Järn (II) oxidstruktur, nomenklatur, egenskaper, användningsområden

De järn (II) oxid, eller järnoxid, är en svart oorganisk fast substans som bildas genom reaktion av syre (O_två) med järn (Fe) upp till oxidationstillståndet +2. Det kallas också järnmonoxid. Dess kemiska formel är FeO.

Det finns i naturen som mineralet wustite, en medlem av periklasgruppen. Det är också känt som wuestite, iosiderite eller iozite. Wustite är ett ogenomskinligt mineral, svart till brunt i färg, men under reflekterat ljus är det grått. Har metallisk glans.

Järn (II) oxid kan erhållas genom termisk vakuumnedbrytning av järn (II) oxalat, vilket ger ett pyroforiskt svart pulver. Detta pulver minskar delningstillståndet och blir mindre reaktivt vid upphettning 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-oxid₃ELLER₄, eftersom långsam kylning gynnar oproportionerligt.

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

Järn (II) oxid används som pigment i keramik, emaljer, glas och kosmetika. På grund av dess magnetiska egenskaper används den i medicin. Det används också som en antioxidant i förpackade livsmedel och dessutom används det vid katalys av reaktioner och i bekämpningsmedelsformler.

Artikelindex

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 fastigheter
  • 3.1 Fysiskt tillstånd
  • 3.2 Mohs hårdhet
  • 3.3 Molekylvikt
  • 3.4 Smältpunkt
  • 3.5 Densitet
  • 3.6 Löslighet
  • 3.7 Brytningsindex
  • 3.8 Övriga egenskaper
  • 3.9 Risker
• 4 användningsområden
  • 4.1 I keramik
  • 4.2 Vid tillverkning av glas
  • 4.3 Inom stålindustrin
  • 4.4 Vid katalys av kemiska reaktioner
  • 4.5 I bekämpningsmedel
  • 4.6 I kosmetikindustrin
  • 4.7 I medicin
  • 4.8 Vid konservering av livsmedel
  • 4.9 Andra användningsområden
• 5 Referenser

Strukturera

Järn (II) oxid (FeO) har teoretiskt den kubiska strukturen av bergsalt med 4 Fe-joner^två+ och 4 O-joner^två- för varje enhetscell och Fe-joner^två+ ockuperar de oktaedriska platserna.

Verkligheten är dock att den avviker avsevärt från FeOs ideala bergsaltstruktur, eftersom det är ett komplext felaktigt arrangemang..

Några Fe-joner^två+ ersätts av Fe-joner³⁺, så den kristallina strukturen uppvisar alltid en viss brist på järn. Av denna anledning sägs det vara ett icke-stökiometriskt fast ämne. Formeln som bäst beskriver den är Fe_1-xELLER.

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

Nomenklatur

Den har flera valörer:

- Järn (II) oxid.

- Järnoxid.

- Järnmonoxid.

- Wustite.

- Wuestite.

- Iosiderite.

- Iozita.

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Kristallint fast ämne.

Mohs hårdhet

5-5,5.

Molekylvikt

71,84 g / mol.

Smältpunkt

1368 ºC.

Densitet

5,7 g / cm³

Löslighet

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

Brytningsindex

2.23.

Andra egenskaper

- Det rostar lätt i luften. Under vissa förhållanden antänds det spontant i luften. Det sägs därför att det är pyroforiskt.

- Det är en stark bas och absorberar snabbt koldioxid.

- Det naturliga mineraliska wustiten är mycket magnetiskt. Emellertid är FeO under -75 ° C antiferromagnetiskt.

- Wustite beter sig som en halvledare.

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

Risker

- Inandning av järn (II) oxiddamm eller ångor anses vara farligt, eftersom det kan orsaka irritation i näsa och hals och kan påverka lungorna..

- Hög exponering för FeO-damm kan leda till ett tillstånd som kallas metallrökfeber, en yrkesexponeringssjukdom som orsakar influensaliknande symtom..

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

Applikationer

I keramik

FeO har länge använts som ett pigment i keramiska blandningar..

Inom glastillverkning

På grund av sin gröna färg, hydratiserad järnoxid (FeO.nH_tvåO) utmärker sig vid tillverkning av grönt glas med värmeabsorberande egenskaper. Denna typ av glas används i byggnader, bilar, vinflaskor och andra applikationer..

Inom stålindustrin

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

Vid katalys av kemiska reaktioner

Det används som en katalysator i ett stort antal industriella och kemiska operationer. I katalysatorberedningar sticker de som används vid syntesen av NH ut.₃ och metanering.

I bekämpningsmedel

Den används i formler för hemkontroll av insekter.

I den kosmetiska industrin

Används i rengöringsmedel, regeneratorer och krämer för personlig vård.

Som färgämne eller pigment i kosmetika används det för att täcka brister på hudens yta. Eftersom den är olöslig i vatten förblir den i form av kristaller eller partiklar och möjliggör större beläggning.

Att vara ett mineralpigment är det mer motståndskraftigt mot ljus än organiska färgämnen. Mineralpigment är mer ogenomskinliga men mindre glänsande. Hydratjärn (II) oxid ger utmärkt stabilitet och är bland de mest använda mineralpigmenten i smink..

Inom medicin

Magnetiska FeO-nanopartiklar används ofta inom detta område. Till exempel tar farmaceutisk läkemedelsinriktning och tekniker såsom cellsortering fördel av magnetiska partiklarnas attraktion till höga magnetiska flödestätheter. Detta gäller cancerbehandling.

Vid konservering av livsmedel

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

På grund av dess egenskap att reagera lätt med syre fungerar det som ett O-upptagningsmedel._två, minskar koncentrationen av detta inuti förpackningen där det ätliga finns.

Således fördröjs den oxidativa nedbrytningen av maten och ökar dess varaktighet. Det används särskilt för konservering av kött.

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. Återställd från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Bailar, J.C.; Emeléus, H.J.; Sir Ronald Nyholm och Trotman-Dickenson, A.F. (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). Färgämnen i dekorativa och andra kosmetika. Analytiska metoder. 141-152. Återställd från sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Metallpolymer nanokompositer. Framsteg inom nanokompositer av polymer. Återställd från sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Förpackningens hållbarhet i köttindustrin. I hållbar köttproduktion och bearbetning. Kapitel 9. Återställs från sceincedirect.com.
8. Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wüstite. Återställd från mindat.org.
9. Hazen, Robert M. och Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (tro_1-xO): En genomgång av dess defektstruktur och fysiska egenskaper. Recensioner av geofysik och rymdfysik, Vol. 22, nr 1, sidorna 37-46, februari 1984.