- Struktur
- nomenklatur
- Ejendomme
- Fysisk tilstand
- Mohs hårdhed
- Molekylær vægt
- Smeltepunkt
- Massefylde
- Opløselighed
- Brydningsindeks
- Andre egenskaber
- Risici
- Applikationer
- I keramik
- I glasfremstilling
- I stålindustrien
- Ved katalyse af kemiske reaktioner
- I pesticider
- I kosmetikindustrien
- I medicin
- Ved konservering af mad
- Andre anvendelser
- Referencer
Den jernoxid (II) oxid eller jern, er en sort uorganisk faststof dannet ved omsætning af oxygen (O 2) med jern (Fe) til oxidationstrin på +2. Det kaldes også jernmonoxid. Dens kemiske formel er FeO.
Det findes i naturen som mineral wustite, et medlem af periclase-gruppen. Det er også kendt som wuestite, iosiderite eller iozite. Wustite er et uigennemsigtigt mineral med sort til brun farve, selvom det under reflekteret lys er gråt. Det har en metallisk glans.
Jernoxid eller jern (II) oxidpulver. FK1954. Kilde: Wikipedia Commons
Jern (II) oxid kan opnås ved termisk vakuumnedbrydning af jern (II) oxalat til opnåelse af et pyroforisk sort pulver. Dette pulver formindsker dets opdeling og bliver mindre reaktivt, når det opvarmes til høje temperaturer.
Jern (II) oxidkrystaller kan kun opnås under ligevægtsbetingelser ved høj temperatur, hvor systemet hurtigt afkøles. Hvis reaktionen udføres ved lavere temperaturer, FeO er ustabil og bliver jern (Fe) og Fe 3 O 4 oxid, da langsom køling favoriserer disproportionering.
Fordi det er pyroforisk, er det et materiale, der udgør en brandfare. Derudover er det farligt, hvis det indåndes i store mængder og i lang tid, da det kan forårsage lungesygdom.
Jernoxid bruges som pigment i keramik, emaljer, glas og kosmetik. På grund af dets magnetiske egenskaber bruges det i medicin. Det bruges også som en antioxidant i emballerede fødevarer, og det bruges desuden til reaktionskatalyse og i pesticidformler.
Struktur
Jern (II) oxid (FeO) har teoretisk den kubiske struktur af sten salt, der har 4 Fe 2+ ioner og 4 O 2- ioner for hver enhedscelle, og Fe 2+ ioner, der besætter de oktaedriske steder.
Virkeligheden er imidlertid, at den afviger markant fra den ideelle klippesaltstruktur af FeO, da det er et komplekst defekt arrangement.
Nogle Fe 2+ -ioner erstattes af Fe 3+ -ioner, så den krystallinske struktur er altid jernmangel. Af denne grund siges det at være et ikke-støkiometrisk fast stof. Den formel, der bedst beskriver den, er Fe 1-x O.
På den anden side, hydreret jern (II) oxid (FeO.nH 2 O) er et grønt, krystallinsk fast stof.
nomenklatur
Det har flere navne:
- Jern (II) oxid.
- Jernoxid.
- Jernmonoxid.
- Wustita.
- Wuestita.
- Iosiderit.
- Iozita.
Ejendomme
Fysisk tilstand
Krystallinsk fast stof.
Mohs hårdhed
5-5,5.
Molekylær vægt
71,84 g / mol.
Smeltepunkt
1368 ° C
Massefylde
5,7 g / cm 3
Opløselighed
Praktisk uopløselig i vand og alkalier. Opløseligt hurtigt i syrer. Uopløselig i alkohol.
Brydningsindeks
2.23.
Andre egenskaber
- Let oxideret i luft. Under visse forhold tænder det spontant i luften. Derfor siges det at være pyroforisk.
- Det er en stærk base og absorberer kuldioxid hurtigt.
- Den naturlige mineral wustite er meget magnetisk. FeO er under -75 ºC antiferromagnetisk.
- Wustite opfører sig som en halvleder.
- De magnetiske og elektriske ledningsegenskaber såvel som dens struktur afhænger af den termiske historie og det tryk, som det er blevet udsat for.
Risici
- Indånding af jern (II) oxidstøv eller dampe betragtes som farligt, da det kan forårsage irritation af næse og hals og kan påvirke lungerne.
- Høje niveauer af eksponering for FeO-støv kan føre til en tilstand, der kaldes metal-dampfeber, en erhvervsmæssig eksponeringssygdom, der forårsager influenzalignende symptomer.
- Fortsat eksponering for høje niveauer af FeO kan have mere alvorlige virkninger, herunder en sygdom kendt som siderose. Dette er en betændelse i lungerne, der ledsages af symptomer, der ligner lungebetændelse.
Applikationer
I keramik
FeO er længe blevet brugt som pigment i keramiske blandinger.
I glasfremstilling
På grund af sin grønne farve, hydratiseret jernoxid (FeO.nH 2 O) udmærker i grønt glas fremstilling med varme absorberende egenskaber. Denne type glas bruges i bygninger, biler, vinflasker og andre anvendelser.
Grønne glasflasker. Vinitagangurde. Kilde: Wikipedia Commons
I stålindustrien
FeO bruges som råmateriale til fremstilling af stål. Det er vigtigt at understrege, at i denne applikation skal FeO-aktiviteten kontrolleres, for hvis den er i overskud, kan den påvirke processen negativt, især kan den øge oxidationen af aluminium. For at undgå dette tilsættes ofte aluminium eller calciumcarbid til slaggefasen.
Ved katalyse af kemiske reaktioner
Det bruges som katalysator i et stort antal industrielle og kemiske operationer. I katalysatorfremstillinger, der anvendes ved syntesen af NH 3 og methanisering iøjnefaldende.
I pesticider
Det bruges i formler til hjemmekontrol af insekter.
I kosmetikindustrien
Det bruges i rengøringsmidler, regeneratorer og cremer til personlig pleje.
Som farvestof eller pigment i kosmetik bruges det til at dække ufuldkommenheder på hudens overflade. Fordi den er uopløselig i vand, forbliver den i form af krystaller eller partikler og tillader større belægning.
Da det er et mineralpigment, er det mere modstandsdygtigt over for lys end organiske farvestoffer. Mineralpigmenter er mere uigennemsigtige, men mindre skinnende. Hydreret jern (II) oxid giver fremragende stabilitet og er blandt de mest anvendte mineralpigmenter i makeup.
I medicin
Magnetiske FeO-nanopartikler er vidt brugt inden for dette felt. F.eks. Drager farmaceutisk lægemiddelmålretning og teknikker, såsom cellesortering, fordel af tiltrækning af magnetiske partikler til høje magnetiske fluxdensiteter. Dette gælder kræftbehandling.
Ved konservering af mad
FeO fungerer som en antioxidant i mademballage. Det tilsættes som et fint pulver i en pose eller etiket fastgjort til emballagen, adskilt fra produktet. På denne måde frigøres den med en kontrolleret hastighed.
På grund af sin egenskaben at reagere let med oxygen, det virker som en O 2 indfangningsmiddel, hvilket reducerer dets koncentration i emballagen hvor fødevarer er placeret.
Således er den oxidative nedbrydning af fødevaren forsinket, hvilket øger dens varighed. Det bruges især til konservering af kød.
Kødemballage i et supermarked. Bruger: Mattes. Kilde: Wikipedia Commons
Andre anvendelser
Kosmetikindustrien bruger FeO til at skabe pigmenter i emaljer.
Referencer
- Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
- S. National Library of Medicine. (2019). Jernoxid. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Dance, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm og Trotman-Dickenson, AF (1973). Omfattende uorganisk kemi. Bind 3. Pergamon Press.
- Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Bind 14. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
- Betjent, B.; Major M.; Fitoussi, F.; Capellier, R.; Dormoy, M. og Ginestar, J. (2007). Farvestoffer i dekorativ og anden kosmetik. Analytiske metoder. 141-152. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Heness, G. (2012). Metal-polymer nanokompositter. Fremskridt inden for nanokompositter af polymerer. Gendannes fra sciencedirect.com
- Dalla Rosa, Marco (2019). Bæredygtighed i emballagen i kødindustrien. I bæredygtig kødproduktion og -forarbejdning. Kapitel 9. Gendannet fra sceincedirect.com.
- Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wustit. Gendannes fra mindat.org.
- Hazen, Robert M. og Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe 1-x O): En gennemgang af dens defektstruktur og fysiske egenskaber. Anmeldelser af geofysik og rumfysik, bind 22, nr. 1, side 37-46, februar 1984.