ÒXID DE FERRO (II): ESTRUCTURA, NOMENCLATURA, PROPIETATS, USOS - QUIMICA - 2026

El òxid de ferro (II), o òxid ferrós, és un sòlid inorgànic negre que es forma mitjançant la reacció de l'oxigen (O ₂) amb el ferro (Fe) fins a l'estat d'oxidació +2. També es denomina monòxid de ferro. La seva fórmula química és LLEIG.

Es troba en la naturalesa com el mineral wustita membre de el grup periclasa. També se li coneix com wuestita, iosiderita o iozita. La wustita és un mineral opac, de color negre a marró, encara que sota llum reflectida és gris. Té llustre metàl·lic.

Pols d'òxid ferrós o òxid de ferro (II). FK1954. Font: Wikipedia Commons

L'òxid de ferro (II) es pot obtenir per descomposició tèrmica a el buit d'oxalat de ferro (II), obtenint-se un pols negra pirofòric. Aquesta pols disminueix el seu estat de divisió i es torna menys reactiu a l'escalfar-se a altes temperatures.

Els cristalls d'òxid de ferro (II) es poden obtenir només sota condicions d'equilibri a alta temperatura, refredant ràpidament el sistema. Si es realitza la reacció a menors temperatures, el LLEIG és inestable i es converteix en ferro (Fe) i en òxid Fe ₃ O ₄, ja que el refredament lent afavoreix la desproporció.

Per ser pirofórico, és un material que presenta risc d'incendi. A més, és perillós si s'inhala en grans quantitats i durant temps prolongat, ja que pot produir malaltia dels pulmons.

L'òxid de ferro (II) s'empra com a pigment en ceràmiques, esmalts, vidres i cosmètics. Per les seves propietats magnètiques s'usa en medicina. També s'utilitza com antioxidant en aliments empacats i, addicionalment, s'utilitza en catàlisi de reaccions i en fórmules de pesticides.

estructura

L'òxid de ferro (II) (FeO) posseeix en teoria l'estructura cúbica de la sal de roca, tenint 4 ions de Fe ²⁺ i 4 ions O ^2- per cada cel·la unitària, i els ions Fe ²⁺ ocupant els llocs octaèdrics.

No obstant això, la realitat és que es desvia significativament de l'estructura ideal de sal de roca de LLEIG, ja que és un ordenament defectuós complex.

Alguns ions Fe ²⁺ estan reemplaçats per ions Fe ³⁺, de manera que l'estructura cristal·lina sempre presenta certa deficiència de ferro. Per aquesta raó es diu que és un sòlid no-estequiomètric. La fórmula que millor el descriu és Fe _1-x O.

D'altra banda, l'òxid de ferro (II) hidratat (FeO.nH ₂ O) és un sòlid verd cristal·lí.

Nomenclatura

Posseeix diverses denominacions:

- Òxid de ferro (II).

- Òxid ferrós.

- Monòxid de ferro.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderita.

- Iozita.

propietats

estat físic

Sòlid cristal·lí.

duresa Mohs

5-5,5.

pes molecular

71,84 g / mol.

Punt de fusió

1368 ºC.

densitat

5,7 g / cm ³

solubilitat

Pràcticament insoluble en aigua i àlcalis. Ràpidament soluble en àcids. Insoluble en alcohol.

Índex de refracció

2,23.

altres propietats

- S'oxida fàcilment en aire. Sota determinades condicions s'inflama a l'aire de forma espontània. Per això es diu que és pirofòric.

- És una base forta i absorbeix diòxid de carboni ràpidament.

- El mineral natural wustita és altament magnètic. No obstant això, per sota de -75 ºC el LLEIG és antiferromagnético.

- La wustita es comporta com un semiconductor.

- Les propietats magnètiques i de conductivitat elèctrica, així com la seva estructura depenen de la seva història tèrmica i de les pressions a què ha estat sotmesa.

Riscos

- La inhalació de la pols o vapors d'òxid de ferro (II) es considera perillós, ja que pot causar irritació del nas i de la gola i pot afectar els pulmons.

- Alts nivells d'exposició a la pols de LLEIG poden portar a una condició anomenada febre de el fum de metall, una malaltia d'exposició laboral que causa símptomes similars a la grip.

- L'exposició continuada a alts nivells de LLEIG pot tenir efectes més seriosos, incloent una malaltia coneguda com siderosis. Aquesta es tracta d'una inflamació dels pulmons que s'acompanya de símptomes similars a la pneumònia.

usos

en terrisseria

Des de fa temps, el LLEIG ha estat usat com a pigment en mescles de ceràmiques.

En la fabricació de vidre

A causa del seu color verd, l'òxid ferrós hidratat (FeO.nH ₂ O) sobresurt en la manufactura de vidre verd amb característiques d'absorció de calor. Aquest tipus de vidre és usat en edificis, automòbils, ampolles de vi i altres aplicacions.

Ampolles de vidre verd. Vinitagangurde. Font: Wikipedia Commons

En la indústria de l'acer

El LLEIG s'empra com a matèria primera en la manufactura de l'acer. És important subratllar que en aquesta aplicació cal controlar l'activitat de l'LLEIG, ja que si es troba en excés pot afectar negativament el procés, especialment pot incrementar l'oxidació de l'alumini. Per evitar això, se sol afegir alumini o carbur de calci a la fase d'escòria.

En catàlisi de reaccions químiques

És usat com a catalitzador en una gran quantitat d'operacions industrials i químiques. En preparacions de catalitzadors destaquen els emprats en la síntesi de NH ₃ i metanación.

en pesticides

S'utilitza en fórmules per al control casolà d'insectes.

En la indústria cosmètica

S'usa en netejadors, regeneradors i cremes per a la cura personal.

Com a agent de coloració o pigment en cosmètics s'empra per cobrir imperfeccions de la superfície de la pell. Per ser insoluble en aigua, a l'ésser usat roman en forma de cristalls o partícules i permet major recobriment.

Per ser un pigment mineral, és més resistent a la llum que els colorants orgànics. Els pigments minerals són més opacs però menys brillants. L'òxid de ferro (II) hidratat ofereix excel lent estabilitat i està entre els pigments minerals més usats en maquillatge.

en medicina

En aquest camp es fan servir de manera àmplia les nanopartícules magnètiques de LLEIG. Per exemple, l'orientació de drogues farmacèutiques i tècniques com la classificació cel·lular aprofiten l'atracció de les partícules magnètiques a les altes densitats de flux magnètic. Això s'aplica a el tractament de el càncer.

En conservació d'aliments

El LLEIG actua com a antioxidant en empaquetatges d'aliments. S'afegeix com pols fina en una bosseta o etiqueta adossada a l'empaquetatge, separat del producte. D'aquesta manera s'allibera a una velocitat controlada.

Per la seva propietat de reaccionar fàcilment amb l'oxigen, actua com un agent de captació d'O ₂, reduint la concentració d'aquest dins de l'empaquetatge on es troba el comestible.

Així es retarda la degradació oxidativa de l'aliment, augmentant la seva durada. S'empra especialment en la conservació de carns.

Empaquetatges de carn a un supermercat. User: Mattes. Font: Wikipedia Commons

altres usos

La indústria cosmètica utilitza el LLEIG per crear pigments en esmalts.

referències

1. Cotton, F. Albert and Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
2. S. National Library of Medicine. (2019). Ferrous s'oxidi. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Ballar, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm and Trotman-Dickenson, AF (1973). Comprehensive Inorganic Chemistry. Volume 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volume 14. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
5. Valet, B.; Major M.; Fitoussi, F.; Capellier, R.; Dormoy, M. and Ginestar, J. (2007). Colouring Agents in Decorative and other Cosmetics. Analytical Methods. 141-152. Recuperat de sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Metall-polymer nanocomposites. Advances in Polymer nanocomposites. Recuperat de sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marc (2019). Packaging Sustainability in the Meat Industry. In Sustainable Meat Production and Processing. Chapter 9. Recuperat de sceincedirect.com.
8. Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wüstite. Recuperat de mindat.org.
9. Hazen, Robert M. and Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): A Review of Its Defect Structure and Physical Properties. Reviews of Geophysics and space physics, Vol.22, No.1, Pages 37-46, February 1984.