RAUTA (II) OKSIDI: RAKENNE, NIMIKKEISTÖ, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ - KEMIA - 2026

Rautaoksidi (II) oksidi tai rauta, on musta epäorgaaninen kiinteä aine on muodostettu saattamalla happea (O ₂), jossa rauta (Fe) on hapetustilassa +2. Sitä kutsutaan myös rauta-monoksidiksi. Sen kemiallinen kaava on FeO.

Sitä esiintyy luonnossa mineraaliwustiittina, joka on periklaasiryhmän jäsen. Se tunnetaan myös nimellä wuestite, iosiderite tai iozite. Wustite on läpinäkymätön mineraali, väriltään mustasta ruskeaan, vaikka heijastuneessa valossa se on harmaa. Siinä on metallinen kiilto.

Rauta (II) oksidijauhe. FK1954. Lähde: Wikipedia Commons

Rauta (II) oksidia voidaan saada rauta (II) oksalaatin termisellä tyhjöhajotuksella, jolloin saadaan pyroforinen musta jauhe. Tämä jauhe heikentää sen jakautumistilaa ja muuttuu vähemmän reaktiiviseksi kuumennettaessa korkeisiin lämpötiloihin.

Rauta (II) oksidikiteitä voidaan saada vain tasapaino-olosuhteissa korkeassa lämpötilassa, jäähdyttäen nopeasti järjestelmää. Jos reaktio suoritetaan alhaisemmissa lämpötiloissa, FeO on epävakaa ja muuttuu raudasta (Fe) ja oksidista Fe ₃ O ₄, koska hidas jäähdytys suosii suhteetonta suhdetta.

Koska se on pyroforinen, se on materiaali, joka aiheuttaa paloriskin. Lisäksi se on vaarallinen hengitettynä suurina määrinä ja pitkään, koska se voi aiheuttaa keuhkosairauksia.

Rauta (II) oksidia käytetään pigmenttinä keramiikassa, emaloissa, lasissa ja kosmetiikassa. Magneettisten ominaisuuksiensa vuoksi sitä käytetään lääketieteessä. Sitä käytetään myös antioksidanttina pakattuihin ruokia ja lisäksi sitä käytetään reaktiokatalyysiin ja torjunta-aineiden kaavoihin.

Rakenne

Rauta (II) oksidilla (FeO) on teoreettisesti kivisuolan kuutiorakenne, jossa on 4 Fe ^{2+ -ionia} ja 4 O ^2- ionia kutakin yksikkösolua kohden ja Fe ²⁺ -ionit miehittävät oktaedriset kohdat.

Tosiasia on kuitenkin, että se poikkeaa merkittävästi FeO: n ihanteellisesta kivisuolasuunnittelusta, koska se on monimutkainen viallinen järjestely.

Jotkut Fe ²⁺ -ionit korvataan Fe ³⁺ -ioneilla, joten kiteinen rakenne on aina rautavajainen. Tästä syystä sen sanotaan olevan ei-stökiometrinen kiinteä aine. Kaava, joka kuvaa sitä parhaiten, on Fe _1-x O.

Toisaalta, hydratoitu rauta (II) oksidi (FeO.nH ₂ O) on vihreä kiteinen kiinteä aine.

nimistö

Sillä on useita nimiä:

- Rauta (II) oksidi.

- rautaoksidi.

- Raudan monoksidi.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderite.

- Iozita.

ominaisuudet

Fyysinen tila

Kiteinen kiinteä aine.

Mohsin kovuus

5-5,5.

Molekyylipaino

71,84 g / mol.

Sulamispiste

1368 ° C.

Tiheys

5,7 g / cm ³

Liukoisuus

Käytännössä liukenematon veteen ja emäksiin. Liukenee nopeasti happoihin. Liukenematon alkoholiin.

Taitekerroin

2.23.

Muut ominaisuudet

- Hapettuu helposti ilmassa. Tietyissä olosuhteissa se syttyy itsestään ilmassa. Siksi sen sanotaan olevan pyroforinen.

- Se on vahva emäs ja imee hiilidioksidin nopeasti.

- Luonnollinen mineraaliwustiitti on erittäin magneettinen. Alle -75 ºC FeO on kuitenkin antiferromagneettinen.

- Wustite käyttäytyy kuin puolijohde.

- Magneettiset ja sähkönjohtavuusominaisuudet, samoin kuin sen rakenne, riippuvat sen lämpöhistoriasta ja paineista, joille se on altistunut.

riskit

- Rauta (II) oksidipölyn tai höyryjen hengittämistä pidetään vaarallisena, koska se voi aiheuttaa nenän ja kurkun ärsytystä ja vaikuttaa keuhkoihin.

- Korkea altistuminen FeO-pölylle voi johtaa metallihöyrykuumeen kutsuttuun tilaan, ammattialtistustautiin, joka aiheuttaa flunssan kaltaisia ​​oireita.

- Jatkuvalla altistumisella korkealle FeO-pitoisuudelle voi olla vakavampia vaikutuksia, mukaan lukien sideroosiksi kutsuttu sairaus. Tämä on keuhkotulehdus, johon liittyy keuhkokuumeeseen liittyviä oireita.

Sovellukset

Keramiikassa

FeO: ta on käytetty pitkään pigmenttinä keraamisissa seoksissa.

Lasinvalmistuksessa

Vihreän värinsä takia hydratoitu rautaoksidi (FeO.nH ₂ O) on erinomainen vihreän lasin valmistuksessa lämpöä absorboivilla ominaisuuksilla. Tämän tyyppistä lasia käytetään rakennuksissa, autoissa, viinipulloissa ja muissa sovelluksissa.

Vihreät lasipullot. Vinitagangurde. Lähde: Wikipedia Commons

Terästeollisuudessa

FeO: ta käytetään raaka-aineena teräksen valmistuksessa. On tärkeää korostaa, että tässä sovelluksessa FeO: n aktiivisuutta on valvottava, koska jos se on ylimääräistä, se voi vaikuttaa negatiivisesti prosessiin, etenkin se voi lisätä alumiinin hapettumista. Tämän välttämiseksi kuonafaasiin lisätään usein alumiinia tai kalsiumkarbidia.

Kemiallisten reaktioiden katalysoinnissa

Sitä käytetään katalysaattorina monissa teollisissa ja kemiallisissa toimissa. Katalyytin valmisteet, joita käytetään synteesissä NH ₃ ja metanoinnissa erottuvat.

Torjunta-aineissa

Sitä käytetään kaavoissa hyönteisten kotiin hallitsemiseksi.

Kosmetiikkateollisuudessa

Sitä käytetään puhdistusaineissa, regeneraattoreissa ja henkilökohtaiseen hygieniaan liittyvissä voiteissa.

Kosmetiikan väriaineena tai pigmenttinä sitä käytetään ihon pinnan puutteiden peittämiseen. Koska se ei liukene veteen, se pysyy käytettäessä kiteinä tai hiukkasina ja sallii suuremman päällysteen.

Mineraalipigmenttinä se kestää valoa paremmin kuin orgaaniset väriaineet. Mineraalipigmentit ovat läpinäkymättömiä, mutta vähemmän kiiltäviä. Hydrattu rauta (II) oksidi tarjoaa erinomaisen stabiilisuuden ja on meikissä eniten käytettyjä mineraalipigmenttejä.

Lääketieteessä

Magneettisia FeO-nanohiukkasia käytetään laajalti tällä alalla. Esimerkiksi farmaseuttisten lääkkeiden kohdistamisessa ja tekniikoissa, kuten solujen lajittelussa, hyödynnetään magneettisten hiukkasten vetovoimaa suuriin magneettisen vuon tiheyksiin. Tämä pätee syöpähoitoon.

Ruoan säilyttämisessä

FeO toimii antioksidanttina elintarvikkeiden pakkauksissa. Se lisätään hienona jauheena pakkaukseen kiinnitettyyn pussiin tai etikettiin, joka on erotettu tuotteesta. Tällä tavalla se vapautetaan kontrolloidulla nopeudella.

Koska sen ominaisuutena on reagoiminen helposti hapen kanssa, se toimii O ₂ talteenotto aine, vähentää sen konsentraatio pakkauksen sisällä, jossa ruoka on sijoitettu.

Siksi ruoan hapettuminen hajoaa, mikä pidentää sen kestoa. Sitä käytetään erityisesti lihan säilömiseen.

Lihapakkaukset supermarketissa. Käyttäjä: Mattes. Lähde: Wikipedia Commons

Muut käyttötavat

Kosmetiikkateollisuus käyttää FeO: ta pigmenttien luomiseen emaloihin.

Viitteet

1. Cotton, F. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kehittynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
2. S. Kansallinen lääketieteellinen kirjasto. (2019). Rautaoksidi. Palautettu pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm ja Trotman-Dickenson, AF (1973). Kattava epäorgaaninen kemia. Nide 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Kemiallisen tekniikan tietosanakirja. Nide 14. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
5. Valet, B.; Majuri M.; Fitoussi, F.; Capellier, R.; Dormoy, M. ja Ginestar, J. (2007). Väriaineet koriste- ja muussa kosmetiikassa. Analyyttiset metodit. 141-152. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Metallipolymeerin nanokomposiitit. Edistysaskel polymeeri-nanokomposiiteissa. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Pakkausten kestävyys lihateollisuudessa. Kestävässä lihantuotannossa ja jalostuksessa. Luku 9. Palautettu sceincedirect.com-sivustosta.
8. Hudsonin mineralogian instituutti (2019). Wüstite. Palautettu osoitteesta mindat.org.
9. Hazen, Robert M. ja Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): Katsaus sen vikarakenteeseen ja fysikaalisiin ominaisuuksiin. Katsaukset geofysiikkaan ja avaruusfysiikkaan, osa 22, nro 1, sivut 37-46, helmikuu 1984.