Struktura tlenku żelaza (iii), nomenklatura, właściwości, zastosowania

On tlenek żelaza (iii) U podtlenku żelaza jest nieorganicznym ciałem stałym utworzonym przez reakcję żelaza (wiarę) i tlenu (lub₂), w którym uzyskuje się stan utleniania żelaza +3. Jego formuła chemiczna jest wiara₂ALBO₃.

W naturze ma głównie w postaci minerału hematytowego, który zawdzięcza swoją nazwę czerwonego koloru pasków. Hematyt jest główną rudy żelaza do użytku przemysłowego.

Pył żelazowy lub tlenek żelaza (III). W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] Źródło: Wikipedia Commons

Kolor i wygląd wiary₂ALBO₃ zależą od wielkości i kształtu ich cząstek, a także od tożsamości i ilości zanieczyszczeń i obecności wody. Znane są żółte, pomarańczowe i czerwone pigmenty. Nie ma metalicznego połysku.

Nie prowadzi energii elektrycznej, ale zmieszany z innymi tlenkami pozwala na produkcję szkła półprzewodników. Krystaliczna postać alfa jest antyferromagnetyczna, a gamma jest ferromagnetyczna.

Jest używany jako czerwony pigment w obrazach, gumie, ceramice i papieru. Również w powłokach ochronnych dla stali i innych metali. Jego wszechstronność wynika z zdolności do farbowania i mocy powłoki, odporności na światło ultrafioletowe i alkalis.

Jest stosowany w przygotowaniu drobnych granatów lub kamieni kilku tlenków metali. Służy do polerowania metali szkła, diamentu i szlachetnych (stopień biżuterii). Jest również stosowany jako katalizator w różnych reakcjach. Był używany do oczyszczania ścieków.

[TOC]

Struktura

Alfa

Krystaliczna postać α -fe₂ALBO₃ ma strukturę Corindon (minerał Al₂ALBO₃), gdzie jony tlenkowe (lub^-2) Tworzą sześciokątne warstwy, z jonami wiary⁺³ Zajmując dwie trzecie ośmiadralnych miejsc.

Innymi słowy, każda wiara⁺³ Jest otoczony oktaedrycznie 6 jonów lub^-2. Jego kolor zmienia się poprzez zwiększenie wielkości cząstek od jasnego czerwieni do ciemnego fioletu.

Gamma

Γ -e₂ALBO₃ Prezentuje strukturę typu spinel z udziałem sześciennym układem jonów tlenkowych, z jonami wiary⁺³ losowo rozmieszczone między ośmiadralnym i czworościennym szczelinami. Ta krystaliczna odmiana, gdy jest podgrzewana w powietrzu do ponad 400 ° C zmian w strukturze alfa. Przedstawia brązowy kolor.

Beta i epsilon:

Są to rzadkie krystaliczne postacie tego tlenku. Β -fe₂ALBO₃ krystalizuj w układzie romboedrycznym. Ta struktura jest metastabalna, a gdy jest ogrzewana powyżej około 500 ° C zmian w odmianie alfa.

Może ci służyć: zasada SIND lub zasada mnożenia maxium

Ε -Fe₂ALBO₃ krystalizuj w sposób ortorrombiczny. Jest również metastable i w temperaturach od 230 do 500 ° C przechodzi do struktury alfa.

Nomenklatura

Krwawień: Naturalny minerał₂ALBO₃ który krystalizuje w formie alfa. Jest również znany jako dreszcz lub oligist.

Minerał hematytu. Jyothis w ML.Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/]] Źródło: Wikipedia Commons

Maghemita lub hematyt magnetyczny: Forma wiary gamma₂ALBO₃, Mało obfity w naturze.

Maghemita Mineral. Ra'ike [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] Źródło: Wikipedia Commons

Tlenek żelazowy: Wiara₂ALBO_3.

Naturalne żelazo (iii) Tlenki: Są znalezione w naturze. Były one używane od czasów prehistorycznych, na przykład w obrazach jaskini Altamira.

Syntetyczne tlenki żelaza (III): Przygotowują syntetycznie, uzyskując kompozycję odpowiadającą składowi naturalnymi minerałami. Są preferowani od tubylców ze względu na ich czysty niuans lub ton, spójne właściwości i zdolność barwienia.

Nieruchomości

Stan fizyczny

Stałe, których zabarwienie może być jasnoczerwone, czerwonawo -brązowe i ciemne fiolet w zależności od krystalicznej struktury i wielkości cząstek.

Waga molekularna

159,69 g/mol.

Temperatura topnienia

1566 ° C.

Gęstość

5,24 g/cm³

Rozpuszczalność

Nierozpuszczalny woda, rozpuszczalny kwas solny (HCl) i kwas siarkowy (H (H (H₂południowy zachód₄).

Inne właściwości

- Tlenki żelaza (III) charakteryzują się ich niską intensywnością kolorów, ich doskonałą odpornością na światło ultrafioletowe, farbowanie i doskonałą moc mocy powłoki.

- Są nietoksyczne, nie zanikają i ekonomiczne.

- Są odporne na alkalis. Nie reagują ze słabymi kwasami lub słabymi zasadami. Jeśli nie są zanieczyszczone manganami (MN), nie reagują z rozpuszczalnikami organicznymi.

- Forma alfa jest paramagnetyczna (przyciąga ją do magnesów, ale nie staje się materiałem na stałe magnetyzowanym) lub przeciwferromagnetycznym. Jest to izolator elektryczny.

- Postać gamma jest ferromagnetyczna. Oznacza to, że poprzez przechodzenie pola magnetycznego następuje uporządkowanie dipoli magnetycznych materiału, który pozostaje dużo czasu po wyeliminowaniu pola magnetycznego.

Aplikacje

W branży budowlanej

Pigmenty tlenku żelaza (III) są w dużej mierze stosowane do kolorowania cementowego i innych materiałów budowlanych: płytki betonowe, cegły brukowe, cement włóknisty, bitum lub zaprawa,.

Może ci służyć: Grignard Reagent: przygotowanie, aplikacje, przykłady Kolorowe cegły brukowe z tlenkiem żelazowym. Thorporre [CC przez 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/3.0)] Źródło: Wikipedia Commons

To zastosowanie opiera się na fakcie, że nie wpływają one na czas ustalania, siłę kompresji ani wytrzymałość na rozciąganie cementu lub innych materiałów.

Można je włączyć do wielu segregatorów ze względu na ich czysty kolorowy niuans, dobrą moc powlekania, dobrą odporność na ścieranie i niską tendencję do osadu.

W obrazach i powłokach

Ze względu na odporność na kwas i zasadę są one stosowane jako pigmenty farby i varnis. Jego wysokie opór temperatury czyni je dobrymi w emalii.

Syntetyczne pigmenty oparte na hematycie są stosowane w warstwach ochrony korozji, zwłaszcza żeglarzy. Jego krystaliczna struktura opóźnia penetrację wilgoci i substancje żrące obecne w Salepeter.

Dobrze chronią w powłokach wewnętrznych, zewnętrznych i metalowych. W utrzymaniu i odmalowaniu mostów jego użycie prowadzi do ochrony przed wilgocią, rosą lub gęstą mgłą oraz łatwym suszeniem w niskich temperaturach środowiskowych.

Jest również używany na papierze do pokrycia ścian.

W branży tworzyw sztucznych i gumowych

Tlenki żelaza (III) są używane do kolorowania tworzyw sztucznych i gumy. W tym zastosowaniu preferowane są syntetyczne tlenki żelaza (III). Chociaż naturalne tlenki żelaza (III) są tańsze, ich zastosowanie zmniejszyło się w stosunku do syntetycznych.

W szklance i biżuterii

Są również używane w szklanym polerowaniu, metalach szlachetnych, diamentach i kamieniach szlachetnych.

Służą również jako barwniki w produkcji szkła.

W magnetycznych materiałach rejestrujących

Forma gamma została wykorzystana jako materiał magnetyczny w produkcji magnetycznych mediów rejestrujących, na przykład w systemach przechowywania informacji, takich jak kasety audio i wideo, w badaniach nadawczych, dyskietce.

W tym zastosowaniu wielkość cząstek jest niezwykle ważna, aby zapewnić dobre właściwości magnetyczne. Poziom hałasu w taśm magnetycznych zmniejsza się przez zmniejszenie wielkości cząstek.

Ważna jest również jego odporność na tarcie, jako dyskietkę.

Może ci służyć: fosforan magnezu (MG3 (PO4) 2)

Przygotowano magnetyczne związki polimerowe z nanocząstkami γ-FE₂ALBO₃, używać ich na elektromagnetycznych urządzeniach interferencyjnych i absorpcji mikrofalowej.

W branży żywności, farmaceutycznej i kosmetycznej

Syntetyczne pigmenty na bazie żelaza, które wystąpiły z czystych materiałów startowych, są uważane za nietoksyczne.

Z tego powodu można je wykorzystać jako barwniki produktów żywnościowych, farmaceutycznych i kosmetyków.

O reakcjach chemicznych

Tlenki żelaza (III) są stosowane jako katalizatory lub podstawa katalizatora w różnych procesach chemicznych.

Wraz z octanem celulozowym zostały one przetestowane jako wsparcie dla nanocząstek metali w celu wykorzystania ich jako katalizatorów w degradacji toksycznych związków organicznych, które zanieczyszczają ścieki.

Ze względu na ich zdolność do wchłaniania światła widma widzialnego, zostały one zaproponowane do fotokatalizy w fotodegradacji zanieczyszczenia organicznego.

W zmniejszaniu globalnego ocieplenia

Hematyt był badany jako sorbent w reakcjach wychwytywania dwutlenku węgla (CO₂). Badane jest, czy służy to rozwiązaniu problemu skutków globalnego ocieplenia wytwarzanego przez wysokie stężenie CO₂ w atmosferze.

Inne zastosowania

- Ze względu na jego adsorbent, wiara₂ALBO₃ Jest stosowany w produkcji czujników fluorowych lub innych gazów i detektorów wilgoci.

- Zmieszane z innymi tlenkami stosuje się w opracowaniu kryształów półprzewodników.

- Został użyty jako właściwości elektrochemiczne niewłaściwe w akumulatorach litowych.

Bibliografia

1. American Elements (2019). Tlenek żelaza (iii). Odzyskane z amerykańskich.com.
2. Bawełna, f. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. John Wiley & Sons.
3. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedia technologii chemicznej. Tom 14 i 19. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
4. Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna. (1990). Tom A20. PIĄTA EDYCJA. VCH. Verlagsgelschaft MBH.
5. Castaño, j.G. i Arroyave, c. (1998). Funkcjonalność tlenków żelaza. Metal. Madryt, 34 (3), 1998. Wyzdrowiał z Revististametalurgy.czasopisma.CSIC.Jest
6. Esraa m. Bakhsh, Shahid Ali Khan, Hadi M. Marwani, Ekram i. Duński, Abdullah m. Asyri, Sher Bahadar Khan. (2017). Wydajność cellulozy octanu-ferryczne nanokompozytowe katalizatory metalu w kierunku zmniejszenia zanieczyszczeń środowiskowych. International Journal of Biological Macromolecules. Doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.09.034
7. Mora Mendoza i.I. i in. (2019). Tlenki żelaza jako wydajne sorbnty do przechwytywania CO2. Jornal of Materials Research and Technology. 2019, 8 (3): 2944-2956. Odzyskane z naukowym.com.
8. Piao Xu i in. (2012). Zastosowanie nanomateriałów tlenku żelaza w oczyszczaniu ścieków: przegląd. Nauka o całkowitym środowisku 424 (2012) 1-10. Odzyskane z naukowym.com.