MājasĶīmijaDZELZS (III) HIDROKSĪDS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025
DZELZS (III) HIDROKSĪDS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025
Ķīmija

DZELZS (III) HIDROKSĪDS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Anonim

Dzelzs hidroksīda (III) ir neorganisks savienojums, kura formula ir stingri Fe (OH) 3 , kurā daļa no Fe 3+ un OH - ir 3: 1. Tomēr dzelzs ķīmija var būt diezgan sarežģīta; tāpēc šī cietā viela sastāv ne tikai no minētajiem joniem.

Faktiski, Fe (OH) 3 satur anjonu O 2- ; tāpēc tas ir monohidrāts dzelzs hidroksīda oksīds: FeOOH · H 2 O. Ja tiek pievienots pēdējā savienojuma atomu skaits, tiks pārbaudīts, vai tas sakrīt ar Fe (OH) 3 . Abas formulas ir derīgas, lai atsauktos uz šo metālu hidroksīdu.

Dzelzs (III) hidroksīds varžu dīķī. Avots: Clint Budd (https://www.flickr.com/photos//13016864125)

Mācību vai pētniecības ķīmijas laboratorijās Fe (OH) 3 novēro kā oranži brūnas nogulsnes; līdzīgs nogulumiem attēlā iepriekš. Uzkarsējot šo sarūsējušo un želejveida smilti, tas atbrīvo lieko ūdeni, mainot oranži dzeltenīgu krāsu (dzeltenais pigments 42).

Šis dzeltenais pigments 42 ir tas pats FeOOH · H 2 O bez papildu ūdens klātbūtnes, kas saskaņots ar Fe 3+ . Kad tas ir dehidrēts, tas tiek pārveidots par FeOOH, kas var pastāvēt dažādu polimorfu formā (cita starpā, goetīts, akaganeīts, lepidokrocīts, feroxihita).

No otras puses, minerāl bernalīts uzrāda zaļus kristālus ar bāzes sastāvu Fe (OH) 3 · nH 2 O; šī hidroksīda mineraloģiskais avots.

Dzelzs (III) hidroksīda struktūra

Dzelzs oksīdu un hidroksīdu kristālu struktūras ir nedaudz sarežģītas. Bet no vienkārša viedokļa to var uzskatīt par pasūtītiem oktaedrisko vienību FeO 6 atkārtojumiem . Tādējādi šie dzelzs-skābekļa oktaedri savijies caur saviem stūriem (Fe-O-Fe) vai to sejām, izveidojot visa veida polimēru ķēdes.

Ja šādas ķēdes izskatās sakārtotas kosmosā, cietā viela tiek uzskatīta par kristālisku; pretējā gadījumā tas ir amorfs. Šis faktors, kā arī veids, kādā oktaedri ir savienoti, nosaka kristāla enerģētisko stabilitāti un tātad arī tā krāsas.

Piemēram, bernalīta ortorombiskajiem kristāliem Fe (OH) 3 · nH 2 O ir zaļgana krāsa, jo to FeO 6 oktaedri saistās tikai caur stūriem; atšķirībā no citiem dzelzs hidroksīdiem, kas atkarībā no hidratācijas pakāpes parādās sarkanīgā, dzeltenā vai brūnā krāsā.

Jāatzīmē, ka oxygens of Feo 6 nāk no nu OH - vai O 2- ; precīzs apraksts atbilst kristalogrāfiskās analīzes rezultātiem. Lai arī Fe-O saites būtība nav aplūkota kā tāda, tā ir joniska ar noteiktu kovalento raksturu; kas citiem pārejas metāliem kļūst vēl kovalentāki, tāpat kā sudrabs.

Īpašības

Lai arī Fe (OH) 3 ir cieta viela, kuru viegli atpazīt, kad sārmainā vidē pievieno dzelzs sāļus, tā īpašības nav pilnībā skaidras.

Tomēr ir zināms, ka tas ir atbildīgs par dzeramā ūdens organoleptisko īpašību (it īpaši garšas un krāsas) mainīšanu; kas ļoti nešķīst ūdenī (K sp = 2,79 · 10 -39 ); un arī tā molārā masa un blīvums ir 106,867 g / mol un 4,25 g / ml.

Šim hidroksīdam (tāpat kā tā atvasinājumiem) nevar būt noteikta kušanas vai viršanas temperatūra, jo karsējot tas izdala ūdens tvaikus, tādējādi pārvēršot to bezūdens formā FeOOH (kopā ar visiem tā polimorfiem). Tāpēc, ja apkure turpinās, FeOOH izkausēsies, nevis FeOOH · H 2 O.

Lai rūpīgāk izpētītu tā īpašības, dzeltenais pigments 42 būtu jāpakļauj daudziem pētījumiem; taču ir vairāk nekā iespējams, ka procesa laikā tā maina krāsu uz sarkanīgu, kas norāda uz FeOOH veidošanos; vai pretēji, tas izšķīst kompleksa ūdens Fe (OH) 6 3+ (skābā vidē), vai anjonu Fe (OH) 4 - (ļoti bāziskā vidē).

Lietojumprogrammas

Absorbējošs

Iepriekšējā sadaļā tika minēts, ka Fe (OH) 3 ir ļoti nešķīst ūdenī, un tas var pat izgulsnēties, ja pH ir tuvu 4,5 (ja nav ķīmisku sugu, kas traucē). Izgulsnējoties, tas var izvadīt (līdzsagulsnējas) dažus veselībai kaitīgus piemaisījumus; piemēram, hroma vai arsēna sāļi (Cr 3+ , Cr 6+ un As 3+ , As 5+ ).

Tad šis hidroksīds ļauj aizsprostot šos metālus un citus smagākus, darbojoties kā absorbējošs elements.

Metode sastāv ne tik daudz no Fe (OH) 3 izgulsnēšanas ( barotnes sārmināšana), bet tā vietā to tieši pievieno piesārņotam ūdenim vai augsnei, izmantojot komerciāli nopērkamus pulverus vai graudus.

Terapeitiskie lietojumi

Dzelzs ir būtisks cilvēka ķermeņa elements. Anēmija ir viena no visredzamākajām slimībām tās trūkuma dēļ. Šī iemesla dēļ vienmēr ir jāmeklē dažādas alternatīvas, lai iekļautu šo metālu mūsu uzturā, lai netiktu radīta blakusdarbība.

Viens no papildinājumiem, kuru pamatā ir Fe (OH) 3, ir balstīts uz tā kompleksu ar polimaltose (polymaltose iron), kam ir zemāka mijiedarbības pakāpe ar pārtiku nekā FeSO 4 ; tas ir, vairāk dzelzs ir bioloģiski pieejams ķermenim un nav saskaņots ar citām matricām vai cietām vielām.

Otru papildinājumu veido Fe (OH) 3 nanodaļiņas, kas suspendētas barotnē, kas sastāv galvenokārt no adipātiem un tartrātiem (un citiem organiskiem sāļiem). Tas izrādījās mazāk toksisks nekā FeSO 4 , papildus hemoglobīna līmeņa paaugstināšanai tas neuzkrājas zarnu gļotādā un veicina labvēlīgu mikrobu augšanu.

Pigments

Pigment Yellow 42 izmanto krāsās un kosmētikā, un tas kā tāds nerada potenciālu risku veselībai; ja nav norīts nejauši.

Dzelzs akumulators

Kaut arī Fe (OH) 3 formāli netiek izmantots šajā lietojumprogrammā , tas varētu kalpot par izejvielu FeOOH; savienojums, ar kuru tiek ražots viens no lēta un vienkārša dzelzs akumulatora elektrodiem, kas darbojas arī pie neitrāla pH.

Šīs baterijas pusšūnu reakcijas ir izteiktas zemāk ar šādiem ķīmiskajiem vienādojumiem:

½ Fe ⇋ ½ Fe 2+ + e -

Fe III OOH + e - + 3H + ⇋ Fe 2+ + 2H 2 O

Anods kļūst par dzelzs elektrodu, kas izdala elektronu, kas vēlāk, izejot caur ārējo ķēdi, nonāk katodā; elektrods izgatavots no FeOOH, samazinot līdz Fe 2+ . Šīs akumulatora elektrolītiskā vide sastāv no Fe 2+ šķīstošajiem sāļiem .

Atsauces

  1. Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
  2. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (2019. gads). Dzelzs hidroksīds. PubChem datu bāze. CID = 73964. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipedia. (2019. gads). Dzelzs (III) oksīda hidroksīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
  4. N. Pal. (sf). Granulēts dzelzs hidroksīds arsēna attīrīšanai no dzeramā ūdens. . Atgūts no: archive.unu.edu
  5. RM Kornels un U. Švertmans. (sf). Dzelzs oksīdi: struktūra, īpašības, reakcijas, parādīšanās un lietojums. . http://epsc511.wustl.edu/IronOxide_reading.pdf
  6. Bērzs, WD, Prings, A., Rellers, A. et al. Naturwissenschaften. (1992). Bernalīts: jauns dzelzs hidroksīds ar perovskita struktūru. 79: 509. doi.org/10.1007/BF01135768
  7. Dzelzs polimēru vides ģeoķīmija ūdens šķīdumos un nogulsnēs. Atgūts no: geoweb.princeton.edu
  8. Gīsens, van der, AA (1968). Dzelzs (III) -oksīda hidrāta ķīmiskās un fizikālās īpašības Eindhovens: Technische Hogeschool Eindhoven DOI: 10.6100 / IR23239
  9. Funk F, Canclini C un Geisser P. (2007). Dzelzs (III) -hidroksīda polimalozes kompleksa mijiedarbība ar parasti izmantotajiem medikamentiem / laboratorijas pētījumiem žurkām. DOI: 10.1055 / s-0031-1296685
  10. Pereira, DI, Bruggraber, SF, Faria, N., Poots, LK, Tagmount, MA, Aslam, MF, Powell, JJ (2014). Nanodaļiņu dzelzs (III) oksohidroksīds nodrošina drošu dzelzi, kas labi uzsūcas un tiek izmantota cilvēkiem. Nanomedicīna: nanotehnoloģijas, bioloģija un medicīna, 10 (8), 1877–1886. doi: 10.1016 / j.nano.2014.06.012
  11. Gutsche, S. Berling, T. Plaggenborg, J. Parisi un M. Knipper. (2019. gads). Dzelzs-dzelzs (III) oksīda hidroksīda akumulatora, kas darbojas neitrālā pH līmenī, koncepcijas pierādījums. Int. J. Electrochem. Sci., 2019. gada 14. jūlija 14. sējums, 1579. gads. doi: 10.20964 / 2019.02.37
Ķīmija

Izvēle redaktors

Ekonomiskā integrācija: raksturojums, posmi, priekšrocības

Berzētie stīgu instrumenti un to daļas

Kas ir ekonomiskā savstarpējā atkarība?

Kolumbijas Orinoquía reģiona instrumenti

15 Argentīnas mūzikas instrumenti (folkloriski un vietējie)

Starpkulturālisms: raksturojums un posmi