SẮT (II) OXIT: CẤU TRÚC, DANH PHÁP, TÍNH CHẤT, CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Các oxit sắt (II) oxit hoặc màu, là một màu đen vô cơ rắn được hình thành bởi phản ứng của oxy (O ₂ ) với sắt (Fe) sang trạng thái 2 quá trình oxy hóa. Nó còn được gọi là sắt monoxide. Công thức hóa học của nó là FeO.

Nó được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật wustit, một thành viên của nhóm periclase. Nó còn được gọi là wuestite, iosiderite hoặc iozite. Wustite là một khoáng chất không trong suốt, có màu đen đến nâu, mặc dù dưới ánh sáng phản chiếu nó có màu xám. Nó có một ánh kim loại.

Oxit sắt hoặc bột sắt (II) oxit. FK1954. Nguồn: Wikipedia Commons

Sắt (II) oxit có thể thu được bằng cách phân hủy sắt (II) oxalat trong chân không, thu được chất bột màu đen dạng pyrophoric. Bột này giảm trạng thái phân chia và ít phản ứng hơn khi đun nóng đến nhiệt độ cao.

Chỉ có thể thu được tinh thể sắt (II) oxit trong điều kiện cân bằng ở nhiệt độ cao, làm lạnh nhanh hệ. Nếu phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn, FeO không ổn định và trở thành sắt (Fe) và oxit Fe ₃ O ₄ , vì làm lạnh chậm tạo ra sự không cân đối.

Bởi vì nó là pyrophoric, nó là một vật liệu có nguy cơ cháy. Ngoài ra, nếu hít phải lượng lớn và trong thời gian dài sẽ rất nguy hiểm vì có thể gây bệnh phổi.

Sắt (II) oxit được sử dụng làm chất màu trong đồ gốm, tráng men, thủy tinh và mỹ phẩm. Đối với tính chất từ ​​tính của nó, nó được sử dụng trong y học. Nó cũng được sử dụng như một chất chống oxy hóa trong thực phẩm đóng gói và, ngoài ra, nó được sử dụng trong xúc tác phản ứng và trong các công thức thuốc trừ sâu.

Kết cấu

Về mặt lý thuyết, sắt (II) oxit (FeO) sở hữu cấu trúc lập phương của muối mỏ, có 4 ion Fe ²⁺ và 4 ion O ^2- cho mỗi ô đơn vị, và các ion Fe ²⁺ chiếm các vị trí bát diện.

Tuy nhiên, thực tế là nó sai lệch đáng kể so với cấu trúc muối mỏ lý tưởng của FeO, vì nó là một sự sắp xếp lỗi phức tạp.

Một số ion Fe ²⁺ được thay thế bằng ion Fe ³⁺ nên cấu trúc tinh thể luôn thiếu sắt. Vì lý do này, nó được cho là một chất rắn không phân tầng. Công thức mô tả tốt nhất nó là Fe _1-x O.

Mặt khác, sắt (II) oxit ngậm nước (FeO.nH ₂ O) là chất rắn kết tinh màu xanh lục.

Danh pháp

Nó có một số tên:

- Sắt (II) oxit.

- Oxit sắt.

- Sắt monoxit.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderit.

- Iozita.

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn kết tinh.

Độ cứng Mohs

5-5,5.

Trọng lượng phân tử

71,84 g / mol.

Độ nóng chảy

1368 ° C.

Tỉ trọng

5,7 g / cm ³

Độ hòa tan

Thực tế không tan trong nước và kiềm. Tan nhanh trong axit. Không tan trong rượu.

Chỉ số khúc xạ

2,23.

Các tài sản khác

- Dễ bị oxi hóa trong không khí. Trong một số điều kiện nhất định, nó tự bốc cháy trong không khí. Đó là lý do tại sao nó được cho là pyrophoric.

- Là một bazơ mạnh và hấp thụ khí cacbonic nhanh chóng.

- Wustit khoáng thiên nhiên có từ tính cao. Tuy nhiên, dưới -75 ºC FeO là phản sắt từ.

- Wustite hoạt động như một chất bán dẫn.

- Các tính chất từ ​​tính và dẫn điện, cũng như cấu trúc của nó, phụ thuộc vào lịch sử nhiệt của nó và các áp suất mà nó phải chịu.

Rủi ro

- Hít phải bụi hoặc khói sắt (II) oxit được coi là nguy hiểm, vì nó có thể gây kích ứng mũi họng và có thể ảnh hưởng đến phổi.

- Tiếp xúc với bụi FeO ở mức độ cao có thể dẫn đến tình trạng được gọi là sốt khói kim loại, một bệnh tiếp xúc nghề nghiệp gây ra các triệu chứng giống như cúm.

- Tiếp tục tiếp xúc với hàm lượng FeO cao có thể gây ra nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng hơn, bao gồm một căn bệnh được gọi là xơ cứng. Đây là tình trạng phổi bị viêm kèm theo các triệu chứng tương tự như viêm phổi.

Các ứng dụng

Trong gốm

FeO từ lâu đã được sử dụng làm chất màu trong hỗn hợp gốm.

Trong sản xuất thủy tinh

Do có màu xanh lục, oxit sắt ngậm nước (FeO.nH ₂ O) nổi trội hơn trong sản xuất thủy tinh màu xanh lục với đặc điểm hấp thụ nhiệt. Loại kính này được sử dụng trong các tòa nhà, ô tô, chai rượu và các ứng dụng khác.

Chai thủy tinh màu xanh lá cây. Vinitagangurde. Nguồn: Wikipedia Commons

Trong ngành thép

FeO được sử dụng làm nguyên liệu thô trong sản xuất thép. Điều quan trọng cần nhấn mạnh là trong ứng dụng này, hoạt động của FeO phải được kiểm soát, vì nếu vượt quá nó có thể ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình, đặc biệt nó có thể làm tăng quá trình oxy hóa nhôm. Để tránh điều này, nhôm hoặc cacbua canxi thường được thêm vào pha xỉ.

Trong xúc tác của các phản ứng hóa học

Nó được sử dụng như một chất xúc tác trong một số lượng lớn các hoạt động công nghiệp và hóa chất. Trong các chế phẩm xúc tác, nổi bật là những chất được sử dụng trong quá trình tổng hợp NH ₃ và metan hóa.

Trong thuốc trừ sâu

Nó được sử dụng trong các công thức để kiểm soát côn trùng tại nhà.

Trong ngành mỹ phẩm

Nó được sử dụng trong chất tẩy rửa, chất tái tạo và kem chăm sóc cá nhân.

Là một chất tạo màu hay sắc tố trong mỹ phẩm, nó được dùng để che đi những khuyết điểm trên bề mặt da. Bởi vì nó không hòa tan trong nước, khi sử dụng nó vẫn ở dạng tinh thể hoặc hạt và cho phép lớp phủ lớn hơn.

Là một chất màu khoáng, nó có khả năng chống ánh sáng tốt hơn các chất màu hữu cơ. Sắc tố khoáng đục hơn nhưng kém bóng hơn. Sắt (II) oxit ngậm nước mang lại sự ổn định tuyệt vời và là một trong những chất màu khoáng được sử dụng nhiều nhất trong trang điểm.

Trong y học

Các hạt nano FeO từ tính được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực này. Ví dụ, nhắm mục tiêu thuốc dược phẩm và các kỹ thuật như phân loại tế bào tận dụng sức hút của các hạt từ tính với mật độ từ thông cao. Điều này áp dụng cho điều trị ung thư.

Trong bảo quản thực phẩm

FeO hoạt động như một chất chống oxy hóa trong bao bì thực phẩm. Nó được thêm vào dưới dạng bột mịn trong một túi hoặc nhãn gắn trên bao bì, tách ra khỏi sản phẩm. Bằng cách này, nó được phát hành với tốc độ được kiểm soát.

Do đặc tính dễ phản ứng với oxy, nó hoạt động như một chất thu giữ O ₂ , làm giảm nồng độ của nó trong bao bì nơi chứa thực phẩm.

Do đó, quá trình phân hủy oxy hóa của thực phẩm bị trì hoãn, làm tăng thời gian của nó. Nó được sử dụng đặc biệt trong việc bảo quản các loại thịt.

Đóng gói thịt trong một siêu thị. Người dùng: Mattes. Nguồn: Wikipedia Commons

Sử dụng khác

Ngành công nghiệp mỹ phẩm sử dụng FeO để tạo chất màu trong men.

Người giới thiệu

1. Cotton, F. Albert và Wilkinson, Geoffrey. (1980). Hóa học Vô cơ nâng cao. Ấn bản thứ tư. John Wiley và các con trai.
2. S. Thư viện Y học Quốc gia. (2019). Oxit sắt. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Khiêu vũ, JC; Emeléus, HJ; Ngài Ronald Nyholm và Trotman-Dickenson, AF (1973). Hóa học vô cơ toàn diện. Tập 3. Nhấn Pergamon.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Tập 14. Tái bản lần thứ tư. John Wiley và các con trai.
5. Người phục vụ, B .; Thiếu tá M .; Fitoussi, F .; Capellier, R .; Dormoy, M. và Ginestar, J. (2007). Chất tạo màu trong trang trí và mỹ phẩm khác. Phương pháp phân tích. 141-152. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
6. Heness, G. (2012). Vật liệu nano polyme kim loại. Những tiến bộ trong vật liệu tổng hợp nano Polymer. Được khôi phục từ sciricalirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Bao bì Bền vững trong ngành công nghiệp thịt. Trong Sản xuất và Chế biến Thịt Bền vững. Chương 9. Được khôi phục từ trang web uy tín.
8. Viện khoáng vật học Hudson (2019). Wüstite. Được khôi phục từ mindat.org.
9. Hazen, Robert M. và Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): Đánh giá về cấu trúc khuyết tật và tính chất vật lý của nó. Nhận xét về địa vật lý và vật lý vũ trụ, Tập 22, Số 1, Trang 37-46, tháng 2 năm 1984.