Kimia

Oksida besi

4055
219
Irvin Reichel

Besi oksida adalah senyawa kimia antara besi dan oksigen

Apa itu besi oksida?

Dia oksida besi Itu adalah salah satu senyawa yang terbentuk antara besi dan oksigen. Mereka ditandai dengan menjadi ionik dan kristal, dan mereka berbaring tersebar sebagai akibat dari erosi mineral mereka, menyusun tanah, massa tanaman dan bahkan bagian dalam organisme hidup.

Itu adalah salah satu keluarga senyawa yang mendominasi di kerak bumi. Oksida besi diketahui sampai saat ini, kebanyakan dari mereka berasal dari alami dan disintesis lainnya di bawah tekanan ekstrem atau kondisi suhu.

Pada gambar atas, bagian dari bubuk oksida besi ditampilkan. Karakteristik warna merahnya mencakup besi dari beberapa elemen arsitektur dalam apa yang dikenal sebagai karat. Demikian juga, diamati di lereng, gunung atau tanah, dicampur dengan banyak mineral lainnya, seperti debu kuning goethita (α-feooh).

Oksida besi paling terkenal adalah hematit (α-Fe₂SALAH SATU₃) dan maghemita (ϒ-faith₂SALAH SATU₃), kedua polimorf oksida besi; Dan paling tidak, magnetit (iman₃SALAH SATU₄).

Struktur polimorfiknya dan area superfisial yang besar dibuat oleh bahan -bahan menarik seperti sorbentes, atau untuk sintesis nanopartikel dengan aplikasi yang luas.

Struktur besi oksida

Gambar atas adalah representasi dari struktur kristal yang jelek, salah satu oksida besi di mana besi memiliki valensi +2. Bola merah sesuai dengan anion atau^2-, Sedangkan kation kuning ke iman²⁺.

Perhatikan bahwa setiap iman²⁺ dikelilingi oleh enam atau^2-, membentuk unit koordinasi oktahedral.

Oleh karena itu, struktur jelek dapat "hancur" dalam unit jelek₆, Dimana atom pusat adalah iman²⁺. Dalam kasus oxihydroxides atau hidroksida, unit oktahedral jelek₃(OH)₃.

Dapat melayani Anda: kalsium peroksida (cao2): sifat, risiko dan penggunaan

Dalam beberapa struktur, bukan octahedron, ada unit tetrahedral, jelek₄. Untuk alasan ini, oksida besi biasanya diwakili dengan oktur atau tetrahedra dengan pusat besi.

Struktur oksida besi tergantung pada kondisi tekanan atau suhu, pada rasio iman/atau (yaitu, berapa banyak oksigen yang ada untuk zat besi dan sebaliknya), dan Valencia del Hierro (+2, +3 dan, sangat jarang dalam oksida sintetis oksida sintetis sintetis , +4).

Secara umum, anion besar atau^2- Mereka menyelaraskan lembaran pembentukan yang lubangnya menjadi tuan rumah kation iman²⁺ atau iman³⁺. Dengan demikian, ada oksida (seperti magnetit) yang memiliki setrika dengan kedua valensi.

Polimorfisme

Oksida besi memiliki polimorfisme, yaitu, struktur yang berbeda atau pengaturan kristal untuk senyawa yang sama. Oksida besi, iman₂SALAH SATU₃, memiliki hingga empat polimorf yang memungkinkan. Hematit, α-fe₂SALAH SATU₃, Ini adalah yang paling stabil; diikuti oleh Maghemita, ϒ-Faith₂SALAH SATU₃, dan untuk β- iman sintetis₂SALAH SATU₃ dan ε- iman₂SALAH SATU₃.

Semuanya memiliki jenis struktur dan sistem kristal sendiri. Namun, proporsi 2: 3 tetap konstan, jadi ada tiga anion atau^2- untuk setiap dua kation iman³⁺.

Perbedaannya terletak pada bagaimana unit oktahedral jelek berada₆di luar angkasa dan bagaimana mereka berkumpul.

Tautan Struktural

Unit oktahedral yang jelek₆

Unit oktahedral yang jelek₆ dapat divisualisasikan dengan bantuan gambar superior. Di sudut -sudut octaedro adalah atau^2-, Sementara di tengahnya keyakinan²⁺ atau iman³⁺(Dalam kasus iman₂SALAH SATU₃). Cara di mana octahedra ini diatur di ruang angkasa mengungkapkan struktur karat.

Namun, mereka juga memengaruhi cara mereka terhubung. Misalnya, dua octahedra dapat bergabung dengan dua simpul mereka, yang diwakili dengan jembatan oksigen: fe-o-fe. Demikian pula, Octahedra dapat bergabung melalui tepi mereka (berdekatan satu sama lain). Itu kemudian akan diwakili dengan dua jembatan oksigen: fe- (o)₂-Keyakinan.

Dapat melayani Anda: klorin oksida (v): sifat, struktur, penggunaan

Dan akhirnya, Octahedra dapat berinteraksi melalui wajah mereka. Dengan demikian, representasi sekarang dengan tiga jembatan oksigen: fe- (o)₃-Keyakinan. Cara di mana octahedra terkait, jarak internuclear fe -fe akan bervariasi dan, oleh karena itu, sifat fisik oksida.

Sifat oksida besi

Oksida besi adalah senyawa dengan sifat magnetik. Ini bisa anti, ferro atau ferrimagnetik, dan bergantung pada valensi iman dan bagaimana kation berinteraksi dalam padatan.

Karena struktur padat sangat bervariasi, dengan cara yang sama sifat fisik dan kimianya.

Misalnya, polimorf dan hidrat iman₂SALAH SATU₃ Mereka memiliki nilai titik leleh yang berbeda (yang berkisar antara 1.200 dan 1.600 ° C) dan kepadatan. Namun, mereka memiliki sedikit kelarutan mengikuti iman³⁺, Massa molekul yang sama adalah warna coklat dan hampir tidak tersentum dalam larutan asam.

Nomenklatur oksida besi

IUPAC menetapkan tiga cara untuk memberi nama besi oksida. Ketiganya sangat berguna, meskipun untuk oksida kompleks (seperti iman₇SALAH SATU₉) Sistematika mengatur yang lain karena kesederhanaannya.

Nomenklatur sistematis

Bilangan oksigen dan zat besi dipertimbangkan, menamai mereka dengan awalan mono-mono-, di-, tri-, dll. Menurut nomenklatur ini keyakinan₂SALAH SATU₃ disebut: Trioksida telah memberibesi. Dan untuk iman₇SALAH SATU₉ Namanya adalah: heptahierro nonaxide.

Nomenklatur stok

Ini menganggap Valencia del Hierro. Jika itu iman²⁺, Besi oksida ditulis ... dan valensinya dengan angka Romawi terkunci dalam tanda kurung. Untuk iman₂SALAH SATU₃ Namanya: Iron Oxide (III).

Dapat melayani Anda: Tekanan uap: konsep, contoh dan latihan diselesaikan

Perhatikan iman itu³⁺ Itu dapat ditentukan dengan jumlah aljabar. Ya^2- Ini memiliki dua muatan negatif, dan ada tiga di antaranya, tambahkan -6. Untuk menetralkan -6 ini mereka membutuhkan +6, tetapi ada dua iman, sehingga mereka harus dibagi dengan dua, +6/2 = +3:

2x (logam valencia) + 3 (-2) = 0

Cukup membersihkan valensi iman dalam oksida. Tetapi jika x bukan bilangan bulat (seperti halnya hampir semua oksida yang tersisa), maka ada campuran iman²⁺ dan iman³⁺.

Nomenklatur tradisional

Akhiran -ICO diberikan kepada awalan ferr- ketika iman memiliki valencia +3, dan -jadi ketika valencia -nya adalah 2+. Dengan demikian, iman₂SALAH SATU₃ disebut: ferric oxide.

Besi oksida menggunakan

Nanopartikel

Oksida besi memiliki energi kristalisasi tinggi, yang memungkinkan untuk membuat kristal yang sangat kecil tetapi dengan luas permukaan yang besar.

Karena alasan ini mereka sangat menarik di bidang nanoteknologi, di mana mereka merancang dan mensintesis nanopartikel oksida (NP) untuk tujuan tertentu:

Sebagai katalis.
Sebagai reservoir obat atau gen di dalam tubuh.
Dalam desain permukaan sensorik untuk berbagai jenis biomolekul: protein, gula, lemak.
Untuk menyimpan data magnetik.

Pigmen

Karena beberapa oksida sangat stabil, mereka berfungsi untuk mewarnai tekstil atau memberikan warna -warna cerah pada permukaan bahan apa pun. Dari mosaik lantai -lukisan merah, kuning dan oranye (bahkan hijau) -, plastik, kulit ke karya arsitektur.

Referensi

Wali Amanat Dartmouth College (18 Maret 2004). Stoikiometri oksida besi. Diambil dari: Dartmouth.Edu
Ryosuke Sinmyo et al. (8 September 2016). Penemuan Fe₇SALAH SATU₉: Oksida besi baru dengan struktur monoklinik yang kompleks. Pulih dari: alam.com
M. Cornell, u. Schwertmann. Oksida besi: struktur, sifat, reaksi, kejadian dan penggunaan [pdf]. Wiley-VCH. Diambil dari: EPSC511.Wustl.Edu