Štruktúra oxidu železa (III), nomenklatúra, vlastnosti, použitie

On oxid železa (III) oxid u železit₂), v ktorom sa získa stav oxidácie železa +3. Jeho chemický vzorec je viera₂Ani₃.

V prírode je hlavne vo forme hematitového minerálu, ktorý vďačí za svoje meno červenej farbe jej pruhov. Hematit je hlavnou železnou rudou pre priemyselné použitie.

Prach oxidu železa alebo oxid železa (III). W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)] Zdroj: Wikipedia Commons

Farba a vzhľad viery₂Ani₃ závisí od veľkosti a tvaru ich častíc, ako aj od identity a množstva prítomných nečistôt a vody. Je známe žlté, oranžové a červené pigmenty. Nemá kovový lesk.

Nevykonáva elektrinu, ale zmieša sa s inými oxidmi, ktoré umožňuje výrobu polovodičového skla. Alfa kryštalická forma je antiferomagnetická a gama je feromagnetická.

Používa sa ako červený pigment v obrazoch, gumári, keramike a papieri. Tiež v ochranných povlakoch pre oceľ a iné kovy. Jeho univerzálnosť je spôsobená jej farbivou kapacitou a silou povlaku, jej odporu voči ultrafialovému svetlu a alkalis.

Používa sa pri príprave jemných žien alebo kameňov niekoľkých oxidov kovu. Používa sa na leštné sklo, diamant a drahé kovy (stupeň šperkov). Používa sa tiež ako katalyzátor v rôznych reakciách. Používa sa na čistenie odpadových vôd.

[TOC]

Štruktúra

Alfa

Kryštalická forma a -FE₂Ani₃ má štruktúru Corindonu (minerál Al₂Ani₃), kde oxidové ióny (alebo^-2) Tvoria hexagonálne zabalené vrstvy s iónmi viery⁺³ Zaberá dve tretiny oktaedrických miest.

Inými slovami, každá viera⁺³ Je obklopený oktahedricky 6 iónmi alebo^-2. Jeho farba sa mení zvýšením veľkosti častíc zo svetlo červenej na tmavú fialovú farbu.

Gamma

Γ -Fe₂Ani₃ Predstavuje štruktúru typu spinel s kubickým zabaleným usporiadaním oxidových iónov, s iónmi viery⁺³ náhodne rozdelené medzi oktaedrické a tetraedrálne medziskupiny. Táto kryštalická odroda, keď je zahrievaná vo vzduchu na viac ako 400 ° C zmeny v štruktúre alfa. Predstavuje hnedú farbu.

Beta a epsilon:

Sú to zriedkavé kryštalické formy tohto oxidu. Β -fe₂Ani₃ kryštalizovať v rhombohedrálnom systéme. Táto štruktúra je metastabilná a keď sa zahrieva nad približne 500 ° C zmeny v odrode alfa.

Môže vám slúžiť: zásada SIND RULE alebo MAXIUM MUSLITLITY

Ε -fe₂Ani₃ kryštalizovať ortorrombickým spôsobom. Je tiež metastabilný a pri teplotách medzi 230 a 500 ° C prechádza do alfa štruktúry.

Menovanie

Hematit: prírodný minerál₂Ani₃ ktoré kryštalizuje vo forme alfa. Je tiež známa ako škólska alebo oligista.

Hematitný minerál. Jyothis v ML.Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/]] Zdroj: Wikipedia Commons

Maghemita alebo magnetický hematit: Gama forma viery₂Ani₃, Malý hojný charakter.

Minerál Maghemita. Ra'ike [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)] Zdroj: Wikipedia Commons

Oxid železitý: Vernosť₂Ani_3.

Oxidy prírodného železa (iii): Nachádzajú sa v prírode. Boli používané od praveku, napríklad v obrazoch jaskýň Altamira.

Syntetické oxidy železa (III): Pripravujú synteticky a získajú kompozíciu, ktorá zodpovedá zloženiu prírodných minerálov. Sú uprednostňovaní pred domorodcami pre ich čistú nuanciu alebo tón, konzistentné vlastnosti a kapacitu farbenia.

Vlastnosti

Fyzický stav

Pevná, ktorej sfarbenie môže byť jasne červená, červenkastovaná a tmavá fialová v závislosti od kryštalickej štruktúry a veľkosti častíc.

Molekulová hmotnosť

159,69 g/mol.

Bod topenia

1566 ° C.

Hustota

5,24 g/cm³

Rozpustnosť

Nerozpustné vo vode, rozpustná kyselina chlorovodíková (HCl) a kyselina sírová (H₂SW₄).

Ďalšie vlastnosti

- Oxidy železa (III) sa vyznačujú ich nízkou intenzitou farieb, vynikajúcou odolnosťou voči ultrafialovému svetlu, jeho farbením a vynikajúcou povlakovou výkonnosťou.

- Sú netoxické, nezmiznú a sú ekonomické.

- Sú odolné voči alkálii. Nereagujú so slabými kyselinami alebo slabými základňami. Ak nie sú kontaminovaní mangánom (MN), nereagujú s organickými rozpúšťadlami.

- Alfa forma je paramagnetický (priťahuje sa k magnetom, ale nestane sa trvalo magnetizovaným materiálom) alebo antiferomagnetickým. Je to elektrický izolátor.

- Gama forma je feromagnetická. To znamená, že podstúpením magnetického poľa sa vyskytuje usporiadanie magnetických dipólov materiálu, ktoré zostáva dlhá doba po eliminácii magnetického poľa.

Žiadosti

V stavebníctve

Pigmenty oxidu železa (III) sa do značnej miery používajú na sfarbenie cementu a ďalšie stavebné materiály: betónové dlaždice, dláždené tehly, vláknitý cement, bitúmen alebo malta.

Môže vám slúžiť: Grignard Reagent: Príprava, aplikácie, príklady Farebné dlažby tehly s oxidom železitého. Thorpore [CC BY 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)] Zdroj: Wikipedia Commons

Toto použitie je založené na skutočnosti, že nemá vplyv na čas nastavenia, kompresnú silu ani pevnosť v ťahu cementu alebo iných materiálov.

Môžu byť začlenené do mnohých spojív kvôli svojej čisto farebnej nuancii, dobrým náterom, dobrým odporom orstvu a nízkej tendencie k sedimentu.

V obrazoch a povlakoch

Vďaka svojej kyseline a základnej odolnosti sa používajú ako farby a varnis pigmenty. Vďaka svojej vysokej teplotá.

Pigmenty na báze syntetického hematitu sa používajú v kabátoch na ochranu proti korózii, najmä námorníkov. Jeho kryštalická štruktúra oneskoruje prenikanie vlhkosti a korozívne látky prítomné v slanom.

Chráňte dobre vo vnútorných povlakoch, vonkajších a kovových kusoch. Pri údržbe a prefarbení mostov vedie jeho použitie na ochranu pred vlhkosťou, rosou alebo hustou hmlou a ľahké sušenie pri nízkych teplotách prostredia.

Používa sa tiež na papieri na zakrytie stien.

V plastovom a gumovom priemysle

Oxidy železa (III) sa používajú na farbu plastov a gumy. V tejto aplikácii sú preferované oxidy syntetického železa (III). Aj keď sú oxidy prírodného železa (III) lacnejšie, ich použitie sa znížilo proti syntetickým.

V skle a šperkoch

Používajú sa tiež na leštenie skla, drahé kovy, diamanty a drahé kamene.

Podávajú tiež ako farbivá vo výrobe skla.

V materiáli magnetického záznamu

Forma gama sa používa ako magnetický materiál vo výrobe magnetického záznamového média, napríklad v systémoch ukladania informácií, ako sú zvukové a video kasky, vo vysielacích štúdiách, disketa, disketa.

V tejto aplikácii je veľkosť častíc mimoriadne dôležitá na zabezpečenie dobrých magnetických vlastností. Hladina hluku v magnetických pásky klesá znížením veľkosti častíc.

Je tiež dôležitý jeho odpor voči treniu, ako disketa.

Môže vám slúžiť: fosforečnan horečnatý (MG3 (PO4) 2)

Boli pripravené magnetické polymérne zlúčeniny s nanočasticiami y-FE₂Ani₃, Použiť ich na elektromagnetických interferenčných zariadeniach a mikrovlnnej absorpcii.

V potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle

Syntetické pigmenty na báze železa, ktoré sa vyskytli z čistých východiskových materiálov, sa považujú za netoxické.

Z tohto dôvodu môžu byť použité ako farby potravín, farmaceutických a kozmetických výrobkov.

Na chemické reakcie

Oxidy železa (III) sa používajú ako katalyzátory alebo katalyzátorová základňa v rôznych chemických procesoch.

Spolu s acetátom celulózy boli testované ako podpora kovových nanočastíc, aby ich používali ako katalyzátory pri degradácii toxických organických zlúčenín, ktoré znečisťujú odpadovú vodu znečisťujú.

Vďaka svojej schopnosti absorbovať svetlo viditeľného spektra boli navrhnuté na fotokatalýzu pri fotodegradácii organického znečistenia.

Pri znižovaní globálneho otepľovania

Hematit bol študovaný ako sorbent v reakciách na zachytávanie oxidu uhličitého (CO₂). Skúma sa, či by to slúžilo na vyriešenie problému účinkov globálneho otepľovania spôsobeného vysokou koncentráciou CO₂ v atmosfére.

Iné použitia

- Pre svoju kapacitu adsorbovania, viera₂Ani₃ Používa sa na výrobu fluórnych senzorov alebo iných plynov a detektorov vlhkosti.

- Zmiešaný s inými oxidmi sa používa pri vypracovaní polovodičových kryštálov.

- Používa sa ako elektrochemické vlastnosti nevhodné v nabíjateľných lítiových batériách.

Odkazy

1. Americké prvky (2019). Oxid železa (iii). Zotavené z americalmentov.com.
2. Bavlna, f. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chémia. John Wiley & Sons.
3. Kirk-Othmer (1994). Encyklopédia chemickej technológie. Zväzok 14 a 19. Štvrté vydanie. John Wiley & Sons.
4. Ullmannova encyklopédia priemyselnej chémie. (1990). Zväzok A20. Piaty vydanie. Vch. Verlagsgelschaft mbh.
5. Castaño, J.G. a arroyave, c. (1998). Funkčnosť oxidov železa. Kov. Madrid, 34 (3), 1998. Zotavené z Revististametalurgy.časopisy.Csic.je
6. Esraa m. Bakhsh, Shahid Ali Khan, Hadi M. Marwani, Ekram a. Dánsky, Abdullah m. Assyri, Sher Bahadar Khan. (2017). Výkon nanokompozitu octanu celulózy acetátu podporovaný kovovými katalyzátormi k zníženiu environmentálnych znečisťujúcich látok. Medzinárodný denník biologických makromolekulov. Doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.09.034
7. Mora Mendoza a.A. a kol. (2019). Oxidy železa ako účinné sorbnty na zachytenie CO2. Jornal of Materials Research and Technology. 2019, 8 (3): 2944-2956. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
8. Piao Xu, a kol. (2012). Použitie nanomateriálov oxidu železa pri čistení odpadových vôd: prehľad. Science of Total Environment 424 (2012) 1-10. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.