JÄRN (II) OXID: STRUKTUR, NOMENKLATUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

Den järnoxid (II) oxid eller ferro, är en svart oorganiskt fast ämne bildades genom reaktionen av syre (O ₂ ) med järn (Fe) till två oxidationstillstånd. Det kallas också järnmonoxid. Dess kemiska formel är FeO.

Det finns i naturen som mineral wustite, en medlem av periklasgruppen. Det är också känt som wuestite, iosiderite eller iozite. Wustite är ett ogenomskinligt mineral, svart till brunt i färgen, även om det under reflekterat ljus är grått. Den har en metallisk glans.

Järnoxid eller järn (II) oxidpulver. FK1954. Källa: Wikipedia Commons

Järn (II) -oxid kan erhållas genom termisk vakuum-sönderdelning av järn (II) -oxalat, vilket ger ett pyroforiskt svart pulver. Detta pulver minskar delningstillståndet och blir mindre reaktivt när det värms upp till höga temperaturer.

Järn (II) -oxidkristaller kan endast erhållas under jämviktsförhållanden vid hög temperatur, vilket snabbt kyler systemet. Om reaktionen utförs vid lägre temperaturer, är FeO instabil och blir järn (Fe) och Fe ₃ O ₄ -oxid , eftersom långsam kylning gynnar disproportionering.

Eftersom det är pyroforiskt är det ett material som utgör en brandrisk. Dessutom är det farligt om det inhaleras i stora mängder och under lång tid, eftersom det kan orsaka lungsjukdom.

Järn (II) -oxid används som pigment i keramik, emaljer, glas och kosmetika. För dess magnetiska egenskaper används det inom medicin. Det används också som en antioxidant i förpackade livsmedel och dessutom används den i reaktionskatalys och i bekämpningsmedelformler.

Strukturera

Järn (II) -oxid (FeO) har teoretiskt sett den kubiska strukturen av bergsalt, med 4 Fe2 ⁺ -joner och ^4O2- joner för varje enhetscell, och Fe2 ⁺ -joner som upptar de oktaedriska platserna.

Men verkligheten är att den avviker avsevärt från den perfekta bergsaltstrukturen i FeO, eftersom det är ett komplext felaktigt arrangemang.

Vissa Fe 2 ⁺ -joner ersätts av Fe 3 ⁺ -joner , så den kristallina strukturen är alltid järnbrist. Av denna anledning sägs det vara ett icke-stökiometriskt fast ämne. Den formel som bäst beskriver den är Fe _1-x O.

Å andra sidan, hydratiserad järn (II) oxid (FeO.nH ₂ O) är en grön kristallin fast substans.

Nomenklatur

Den har flera namn:

- Järn (II) oxid.

- Järnoxid.

- Järnmonoxid.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderit.

- Iozita.

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Kristallint fast ämne.

Mohs hårdhet

5-5,5.

Molekylvikt

71,84 g / mol.

Smältpunkt

1368 ° C

Densitet

5,7 g / cm ^{^}

löslighet

Praktiskt taget olösligt i vatten och alkalier. Snabbt lösligt i syror. Olöslig i alkohol.

Brytningsindex

2,23.

Andra egenskaper

- Oxideras lätt i luft. Under vissa förhållanden antänds det spontant i luften. Det är därför det sägs vara pyroforiskt.

- Det är en stark bas och absorberar koldioxid snabbt.

- Den naturliga mineralwustiten är mycket magnetisk. Men under -75 ºC är FeO antiferromagnetisk.

- Wustite beter sig som en halvledare.

- De magnetiska och elektriska ledningsegenskaperna, liksom dess struktur, beror på dess termiska historik och de tryck som den har utsatts för.

risker

- Inandning av järn (II) oxidstoft eller ångor anses vara farligt, eftersom det kan orsaka irritation i näsan och halsen och kan påverka lungorna.

- Höga nivåer av exponering för FeO-damm kan leda till ett tillstånd som kallas metal rökfeber, en sjukdom i arbetet som orsakar influensaliknande symtom.

- Fortsatt exponering för höga nivåer av FeO kan ha mer allvarliga effekter, inklusive en sjukdom som kallas sideros. Detta är en inflammation i lungorna som åtföljs av symtom som liknar lunginflammation.

tillämpningar

I keramik

FeO har länge använts som pigment i keramiska blandningar.

Inom glastillverkning

På grund av dess gröna färg, hydratiserad järnoxid (FeO.nH ₂ O) utmärker i grönt glastillverkning med värmeabsorberande egenskaper. Denna typ av glas används i byggnader, bilar, vinflaskor och andra applikationer.

Gröna glasflaskor. Vinitagangurde. Källa: Wikipedia Commons

Inom stålindustrin

FeO används som råmaterial vid tillverkning av stål. Det är viktigt att understryka att i denna applikation måste FeO: s aktivitet kontrolleras, eftersom om den är i överskott kan det påverka processen negativt, särskilt kan den öka oxidationen av aluminium. För att undvika detta tillsätts ofta aluminium eller kalciumkarbid till slaggfasen.

Vid katalys av kemiska reaktioner

Det används som katalysator i ett stort antal industriella och kemiska operationer. I katalysatorberedningar, de som används vid syntesen av NH ₃ och metanisering sticka ut.

I bekämpningsmedel

Det används i formler för hemkontroll av insekter.

I kosmetikindustrin

Det används i rengöringsmedel, regeneratorer och krämer för personlig vård.

Som färgämne eller pigment i kosmetika används det för att täcka brister på huden. Eftersom den är olöslig i vatten, kvarstår den i form av kristaller eller partiklar och ger större beläggning.

Som ett mineralpigment är det mer motståndskraftigt mot ljus än organiska färgämnen. Mineralpigment är mer ogenomskinliga men mindre blanka. Hydratiserad järn (II) -oxid erbjuder utmärkt stabilitet och är bland de mest använda mineralpigmenten i smink.

Inom medicin

Magnetiska FeO-nanopartiklar används ofta inom detta område. Till exempel utnyttjar läkemedelsinriktning och tekniker såsom cellsortering fördelningen av magnetiska partiklar till höga magnetiska flödestätheter. Detta gäller cancerbehandling.

I konservering av livsmedel

FeO fungerar som en antioxidant i livsmedelsförpackningar. Det läggs till som ett fint pulver i en påse eller etikett fäst på förpackningen, separerad från produkten. På detta sätt släpps det med en kontrollerad hastighet.

På grund av dess egenskap att reagera lätt med syre, fungerar den som en O ₂ infångningsmedel , vilket reducerar dess koncentration inom förpackningsindustrin där maten är placerad.

Således försenas den oxidativa nedbrytningen av maten, vilket ökar dess varaktighet. Det används särskilt för konservering av kött.

Köttförpackningar i en stormarknad. Användare: Mattes. Källa: Wikipedia Commons

Andra användningsområden

Kosmetikindustrin använder FeO för att skapa pigment i emaljer.

referenser

1. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
2. S. National Library of Medicine. (2019). Järnoxid. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm och Trotman-Dickenson, AF (1973). Omfattande oorganisk kemi. Volym 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volym 14. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
5. Betjänad, B .; Major M .; Fitoussi, F .; Capellier, R .; Dormoy, M. och Ginestar, J. (2007). Färgmedel i dekorativa och andra kosmetika. Analytiska metoder. 141-152. Återställs från sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Metall-polymer nanokompositer. Framsteg inom polymer nanokompositer. Återställs från sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Förpackningens hållbarhet inom köttindustrin. Inom hållbar köttproduktion och bearbetning. Kapitel 9. Återställs från sceincedirect.com.
8. Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wustit. Återställs från mindat.org.
9. Hazen, Robert M. och Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): En granskning av dess defektstruktur och fysiska egenskaper. Recensioner av geofysik och rymdfysik, vol. 22, nr 1, sidorna 37-46, februari 1984.