ГВОЖЂЕ (ИИИ) ХИДРОКСИД: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Гвожђе хидроксида (ИИИ) је неорганско једињење чија формула је стриктно Фе (ОХ) ₃ , где удео Фе ³⁺ и ОХ ^- 3: 1. Међутим, хемија гвожђа може бити прилично погрешна; па се та чврста супстанца не састоји само од поменутих јона.

У ствари, Фе (ОХ) ₃ садржи анион О ^2- ; Стога, то је монохидрат гвожђе хидроксида оксид: ФеООХ · Х ₂ О. Ако се дода број атома у овом последњем једињење, биће утврди да се поклапа са оним Фе (ОХ) ₃ . Обје формуле вриједе у погледу овог металног хидроксида.

Гвожђе (ИИИ) хидроксид у рибњаку жабе. Извор: Цлинт Будд (хттпс://ввв.флицкр.цом/пхотос//13016864125)

У наставним или истраживачким хемијским лабораторијама Фе (ОХ) ₃ се посматра као наранџасто-смеђи талог; слично седименту на горњој слици. Када се овај захрђали и желатинозни песак загреје, ослобађа сувишну воду, претварајући наранчасто-жућкасту боју (жути пигмент 42).

Овај жути пигмент 42 иста ФеООХ · Х ₂ О без додатног присуству воде координацији са Фе ³⁺ . Када је ово дехидрирано, трансформише се у ФеООХ, који може постојати у облику различитих полиморфа (међу осталим, гоетит, акаганеит, лепидокрокцит, ферокихита).

Минерални берналите, с друге стране, показује зелене кристале са композицијом основног Фе (ОХ) ₃ · нХ ₂ О; минералошки извор овог хидроксида.

Структура гвожђе (ИИИ) хидроксида

Кристалне структуре жељезових оксида и хидроксида су мало компликоване. Али, са једноставног становишта, то се може сматрати уређеним понављањем октаедарске јединице ФеО ₆ . Тако се ови октаедри гвожђе-кисеоник преплићу кроз своје углове (Фе-О-Фе) или њихова лица, успостављајући све врсте полимерних ланаца.

Ако такви ланци изгледају поредани у свемиру, каже се да је чврста супстанца кристална; иначе је аморфан. Овај фактор, заједно са начином спајања октаедра, одређује енергетску стабилност кристала, а самим тим и његове боје.

На пример, ромбичних кристали берналите, Фе (ОХ) ₃ · нХ ₂ О, имају зеленкасте боје због чињенице да њихов ФеО ₆ оцтахедра уједине само преко њихових кривинама; за разлику од других хидроксида гвожђа који су црвенкасти, жути или браон, зависно од степена хидратације.

Треба напоменути да су окигенс на ФеО ₆ долазе из или ОХ ^- или О ^2- ; тачан опис одговара резултатима кристалографске анализе. Иако се не бави таквом, природа Фе-О везе је јонска са одређеним ковалентним карактером; који за остале прелазне метале постаје још ковалентнији, као што је случај са сребром.

Својства

Иако је Фе (ОХ) ₃ чврста супстанца која се лако препознаје када се додају соли гвожђа у алкални медијум, његова својства нису потпуно јасна.

Међутим, познато је да је одговорна за измену органолептичких својстава (укуса и боје, нарочито) воде за пиће; која је врло нерастворљива у води (К _сп = 2,79 · 10 ^-39 ); а такође да су његова моларна маса и густина 106.867 г / мол и 4.25 г / мЛ.

Овај хидроксид (као и његови деривати) не може имати дефинисану талиште или тачку кључања, јер када се загрева ослобађа водену пару, претварајући га у безводни облик ФеООХ (заједно са свим његовим полиморфима). Стога, ако грејање наставља, ФеООХ ће отопити и не ФеООХ · В ₂ О.

Да бисте детаљније проучили његова својства, било би потребно да се жути пигмент 42 подвргне бројним студијама; али више је него вероватно да током процеса мења боју у црвенкасту боју, што указује на стварање ФеООХ; или напротив, раствара се у сложеном воденом Фе (ОХ) ₆ ³⁺ (киселом медијуму) или у аниону Фе (ОХ) ₄ ^- (врло базични медијум).

Апликације

Апсорбент

У претходном одељку поменуто је да је Фе (ОХ) ₃ веома нерастворљив у води, па чак може да се исталожи и на пХ близу 4,5 (ако нема хемијских врста које би ометале). Таложењем може да однесе (ко-исталожи) неке нечистоће из окружења које су штетне за здравље; на пример, соли хрома или арсена (Цр ³⁺ , Цр ⁶⁺ , и Ас ³⁺ , Ас ⁵⁺ ).

Затим овај хидроксид омогућава да се ови метали и други тежи они уваже, делујући као абсорбент.

Техника се не састоји толико у таложењу Фе (ОХ) ₃ (алкализацији медијума), већ се уместо тога додаје директно контаминираној води или земљишту, користећи комерцијално купљени прах или житарице.

Терапеутске употребе

Гвожђе је важан елемент људског тела. Анемија је једна од најистакнутијих болести због свог недостатка. Из тог разлога, увек је питање истраживања да се осмисле различите алтернативе како би се овај метал уградио у нашу исхрану, тако да се не стварају колатерални ефекти.

Један од додатака на бази Фе (ОХ) ₃ заснован је на његовом комплексу са полималтозом (полималтозно гвожђе), који има нижи степен интеракције са храном од ФеСО ₄ ; то јест, више гвожђа је биолошки доступно телу и није координирано са другим матрицама или чврстим супстанцама.

Други додатак чине Фе (ОХ) ₃ наночестице суспендоване у медијуму који се углавном састоји од адипата и тартрата (и других органских соли). Ово се показало мање токсичним од ФеСО ₄ , осим што повећава хемоглобин, он се не накупља у цревној слузници и подстиче раст корисних микроба.

Пигмент

Пигмент Иеллов 42 се користи у бојама и козметици и као такав не представља потенцијални ризик за здравље; осим ако се гута случајно.

Гвожђа батерија

Иако се Фе (ОХ) ₃ формално не користи у овој пријави , он би могао послужити као полазни материјал за ФеООХ; једињење са којим се производи једна од електрода јефтине и једноставне батерије од гвожђа, која такође ради при неутралном пХ.

Реакције на пола ћелије за ову батерију су изражене у наставку са следећим хемијским једначинама:

½ Фе ⇋ ½ Фе ²⁺ + е ^-

Фе ^ИИИ ООХ + е ^- + 3Х ⁺ ⇋ Фе ²⁺ + 2Х ₂ О

Анода постаје гвоздена електрода која ослобађа електрон који касније, након проласка кроз спољни круг, улази у катоду; електрода направљена од ФеООХ, редукујући на Фе ²⁺ . Електролитички медијум за ову батерију састоји се од растворљивих соли Фе ²⁺ .

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Зелени хидроксид. ПубЦхем база података. ЦИД = 73964. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
3. Википедиа. (2019). Гвожђе (ИИИ) оксид-хидроксид. Опоравак од: ен.википедиа.орг
4. Н. Пал. (сф) Гранулирани железов хидроксид за уклањање арсена из воде за пиће. . Опоравак од: арцхиве.уну.еду
5. РМ Цорнелл и У. Сцхвертманн. (сф) Оксиди гвожђа: структура, својства, реакције, појаве и употребе. . хттп://епсц511.вустл.еду/ИронОксид_реадинг.пдф
6. Бирцх, ВД, Принг, А., Реллер, А. и др. Натурвиссенсцхафтен. (1992). Берналите: нови железов хидроксид са перовскитном структуром. 79: 509. дои.орг/10.1007/БФ01135768
7. Геохемија животне средине полимеријума у ​​води у воденим растворима и талогима. Опоравак од: геовеб.принцетон.еду
8. Гиессен, ван дер, АА (1968). Хемијска и физичка својства гвожђа (ИИИ) -оксид хидрата Ајндховен: Тецхнисцхе Хогесцхоол Еиндховен ДОИ: 10.6100 / ИР23239
9. Функ Ф, Цанцлини Ц и Геиссер П. (2007). Интеракције између комплекса гвожђа (ИИИ) -хидроксид полмалтозе и уобичајених лекова / лабораторијских студија на пацовима. ДОИ: 10.1055 / с-0031-1296685
10. Переира, ДИ, Бругграбер, СФ, Фариа, Н., Поотс, ЛК, Тагмоунт, МА, Аслам, МФ, Повелл, ЈЈ (2014). Наночестица железовог (ИИИ) оксо-хидроксида обезбеђује сигурно гвожђе које се добро апсорбује и користи у људима. Наномедицина: нанотехнологија, биологија и медицина, 10 (8), 1877–1886. дои: 10.1016 / ј.нано.2014.06.012
11. Гутсцхе, С. Берлинг, Т. Плаггенборг, Ј. Париси и М. Книппер. (2019). Доказ концепта батерије-гвожђа (ИИИ) оксид хидроксида која ради на неутралном пХ. Инт. Ј. Елецтроцхем. Сци., Вол. 14, 2019. 1579. дои: 10.20964 / 2019.02.37