IJZER (II) OXIDE: STRUCTUUR, NOMENCLATUUR, EIGENSCHAPPEN, GEBRUIK - CHEMIE - 2026

Het ijzeroxide (II) oxide of ferro, is een zwarte anorganische vaste stof die wordt gevormd door de reactie van zuurstof (O ₂ ) met ijzer (Fe) tot de + 2 oxidatietoestand. Het wordt ook wel ijzermonoxide genoemd. De chemische formule is FeO.

Het wordt in de natuur aangetroffen als het mineraal wustiet, een lid van de periklaasgroep. Het is ook bekend als wuestite, iosiderite of iozite. Wustiet is een ondoorzichtig mineraal, zwart tot bruin van kleur, hoewel het onder gereflecteerd licht grijs is. Het heeft een metaalachtige glans.

IJzeroxide of ijzer (II) oxidepoeder. FK1954. Bron: Wikipedia Commons

IJzer (II) oxide kan worden verkregen door thermische vacuümontleding van ijzer (II) oxalaat, waarbij een pyrofoor zwart poeder wordt verkregen. Dit poeder vermindert de staat van verdeling en wordt minder reactief bij verhitting tot hoge temperaturen.

IJzer (II) oxide kristallen kunnen alleen worden verkregen onder evenwichtsomstandigheden bij hoge temperatuur, waardoor het systeem snel afkoelt. Wanneer de reactie bij lagere temperaturen wordt uitgevoerd, de FeO instabiel en wordt ijzer (Fe) en Fe ₃ O ₄ oxide , aangezien langzame afkoeling gunst disproportionering.

Omdat het pyrofoor is, is het een materiaal dat brandgevaarlijk is. Bovendien is het gevaarlijk als het in grote hoeveelheden en gedurende lange tijd wordt ingeademd, omdat het longaandoeningen kan veroorzaken.

IJzer (II) oxide wordt gebruikt als pigment in keramiek, email, glazen en cosmetica. Vanwege zijn magnetische eigenschappen wordt het in de geneeskunde gebruikt. Het wordt ook gebruikt als antioxidant in verpakt voedsel en bovendien wordt het gebruikt bij reactiekatalyse en in pesticidenformules.

Structuur

IJzer (II) oxide (FeO) bezit theoretisch de kubische structuur van steenzout, met 4 Fe ²⁺ -ionen en 4 O ² -ionen voor elke eenheidscel, en Fe ²⁺ -ionen die de octaëdrische plaatsen bezetten.

De realiteit is echter dat het aanzienlijk afwijkt van de ideale steenzoutstructuur van FeO, aangezien het een complexe foutieve opstelling is.

Sommige Fe ²⁺ -ionen worden vervangen door Fe ³⁺ -ionen , dus de kristallijne structuur is altijd ijzergebrek. Om deze reden wordt gezegd dat het een niet-stoichiometrische vaste stof is. De formule die het het beste beschrijft is Fe _1-x O.

Aan de andere kant is gehydrateerd ijzer (II) oxide (FeO.nH ₂ O) een groene kristallijne vaste stof.

Nomenclatuur

Het heeft verschillende namen:

- IJzer (II) oxide.

- IJzeroxide.

- IJzermonoxide.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderite.

- Iozita.

Eigendommen

Fysieke toestand

Kristallijne vaste stof.

Mohs-hardheid

5-5.5.

Molecuulgewicht

71,84 g / mol.

Smeltpunt

1368 ° C.

Dichtheid

5,7 g / cm ³

Oplosbaarheid

Vrijwel onoplosbaar in water en logen. Snel oplosbaar in zuren. Onoplosbaar in alcohol.

Brekingsindex

2.23.

Andere eigenschappen

- Gemakkelijk geoxideerd in lucht. Onder bepaalde omstandigheden ontbrandt het spontaan in de lucht. Daarom wordt gezegd dat het pyrofoor is.

- Het is een sterke basis en neemt snel kooldioxide op.

- Het natuurlijke mineraal wustiet is sterk magnetisch. Onder -75 ºC FeO is echter antiferromagnetisch.

- Wustite gedraagt ​​zich als een halfgeleider.

- De magnetische en elektrische geleidbaarheidseigenschappen, evenals de structuur, zijn afhankelijk van de thermische geschiedenis en de druk waaraan het is blootgesteld.

Risico's

- Inademing van ijzer (II) oxide stof of dampen wordt als gevaarlijk beschouwd, aangezien het irritatie van de neus en keel kan veroorzaken en de longen kan aantasten.

- Hoge blootstelling aan FeO-stof kan leiden tot een aandoening die metaaldampkoorts wordt genoemd, een beroepsziekte die griepachtige symptomen veroorzaakt.

- Voortdurende blootstelling aan hoge concentraties FeO kan ernstigere effecten hebben, waaronder een ziekte die bekend staat als siderosis. Dit is een ontsteking van de longen die gepaard gaat met symptomen die lijken op longontsteking.

Toepassingen

In aardewerk

FeO wordt al lang gebruikt als pigment in keramische mengsels.

Bij de glasproductie

Door zijn groene kleur blinkt gehydrateerd ijzeroxide (FeO.nH ₂ O) uit bij de fabricage van groen glas met warmte-absorberende eigenschappen. Dit type glas wordt gebruikt in gebouwen, auto's, wijnflessen en andere toepassingen.

Groene glazen flessen. Vinitagangurde. Bron: Wikipedia Commons

In de staalindustrie

FeO wordt gebruikt als grondstof bij de vervaardiging van staal. Het is belangrijk om te onderstrepen dat in deze toepassing de activiteit van FeO moet worden gecontroleerd, want als het teveel is, kan het het proces negatief beïnvloeden, vooral het kan de oxidatie van aluminium verhogen. Om dit te voorkomen wordt vaak aluminium of calciumcarbide toegevoegd aan de slakfase.

Bij katalyse van chemische reacties

Het wordt gebruikt als katalysator bij een groot aantal industriële en chemische bewerkingen. In katalysatorbereidingen vallen de preparaten op die worden gebruikt bij de synthese van NH ₃ en methanisering.

In pesticiden

Het wordt gebruikt in formules voor thuisbestrijding van insecten.

In de cosmetische industrie

Het wordt gebruikt in reinigingsmiddelen, regeneratoren en crèmes voor persoonlijke verzorging.

Als kleurstof of pigment in cosmetica wordt het gebruikt om onvolkomenheden op het huidoppervlak te bedekken. Omdat het onoplosbaar is in water, blijft het bij gebruik in de vorm van kristallen of deeltjes en laat het een betere coating toe.

Omdat het een mineraal pigment is, is het beter bestand tegen licht dan organische kleurstoffen. Minerale pigmenten zijn dekkend maar minder glanzend. Gehydrateerd ijzer (II) oxide biedt uitstekende stabiliteit en is een van de meest gebruikte minerale pigmenten in make-up.

In de geneeskunde

Magnetische FeO-nanodeeltjes worden op dit gebied veel gebruikt. Targeting op farmaceutische geneesmiddelen en technieken zoals celsortering profiteren bijvoorbeeld van de aantrekkingskracht van magnetische deeltjes tot hoge magnetische fluxdichtheden. Dit geldt voor de behandeling van kanker.

Bij het bewaren van voedsel

FeO werkt als een antioxidant in voedselverpakkingen. Het wordt als fijn poeder toegevoegd in een zakje of etiket op de verpakking, gescheiden van het product. Op deze manier wordt het met een gecontroleerde snelheid vrijgegeven.

Vanwege zijn eigenschap om gemakkelijk te reageren met zuurstof, werkt het als een O ₂ -vangend middel , waardoor de concentratie in de verpakking waar het voedsel zich bevindt, afneemt.

Zo wordt de oxidatieve afbraak van het voedsel vertraagd, waardoor de duur ervan toeneemt. Het wordt vooral gebruikt bij het conserveren van vlees.

Vleesverpakkingen in een supermarkt. Gebruiker: Mattes. Bron: Wikipedia Commons

Andere gebruiken

De cosmetische industrie gebruikt FeO om pigmenten in email te maken.

Referenties

1. Cotton, F. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
2. S. National Library of Medicine. (2019). IJzeroxide. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Dans, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm en Trotman-Dickenson, AF (1973). Uitgebreide anorganische chemie. Deel 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedie van chemische technologie. Deel 14. Vierde editie. John Wiley & Sons.
5. Valet, B.; Majoor M .; Fitoussi, F.; Capellier, R.; Dormoy, M. en Ginestar, J. (2007). Kleurstoffen in decoratieve en andere cosmetica. Analytische methodes. 141-152. Opgehaald van sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Metaal-polymeer nanocomposieten. Vooruitgang in polymere nanocomposieten. Opgehaald van sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Duurzaamheid van verpakkingen in de vleesindustrie. In duurzame vleesproductie en -verwerking. Hoofdstuk 9. Hersteld van sceincedirect.com.
8. Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wüstite. Opgehaald van mindat.org.
9. Hazen, Robert M. en Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): een overzicht van de defectstructuur en fysische eigenschappen. Recensies van geofysica en ruimtefysica, deel 22, nr. 1, pagina's 37-46, februari 1984.