ŽELEZO (II) OKSID: STRUKTURA, NOMENKLATURA, LASTNOSTI, UPORABE - KEMIJA - 2026

Železov oksid (II) oksid ali kovin, je črn anorganski trdni tvorjen z reakcijo kisika (O ₂ ), z železom (Fe) v oksidacijske stanju +2. Imenujejo ga tudi železov monoksid. Njegova kemijska formula je FeO.

V naravi ga najdemo kot mineral wustite, ki je član periklasne skupine. Znan je tudi pod imenom wuestite, iosiderit ali iozit. Wustite je moten mineral, črne do rjave barve, čeprav je pod odbojno svetlobo siv. Ima kovinski lesk.

Železov oksid ali železov (II) oksid v prahu. FK1954. Vir: Wikipedia Commons

Železov (II) oksid lahko dobimo s termično vakuumsko razgradnjo železovega (II) oksalata, pri čemer dobimo piroforni črni prah. Ta prah zmanjša stanje delitve in postane manj reaktiven, ko se segreje na visoke temperature.

Kristali železovega (II) oksida lahko dobimo le v ravnotežnih pogojih pri visoki temperaturi, ki sistem hitro hladi. Če reakcijo izvajamo pri nižjih temperaturah, je FeO nestabilen in postane železo (Fe) in oksid Fe ₃ O ₄ , saj počasi hlajenje podpira nesorazmerje.

Ker je pirofor, je material, ki predstavlja nevarnost požara. Poleg tega je nevarno, če ga vdihavamo v večjih količinah in dlje časa, saj lahko povzroči pljučne bolezni.

Železov (II) oksid se uporablja kot pigment v keramiki, emajlih, kozarcih in kozmetiki. Zaradi svojih magnetnih lastnosti se uporablja v medicini. Uporablja se tudi kot antioksidant v pakirani hrani, poleg tega pa se uporablja tudi v reakcijski katalizi in v formulah s pesticidi.

Struktura

Teoretično ima železov (II) oksid (FeO) kubično strukturo kamene soli, ki ima v vsaki celici 4 ione Fe ²⁺ in 4 O ^2- ione ter ione Fe ^{2+, ki} zasedajo oktaedrska mesta.

Vendar je realnost takšna, da znatno odstopa od idealne strukture kamnite soli FeO, saj gre za kompleksno napačno ureditev.

Nekateri ioni Fe ²⁺ so nadomeščeni s ioni Fe ³⁺ , tako da je kristalna struktura vedno premalo železa. Zaradi tega naj bi šlo za nestehiometrično trdno snov. Formula, ki jo najbolje opiše, je Fe _1-x O.

Po drugi strani, hidriran železov (II) oksida (FeO.nH ₂ O) je zelena kristalinična trdna snov.

Nomenklatura

Ima več imen:

- železov (II) oksid.

- železov oksid.

- železov monoksid.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderit.

- Iozita.

Lastnosti

Fizično stanje

Kristalna trdna snov.

Mohsova trdota

5-5.5.

Molekularna teža

71,84 g / mol.

Tališče

1368 ° C.

Gostota

5,7 g / cm ³

Topnost

Praktično netopen v vodi in alkalijah. Hitro topen v kislinah. Netopen v alkoholu.

Lomni količnik

2,23.

Druge lastnosti

- Lahka oksidira na zraku. Pod določenimi pogoji se v zraku spontano vname. Zato naj bi bilo piroforno.

- Je močna osnova in hitro absorbira ogljikov dioksid.

- Naravni mineralni wustit je visoko magneten. Vendar je pod -75 ° C FeO antiferromagnetno.

- Wustite se obnaša kot polprevodnik.

- Lastnosti magnetne in električne prevodnosti ter njegova zgradba so odvisne od njegove toplotne zgodovine in pritiskov, ki so ji bili izpostavljeni.

Tveganja

- Vdihavanje prahu ali hlapov železovega (II) oksida se šteje za nevarno, saj lahko draži nos in grlo ter lahko vpliva na pljuča.

- Visoka izpostavljenost prahu FeO lahko privede do stanja, imenovanega kovinska vročinska vročina, poklicne izpostavljenosti, ki povzroča simptome, podobne gripi.

- Stalna izpostavljenost visokim nivojem FeO ima lahko resnejše učinke, vključno z boleznijo, znano kot sideroza. To je vnetje pljuč, ki ga spremljajo simptomi, podobni pljučnici.

Prijave

V lončarstvu

FeO se že dolgo uporablja kot pigment v keramičnih mešanicah.

V proizvodnji stekla

Zaradi zeleno barvo, hidriran železov oksid (FeO.nH ₂ O) odlikuje zeleno proizvodnjo stekla s toplotno vpojne karakteristike. Ta vrsta kozarca se uporablja v zgradbah, avtomobilih, steklenicah vina in drugih aplikacijah.

Stekleničke iz zelenega stekla. Vinitagangurde. Vir: Wikipedia Commons

V jeklarski industriji

FeO se uporablja kot surovina pri proizvodnji jekla. Pomembno je poudariti, da je treba v tej aplikaciji nadzorovati aktivnost FeO, saj če ta presega, lahko negativno vpliva na postopek, zlasti lahko poveča oksidacijo aluminija. Da bi se temu izognili, se v fazo žlindre pogosto doda aluminij ali kalcijev karbid.

V katalizi kemičnih reakcij

Uporablja se kot katalizator pri velikem številu industrijskih in kemičnih operacij. V pripravkih katalizatorjev, ki se uporabljajo pri sintezi NH ₃ in metaniranja izstopa.

V pesticidih

Uporablja se v formulah za domače zatiranje žuželk.

V kozmetični industriji

Uporablja se v čistilih, regeneratorjih in kremah za osebno nego.

Kot barvilo ali pigment v kozmetiki se uporablja za prekrivanje nepopolnosti na površini kože. Ker je v vodi netopna, ostane v obliki kristalov ali delcev in omogoča večjo oblogo.

Ker je mineralni pigment, je bolj odporen na svetlobo kot organska barvila. Mineralni pigmenti so bolj neprozorni, a manj sijoči. Hidrirani železov (II) oksid nudi odlično stabilnost in je med najbolj uporabljenimi mineralnimi pigmenti v ličilih.

V medicini

Na tem področju se široko uporabljajo magnetni FeO nanodelci. Na primer, ciljanje farmacevtskih zdravil in tehnike, kot je razvrščanje celic, izkoriščajo privlačnost magnetnih delcev do visoke gostote magnetnega toka. To velja za zdravljenje raka.

Pri konzerviranju hrane

FeO deluje kot antioksidant v embalaži za živila. Doda se kot droben prah v vrečki ali nalepki, pritrjeni na embalažo, ločeno od izdelka. Na ta način se sprosti z nadzorovano hitrostjo.

Zaradi svoje lastnine zlahka reagirajo s kisikom, deluje kot O z ₂ zajemanja sredstvom , kar zmanjšuje koncentracijo v embalaži, v kateri se nahaja živilo.

Tako oksidativna razgradnja hrane zamuja, kar poveča njeno trajanje. Uporablja se zlasti pri konzerviranju mesa.

Embalaža mesa v supermarketu. Uporabnik: Mattes Vir: Wikipedia Commons

Druge uporabe

Kozmetična industrija uporablja FeO za ustvarjanje pigmentov v emajlih.

Reference

1. Cotton, F. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
2. S. Nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Železov oksid. Obnovljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Ples, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm in Trotman-Dickenson, AF (1973). Celovita anorganska kemija. Zvezek 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Enciklopedija kemijske tehnologije. Zvezek 14. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
5. Valet, B .; Major M .; Fitoussi, F .; Capellier, R .; Dormoy, M. in Ginestar, J. (2007). Barvila v dekorativni in drugi kozmetiki. Analitične metode. 141–152. Pridobljeno od sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Kovinsko-polimerni nanokompoziti. Napredek polimernih nanokompozitov. Pridobljeno od sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Trajnost pakiranja v mesni industriji. Na področju trajnostne proizvodnje in predelave mesa. Poglavje 9. Obnovljeno od sceincedirect.com.
8. Hudsonski inštitut za mineralogijo (2019). Wüstite Pridobljeno iz mindat.org.
9. Hazen, Robert M. in Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): pregled njegove okvarjene strukture in fizikalnih lastnosti. Recenzije geofizike in vesoljske fizike, letnik 22, št. 1, strani 37–46, februar 1984.