Oxid železitý

Oxid železa je chemická zlúčenina medzi železom a kyslíkom

Čo je oxid železa?

On oxid železitý Je to ktorákoľvek zo zlúčenín vytvorených medzi železom a kyslíkom. Vyznačujú sa tým, že sú iónmi a kryštalickými a ležia rozptýlení v dôsledku erózie svojich minerálov, skladania pôdy, rastlinnej hmoty a dokonca aj interiéru živých organizmov.

Je to jedna z rodín zlúčenín, ktorá prevláda v zemskej kôre. Oxidy železa sú doteraz známe, väčšina z nich je prirodzeného pôvodu a iné syntetizované za extrémnych tlakových alebo teplotných podmienok.

Na hornom obrázku je zobrazená časť prášku oxidu železitého. Jeho charakteristická červená farba pokrýva železo niekoľkých architektonických prvkov v tom, čo je známe ako hrdza. Podobne sa pozoruje na svahoch, horách alebo pôdach zmiešaných s mnohými ďalšími minerálmi, ako je žltý prach Goethity (a-feooh).

Najznámejšie oxidy železa sú hematit (a-Fe₂Ani₃) a Maghemita (ϒ-viera₂Ani₃), oba polymorfy oxidu železitého; A v neposlednom rade magnetit (viera₃Ani₄).

Ich polymorfné štruktúry a jeho veľká povrchová oblasť sú vyrobené z zaujímavých materiálov, ako sú sorbenty, alebo pre syntézu nanočastíc so širokými aplikáciami.

Konštrukcia oxidov železa

Horný obrázok je znázornením kryštalickej štruktúry škaredého, jedného z oxidov železa, kde má valenka železa +2. Červené gule zodpovedajú aniónom alebo^2-, Zatiaľ čo katióny žltej do viery²⁺.

Všimnite si, že každá viera²⁺ je obklopený šiestimi resp^2-, Vytváranie oktaedrickej koordinačnej jednotky.

Škaredá štruktúra sa preto môže „rozpadať“ v škaredých jednotkách₆, Kde ústredným atómom je viera²⁺. V prípade oxihydroxidov alebo hydroxidov je oktaedrálna jednotka škaredá₃(Oh)₃.

Môže vám slúžiť: peroxid vápenatý (CAO2): vlastnosti, riziká a použitia

V niektorých štruktúrach, namiesto oktaedronu, existujú tetraedrálne jednotky, škaredé₄. Z tohto dôvodu sú oxidy železa obvykle zastúpené z oktudovanej alebo tetraedry so železnými centrami.

Štruktúry oxidov železa závisia od tlakových alebo teplotných podmienok, od viery/pomeru (to znamená, koľko kyslíka je pre železo a naopak) a Valencia del Hierro (+2, +3 a veľmi zriedka v syntetických oxidoch , +4).

Všeobecne objemné anióny alebo^2- Zosúladia formujúce listy, ktorých diery hostí katióny viery²⁺ alebo viera³⁺. Existujú teda oxidy (napríklad magnetit), ktoré majú žehličky s oboma valenciami.

Polymorfizmus

Oxidy železa majú polymorfizmus, to znamená rôzne štruktúry alebo kryštalické usporiadania pre tú istú zlúčeninu. Oxid železitý, viera₂Ani₃, má až štyri možné polymorfy. Hematit, a-Fe₂Ani₃, Je to najstabilnejší zo všetkých; nasledovaná Maghemita, ϒ viera₂Ani₃, a pre syntetickú β-vieru₂Ani₃ a ε- viera₂Ani₃.

Všetky majú svoje vlastné typy kryštalických štruktúr a systémov. Pomer 2: 3 však zostáva konštantný, takže existujú tri anióny alebo^2- Pre každé dve katióny viera³⁺.

Rozdiel spočíva v tom, ako sa nachádzajú škaredé oktaedrálne jednotky₆ vo vesmíre a ako sa stretávajú.

Štrukturálne prepojenia

Škaredá oktaedrálna jednotka₆

Škaredé oktaedrické jednotky₆ dá sa vizualizovať pomocou vynikajúceho obrázka. V rohoch oktaedra sú alebo^2-, Zatiaľ čo v jeho strede viera²⁺ alebo viera³⁺(V prípade viery₂Ani₃). Spôsob, akým sú tieto oktaedry usporiadané vo vesmíre, odhaľuje štruktúru hrdze.

Ovplyvňujú však aj to, ako sa spojili. Napríklad dve oktaedra sa môžu pripojiť k dvom z ich vrcholov, ktoré sú reprezentované kyslíkovým mostom: Fe-o-Fe. Podobne sa môže Octaedra spojiť cez svoje okraje (priľahlé k sebe). Potom by bolo zastúpené dvoma kyslíkovými mostmi: Fe- (o)₂-Vernosť.

Môže vám slúžiť: oxid chlóru (V): Vlastnosti, štruktúra, použitie

A nakoniec, Octaedra môže interagovať cez svoje tváre. Zastúpenie by teraz bolo s tromi kyslíkovými mostmi: Fe- (O)₃-Vernosť. Spôsob, akým je oktaedra prepojená, sa internekleárne vzdialenosti líšia, a preto by sa fyzikálne vlastnosti oxidu.

Vlastnosti oxidov železa

Oxid železa je zlúčenina s magnetickými vlastnosťami. Môžu to byť anti, ferro alebo ferrimagnetické a závisia od valencií viery a toho, ako katióny interagujú v pevnej podobe.

Pretože pevné štruktúry sú veľmi rozmanité, rovnako ako ich fyzikálne a chemické vlastnosti sú.

Napríklad polymorfy a hydráty viery₂Ani₃ Majú rôzne hodnoty bodov topenia (ktoré sa pohybujú medzi 1.200 a 1.600 ° C) a hustoty. Majú však malú rozpustnosť po viere³⁺, Rovnaká molekulová hmota je z hnedých farieb a sotva sa rozpustí v kyslých roztokoch.

Nomenklatúra oxidov železa

IUPAC nastavuje tri spôsoby, ako vymenovať oxid železa. Tri sú veľmi užitočné, aj keď pre komplexné oxidy (napríklad viera₇Ani₉) Systematika riadi nad ostatnými svojou jednoduchosťou.

Systematická nomenklatúra

Zohľadňujú sa čísla kyslíka a železa a pomenujú ich predponou mono-mono-, di-, tri- atď. Podľa tejto nomenklatúry viera₂Ani₃ sa volá: Trikoxid dalžehlička. A pre vieru₇Ani₉ Jeho meno by bolo: Heptahierro nonaxide.

Nomenklatúra

To sa týka Valencia del Hierro. Ak je to viera²⁺, Oxid železa je napísaný ... a jeho valencia s rímskymi číslami uzamknutými v zátvorkách. Za vieru₂Ani₃ Volá sa: Oxid železa (III).

Môže vám slúžiť: tlak pary: koncept, príklady a cvičenia vyriešené

Všimnite si, že viera³⁺ Dá sa určiť algebraickými sumami. Áno^2- Má dve negatívne obvinenia a existujú tri z nich, pridať -6. Na neutralizáciu tohto -6 vyžadujú +6, ale existujú dve viery, takže musia byť rozdelené dvoma, +6/2 = +3:

2x (kovová valencia) + 3 (-2) = 0

Jednoducho vyčistenie valencie viery v oxid. Ale ak X nie je celé číslo (ako takmer všetky zostávajúce oxidy), potom existuje zmes viery²⁺ A viera³⁺.

Tradičná nomenklatúra

Prípona -ico sa udeľuje predpone Ferr- keď má viera Valencia +3, a -tak, keď je jej Valencia 2+. Teda viera₂Ani₃ sa volá: oxid železita.

Používa sa oxidy železa

Nanočastice

Oxidy železa majú vysokú kryštalizačnú energiu, ktorá umožňuje vytvárať veľmi malé kryštály, ale s veľkou plochou.

Z tohto dôvodu majú veľký záujem o oblasti nanotechnológie, kde navrhujú a syntetizujú oxidové nanočastice (NP) na konkrétne účely:

• Ako katalyzátory.
• Ako drogová rezervoár alebo gény v tele.
• Pri návrhu senzorických povrchov pre rôzne typy biomolekúl: bielkoviny, cukry, tuky.
• Na ukladanie magnetických údajov.

Pigmenty

Pretože niektoré oxidy sú veľmi stabilné, slúžia na farbenie textilu alebo dávajú povrchom akéhokoľvek materiálu jasné farby akéhokoľvek materiálu. Z mozaiky podlah -červené, žlté a oranžové (dokonca zelené) maľby -, plasty, kožné po architektúra.

Odkazy

1. Správcovia Dartmouth College (18. marca 2004). Stechiometria oxidov železa. Zobraté z: Dartmouth.Edu
2. Ryosuke Sinmyo a kol. (8. september 2016). Objav Fe₇Ani₉: Nový oxid železa s komplexnou monoklinickou štruktúrou. Získané z: Prírody.com
3. M. Cornell, u. Schwertmann. Oxidy železa: štruktúra, vlastnosti, reakcia, výskyt a použitie [PDF]. Wiley-vch. Zobraté z: EPSC511.Blednúť.Edu