เหล็กออกไซด์

เหล็กออกไซด์เป็นสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยเหล็กและออกซิเจนเหล็กออกไซด์ หลายชนิด ได้รับการยอมรับ บ่อยครั้งที่พวกมันไม่เป็นไปตามสัดส่วนทางเคมีเฟอร์ริกออกซีไฮดรอกไซด์เป็นสารประกอบประเภทที่เกี่ยวข้อง ซึ่งอาจเป็นที่รู้จักดีที่สุดคือสนิม[ 1 ]
ออกไซด์และออกซีไฮดรอกไซด์ของเหล็กพบได้ทั่วไปในธรรมชาติและมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางธรณีวิทยาและชีววิทยาหลายอย่าง มีการใช้เป็นแร่เหล็ก เม็ดสี ตัวเร่งปฏิกิริยาและในเทอร์ไมต์อีกทั้งยังพบในฮีโมโกลบินออกไซด์ของเหล็กเป็นเม็ดสีราคาไม่แพงและทนทานที่ใช้ในสีทา สารเคลือบ และคอนกรีตสี สีที่พบได้ทั่วไปอยู่ในโทนสี " เอิร์ธโทน " เช่น เหลือง ส้ม แดง น้ำตาล และดำ เมื่อใช้เป็นสีผสมอาหาร จะมีหมายเลข Eคือ E172
การใช้งาน สีในยุคแรกเริ่มมีจุดประสงค์เพื่อการตกแต่งโดยเฉพาะ ดังนั้น เม็ดสีที่ไม่มีสารยึดเกาะ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเหล็กออกไซด์ จึงถูกนำมาใช้ในศิลปะถ้ำ ยุคก่อนประวัติศาสตร์ราว 15,000 ปีก่อน คริสตกาลในบางส่วนของเอเชีย[ 2 ]
สโตอิคิโอเมตรี


ออกไซด์ของเหล็กมีอยู่ในรูปเฟอร์รัส ( Fe(II) ) หรือเฟอร์ริก ( Fe(III) ) หรือทั้งสองอย่าง โดยมีโครงสร้างการประสานงานแบบทรงแปดเหลี่ยมหรือ ทรงสี่เหลี่ยม มี ออกไซด์เพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่มีความสำคัญบนพื้นผิวโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วูสไทต์ แมกเนไทต์ และเฮมาไทต์
- ออกไซด์ของ Fe II
- FeO: เหล็ก(II) ออกไซด์ , วูสไทต์
- ออกไซด์ผสมของ Fe IIและ Fe III
- ออกไซด์ของ Fe III
การขยายตัวทางความร้อน
| เหล็กออกไซด์ | CTE (× 10 −6 °C −1 ) |
|---|---|
| เฟโอ | 14.9 [ 7 ] |
| เฟโอ | >9.2 [ 7 ] |
| เฟโอ | 12.1 [ 7 ] |
ออกไซด์-ไฮดรอกไซด์
- โกเอไทต์ (α-FeOOH)
- อะกาเนไอต์ (β-FeOOH)
- เลพิโดโครไซต์ (γ-FeOOH)
- เฟอรอกซีไฮต์ (δ-FeOOH)
- เฟอร์ริไฮไดรต์ (Fe HO · 4 H O โดยประมาณ หรือ 5 Fe O · 9 H O ซึ่งเขียนใหม่ได้ดีกว่าเป็น FeOOH · 0.4 H O)
- FeOOH ที่มีโครงสร้างไพไรต์ภายใต้ความดันสูง[ 8 ]เมื่อ เกิด การขาดน้ำเฟสนี้อาจก่อตัวเป็น FeO H (0 < x < 1) [ 9 ]
- สนิมเขียว (Fe)3 เฟII OH (A − ) โดยที่ A −คือ Cl −หรือ 0.5 SO2−4)
ปฏิกิริยา
ในเตาหลอมเหล็กและโรงงานที่เกี่ยวข้อง ออกไซด์ของเหล็กจะถูกแปลงเป็นโลหะสารลด ทั่วไป คือคาร์บอนในรูปแบบต่างๆ ปฏิกิริยาตัวอย่างเริ่มต้นด้วยเฟอร์ริกออกไซด์: [ 10 ]
- 2 เฟ 2 3 3 ซี → 4 เฟ + 3 CO
ในธรรมชาติ
ธาตุเหล็กถูกเก็บไว้ในสิ่งมีชีวิตหลายชนิดในรูปของเฟอร์ริตินซึ่งเป็นเฟอร์รัสออกไซด์ที่ห่อหุ้มด้วยโปรตีนที่ละลายได้[ 11 ]
แบคทีเรียหลายชนิดรวมถึงShewanella oneidensis , Geobacter sulfurreducensและGeobacter metallireducensใช้เหล็กออกไซด์เป็น ตัวรับ อิเล็กตรอนปลายทาง[ 12 ]
การใช้งาน
แร่เหล็กเกือบทั้งหมดเป็นออกไซด์ ดังนั้นในแง่นี้ วัสดุเหล่านี้จึงเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญสำหรับโลหะเหล็กและโลหะผสมต่างๆ ของเหล็ก
เหล็กออกไซด์เป็นเม็ดสี ที่สำคัญ มีสีหลากหลาย (ดำ แดง เหลือง) ข้อดีหลายประการ ได้แก่ ราคาไม่แพง มีสีเข้ม และไม่เป็นพิษ[ 13 ]
แมกเนไทต์เป็นส่วนประกอบหนึ่งของเทปบันทึกแม่เหล็ก
ดูเพิ่มเติม
- เหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งใหญ่
- วงจรเหล็ก
- อนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์
- ไลโมไนต์
- รายชื่อเม็ดสีอนินทรีย์
- ไอรอน(II) ไฮดรอกไซด์
ลิงก์ภายนอก
- ข้อมูลจาก บริษัท4thNano-Oxides, Inc. เกี่ยวกับ Fe O
- ปฏิกิริยาเหล็กแบบหม้อเดียว
- สถิติและข้อมูลเกี่ยวกับเม็ดสีเหล็กออกไซด์
- คู่มือพกพาเกี่ยวกับอันตรายจากสารเคมีของ CDC – NIOSH