Eisen (III) -oxidstruktur, Nomenklatur, Eigenschaften, Verwendungen

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Jonah Lester
Eisen (III) -oxidstruktur, Nomenklatur, Eigenschaften, Verwendungen

Das Eisen (III) oxid Eisenoxid ist ein anorganischer Feststoff, der durch die Reaktion von Eisen (Fe) und Sauerstoff (O) gebildet wirdzwei), in dem eine Oxidationsstufe von Eisen von +3 erhalten wird. Seine chemische Formel lautet FezweiODER3.

In der Natur kommt es hauptsächlich in Form des Minerals Hämatit vor, das seinen Namen der roten Farbe seiner Streifen verdankt. Hämatit ist das wichtigste Eisenerz für den industriellen Einsatz.

Eisenoxid- oder Eisen (III) -oxidpulver. W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Quelle: Wikipedia Commons

Die Farbe und das Aussehen von FezweiODER3 Sie hängen von der Größe und Form der Partikel sowie von der Identität und Menge der vorhandenen Verunreinigungen und des Wassers ab. Die gelben, orangefarbenen und roten Pigmente sind bekannt. Hat keinen metallischen Glanz.

Es leitet keinen Strom, kann aber mit anderen Oxiden gemischt Halbleitergläser bilden. Die alpha-kristalline Form ist antiferromagnetisch und das Gamma ist ferromagnetisch.

Es wird als rotes Pigment in Farben, Gummi, Keramik und Papier verwendet. Auch in Schutzbeschichtungen für Stahl und andere Metalle. Seine Vielseitigkeit beruht auf seiner Färbbarkeit und Beschichtungskraft, seiner Beständigkeit gegen ultraviolettes Licht und Laugen..

Es wird zur Herstellung von Granaten oder feinen Steinen aus verschiedenen Metalloxiden verwendet. Es wird zum Polieren von Glas, Diamant und Edelmetallen (Schmuckqualität) verwendet. Es wird auch als Katalysator in verschiedenen Reaktionen verwendet. Es wurde zur Abwasserbehandlung verwendet.

Artikelverzeichnis

  • 1 Struktur
    • 1.1 Alpha
    • 1,2 Gamma
    • 1.3 Beta und Epsilon:
  • 2 Nomenklatur
  • 3 Eigenschaften
    • 3.1 Physikalischer Zustand
    • 3.2 Molekulargewicht
    • 3.3 Schmelzpunkt
    • 3.4 Dichte
    • 3.5 Löslichkeit
    • 3.6 Andere Eigenschaften
  • 4 Verwendungen
    • 4.1 In der Bauindustrie
    • 4.2 In Farben und Beschichtungen
    • 4.3 In der Kunststoff- und Gummiindustrie
    • 4.4 In Glas und Schmuck
    • 4.5 Auf magnetischem Aufzeichnungsmaterial
    • 4.6 In der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie
    • 4.7 Bei der Katalyse chemischer Reaktionen
    • 4.8 Reduzierung der globalen Erwärmung
    • 4.9 Andere Verwendungen
  • 5 Referenzen

Struktur

Alpha

Die kristalline Form α-FezweiODER3 hat die Struktur von Korund (Mineral AlzweiODER3), wo Oxidionen (O.-zwei) bilden mit Fe-Ionen hexagonal gepackte Schichten+3 zwei Drittel der oktaedrischen Standorte besetzen.

Mit anderen Worten, jeder Glaube+3 ist oktaedrisch von 6 O-Ionen umgeben-zwei. Seine Farbe ändert sich mit zunehmender Partikelgröße von hellrot nach dunkelviolett.

Gamma

Γ-FezweiODER3 präsentiert eine spinellartige Struktur mit einer kubischen Packungsanordnung von Oxidionen mit Fe-Ionen+3 zufällig zwischen den oktaedrischen und tetraedrischen Zwischenräumen verteilt. Wenn diese kristalline Sorte an der Luft auf mehr als 400 ºC erhitzt wird, ändert sie sich in die Alpha-Struktur. Es hat eine braune Farbe.

Beta und Epsilon:

Sie sind seltene kristalline Formen dieses Oxids. Β-FezweiODER3 kristallisiert zu einem rhomboedrischen System. Diese Struktur ist metastabil und wechselt bei Erwärmung über ca. 500 ºC zur Alpha-Sorte..

Das ε-FezweiODER3 kristallisiert orthorhombisch. Es ist auch metastabil und geht bei Temperaturen zwischen 230 und 500 ºC in die Alpha-Struktur über..

Nomenklatur

Hematit: natürliches Mineral FezweiODER3 welches in der Alpha-Form kristallisiert. Es ist auch als Specularite oder Oligisto bekannt.

Hämatitmineral. Jyothis bei ml.wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)] Quelle: Wikipedia Commons

Maghemit oder magnetischer Hämatit: Gamma-Form von FezweiODER3, wenig reichlich in der Natur.

Maghemit Mineral. Ra'ike [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Quelle: Wikipedia Commons

Eisenoxid: VertrauenzweiODER3.

Natürliche Eisen (III) -oxide: Sie sind diejenigen, die in der Natur gefunden werden. Sie wurden seit prähistorischen Zeiten beispielsweise in Gemälden der Altamira-Höhlen verwendet.

Synthetische Eisen (III) -oxide: Sie werden synthetisch hergestellt und erhalten eine Zusammensetzung, die der von natürlichen Mineralien entspricht. Sie werden gegenüber Naturtönen wegen ihres bloßen Farbtons, ihrer konsistenten Eigenschaften und ihrer Tönungsfähigkeit bevorzugt..

Eigenschaften

Körperlicher Status

Feststoff, dessen Färbung je nach Kristallstruktur und Partikelgröße leuchtend rot, rotbraun und dunkelviolett sein kann.

Molekulargewicht

159,69 g / mol.

Schmelzpunkt

1566 ºC.

Dichte

5,24 g / cm3

Löslichkeit

Unlöslich in Wasser, löslich in Salzsäure (HCl) und Schwefelsäure (H.zweiSW4).

Andere Eigenschaften

- Eisen (III) -oxide zeichnen sich durch ihre geringe Farbintensität, ihre hervorragende Beständigkeit gegen ultraviolettes Licht, ihre Färbbarkeit und ihr hervorragendes Deckvermögen aus..

- Sie sind ungiftig, farbecht und kostengünstig.

- Sie sind alkalibeständig. Sie reagieren nicht mit schwachen Säuren oder schwachen Basen. Wenn sie nicht mit Mangan (Mn) kontaminiert sind, reagieren sie nicht mit organischen Lösungsmitteln.

- Die Alpha-Form ist paramagnetisch (sie wird von Magneten angezogen, wird aber nicht zu einem permanent magnetisierten Material) oder antiferromagnetisch. Es ist ein elektrischer Isolator.

- Die Gammaform ist ferromagnetisch. Dies bedeutet, dass bei Einwirkung eines Magnetfelds die magnetischen Dipole des Materials angeordnet sind, die nach Beseitigung des Magnetfelds für eine bestimmte Zeit verbleiben..

Anwendungen

In der Bauindustrie

Eisen (III) -oxidpigmente werden hauptsächlich zum Färben von Zement und anderen Baumaterialien verwendet: Betonfliesen, Pflastersteine, Faserzement, Bitumen oder Mörtel unter anderem..

Eisenoxidfarbene Pflastersteine. ThorPorre [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)] Quelle: Wikipedia Commons

Diese Verwendung basiert auf der Tatsache, dass sie die Abbindezeit, die Druckkraft oder die Zugfestigkeit von Zement oder anderen Materialien nicht beeinflussen..

Kann aufgrund seines reinen Farbtons, der guten Deckkraft, der guten Abriebfestigkeit und der geringen Sedimentneigung in viele Bindemittel eingearbeitet werden.

In Farben und Beschichtungen

Aufgrund ihrer Beständigkeit gegen Säuren und Basen werden sie als Pigmente in Farben und Lacken verwendet. Ihre Beständigkeit gegen hohe Temperaturen macht sie gut in Emails.

Synthetische Pigmente auf Hämatitbasis werden in Korrosionsschutzbeschichtungen verwendet, insbesondere in marinen. Seine kristalline Struktur verzögert das Eindringen von Feuchtigkeit und ätzenden Substanzen im Salpeter.

Schützt gut auf Beschichtungen für Innen-, Außen- und Metallteile. Bei der Wartung und Neulackierung von Brücken führt ihre Verwendung zum Schutz vor Feuchtigkeit, Tau oder dichtem Nebel und zum leichten Trocknen bei niedrigen Umgebungstemperaturen.

Wird auch in Tapetenpapier verwendet.

In der Kunststoff- und Gummiindustrie

Eisen (III) -oxide werden zum Färben von Kunststoffen und Kautschuken verwendet. Synthetische Eisen (III) -oxide sind in dieser Anmeldung bevorzugt. Obwohl natürliche Eisen (III) -oxide billiger sind, hat ihre Verwendung im Vergleich zu Kunststoffen abgenommen.

In Glas und Schmuck

Sie werden auch zum Polieren von Glas, Edelmetallen, Diamanten und Edelsteinen verwendet..

Sie dienen auch als Farbstoffe bei der Herstellung von Gläsern.

Auf magnetischem Aufzeichnungsmaterial

Die Gammaform wurde als magnetisches Material bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien verwendet, beispielsweise in Informationsspeichersystemen wie Audio- und Videokassetten, in Rundfunkstudios, Disketten, Computerbändern und Computerfestplatten oder -festplatten..

Bei einer solchen Anwendung ist die Partikelgröße äußerst wichtig, um gute magnetische Eigenschaften sicherzustellen. Der Geräuschpegel in Magnetbändern nimmt mit abnehmender Partikelgröße ab.

Ihr Reibungswiderstand ist ebenfalls wichtig, da Disketten eine magnetische Schicht aufweisen, in der sich Maghemitpartikel befinden, und ihre nützliche Verwendungszeit von der Fähigkeit dieser Schicht abhängt, Reibung zu widerstehen..

Magnetische Polymerverbindungen wurden mit Nanopartikeln aus γ-Fe hergestelltzweiODER3, zur Verwendung in elektromagnetischen Interferenz- und Mikrowellenabsorptionsgeräten.

In der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie

Pigmente auf Basis von synthetischen Eisen (III) -oxiden, die aus reinen Ausgangsmaterialien hergestellt wurden, gelten als ungiftig..

Aus diesem Grund können sie als Farbstoffe in Lebensmitteln, pharmazeutischen und kosmetischen Produkten verwendet werden..

Bei der Katalyse chemischer Reaktionen

Eisen (III) -oxide werden als Katalysatoren oder Katalysatorbasen in verschiedenen chemischen Prozessen verwendet.

Zusammen mit Celluloseacetat wurden sie als Träger für Metallnanopartikel getestet, die als Katalysatoren beim Abbau toxischer organischer Verbindungen verwendet werden sollen, die das Abwasser verschmutzen..

Aufgrund ihrer Fähigkeit, Licht aus dem sichtbaren Spektrum zu absorbieren, wurden sie für die Photokatalyse beim Photoabbau organischer Verschmutzung vorgeschlagen..

Bei der Reduzierung der globalen Erwärmung

Hämatit wurde als Sorptionsmittel in Kohlendioxid (CO) untersuchtzwei). Es wird untersucht, ob dies dazu beitragen würde, das Problem der Auswirkungen der globalen Erwärmung durch die hohe CO-Konzentration zu lösenzwei in der Atmosphäre.

Andere Verwendungen

- Aufgrund seiner Adsorptionskapazität kann FezweiODER3 Es wird bei der Herstellung von Fluor- oder anderen Gassensoren sowie in Feuchtigkeitsdetektoren verwendet.

- Gemischt mit anderen Oxiden wird es zur Herstellung von Halbleiterkristallen verwendet..

- Es wurde als Verstärker der elektrochemischen Eigenschaften in wiederaufladbaren Lithiumbatterien verwendet.

Verweise

  1. Amerikanische Elemente (2019). Eisen (III) -oxid. Von americanelements.com wiederhergestellt.
  2. Cotton, F. Albert und Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fortgeschrittene Anorganische Chemie. John Wiley & Sons.
  3. Kirk-Othmer (1994). Enzyklopädie der chemischen Technologie. Band 14 und 19. Vierte Ausgabe. John Wiley & Sons.
  4. Ullmanns Enzyklopädie der Industriechemie. (1990). Band A20. Fünfte Ausgabe. VCH. Verlagsgessgesellschaft mbH.
  5. Castaño, J.G. und Arroyave, C. (1998). Die Funktionalität von Eisenoxiden. Metall. Madrid, 34 (3), 1998. Von revistademetalurgia.revistas.csic.es wiederhergestellt
  6. Esraa M. Bakhsh, Shahid Ali Khan, Hadi M. Marwani, Ekram Y. Dänisch, Abdullah M. Asiri, Sher Bahadar Khan. (2017). Leistung von Metallkatalysatoren auf Basis von Celluloseacetat-Eisenoxid-Nanokompositen zur Reduzierung von Umweltschadstoffen. Internationale Zeitschrift für biologische Makromoleküle. DOI: 10.1016 / j.ijbiomac.2017.09.034
  7. Mora Mendoza, E.Y. et al. (2019). Eisenoxide als wirksame Sorptionsmittel für die CO2-Abscheidung. Zeitschrift für Materialforschung und -technologie. 2019, 8 (3): 2944 & ndash; 2956. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
  8. Piao Xu et al. (2012). Verwendung von Eisenoxid-Nanomaterialien in der Abwasserbehandlung: Ein Überblick. Wissenschaft der gesamten Umwelt 424 (2012) 1-10. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.

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