Järnoxider

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 14 september 2022; verifiering kräver 1 redigering .

Järnoxider  är föreningar av järn med syre .

Järnoxider och oxihydroxider är utbredda i naturen och spelar en viktig roll i många geologiska och biologiska processer. De används som järnmalm , pigment , katalysatorer , termiter och finns i hemoglobin . Järnoxider är billiga och hållbara pigment i färger , beläggningar och färgad betong. När den används som livsmedelsfärg är den numrerad E172 .

Stökiometri

Järnoxider är sammansatta av järn (Fe(II)) eller järn (Fe(III)) eller båda. Järn antar en oktaedrisk eller tetraedrisk koordinationsgeometri. Oxiden antar tetraedrisk eller oktaedrisk koordination. Endast ett fåtal oxider är av stor betydelse vid jordens yta, särskilt wuestit , magnetit och hematit . Sexton olika järnoxider är kända, varav tre är de vanligaste och studerade:

• FeO - järnoxid (II) (mineral wustite );
• Fe 2 O 3  - järnoxid (III) (mineraler hematit och maghemit i alfa- respektive gammamodifikationer);
• Fe 3 O 4  - järnoxid (II, III) , en komplex oxid som samtidigt innehåller järn (II) och järn (III) joner (mineralmagnetit ) .

namn	Formel	Smält temperatur	Koktemperatur	Färg
Järn(II)oxid	FeO	1377°C	3414°C	den svarta
Järn(III)oxid	Fe2O3 _ _ _	1566°C	1987°C	Rödbrun
Järn(II,III)oxid	Fe 3 O 4	dec. 1538; 1590; 1594°C	2623°C	den svarta

Flera andra sällsynta och föga studerade järnoxider är också kända:

• FeO 2  - järn(II)peroxid [1]
• Fe4O5 [ 2 ] _
• Fe 5 O 6 [3]
• Fe5O7 [ 4 ] _
• Fe25O32 [ 4 ] _
• Fe 13 O 19 [5]

Reaktioner

Järnoxider omvandlas till metall i masugnar och relaterade anläggningar . Typiska reduktionsmedel är olika former av kol . En typisk reaktion börjar med järnoxid [6] :

2 Fe 2o3 + 3c → 4 Fe + 3 CO2

I naturen

Järn lagras i många organismer i form av ferritin , som är järnoxid innesluten i en solubiliserande proteinbeläggning [7] .

Bakteriearter, inklusive Shewanella oneidensis , Geobacter sulfurreducens och Geobacter metallireducens , använder järnoxider som terminalelektronacceptorer [ 8] .

Användning

Nästan alla järnmalmer är oxider, så i denna mening är dessa material viktiga föregångare till metalliskt järn och många av dess legeringar.

Järnoxider är viktiga pigment som finns i olika färger (svart, rött, gult). Bland deras många fördelar: de är billiga, har ljusa färger och är giftfria [9] .

Magnetit är en komponent i magnetiska inspelningsband.

Se även

• Järn(III) oxidpolyhydrat FeO(OH)
• Järnoxid-klorid FeOCl (se klorid )

Anteckningar

1. ↑ Hu, Qingyang; Kim, Duck Young; Yang, Wenge; Yang, Liuxiang; Meng, Yue; Zhang, Li; Mao, Ho-Kwang (juni 2016). "FeO 2 och (FeO)OH under djupa nedre mantelförhållanden och jordens syre-väte-cykler". Naturen []. 534 (7606): 241-244. Bibcode : 2016Natur.534..241H . DOI : 10.1038/nature18018 . ISSN  1476-4687 . PMID27279220  . _
2. ↑ Upptäckt av den återvinningsbara högtrycksjärnoxiden Fe4O5 .  (obestämd)
3. ↑ Lavina, Barbara; Meng, Yue (2015). "Syntes av Fe5O6" . Vetenskapens framsteg . 1 (5): e1400260. doi : 10.1126/ sciadv.1400260 . PMC 4640612 . PMID 26601196 .  
4. ↑ 1 2 Bykova, E.; Dubrovinsky, L.; Dubrovinskaia, N.; Bykov, M.; McCammon, C.; Ovsyannikov, SV; Liermann, H.-P.; Kupenko, I.; Chumakov, A.I.; Rüffer, R.; Hanfland, M.; Prakapenka, V. (2016). "Strukturell komplexitet av enkel Fe2O3 vid höga tryck och temperaturer" . Naturkommunikation . 7 : 10661. doi : 10.1038 /ncomms10661 . PMC  4753252 . PMID  26864300 .
5. ↑ Merlini, Marco; Hanfland, Michael; Salamat, Ashkan; Petitgirard, Sylvain; Müller, Harald (2015). "Kristallstrukturerna av Mg2Fe2C4O13, med tetraedriskt koordinerat kol, och Fe13O19, syntetiserades vid djupa mantelförhållanden." Amerikansk mineralog . 100 (8-9): 2001-2004. DOI : 10.2138/am-2015-5369 .
6. ↑ Greenwood NN, Earnshaw A. Elementens kemi  . — 2:a uppl. - Butterworth-Heinemann , 1997. - P. 1072. - ISBN 0-08-037941-9 .
7. ↑ Honarmand Ebrahimi, Kourosh; Hagedoorn, Peter-Leon; Hagen, Wilfred R. (2015). "Enhet i biokemin av järnlagringsproteinerna Ferritin och Bacterioferritin". Kemiska recensioner . 115 (1): 295-326. DOI : 10.1021/cr5004908 . PMID  25418839 .
8. ↑ Bretschger, O.; Obraztsova, A.; Sturm, CA; Chang, I.S.; Gorby, YA; Reed, S.B.; Culley, D.E.; Reardon, C.L.; Barua, S.; Romine, M.F.; Zhou, J.; Beliaev, AS; Bouhenni, R.; Saffarini, D.; Mansfeld, F.; Kim, B.-H.; Fredrickson, JK; Nealson, KH (20 juli 2007). "Nuvarande produktion och metalloxidreduktion av Shewanella oneidensis MR-1 vildtyp och mutanter" . Tillämpad och miljömikrobiologi . 73 (21): 7003-7012. DOI : 10.1128/AEM.01087-07 . PMC2223255  . _ PMID  17644630 .
9. ↑ Mall:Ullmann