Rautaoksidit

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 14.9.2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Rautaoksidit  ovat raudan ja hapen yhdisteitä .

Rautaoksidit ja oksihydroksidit ovat laajalle levinneitä luonnossa ja niillä on tärkeä rooli monissa geologisissa ja biologisissa prosesseissa. Niitä käytetään rautamalmeina , pigmentteinä , katalyytteinä ja termiitteinä , ja niitä löytyy hemoglobiinista . Rautaoksidit ovat halpoja ja kestäviä pigmenttejä maaleissa , pinnoitteissa ja värillisissä betoneissa. Elintarvikevärinä käytettynä se on numeroitu E172 .

Stökiometria

Rautaoksidit koostuvat raudasta (Fe(II)) tai raudasta (Fe(III)) tai molemmista. Rauta käyttää oktaedristä tai tetraedristä koordinaatiogeometriaa. Oksidi ottaa käyttöön tetraedrisen tai oktaedrisen koordinaation. Vain muutamat oksidit ovat erittäin tärkeitä maan pinnalla, erityisesti wuestiitti , magnetiitti ja hematiitti . Tunnetaan kuusitoista erilaista rautaoksidia, joista kolme on yleisimpiä ja tutkituimpia:

• FeO - rautaoksidi (II) (mineraali wustiitti );
• Fe 2O 3  - rautaoksidi (III) ( mineraalit hematiitti ja maghemiitti alfa- ja gamma-modifikaatioina, vastaavasti);
• Fe 3 O 4  - rautaoksidi (II, III) , monimutkainen oksidi, joka sisältää samanaikaisesti rauta (II) ja rauta (III) ioneja (mineraalimagnetiitti ) .

Nimi	Kaava	Sulamislämpötila	Kiehumislämpötila	Väri
Rauta(II)oksidi	FeO	1377 °C	3414 °C	musta
Rauta(III)oksidi	Fe2O3 _ _ _	1566 °C	1987 °C	Puna-ruskea
Rauta(II,III)oksidi	Fe3O4 _ _ _	joulukuu 1538; 1590; 1594 °C	2623 °C	musta

Tunnetaan myös useita muita harvinaisia ​​ja vähän tutkittuja rautaoksideja:

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

Reaktiot

Rautaoksidit muunnetaan metalliksi masuuneissa ja vastaavissa laitoksissa . Tyypillisiä pelkistäviä aineita ovat erilaiset hiilen muodot . Tyypillinen reaktio alkaa rautaoksidilla [6] :

2 Fe 2o3 + 3c → 4 Fe + 3 CO2

Luonnossa

Rauta varastoituu moniin organismeihin ferritiinin muodossa , joka on rautaoksidia, joka on suljettu liukenevan proteiinikuoren sisään [7] .

Bakteerilajit, mukaan lukien Shewanella oneidensis , Geobacter sulfurreducens ja Geobacter metallireducens , käyttävät rautaoksideja terminaaleina elektronien vastaanottajina [8] .

Käyttö

Melkein kaikki rautamalmit ovat oksideja, joten tässä mielessä nämä materiaalit ovat tärkeitä metallisen raudan ja monien sen metalliseosten esiasteita.

Rautaoksidit ovat tärkeitä pigmenttejä, joita on eri väreissä (musta, punainen, keltainen). Niiden monien etujen joukossa: ne ovat edullisia, niissä on kirkkaat värit ja myrkyttömät [9] .

Magnetiitti on magneettinauhojen komponentti .

Katso myös

• Rauta(III) oksidipolyhydraatti FeO(OH)
• Rautaoksidikloridi FeOCl (katso kloridi )

Muistiinpanot

1. ↑ Hu, Qingyang; Kim, Duck Young; Yang, Wenge; Yang, Liuxiang; Meng, Yue; Zhang, Li; Mao, Ho-Kwang (kesäkuu 2016). "FeO 2 ja (FeO)OH syvän alemman vaipan olosuhteissa ja Maan happi-vetykierrossa". Luonto []. 534 (7606): 241-244. Bibcode : 2016Natur.534..241H . DOI : 10.1038/luonto18018 . ISSN  1476-4687 . PMID27279220  _ _
2. ↑ Talteen otettavan korkeapaineisen rautaoksidin Fe4O5 löytö .  (määrätön)
3. ↑ Lavina, Barbara; Meng, Yue (2015). "Fe5O6:n synteesi" . Tieteen edistyminen . 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). "Yksinkertaisen Fe2O3:n rakenteellinen monimutkaisuus korkeissa paineissa ja lämpötiloissa" . Luontoviestintä . 7 :10661. doi : 10.1038 /ncomms10661 . PMC  4753252 . PMID  26864300 .
5. ↑ Merlini, Marco; Hanfland, Michael; Salamat, Ashkan; Petitgirard, Sylvain; Müller, Harald (2015). "Mg2Fe2C4O13:n, jossa on tetraedrisesti koordinoitua hiiltä, ​​ja Fe13O19:n kiderakenteet syntetisoituivat syvän vaipan olosuhteissa." Amerikkalainen mineralogi . 100 (8-9): 2001-2004. DOI : 10.2138/am-2015-5369 .
6. ↑ Greenwood NN, Earnshaw A. Alkuaineiden kemia  . – 2. painos. - Butterworth-Heinemann , 1997. - P. 1072. - ISBN 0-08-037941-9 .
7. ↑ Honarmand Ebrahimi, Kourosh; Hagedoorn, Peter-Leon; Hagen, Wilfred R. (2015). "Yksinäisyys rautaa varastoivien proteiinien ferritiinin ja bakterioferritiinin biokemiassa". Kemialliset arvostelut . 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. heinäkuuta 2007). "Nykyinen tuotanto ja metallioksidien pelkistys Shewanella oneidensis MR-1:n villityypin ja mutanttien toimesta " Soveltava ja ympäristömikrobiologia . 73 (21): 7003-7012. DOI : 10.1128/AEM.01087-07 . PMC2223255  _ _ PMID  17644630 .
9. ↑ Malli: Ullmann