Structure de l'oxyde de fer (III), nomenclature, propriétés, utilisations

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Alexander Pearson
Structure de l'oxyde de fer (III), nomenclature, propriétés, utilisations

le oxyde de fer (III) L'oxyde ferrique est un solide inorganique formé par la réaction du fer (Fe) et de l'oxygène (Odeux), dans lequel un état d'oxydation du fer de +3 est obtenu. Sa formule chimique est FedeuxOU ALORS3.

Dans la nature, on le trouve principalement sous la forme de l'hématite minérale, qui doit son nom à la couleur rouge de ses rayures. L'hématite est le principal minerai de fer à usage industriel.

Poudre d'oxyde ferrique ou d'oxyde de fer (III). W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Source: Wikipedia Commons

La couleur et l'apparence du FedeuxOU ALORS3 ils dépendent de la taille et de la forme de ses particules, ainsi que de l'identité et de la quantité d'impuretés et d'eau présentes. Les pigments jaune, orange et rouge sont connus. N'a pas de brillance métallique.

Il ne conduit pas l'électricité, mais mélangé à d'autres oxydes, il peut fabriquer des verres semi-conducteurs. La forme cristalline alpha est antiferromagnétique et le gamma est ferromagnétique.

Il est utilisé comme pigment rouge dans les peintures, caoutchoucs, céramiques et papiers. Également dans les revêtements de protection pour l'acier et d'autres métaux. Sa polyvalence est due à sa capacité de teinture et son pouvoir de revêtement, sa résistance aux ultraviolets et aux alcalis..

Il est utilisé dans la préparation de grenats ou de pierres fines de divers oxydes métalliques. Il est utilisé pour polir le verre, le diamant et les métaux précieux (qualité joaillerie). Il est également utilisé comme catalyseur dans diverses réactions. Il a été utilisé pour le traitement des eaux usées.

Index des articles

  • 1 Structure
    • 1.1 Alpha
    • 1,2 Gamma
    • 1.3 Beta et Epsilon:
  • 2 Nomenclature
  • 3 propriétés
    • 3.1 État physique
    • 3.2 Poids moléculaire
    • 3.3 Point de fusion
    • 3.4 Densité
    • 3.5 Solubilité
    • 3.6 Autres propriétés
  • 4 utilisations
    • 4.1 Dans le secteur de la construction
    • 4.2 Dans les peintures et revêtements
    • 4.3 Dans l'industrie des plastiques et du caoutchouc
    • 4.4 Dans le verre et les bijoux
    • 4.5 Sur le matériel d'enregistrement magnétique
    • 4.6 Dans l'industrie alimentaire, pharmaceutique et cosmétique
    • 4.7 En catalyse des réactions chimiques
    • 4.8 Pour réduire le réchauffement climatique
    • 4.9 Autres utilisations
  • 5 Références

Structure

Alpha

La forme cristalline α-FedeuxOU ALORS3 a la structure du corindon (minéral AldeuxOU ALORS3), où les ions oxyde (O-deux) forment des couches remplies hexagonales, avec des ions Fe+3 occupant les deux tiers des sites octaédriques.

En d'autres termes, chaque foi+3 est entouré octaédralement par 6 ions O-deux. Sa couleur change avec l'augmentation de la taille des particules du rouge vif au violet foncé.

Gamma

Γ-FedeuxOU ALORS3 présente une structure en forme de spinelle avec un arrangement cubique d'ions oxyde, avec des ions Fe+3 répartis aléatoirement entre les interstices octaédriques et tétraédriques. Cette variété cristalline, lorsqu'elle est chauffée à l'air à plus de 400 ºC, se transforme en structure alpha. Il a une couleur brune.

Beta et Epsilon:

Ce sont des formes cristallines rares de cet oxyde. Β-FedeuxOU ALORS3 cristallise en un système rhomboédrique. Cette structure est métastable et lorsqu'elle est chauffée au-dessus d'environ 500 ºC, elle se transforme en variété alpha..

Le ε-FedeuxOU ALORS3 cristallise orthorhombique. Il est également métastable et à des températures comprises entre 230 et 500 ºC, il passe dans la structure alpha..

Nomenclature

Hématite: minéral naturel FedeuxOU ALORS3 qui cristallise sous la forme alpha. Il est également connu sous le nom de spécularite ou oligisto.

Minéral hématite. Jyothis à ml.wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)] Source: Wikipedia Commons

Maghémite ou hématite magnétique: forme gamma de FedeuxOU ALORS3, peu abondant dans la nature.

Minéral maghémite. Ra'ike [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Source: Wikipedia Commons

Oxyde ferrique: FoideuxOU ALORS3.

Oxydes de fer (III) naturels: Ce sont ceux que l'on trouve dans la nature. Ils ont été utilisés depuis la préhistoire, par exemple, dans les peintures des grottes d'Altamira.

Oxydes synthétiques de fer (III): Ils sont préparés de manière synthétique, obtenant une composition qui correspond à celle des minéraux naturels. Ils sont préférés aux naturels pour leur teinte ou leur teinte pure, leurs propriétés cohérentes et leur capacité de teinture..

Propriétés

État physique

Solide, dont la coloration peut être rouge lumineux, brun rougeâtre et violet foncé selon la structure cristalline et la taille des particules.

Poids moléculaire

159,69 g / mol.

Point de fusion

1566 ºC.

Densité

5,24 g / cm3

Solubilité

Insoluble dans l'eau, soluble dans l'acide chlorhydrique (HCl) et l'acide sulfurique (HdeuxSW4).

Autres propriétés

- Les oxydes de fer (III) se caractérisent par leur faible intensité de couleur, leur excellente résistance à la lumière ultraviolette, leur aptitude à la teinture et un excellent pouvoir couvrant..

- Ils sont non toxiques, résistants à la couleur et peu coûteux.

- Ils résistent aux alcalis. Ils ne réagissent pas avec les acides faibles ou les bases faibles. S'ils ne sont pas contaminés par du manganèse (Mn), ils ne réagissent pas avec les solvants organiques.

- La forme alpha est paramagnétique (elle est attirée par les aimants, mais ne devient pas un matériau magnétisé en permanence) ou antiferromagnétique. C'est un isolant électrique.

- La forme gamma est ferromagnétique. Cela signifie que lorsqu'ils sont soumis à un champ magnétique, les dipôles magnétiques du matériau sont disposés, qui restent pendant un certain temps après l'élimination du champ magnétique..

Applications

Dans le secteur de la construction

Les pigments d'oxyde de fer (III) sont largement utilisés pour colorer le ciment et d'autres matériaux de construction: carreaux de béton, briques de pavage, ciment fibreux, bitume ou mortier, entre autres..

Briques de pavage colorées à l'oxyde ferrique. ThorPorre [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)] Source: Wikipedia Commons

Cette utilisation est basée sur le fait qu'ils n'affectent pas le temps de prise, la force de compression ou la résistance à la traction du ciment ou d'autres matériaux..

Peut être incorporé dans de nombreux liants en raison de leur teinte de couleur pure, de leur bon pouvoir couvrant, de leur bonne résistance à l'abrasion et de leur faible tendance à sédimenter.

Dans les peintures et revêtements

En raison de leur résistance aux acides et aux bases, ils sont utilisés comme pigments dans les peintures et vernis. Leur résistance aux températures élevées les rend bons dans les émaux.

Les pigments synthétiques à base d'hématite sont utilisés dans les revêtements de protection contre la corrosion, en particulier les revêtements marins. Sa structure cristalline retarde la pénétration de l'humidité et des substances corrosives présentes dans le salpêtre.

Protège bien les revêtements pour intérieurs, extérieurs et pièces métalliques. Dans l'entretien et la repeinture des ponts, son utilisation conduit à une protection contre l'humidité, la rosée ou un brouillard dense, et à un séchage facile à basse température ambiante.

Également utilisé dans le papier de revêtement mural.

Dans l'industrie des plastiques et du caoutchouc

Les oxydes de fer (III) sont utilisés pour colorer les plastiques et les caoutchoucs. Les oxydes de fer synthétiques (III) sont préférés dans cette application. Bien que les oxydes de fer (III) naturels soient moins chers, leur utilisation a diminué par rapport aux synthétiques.

En verre et bijoux

Ils sont également utilisés dans le polissage du verre, des métaux précieux, des diamants et des pierres précieuses..

Ils servent également de colorants dans la fabrication de verres.

Sur matériel d'enregistrement magnétique

La forme gamma a été utilisée comme matériau magnétique dans la production de supports d'enregistrement magnétiques, par exemple, dans des systèmes de stockage d'informations tels que des cassettes audio et vidéo, dans des studios de diffusion, des disquettes, des bandes informatiques et des disques durs ou logiciels informatiques..

Dans une telle application, la granulométrie est extrêmement importante pour assurer de bonnes propriétés magnétiques. Le niveau de bruit dans les bandes magnétiques diminue à mesure que la taille des particules diminue.

Leur résistance au frottement est également importante, car les disquettes comportent une couche magnétique où se trouvent des particules de maghémite, et leur durée d'utilisation utile dépend de la capacité de ladite couche à résister au frottement..

Des composés polymères magnétiques ont été préparés avec des nanoparticules de γ-FedeuxOU ALORS3, pour utilisation dans les dispositifs d'interférence électromagnétique et d'absorption de micro-ondes.

Dans l'industrie alimentaire, pharmaceutique et cosmétique

Les pigments à base d'oxydes de fer synthétiques (III) produits à partir de matières premières pures sont considérés comme non toxiques..

Pour cette raison, ils peuvent être utilisés comme colorants dans les produits alimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques..

En catalyse des réactions chimiques

Les oxydes de fer (III) sont utilisés comme catalyseurs ou bases de catalyseurs dans divers procédés chimiques.

Avec l'acétate de cellulose, ils ont été testés comme support pour les nanoparticules métalliques à utiliser comme catalyseurs dans la dégradation des composés organiques toxiques qui polluent les eaux usées..

En raison de leur capacité à absorber la lumière du spectre visible, ils ont été proposés pour la photocatalyse dans la photodégradation de la pollution organique..

Pour réduire le réchauffement climatique

L'hématite a été étudiée comme sorbant dans le dioxyde de carbone (COdeux). On cherche à savoir si cela aiderait à résoudre le problème des effets du réchauffement climatique produit par la forte concentration de COdeux dans l'atmosphère.

Autres utilisations

- En raison de sa capacité d'adsorption, FedeuxOU ALORS3 Il est utilisé dans la fabrication de capteurs de fluor ou d'autres gaz, et dans les détecteurs d'humidité.

- Mélangé avec d'autres oxydes, il est utilisé dans la production de cristaux semi-conducteurs..

- Il a été utilisé comme renforçateur des propriétés électrochimiques des batteries au lithium rechargeables.

Les références

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