DEMIR (III) HIDROKSIT: YAPISI, ÖZELLIKLERI VE KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Demir hidroksit (III) olan, formül katı Fe (OH), bir inorganik bileşiktir ₃ Fe oranı olan, ³⁺ ve OH ^- 1: 3 'tür. Bununla birlikte, demirin kimyası oldukça kıvrımlı olabilir; yani bu katı sadece bahsedilen iyonlardan oluşmaz.

Aslında Fe (OH) ₃ , O ^2- anyonunu içerir ; bu nedenle, monohidratlanmış bir demir hidroksit oksittir: FeOOH · H ₂ O. Bu son bileşiğin atom sayısı eklenirse, Fe (OH) _3'ün atom sayısı ile örtüştüğü doğrulanacaktır . Her iki formül de bu metal hidroksit için geçerlidir.

Bir kurbağa havuzundaki demir (III) hidroksit. Kaynak: Clint Budd (https://www.flickr.com/photos//13016864125)

Öğretim veya araştırma kimya laboratuvarlarında Fe (OH) ₃ , turuncu-kahverengi bir çökelti olarak gözlenir; yukarıdaki görüntüdeki tortuya benzer. Bu paslı ve jelatinimsi kum ısıtıldığında fazla suyu açığa çıkararak turuncu-sarımsı rengine (sarı pigment 42) dönüşür.

Bu sarı pigment 42, Fe ³⁺ ile koordine edilmiş ilave su varlığı olmaksızın aynı FeOOH · H ₂ O'dur . Bu susuz kaldığında, farklı polimorflar (goethite, akaganeite, lepidocrocite, feroxihita, diğerleri arasında) formunda bulunabilen FeOOH'ye dönüşür.

Mineral bernalite, diğer taraftan, bir baz bileşim ile, yeşil kristaller sergileyen Fe (OH) ₃ · nH ₂ O olduğu; bu hidroksitin mineralojik kaynağı.

Demir (III) hidroksitin yapısı

Demir oksitlerin ve hidroksitlerin kristal yapıları biraz karmaşıktır. Ancak, basit bir bakış açısından, oktahedral birimlerin FeO ₆ sıralı tekrarları olarak düşünülebilir . Böylece, bu demir-oksijen oktahedraları köşeleri (Fe-O-Fe) veya yüzleri boyunca iç içe geçerek her tür polimerik zincir kurarlar.

Bu tür zincirler uzayda sıralı görünüyorsa, katının kristal olduğu söylenir; aksi takdirde şekilsizdir. Bu faktör, oktahedronların birleşme şekli ile birlikte kristalin enerji kararlılığını ve dolayısıyla renklerini belirler.

Örneğin, ortorombik bernalit kristalleri Fe (OH) ₃ · nH ₂ O, FeO ₆ oktahedralarının sadece köşelerinde birleşmesinden dolayı yeşilimsi bir renge sahiptir ; hidrasyon derecesine bağlı olarak kırmızımsı, sarı veya kahverengi görünen diğer demir hidroksitlerin aksine.

FeO oksijenler unutulmamalıdır ₆ gelen ya OH ^- ya da O ^2- ; tam açıklama, kristalografik analizin sonuçlarına karşılık gelir. Bu şekilde ele alınmamasına rağmen, Fe-O bağının doğası iyoniktir ve belirli bir kovalent karakterdedir; gümüşte olduğu gibi diğer geçiş metalleri için daha da kovalent hale gelir.

Özellikleri

Fe (OH) ₃ , alkali bir ortama demir tuzları eklendiğinde kolayca tanınan bir katı olmasına rağmen , özellikleri tam olarak net değildir.

Bununla birlikte, içme suyunun organoleptik özelliklerini (özellikle tat ve rengi) değiştirmekten sorumlu olduğu bilinmektedir; suda çok çözünmez olan (K _sp = 2.79 · ^10-39 ); ve ayrıca molar kütlesi ve yoğunluğu 106.867 g / mol ve 4.25 g / mL'dir.

Bu hidroksit (türevleri gibi) belirli bir erime veya kaynama noktasına sahip olamaz çünkü ısıtıldığında su buharı açığa çıkarır, böylece onu susuz formuna FeOOH (tüm polimorflarıyla birlikte) dönüştürür. Bu nedenle, ısıtma devam ederse, FeOOH · H ₂ O değil FeOOH eriyecektir .

Özelliklerini daha derinlemesine incelemek için sarı pigment 42'yi çok sayıda çalışmaya tabi tutmak gerekli olacaktır; ancak bu süreçte FeOOH oluşumunun göstergesi olarak rengi kırmızımsıya çevirmesi olasıdır; veya tam tersine, kompleks sulu Fe (OH) ₆ ³⁺ (asit ortamı) veya anyon Fe (OH) ₄ ^- (çok bazik ortam) içinde çözünür .

Uygulamalar

Emici

Önceki bölümde Fe (OH) _3'ün suda çok çözünmez olduğu ve 4.5'e yakın bir pH'ta bile çökelebildiği belirtilmişti (müdahale eden kimyasal tür yoksa). Çöktürerek, sağlığa zararlı bazı safsızlıkları ortamdan uzaklaştırabilir (birlikte çökeltebilir); örneğin, krom veya arsenik tuzları (Cr ³⁺ , Cr ⁶⁺ ve As ³⁺ , As ⁵⁺ ).

Daha sonra bu hidroksit, emici olarak bu metalleri ve diğer ağır metalleri tıkamaya izin verir.

Teknik, Fe (OH) _3'ün çökeltilmesinden ( ortamın alkalileştirilmesi ) çok fazla değildir , bunun yerine ticari olarak satın alınan tozlar veya tahıllar kullanılarak doğrudan kirli su veya topraklara eklenir.

Terapötik kullanımlar

Demir, insan vücudu için temel bir elementtir. Anemi, eksikliğinden dolayı en çok öne çıkan hastalıklardan biridir. Bu nedenle, bu metali diyetimize dahil etmek için farklı alternatifler geliştirmek her zaman bir araştırma meselesidir, böylece ikincil etkiler üretilmez.

Fe göre takviyeleri bir (OH) ₃ FeSO daha gıda ile daha düşük bir interaksiyon derecesine sahip polimaltoz (polimaltoz, demir) ile kompleks dayanır ₄ ; yani, vücutta biyolojik olarak daha fazla demir bulunur ve diğer matrisler veya katılarla koordine edilmez.

Diğer takviye, esas olarak adipatlar ve tartratlardan (ve diğer organik tuzlardan) oluşan bir ortamda süspansiyon haline getirilmiş Fe (OH) ₃ nanopartiküllerinden oluşur . Bu FeSO daha az toksik olduğu ortaya çıktı ₄ artan hemoglobin ek olarak, bağırsak mukozası içinde birikmediği bir, faydalı mikropların büyümesini teşvik etmektedir.

Pigment

Pigment Sarı 42, boya ve kozmetikte kullanılır ve bu nedenle potansiyel bir sağlık riski oluşturmaz; kaza ile yutulmadıkça.

Demir pil

Fe (OH) ₃ , bu başvuruda resmi olarak kullanılmamasına rağmen, FeOOH için bir başlangıç ​​malzemesi olarak hizmet edebilir; Ucuz ve basit bir demir pilin elektrotlarından birinin üretildiği bileşik, aynı zamanda nötr bir pH'ta da çalışır.

Bu pil için yarım hücre reaksiyonları aşağıda aşağıdaki kimyasal denklemlerle ifade edilmektedir:

½ Fe ⇋ ½ Fe ²⁺ + e ^-

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

Anot, daha sonra dış devreden geçtikten sonra katoda giren bir elektronu serbest bırakan bir demir elektrot haline gelir; FeOOH'den yapılmış elektrot, Fe2 ^{+ 'ye} indirgenir . Bu pil için elektrolitik ortam, çözünür Fe2 ⁺ tuzlarından oluşur .

Referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya. (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
2. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2019). Ferrik hidroksit. PubChem Veritabanı. CID = 73964. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Vikipedi. (2019). Demir (III) oksit-hidroksit. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
4. N. Pal. (Sf). İçme Suyundan Arseniğin Giderilmesi için Granül Ferrik Hidroksit. . Arşiv: archive.unu.edu'dan kurtarıldı
5. RM Cornell ve U. Schwertmann. (Sf). Demir oksitler: yapısı, özellikleri, tepkimeleri, oluşumları ve kullanım alanları. . http://epsc511.wustl.edu/IronOxide_reading.pdf
6. Birch, WD, Pring, A., Reller, A. ve diğerleri. Natunvissenschaften. (1992). Bernalite: Perovskit yapısına sahip yeni bir ferrik hidroksit. 79: 509. doi.org/10.1007/BF01135768
7. Sulu Çözeltilerde ve Çökeltilerde Ferrik Polimerlerin Çevresel Jeokimyası. Kurtarıldı: geoweb.princeton.edu
8. Giessen, van der, AA (1968). Demir (III) -oksit hidratın kimyasal ve fiziksel özellikleri Eindhoven: Technische Hogeschool Eindhoven DOI: 10.6100 / IR23239
9. Funk F, Canclini C ve Geisser P. (2007). Demir (III) -hidroksit polimaltoz kompleksi ile sıçanlarda yaygın olarak kullanılan ilaçlar / laboratuvar çalışmaları arasındaki etkileşimler. DOI: 10.1055 / s-0031-1296685
10. Pereira, DI, Bruggraber, SF, Faria, N., Poots, LK, Tagmount, MA, Aslam, MF, Powell, JJ (2014). Nanopartikülat demir (III) okso-hidroksit, insanlarda iyi emilen ve kullanılan güvenli demir sağlar. Nanotıp: nanoteknoloji, biyoloji ve tıp, 10 (8), 1877–1886. doi: 10.1016 / j.nano.2014.06.012
11. Gutsche, S. Berling, T. Plaggenborg, J. Parisi ve M. Knipper. (2019). Nötr pH'ta Çalışan Demir-Demir (III) oksit hidroksit Pil Kavramının Kanıtı. Int J. Electrochem. Sci., Cilt 14, 2019 1579. doi: 10.20964 / 2019.02.37