Jernoksid (III) struktur, nomenklatur, egenskaper, bruk

Han Jernoksid (III) U jernoksid er et uorganisk fast stoff dannet ved reaksjon av jern (tro) og oksygen (eller₂), der en jernoksidasjonstilstand på +3 oppnås. Den kjemiske formelen er tro₂ENTEN₃.

I naturen er det hovedsakelig i form av det hematittiske mineralet, som skylder navnet til den røde fargen på stripene. Hematitt er den viktigste jernmalmen for industriell bruk.

Ferric oksidstøv eller jernoksid (III). W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] Kilde: Wikipedia Commons

Fargen og utseendet til tro₂ENTEN₃ Avhenger av størrelsen og formen på partiklene deres, så vel som identiteten og mengden urenheter og vann til stede. Gule, oransje og røde pigmenter er kjent. Har ikke metallisk glans.

Utfører ikke strøm, men blandet med andre oksider den tillater å produsere halvlederglass. Den alfakrystallinske formen er antiferromagnetisk og gamma er ferromagnetisk.

Det brukes som et rødt pigment i malerier, gummi, keramikk og papir. Også i beskyttende belegg for stål og andre metaller. Allsidigheten skyldes fargingskapasiteten og beleggskraften, dens motstand mot ultrafiolett lys og alkalier.

Det brukes til fremstilling av fine granrates eller steiner av flere metalloksider. Det brukes til å polere glass, diamant og edle metaller (smykkegrad). Det brukes også som en katalysator i forskjellige reaksjoner. Det har blitt brukt til renseanlegg.

[TOC]

Struktur

Alfa

Α -fek krystallinsk form₂ENTEN₃ har strukturen til Corindon (mineral av Al₂ENTEN₃), hvor oksidioner (eller^-2) De danner sekskantede pakket lag, med trosioner⁺³ okkuperer to tredjedeler av oktaedriske nettsteder.

Med andre ord, enhver tro⁺³ Det er omgitt oktaedrisk av 6 ioner eller^-2. Fargen endres ved å øke størrelsen på partikkelen fra lys rød til mørk fiolett.

Gamma

Γ -fe₂ENTEN₃ Den presenterer en spineltypestruktur med kubikkpakket arrangement av oksydioner, med trosioner⁺³ tilfeldig fordelt mellom oktaedriske og tetrahedrale mellommål. Denne krystallinske sorten når den varmes opp i luft til mer enn 400 ºC endringer i alfa -strukturen. Presenterer en brun farge.

Beta og Epsilon:

De er sjeldne krystallinske former for dette oksidet. Β -fekten₂ENTEN₃ krystalliserer i et rhombohedral system. Denne strukturen er metastabel, og når den blir oppvarmet over omtrent 500 ºC endringer i alfa -sorten.

Det kan tjene deg: Sindregel eller maksimalmultiplity -prinsipp

Ε -fe₂ENTEN₃ krystalliserer på en ortorrombisk måte. Det er også metastabelt og ved temperaturer mellom 230 og 500 ºC passerer til alfa -strukturen.

Nomenklatur

Hematitt: Naturlig mineral₂ENTEN₃ som krystalliserer i alfaformen. Det er også kjent som spekulær eller oligist.

Hematittmineral. Jyothis på ML.Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/]] Kilde: Wikipedia Commons

Maghemita eller magnetisk hematitt: Gamma form for tro₂ENTEN₃, Lite rikelig i naturen.

Maghemita Mineral. Ra'ike [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] Kilde: Wikipedia Commons

Jern oksid: Tro₂ENTEN_3.

Naturlig jern (iii) oksider: De finnes i naturen. De ble brukt siden forhistorisk tid, for eksempel i maleriene til Altamira -hulene.

Syntetiske jernoksider (III): De forbereder seg syntetisk og oppnår en sammensetning som tilsvarer den for naturlige mineraler. De foretrekkes fremfor de innfødte for deres rene nyanser eller tone, konsistente egenskaper og fargingskapasitet.

Egenskaper

Fysisk tilstand

Fast, hvis farge kan være knallrød, rødbrun og mørk fiolett avhengig av den krystallinske strukturen og partikkelstørrelsen.

Molekylær vekt

159,69 g/mol.

Smeltepunkt

1566 ºC.

Tetthet

5.24 g/cm³

Løselighet

Vannoppløselig, oppløselig saltsyre (HCl) og svovelsyre (H₂SW₄).

Andre egenskaper

- Jernoksider (III) er preget av deres lave fargeintensitet, deres utmerkede motstand mot ultrafiolett lys, dens farging og utmerket beleggskraftkapasitet.

- De er ikke-giftige, faller ikke og er økonomiske.

- De er motstandsdyktige mot alkalier. De reagerer ikke med svake syrer eller svake baser. Hvis de ikke er forurenset med mangan (MN), reagerer de ikke med organiske løsningsmidler.

- Alfaformen er paramagnetisk (den tiltrekkes av magneter, men den blir ikke et permanent magnetisert materiale) eller antiferromagnetisk. Det er en elektrisk isolator.

- Gammaformen er ferromagnetisk. Dette betyr at ved å gjennomgå et magnetfelt, oppstår bestillingen av magnetiske dipoler av materialet, noe som gjenstår lang tid etter å ha eliminert magnetfeltet.

applikasjoner

I byggebransjen

Jernoksydpigmenter (III) brukes i stor grad til sementfarging og andre konstruksjonsmaterialer: betongfliser, asfaltering av murstein, fibrøs sement, bitumen eller mørtel, blant andre.

Kan tjene deg: Grignard Reagens: Forberedelse, applikasjoner, eksempler Fargede asfaltering av murstein med jernoksid. Thorporre [CC av 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)] Kilde: Wikipedia Commons

Denne bruken er basert på det faktum at de ikke påvirker innstillingstiden, kompresjonskraften eller strekkstyrken til sementet eller andre materialer.

De kan integreres i mange permer på grunn av deres rene fargede nyanser, god beleggskraft, god slitestyrke og lav tendens til sediment.

I malerier og belegg

På grunn av sin syre- og basismotstand brukes de som maling og varnispigmenter. Dens høye temperaturer motstand gjør dem gode i emaljer.

Syntetisk hematittbaserte pigmenter brukes i korrosjonsbeskyttelsesfrakker, spesielt seilere. Den krystallinske strukturen forsinker fuktighetsinntrengning og etsende stoffer som er til stede i saltpeter.

Beskytt godt i innvendige belegg, utvendige og metallstykker. I vedlikehold og ommaling av broer fører bruken til beskyttelse mot fuktighet, dugg eller tett tåke og enkel tørking ved lave miljøtemperaturer.

Det brukes også på papir for å dekke vegger.

I plast- og gummiindustrien

Jernoksider (iii) brukes til å fargelegge plast og gummi. I denne applikasjonen foretrekkes syntetisk jern (iii) oksider. Selv om naturlig jern (iii) oksider er billigere, har bruken av dem sunket mot syntetisk.

I glass og smykker

De brukes også i glasspolering, edle metaller, diamanter og edelstener.

De fungerer også som fargestoffer i glassproduksjon.

I magnetisk opptaksmateriale

Gamma -formen har blitt brukt som magnetisk materiale i produksjonen av magnetisk opptaksmedium, for eksempel i informasjonslagringssystemer som lyd- og videokasseter, i kringkastingsstudier, floppy.

I denne applikasjonen er partikkelstørrelse ekstremt viktig for å sikre gode magnetiske egenskaper. Støynivået i magnetbånd avtar ved å redusere partikkelstørrelsen.

Det er også viktig motstand mot friksjon, som diskett.

Det kan tjene deg: magnesiumfosfat (MG3 (PO4) 2)

Magnetiske polymerforbindelser med γ-Fe-nanopartikler er blitt fremstilt₂ENTEN₃, å bruke dem på elektromagnetiske interferensenheter og mikrobølgeabsorpsjon.

I maten, farmasøytisk og kosmetisk industri

Syntetiske jernbaserte pigmenter som har skjedd fra rene startmaterialer anses som ikke-giftig.

Av denne grunn kan de brukes som fargestoffer av mat, farmasøytiske og kosmetikkprodukter.

På kjemiske reaksjoner

Jernoksider (III) brukes som katalysatorer eller katalysatorbase i forskjellige kjemiske prosesser.

Sammen med celluloseacetat har de blitt testet som støtte for metallnanopartikler for å bruke dem som katalysatorer i nedbrytningen av giftige organiske forbindelser som forurenser avløpsvann.

På grunn av deres evne til å absorbere lyset fra det synlige spekteret, har de blitt foreslått for fotokatalyse i fotodegradering av organisk forurensning.

I å redusere global oppvarming

Hematitt har blitt studert som et sorbent i karbondioksidfangstreaksjoner (CO₂). Det undersøkes om dette vil tjene til å løse problemet med effekten av global oppvarming produsert av den høye konsentrasjonen av CO₂ i atmosfæren.

Andre bruksområder

- For sin adsorbent kapasitet, tro₂ENTEN₃ Det brukes i fremstilling av fluorsensorer eller andre gasser, og fuktdetektorer.

- Blandet med andre oksider brukes til utdyping av halvlederkrystaller.

- Det har blitt brukt som elektrokjemiske egenskaper som er upassende i oppladbare litiumbatterier.

Referanser

1. American Elements (2019). Jern (iii) oksid. Gjenopprettet fra amerikanementer.com.
2. Bomull, f. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. John Wiley & Sons.
3. Kirk-Ohmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volum 14 og 19. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
4. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Volum A20. Femte utgave. Vch. Verlagsgelschaft MBH.
5. Castaño, J.G. og Arroyave, C. (1998). Funksjonaliteten til jernoksider. Metall. Madrid, 34 (3), 1998. Gjenopprettet fra Revististametalurgy.Tidsskrifter.CSIC.er
6. Esraa m. Bakhsh, Shahid Ali Khan, Hadi m. Marwani, Ekram og. Dansk, Abdullah M. Assyri, Sher Bahadar Khan. (2017). Ytelse av celluloseacetat-ferrisk oksyd nanokompositt støttet metallkatalysatorer mot reduksjon av miljøforurensninger. International Journal of Biological Macromolecules. Doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.09.034
7. Mora Mendoza, og.OG. et al. (2019). Jernoksider som effektive sorbnts for CO2 -fangst. Jornal of Materials Research and Technology. 2019, 8 (3): 2944-2956. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
8. Piao Xu, et al. (2012). Bruk av nanomaterialer i jernoksid i avløpsvannbehandling: en gjennomgang. Science of the Total Environment 424 (2012) 1-10. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.