FIER (II) OXID: STRUCTURĂ, NOMENCLATOR, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Oxid de fier (II) , oxid sau feros, este un solid negru format prin reacția oxigenului anorganic (O ₂ ) cu fier (Fe) , la starea de oxidare +2. Se mai numește monoxid de fier. Formula sa chimică este FeO.

Se găsește în natură ca wustitul mineral, membru al grupului periclazei. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de wuestite, iosiderite sau iozite. Wustitul este un mineral opac, de culoare negru până la maro, deși sub lumina reflectată este gri. Are un luciu metalic.

Oxid feros sau pulbere de oxid de fier (II). FK1954. Sursa: Wikipedia Commons

Oxidul de fier (II) poate fi obținut prin descompunerea în vid termic a oxalatului de fier (II), obținând o pulbere neagră piroforică. Această pulbere își reduce starea de divizare și devine mai puțin reactivă atunci când este încălzită la temperaturi ridicate.

Cristalele de oxid de fier (II) pot fi obținute numai în condiții de echilibru la temperatură ridicată, răcind rapid sistemul. Dacă reacția se desfășoară la temperaturi mai scăzute, FeO este instabilă și devine fier (Fe) și oxid Fe ₃ O ₄ , deoarece răcirea lentă favorizează disproporția.

Deoarece este piroforic, este un material care prezintă un risc de incendiu. În plus, este periculos dacă este inhalat în cantități mari și mult timp, deoarece poate provoca boli pulmonare.

Oxidul de fier (II) este utilizat ca pigment în ceramică, emailuri, pahare și produse cosmetice. Pentru proprietățile sale magnetice este utilizat în medicină. Este de asemenea utilizat ca antioxidant în alimentele ambalate și, în plus, este utilizat în cataliza de reacție și în formulele de pesticide.

Structura

Oxidul de fier (II) (FeO) posedă, teoretic, structura cubică a sării rocilor, având 4 ioni Fe ²⁺ și 4 ioni ² pentru fiecare celulă, și ioni Fe ²⁺ care ocupă siturile octaedrice.

Cu toate acestea, realitatea este că se abate semnificativ de la structura ideală a sării rocilor FeO, deoarece este un aranjament defectuos complex.

Unele ioni Fe ²⁺ sunt înlocuite de ioni Fe ³⁺ , deci structura cristalină este întotdeauna deficitară de fier. Din acest motiv se spune că este un solid nestoichiometric. Formula care o descrie cel mai bine este Fe _1-x O.

Pe de altă parte, oxidul de fier (II) hidratat (FeO.nH ₂ O) este un solid cristalin verde.

Nomenclatură

Are mai multe nume:

- Oxid de fier (II).

- Oxid feros.

- Monoxid de fier.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderit.

- Iozita.

Proprietăți

Stare fizică

Solid solid cristalin.

Duritate Mohs

5-5,5.

Greutate moleculară

71,84 g / mol.

Punct de topire

1368 ° C.

Densitate

5,7 g / cm ³

Solubilitate

Practic insolubil în apă și alcaline. Solubil rapid în acizi. Insolubil în alcool.

Indicele de refracție

2.23.

Alte proprietăți

- Oxidat ușor în aer. În anumite condiții, se aprinde spontan în aer. De aceea, se spune că este piroforică.

- Este o bază puternică și absoarbe rapid dioxidul de carbon.

- Wustitul mineral natural este extrem de magnetic. Cu toate acestea, FeO sub -75 ºC este antiferromagnetic.

- Wustitul se comportă ca un semiconductor.

- Proprietățile conductivității magnetice și electrice, precum și structura sa, depind de istoricul său termic și de presiunile la care a fost supus.

riscuri

- Inhalarea fierului (II) de praf de oxid sau a fumului este considerată periculoasă, deoarece poate provoca iritații ale nasului și gâtului și poate afecta plămânii.

- Nivelurile ridicate de expunere la praful FeO pot duce la o afecțiune numită febra metalică, o boală de expunere profesională care provoacă simptome asemănătoare gripei.

- Expunerea continuă la niveluri ridicate de FeO poate avea efecte mai grave, inclusiv o boală cunoscută sub numele de siderosis. Aceasta este o inflamație a plămânilor care este însoțită de simptome similare pneumoniei.

Aplicații

În olărit

FeO a fost folosit de mult timp ca pigment în amestecurile ceramice.

În fabricarea sticlei

Datorită culorii sale verzi, oxidul feros hidratat (FeO.nH ₂ O) excelează în fabricarea sticlei verzi cu caracteristici de absorbție a căldurii. Acest tip de pahar este utilizat în clădiri, mașini, sticle de vin și alte aplicații.

Sticle de sticlă verde. Vinitagangurde. Sursa: Wikipedia Commons

În industria siderurgică

FeO este utilizat ca materie primă la fabricarea oțelului. Este important să subliniem că în această aplicație, activitatea FeO trebuie controlată, deoarece, dacă este în exces, poate afecta negativ procesul, în special poate crește oxidarea aluminiului. Pentru a evita acest lucru, în faza de zgură se adaugă adesea aluminiu sau carbură de calciu.

În cataliza reacțiilor chimice

Este utilizat ca catalizator într-un număr mare de operații industriale și chimice. În preparate catalitice, cele utilizate în sinteza NH ₃ și metanare ies în evidență.

În pesticide

Este utilizat în formule pentru controlul la domiciliu al insectelor.

În industria cosmetică

Este utilizat în produse de curățare, regeneratoare și creme de îngrijire personală.

Ca agent de colorare sau pigment în produse cosmetice, este utilizat pentru acoperirea imperfecțiunilor de pe suprafața pielii. Deoarece este insolubil în apă, atunci când este utilizat, acesta rămâne sub formă de cristale sau particule și permite o acoperire mai mare.

Fiind un pigment mineral, este mai rezistent la lumină decât coloranții organici. Pigmenții minerali sunt mai opaci, dar mai puțin strălucitori. Oxidul de fier hidratat (II) oferă o stabilitate excelentă și este printre cei mai folosiți pigmenți minerali în machiaj.

În medicină

Nanoparticulele FeO magnetice sunt utilizate pe scară largă în acest domeniu. De exemplu, direcționarea medicamentelor farmaceutice și tehnicile precum sortarea celulelor profită de atracția particulelor magnetice către densități mari de flux magnetic. Aceasta se aplică tratamentului cancerului.

În conservarea alimentelor

FeO acționează ca un antioxidant în ambalajele alimentare. Se adaugă sub formă de pulbere fină într-o pungă sau etichetă atașată la ambalaj, separată de produs. În acest fel, este eliberat într-un ritm controlat.

Datorită proprietății sale de a reacționa cu ușurință cu oxigenul, acționează ca un agent de captare O ₂ , reducându-și concentrația în ambalajul unde se află alimentul.

Astfel, degradarea oxidativă a alimentului este întârziată, crescând durata acestuia. Este folosit mai ales în conservarea cărnii.

Ambalaje de carne într-un supermarket. Utilizator: Mattes. Sursa: Wikipedia Commons

Alte utilizări

Industria cosmetică folosește FeO pentru a crea pigmenți în emailuri.

Referințe

1. Cotton, F. Albert și Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie anorganică avansată. A patra editie. John Wiley & Sons.
2. S. Biblioteca Națională de Medicină. (2019). Oxid feros. Recuperat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Dans, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm și Trotman-Dickenson, AF (1973). Chimie anorganică cuprinzătoare. Volumul 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Enciclopedia tehnologiei chimice. Volumul 14. Ediția a patra. John Wiley & Sons.
5. Valet, B .; Maior M .; Fitoussi, F .; Capellier, R .; Dormoy, M. și Ginestar, J. (2007). Agenți de colorat în produse decorative și alte produse cosmetice. Metode de analiză. 141-152. Recuperat de la sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Nanocompozite metal-polimer. Progrese în nanocompozite polimerice. Recuperat de la sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Durabilitatea ambalajelor în industria cărnii În producția și procesarea durabilă a cărnii. Capitolul 9. Recuperat de pe sceincedirect.com.
8. Institutul de Mineralogie Hudson (2019). Wüstit. Recuperat de la mindat.org.
9. Hazen, Robert M. și Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): o revizuire a structurii sale defecte și a proprietăților fizice. Recenzii de geofizică și fizică spațială, vol. 22, nr.1, paginile 37-46, februarie 1984.