Struttura di ossido di ferro (III), nomenclatura, proprietà, usi

Lui Ossido di ferro (III) L'ossido ferrico u è un solido inorganico formato dalla reazione di ferro (fede) e ossigeno (o₂), in cui si ottiene uno stato di ossidazione del ferro di +3. La sua formula chimica è la fede₂O₃.

In natura è principalmente nella forma del minerale ematite, che deve il suo nome al colore rosso delle sue strisce. L'ematite è il minerale di ferro principale per l'uso industriale.

Polvere di ossido ferrico o ossido di ferro (III). W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] Fonte: Wikipedia Commons

Il colore e l'aspetto della fede₂O₃ dipendere dalle dimensioni e dalla forma delle loro particelle, nonché dall'identità e dalla quantità di impurità e acqua presenti. I pigmenti gialli, arancioni e rossi sono noti. Non ha una lucentezza metallica.

Non conduce elettricità, ma miscelato con altri ossidi consente di produrre vetro a semiconduttore. La forma alfa cristallina è antiferromagnetica e la gamma è ferromagnetica.

È usato come pigmento rosso in dipinti, gomma, ceramica e carta. Anche in rivestimenti protettivi per l'acciaio e altri metalli. La sua versatilità è dovuta alla sua capacità di tintura e al potere del rivestimento, la sua resistenza alla luce ultravioletta e alcalis.

È usato nella preparazione di granrati fini o pietre di diversi ossidi di metallo. Viene utilizzato per lucidare il vetro, il diamante e i metalli preziosi (laurea in gioielle). Viene anche usato come catalizzatore in varie reazioni. È stato usato per il trattamento delle acque reflue.

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Struttura

Alfa

La forma cristallina α -fe₂O₃ ha la struttura del corindon (minerale di al₂O₃), dove gli ioni di ossido (o^-2) Formano strati pieni esagonali, con ioni di fede⁺³ occupando due terzi dei siti ottaedrici.

In altre parole, ogni fede⁺³ È circondato ottaedro da 6 ioni o^-2. Il suo colore cambia aumentando le dimensioni della particella dal rosso chiaro a viola scuro.

Gamma

Γ -fe₂O₃ Presenta una struttura di tipo spinello con disposizione cubica di ioni di ossido, con ioni di fede⁺³ distribuito casualmente tra interstizi ottaedrici e tetraedrici. Questa varietà cristallina quando viene riscaldata in aria a oltre 400 ºC cambia nella struttura alfa. Presenta un colore marrone.

Beta ed epsilon:

Sono rare forme cristalline di questo ossido. Il β -fe₂O₃ Cristallizza in un sistema romboedrico. Questa struttura è metastabile e quando viene riscaldata al di sopra di circa 500 ºC cambia alla varietà alfa.

Può servirti: regola Sind o principio di moltiplicatore del massimo

Il ε -fe₂O₃ Cristallizza in modo ortorrombico. È anche metastabile e a temperature tra 230 e 500 ºC passa alla struttura alfa.

Nomenclatura

Ematite: minerale naturale₂O₃ che cristallizza nella forma alfa. È anche noto come speculare o oligista.

Minerale di ematite. Jyothis a ML.Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]] Fonte: Wikipedia Commons

Maghemita o ematite magnetica: Forma di fede gamma₂O₃, Poco abbondante in natura.

Maghemita Mineral. Ra'ike [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] Fonte: Wikipedia Commons

Ossido ferrico: Fede₂O_3.

Ossidi di ferro naturale (iii): Si trovano in natura. Sono stati usati dai tempi preistorici, ad esempio, nei dipinti delle grotte di Altamira.

Ossidi di ferro sintetico (III): Si preparano sinteticamente, ottenendo una composizione che corrisponde a quella dei minerali naturali. Sono preferiti agli indigeni per la loro pura sfumatura o tono, proprietà coerenti e capacità di tintura.

Proprietà

Stato fisico

Solido, la cui colorazione può essere rosso vivo, viola marrone e scuro rossastro a seconda della struttura cristallina e della dimensione delle particelle.

Peso molecolare

159,69 g/mol.

Punto di fusione

1566 ºC.

Densità

5,24 g/cm³

Solubilità

Acido cloridrico solubile in acqua (HCL) e acido solforico (H₂SW₄).

Altre proprietà

- Gli ossidi di ferro (III) sono caratterizzati dalla loro bassa intensità di colore, dalla loro eccellente resistenza alla luce ultravioletta, alla sua tintura e alla capacità di potenza di rivestimento eccellente.

- Sono non tossici, non si sbiadiscono e sono economici.

- Sono resistenti agli alcali. Non reagiscono con acidi deboli o basi deboli. Se non sono contaminati da manganese (MN), non reagiscono con solventi organici.

- La forma alfa è paramagnetica (è attratta dai magneti, ma non diventa un materiale permanentemente magnetizzato) o antiferromagnetico. È un isolante elettrico.

- La forma gamma è ferromagnetica. Ciò significa che si verifica un campo magnetico, si verifica l'ordinamento dei dipoli magnetici del materiale, che rimane molto tempo dopo l'eliminazione del campo magnetico.

Applicazioni

Nel settore delle costruzioni

I pigmenti di ossido di ferro (III) sono in gran parte utilizzati per la colorazione del cemento e altri materiali da costruzione: piastrelle di cemento, mattoni per pavimentazione, cemento fibroso, bitume o mortaio, tra gli altri.

Può servirti: reagente Grignard: preparazione, applicazioni, esempi Mattoni di pavimentazione colorati con ossido ferrico. Thorporre [CC di 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/di/3.0)] Fonte: Wikipedia Commons

Questo uso si basa sul fatto che non influenzano il tempo di impostazione, la forza di compressione, né la resistenza alla trazione del cemento o di altri materiali.

Possono essere incorporati in molti leganti a causa della loro sfumatura di colore puro, buona potenza di rivestimento, buona resistenza all'abrasione e bassa tendenza a sedimenti.

In dipinti e rivestimenti

A causa della sua resistenza acida e di base, sono usati come vernice e pigmenti Varnis. Le sue alte temperature la resistenza li rende buoni negli smalti.

I pigmenti a base di ematite sintetici sono usati nei cappotti di protezione della corrosione, in particolare i marinai. La sua struttura cristallina ritarda la penetrazione dell'umidità e le sostanze corrosive presenti nel salino.

Proteggere bene nei rivestimenti interni, esterni e pezzi di metallo. Nel mantenimento e nella riverniciatura dei ponti, il suo uso porta alla protezione contro l'umidità, la rugiada o la nebbia densa e una facile asciugatura a basse temperature ambientali.

Viene anche utilizzato su carta per coprire le pareti.

Nell'industria della plastica e della gomma

Gli ossidi di ferro (III) sono usati per colorare materie plastiche e gomma. In questa applicazione, sono preferiti gli ossidi di ferro sintetico (III). Sebbene gli ossidi di ferro naturale (III) siano più economici, il loro uso è diminuito contro il sintetico.

In vetro e gioielli

Sono anche usati in lucidatura del vetro, metalli preziosi, diamanti e pietre preziose.

Fungono anche da coloranti nella produzione di vetro.

Nel materiale di registrazione magnetica

La forma gamma è stata utilizzata come materiale magnetico nella produzione di media di registrazione magnetica, ad esempio in sistemi di archiviazione delle informazioni come casseti audio e video, in studi di trasmissione, floppy.

In questa applicazione, la dimensione delle particelle è estremamente importante per garantire buone proprietà magnetiche. Il livello di rumore nei nastri magnetici diminuisce diminuendo la dimensione delle particelle.

È anche importante la sua resistenza all'attrito, come il floppy.

Può servirti: fosfato di magnesio (MG3 (PO4) 2)

Sono stati preparati composti polimerici magnetici con nanoparticelle γ-Fe₂O₃, per usarli su dispositivi di interferenza elettromagnetica e assorbimento a microonde.

Nel settore alimentare, farmaceutico e cosmetico

I pigmenti sintetici a base di ferro che si sono verificati da materiali di partenza puri sono considerati non tossici.

Per questo motivo possono essere usati come coloranti di prodotti alimentari, farmaceutici e cosmetici.

Sulle reazioni chimiche

Gli ossidi di ferro (III) sono usati come catalizzatori o base di catalizzatori in vari processi chimici.

Insieme all'acetato di cellulosa, sono stati testati come supporto per le nanoparticelle metalliche per usarli come catalizzatori nel degrado dei composti organici tossici che inquinano le acque reflue.

A causa della loro capacità di assorbire la luce dello spettro visibile, sono stati proposti per la fotocatalisi nella fotodegradazione dell'inquinamento organico.

Nel ridurre il riscaldamento globale

L'ematite è stata studiata come un sorbente nelle reazioni di cattura di anidride carbonica (CO₂). Si studia se ciò servirebbe a risolvere il problema degli effetti del riscaldamento globale prodotto dall'alta concentrazione di CO₂ nell'atmosfera.

Altri usi

- Per la sua capacità adsorbente, fede₂O₃ Viene utilizzato nella produzione di sensori di fluoro o altri gas e rilevatori di umidità.

- Mescolato con altri ossidi viene utilizzato nell'elaborazione dei cristalli di semiconduttore.

- È stato usato come proprietà elettrochimiche improprie nelle batterie ricaricabili di litio.

Riferimenti

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