JERN (II) OKSID: STRUKTUR, NOMENKLATUR, EGENSKAPER, BRUK - KJEMI - 2025

Den jernoksid (II) oksyd eller jern, er en svart uorganisk fast stoff ble dannet ved reaksjonen av oksygen (O ₂ ) med jern (Fe) til to oksidasjonstilstand. Det kalles også jernmonoksid. Den kjemiske formelen er FeO.

Det finnes i naturen som mineral wustite, et medlem av periklasegruppen. Det er også kjent som wuestite, iosiderite eller iozite. Wustite er et ugjennomsiktig mineral, svart til brunt i fargen, selv om det under reflektert lys er grått. Den har en metallisk glans.

Jernoksid eller jern (II) oksidpulver. FK1954. Kilde: Wikipedia Commons

Jern (II) oksyd kan oppnås ved termisk vakuum dekomponering av jern (II) oksalat under oppnåelse av et pyroforisk svart pulver. Dette pulveret reduserer delingen og blir mindre reaktivt når det varmes opp til høye temperaturer.

Jern (II) oksydkrystaller kan bare oppnås under likevektsbetingelser ved høy temperatur, og raskt avkjøler systemet. Hvis reaksjonen utføres ved lavere temperaturer, er den FeO ustabil og blir jern (Fe) og Fe ₃ O ₄ -oksyd , ettersom langsom avkjøling favoriserer disproporsjonering.

Fordi det er pyroforisk, er det et materiale som utgjør en brannfare. I tillegg er det farlig hvis du inhaleres i store mengder og i lang tid, da det kan forårsake lungesykdom.

Jern (II) oksid brukes som pigment i keramikk, emaljer, glass og kosmetikk. For sine magnetiske egenskaper brukes det i medisin. Det brukes også som en antioksidant i matvarer som pakkes, og i tillegg brukes den i reaksjonskatalyse og i plantevernmidler.

Struktur

Jern (II) oksid (FeO) har teoretisk sett den kubiske strukturen til steinsalt, med 4 Fe ²⁺ -ioner og 4O ^2- -ioner for hver enhetscelle, og Fe ²⁺ -ioner som okkuperer de oktaedriske områdene.

Realiteten er imidlertid at den avviker betydelig fra den ideelle bergsaltstrukturen til FeO, ettersom det er et komplekst feil arrangement.

Noen Fe ²⁺ -ioner erstattes av Fe ³⁺ -ioner , slik at den krystallinske strukturen alltid er jernmangel. Av denne grunn sies det å være et ikke-støkiometrisk fast stoff. Formelen som best beskriver den er Fe _1-x O.

På den annen side, hydratisert jern (II) oksyd (FeO.nH ₂ O) er et grønt krystallinsk fast stoff.

nomenklatur

Den har flere navn:

- Jern (II) oksid.

- Jernholdig oksid.

- Jernmonoksid.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosideritt.

- Iozita.

Egenskaper

Fysisk tilstand

Krystallinsk fast stoff.

Mohs hardhet

5-5,5.

Molekylær vekt

71,84 g / mol.

Smeltepunkt

1368 ° C.

tetthet

5,7 g / cm ³

løselighet

Praktisk uoppløselig i vann og alkalier. Rask oppløselig i syrer. Uoppløselig i alkohol.

Brytningsindeks

2.23.

Andre egenskaper

- Oksideres lett i luft. Under visse forhold tenner det spontant i luften. Derfor sies det å være pyroforisk.

- Det er en sterk base og tar opp karbondioksid raskt.

- Den naturlige mineralet wustite er svært magnetisk. Imidlertid er FeO under -75 ºC antiferromagnetisk.

- Wustite oppfører seg som en halvleder.

- De magnetiske og elektriske ledningsegenskapene, så vel som strukturen, avhenger av den termiske historien og trykket det har blitt utsatt for.

risiko

- Innånding av jern (II) oksydstøv eller røyk anses som farlig, da det kan forårsake irritasjon i nese og svelg og kan påvirke lungene.

- Høye nivåer av eksponering for FeO-støv kan føre til en tilstand som kalles metallrøykfeber, en yrkeseksponeringssykdom som forårsaker influensalignende symptomer.

- Fortsatt eksponering for høye nivåer av FeO kan ha mer alvorlige effekter, inkludert en sykdom kjent som siderose. Dette er en betennelse i lungene som er ledsaget av symptomer som ligner lungebetennelse.

applikasjoner

I keramikk

FeO har lenge vært brukt som pigment i keramiske blandinger.

I glassproduksjon

På grunn av sin grønn farge, hydratisert jern-oksyd (FeO.nH ₂ O) utmerker seg i grønt glass fremstilling med varmeabsorberende egenskaper. Denne typen glass brukes i bygninger, biler, vinflasker og andre applikasjoner.

Grønne glassflasker. Vinitagangurde. Kilde: Wikipedia Commons

I stålindustrien

FeO brukes som råstoff til fremstilling av stål. Det er viktig å understreke at i denne applikasjonen må aktiviteten til FeO kontrolleres, fordi hvis den er i overkant kan den påvirke prosessen negativt, spesielt kan den øke oksidasjonen av aluminium. For å unngå dette tilsettes ofte aluminium eller kalsiumkarbid til slaggfasen.

Ved katalyse av kjemiske reaksjoner

Den brukes som katalysator i et stort antall industrielle og kjemiske operasjoner. Ved katalysatorfremstillinger, de som brukes i syntesen av NH ₃ og metanisering skiller seg ut.

I sprøytemidler

Det brukes i formler for hjemmekontroll av insekter.

I kosmetikkindustrien

Det brukes i rensemidler, regeneratorer og kremer for personlig pleie.

Som et fargestoff eller pigment i kosmetikk brukes det til å dekke ufullkommenheter på overflaten av huden. Fordi det er uoppløselig i vann, forblir det i form av krystaller eller partikler og tillater større belegg når det brukes.

Å være et mineralpigment, det er mer motstandsdyktig mot lys enn organiske fargestoffer. Mineralpigmenter er mer ugjennomsiktige, men mindre blanke. Vannjern (II) oksid gir utmerket stabilitet og er blant de mest brukte mineralpigmentene i sminke.

I medisin

Magnetiske FeO-nanopartikler er mye brukt på dette feltet. For eksempel utnytter farmasøytisk medikamentmålretting og teknikker som cellesortering attraksjonen av magnetiske partikler til høye magnetiske fluksdensiteter. Dette gjelder kreftbehandling.

I konservering av mat

FeO fungerer som en antioksidant i matemballasje. Det tilsettes som et fint pulver i en pose eller etikett festet til emballasjen, atskilt fra produktet. På denne måten frigjøres den med en kontrollert hastighet.

På grunn av egenskapen til å reagere lett med oksygen, fungerer den som et O ₂ -fangstmiddel , og reduserer konsentrasjonen i emballasjen der maten ligger.

Dermed blir den oksidative nedbrytningen av maten forsinket, og øker dens varighet. Det brukes spesielt til konservering av kjøtt.

Kjøttemballasje i et supermarked. Bruker: Mattes. Kilde: Wikipedia Commons

Andre bruksområder

Kosmetikkindustrien bruker FeO for å lage pigmenter i emaljer.

referanser

1. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
2. S. National Library of Medicine. (2019). Jernoksid. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm og Trotman-Dickenson, AF (1973). Omfattende uorganisk kjemi. Volum 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Bind 14. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
5. Betjent, B .; Major M .; Fitoussi, F .; Capellier, R .; Dormoy, M. og Ginestar, J. (2007). Bilde å fargelegge i dekorativ og annen kosmetikk. Analytiske metoder. 141-152. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Metall-polymer nanokompositter. Fremskritt innen polymer nanokompositter. Gjenopprettet fra sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Emballasje bærekraft i kjøttbransjen. Innen bærekraftig kjøttproduksjon og -foredling. Kapittel 9. Gjenopprettet fra sceincedirect.com.
8. Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wustitt. Gjenopprettet fra mindat.org.
9. Hazen, Robert M. og Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): En gjennomgang av dens defektstruktur og fysiske egenskaper. Anmeldelser av geofysikk og romfysikk, bind 22, nr. 1, side 37-46, februar 1984.