أكسيد الحديد (2): الهيكل ، التسمية ، الخصائص ، الاستخدامات - كيمياء - 2026

و أكسيد الحديد (II) أكسيد أو الحديدية، هو أسود غير العضوية الصلبة التي شكلتها رد فعل من الأكسجين (O ₂) مع الحديد (الحديد) إلى دولة +2 الأكسدة. ويسمى أيضًا بأول أكسيد الحديد. صيغته الكيميائية هي الحديد O.

تم العثور عليه في الطبيعة مثل wustite المعدني ، وهو عضو في مجموعة periclase. ومن المعروف أيضًا باسم wuestite أو iosiderite أو iozite. Wustite معدن غير شفاف ، لونه أسود إلى بني ، على الرغم من أنه تحت الضوء المنعكس يكون رماديًا. لها بريق معدني.

أكسيد الحديدوز أو مسحوق أكسيد الحديد (II). FK1954. المصدر: ويكيبيديا كومنز

يمكن الحصول على أكسيد الحديد (II) عن طريق التفكيك الحراري لأكسالات الحديد (II) ، والحصول على مسحوق أسود قابل للاشتعال. يقلل هذا المسحوق من حالة الانقسام ويصبح أقل تفاعلًا عند تسخينه إلى درجات حرارة عالية.

لا يمكن الحصول على بلورات أكسيد الحديد (II) إلا في ظل ظروف التوازن عند درجة حرارة عالية ، مما يؤدي إلى تبريد النظام بسرعة. إذا تم إجراء التفاعل في درجات حرارة منخفضة ، فإن الحديد O يكون غير مستقر ويصبح حديد (Fe) وأكسيد Fe ₃ O ₄ ، لأن التبريد البطيء يفضل عدم التناسب.

لأنها مادة قابلة للإشتعال ، فهي مادة تشكل خطر الحريق. بالإضافة إلى أنها خطيرة إذا تم استنشاقها بكميات كبيرة ولفترة طويلة ، حيث يمكن أن تسبب أمراض الرئة.

يستخدم أكسيد الحديد (II) كصبغة في السيراميك والمينا والزجاج ومستحضرات التجميل. لخصائصه المغناطيسية يتم استخدامه في الطب. يستخدم أيضًا كمضاد للأكسدة في الأطعمة المعبأة ، بالإضافة إلى أنه يستخدم في تحفيز التفاعل وفي تركيبات مبيدات الآفات.

بناء

يمتلك أكسيد الحديد (II) (FeO) نظريًا التركيب المكعب للملح الصخري ، حيث يحتوي على 4 Fe ²⁺ أيونات و 4 ^O2- أيونات لكل خلية وحدة ، وأيونات Fe ²⁺ تشغل مواقع الاوكتاهدرا.

ومع ذلك ، فإن الحقيقة هي أنه ينحرف بشكل كبير عن هيكل الملح الصخري المثالي للحديد O ، لأنه ترتيب معقد معيب.

يتم استبدال بعض أيونات Fe ²⁺ بأيونات Fe ³⁺ ، لذلك يكون الهيكل البلوري دائمًا يعاني من نقص الحديد. لهذا السبب يقال أنه مادة صلبة غير متكافئة. الصيغة التي تصفها على أفضل وجه هي Fe _1-x O.

من ناحية أخرى ، فإن أكسيد الحديد المائي (II) (FeO.nH ₂ O) هو مادة صلبة بلورية خضراء.

التسمية

لها عدة أسماء:

- أكسيد الحديد الثنائي.

- أكسيد الحديدوز.

- أول أكسيد الحديد.

- وستيتا.

- ويستيتا.

- يوسيديريت.

- يوزيتا.

الخصائص

الحالة الفيزيائية

بلورية صلبة.

صلابة موس

5-5.5.

الوزن الجزيئي الغرامي

71.84 جم / مول.

نقطة الانصهار

1368 درجة مئوية.

كثافة

5.7 جم / سم ³

الذوبان

غير قابل للذوبان عمليا في الماء والقلويات. سريع الذوبان في الأحماض. غير قابل للذوبان في الكحول.

معامل الانكسار

2.23.

خصائص أخرى

- يتأكسد بسهولة في الهواء. في ظل ظروف معينة تشتعل تلقائيًا في الهواء. هذا هو السبب في أنها قابلة للإشتعال.

- وهي قاعدة قوية وتمتص ثاني أكسيد الكربون بسرعة.

-المعدن الطبيعي الطبيعي مغناطيسي للغاية. ومع ذلك ، فإن أقل من -75 درجة مئوية FeO هو مضاد مغناطيسي.

- يتصرف Wustite مثل أشباه الموصلات.

- تعتمد خصائص الموصلية المغناطيسية والكهربائية ، بالإضافة إلى بنيتها ، على تاريخها الحراري والضغوط التي تعرضت لها.

المخاطر

- يعتبر استنشاق غبار أو أبخرة أكسيد الحديد (II) خطيراً حيث يمكن أن يسبب تهيجاً في الأنف والحلق ويمكن أن يؤثر على الرئتين.

- يمكن أن تؤدي المستويات العالية من التعرض لغبار FeO إلى حالة تسمى حمى الأدخنة المعدنية ، وهي مرض التعرض المهني الذي يسبب أعراضًا تشبه أعراض الأنفلونزا.

- يمكن أن يؤدي التعرض المستمر لمستويات عالية من الحديد O إلى آثار أكثر خطورة ، بما في ذلك مرض يعرف باسم داء الحميد. وهو التهاب في الرئتين مصحوب بأعراض مشابهة للالتهاب الرئوي.

التطبيقات

في الفخار

يستخدم الحديد O منذ فترة طويلة كصبغة في مخاليط السيراميك.

في صناعة الزجاج

بفضل لونه الأخضر ، يتفوق أكسيد الحديدوز المائي (FeO.nH ₂ O) في صناعة الزجاج الأخضر بخصائص امتصاص الحرارة. يستخدم هذا النوع من الزجاج في المباني والسيارات وزجاجات النبيذ وغيرها من التطبيقات.

قوارير زجاجية خضراء. فينيتاجانجوردي. المصدر: ويكيبيديا كومنز

في صناعة الصلب

يستخدم الحديد O كمادة خام في صناعة الصلب. من المهم التأكيد على أنه في هذا التطبيق ، يجب التحكم في نشاط FeO ، لأنه إذا كان زائدًا يمكن أن يؤثر سلبًا على العملية ، خاصة أنه يمكن أن يزيد من أكسدة الألومنيوم. لتجنب ذلك ، غالبًا ما يتم إضافة الألومنيوم أو كربيد الكالسيوم إلى مرحلة الخبث.

في تحفيز التفاعلات الكيميائية

يتم استخدامه كعامل مساعد في عدد كبير من العمليات الصناعية والكيميائية. في مستحضرات الحفاز ، تبرز تلك المستخدمة في تخليق NH ₃ والميثان.

في المبيدات

يتم استخدامه في الصيغ للتحكم المنزلي في الحشرات.

في صناعة مستحضرات التجميل

يتم استخدامه في المنظفات ، ومجددات البشرة ، وكريمات العناية الشخصية.

كعامل تلوين أو صبغة في مستحضرات التجميل ، يتم استخدامه لتغطية العيوب الموجودة على سطح الجلد. نظرًا لأنه غير قابل للذوبان في الماء ، فإنه عند استخدامه يظل على شكل بلورات أو جزيئات ويسمح بتغطية أكبر.

كونها صبغة معدنية ، فهي أكثر مقاومة للضوء من الملونات العضوية. تكون الأصباغ المعدنية أكثر تعتيمًا ولكنها أقل لمعانًا. يوفر أكسيد الحديد المائي (II) ثباتًا ممتازًا وهو من أكثر الأصباغ المعدنية استخدامًا في الماكياج.

في الطب

تستخدم جزيئات الحديد النانوية المغناطيسية على نطاق واسع في هذا المجال. على سبيل المثال ، استهداف الأدوية الصيدلانية وتقنيات مثل فرز الخلايا تستفيد من جذب الجسيمات المغناطيسية إلى كثافات التدفق المغناطيسي العالية. هذا ينطبق على علاج السرطان.

في حفظ الطعام

يعمل الحديد O كمضاد للأكسدة في تغليف المواد الغذائية. يتم إضافته كمسحوق ناعم في كيس أو ملصق مرفق بالعبوة ، منفصل عن المنتج. بهذه الطريقة يتم تحريرها بمعدل متحكم فيه.

نظرا لخاصيته من التفاعل بسهولة مع الأكسجين، وأنه بمثابة O ₂ وكيل القبض ، والحد من تركيز في إطار التعبئة والتغليف حيث يقع الغذاء.

وبالتالي ، يتأخر التحلل التأكسدي للطعام ، مما يزيد من مدته. يتم استخدامه بشكل خاص في حفظ اللحوم.

تغليف اللحوم في سوبر ماركت. المستخدم: ماتيس. المصدر: ويكيبيديا كومنز

استخدامات اخرى

تستخدم صناعة مستحضرات التجميل FeO لإنشاء أصباغ في المينا.

المراجع

1. قطن ، ف.ألبرت وويلكينسون ، جيفري. (1980). كيمياء غير عضوية متقدمة. طبعة رابعة. جون وايلي وأولاده.
2. مكتبة الطب الوطنية S.. (2019). أكسيد الحديدوز. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. الرقص ، جي سي ؛ Emeléus ، HJ ؛ السير رونالد نيهولم وتروتمان ديكنسون ، AF (1973). كيمياء غير عضوية شاملة. المجلد 3. مطبعة بيرغامون.
4. كيرك أوتمير (1994). موسوعة التكنولوجيا الكيميائية. المجلد 14. الطبعة الرابعة. جون وايلي وأولاده.
5. خادم ، ب. الرائد م. فيتوسي ، ف. كابلييه ، ر. دورموي ، إم وجينستار ، ج. (2007). وكلاء التلوين في الديكور ومستحضرات التجميل الأخرى. الطرق التحليلية. 141-152. تعافى من sciencedirect.com.
6. هينيس ، جي (2012). مركبات نانوية معدنية بوليمرية. التطورات في مركبات البوليمر النانوية. تعافى من sciencedirect.com
7. دالا روزا ، ماركو (2019). استدامة التغليف في صناعة اللحوم. في الإنتاج المستدام للحوم ومعالجتها. الفصل 9. تعافى من sceincedirect.com.
8. معهد هدسون لعلم المعادن (2019). Wüstite. تعافى من mindat.org.
9. هازن ، روبرت م. وجينلوز ، ريمون (1984). Wüstite (Fe _1-x O): مراجعة لبنية عيبها وخصائصها الفيزيائية. تقييمات الجيوفيزياء وفيزياء الفضاء ، المجلد 22 ، العدد 1 ، الصفحات 37-46 ، فبراير 1984.