncentrace tohoto uvnitř obalu, kde se nachází jedlý.

Oxidační degradace potravy se tak zpozdí a prodlouží se její trvání. Používá se zejména při konzervování masa.

Balení masa v supermarketu. Uživatel: Mattes [CC BY-SA (//commons.wikimedia.org/wiki/File:Meat_packages_in_a_Roman_supermarket.jpg)]. Zdroj: Wikipedia Commons

Jiná použití

Kosmetický průmysl používá FeO k vytváření pigmentů ve smaltech.

Reference

  1. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley & Sons.
  2. S. National Library of Medicine. (2019). Oxid železnatý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Bailar, J. C.; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm a Trotman-Dickenson, A.F. (1973). Komplexní anorganická chemie. Svazek 3. Pergamon Press.
  4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Svazek 14. Čtvrté vydání. John Wiley & Sons.
  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 ze sciencedirect.com.
  6. Heness, G. (2012). Nanokompozity kov-polymer. Pokroky v polymerních nanokompozitech. Obnoveno ze sciencedirect.com
  7. Dalla Rosa, Marco (2019). Udržitelnost obalů v masném průmyslu. V oblasti udržitelné výroby a zpracování masa. Kapitola 9. Obnoveno ze sceincedirect.com.
  8. Hudsonův institut mineralogie (2019). Wüstite. Obnoveno z mindat.org.
  9. Hazen, Robert M. a Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Faith1-xO): Přehled jeho vadné struktury a fyzikálních vlastností. Recenze geofyziky a fyziky vesmíru, sv. 22, č. 1, strany 37–46, únor 1984.

Zatím žádné komentáře