Óxido de ferro (II): estrutura, nomenclatura, propriedades, usos - Ciência - 2023

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o óxido de ferro (II), ou óxido ferroso, é um sólido inorgânico preto que é formado pela reação de oxigênio (O₂) com ferro (Fe) até o estado de oxidação +2. É também chamado de monóxido de ferro. Sua fórmula química é FeO.

É encontrado na natureza como o mineral wustita, membro do grupo dos periclásio. É também conhecido como wuestite, iosiderite ou iozite. A wustita é um mineral opaco, de cor preta a marrom, embora sob luz refletida seja cinza. Possui um brilho metálico.

O óxido de ferro (II) pode ser obtido por decomposição térmica a vácuo do oxalato de ferro (II), obtendo-se um pó preto pirofórico. Este pó diminui seu estado de divisão e torna-se menos reativo quando aquecido a altas temperaturas.

Cristais de óxido de ferro (II) só podem ser obtidos em condições de equilíbrio de alta temperatura, resfriando rapidamente o sistema. Se a reação for realizada em temperaturas mais baixas, o FeO é instável e se torna ferro (Fe) e óxido de Fe₃OU₄, uma vez que o resfriamento lento favorece a desproporção.

Por ser pirofórico, é um material que apresenta risco de incêndio. Além disso, é perigoso se inalado em grandes quantidades e por muito tempo, pois pode causar doenças pulmonares.

O óxido de ferro (II) é usado como pigmento em cerâmicas, esmaltes, vidros e cosméticos. Por suas propriedades magnéticas é usado na medicina. Também é utilizado como antioxidante em alimentos embalados e, adicionalmente, é utilizado em catálise de reação e em fórmulas de pesticidas.

Estrutura

O óxido de ferro (II) (FeO) teoricamente possui a estrutura cúbica de sal-gema, possuindo 4 íons Fe²⁺ e 4 O íons^2- por célula unitária e íons Fe²⁺ ocupando os sítios octaédricos.

No entanto, a realidade é que ele se desvia significativamente da estrutura de sal-gema ideal de FeO, pois é um arranjo com falha complexa.

Algumas Fe ions²⁺ são substituídos por íons de Fe³⁺, portanto a estrutura cristalina sempre apresenta alguma deficiência de ferro. Por esta razão, é considerado um sólido não estequiométrico. A fórmula que melhor descreve isso é Fe_1-xOU.

Por outro lado, óxido de ferro (II) hidratado (FeO.nH₂O) é um sólido cristalino verde.

Nomenclatura

Tem vários nomes:

- Óxido de ferro (II).

- Óxido ferroso.

- Monóxido de ferro.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderita.

- Iozita.

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino.

Dureza de Mohs

5-5,5.

Peso molecular

71,84 g / mol.

Ponto de fusão

1368 ° C

Densidade

5,7 g / cm³

Solubilidade

Praticamente insolúvel em água e álcalis. Rapidamente solúvel em ácidos. Insolúvel em álcool.

Índice de refração

2,23.

Outras propriedades

- Facilmente oxidado ao ar. Sob certas condições, ele se inflama espontaneamente no ar. É por isso que se diz que é pirofórico.

- É uma base forte e absorve o dióxido de carbono rapidamente.

- O mineral natural wustita é altamente magnético. No entanto, abaixo de -75ºC, o FeO é antiferromagnético.

- Wustite se comporta como um semicondutor.

- As propriedades magnéticas e a condutividade elétrica, bem como a sua estrutura dependem da sua história térmica e das pressões a que foi submetido.

Riscos

- A inalação de poeira ou vapores de óxido de ferro (II) é considerada perigosa, pois pode causar irritação no nariz e na garganta e afetar os pulmões.

- Altos níveis de exposição à poeira de FeO podem levar a uma condição chamada febre do fumo do metal, uma doença de exposição ocupacional que causa sintomas semelhantes aos da gripe.

- A exposição contínua a altos níveis de FeO pode ter efeitos mais graves, incluindo uma doença conhecida como siderose. É uma inflamação dos pulmões acompanhada por sintomas semelhantes aos da pneumonia.

Formulários

Em cerâmica

FeO há muito é usado como pigmento em misturas cerâmicas.

Na fabricação de vidro

Devido à sua cor verde, o óxido ferroso hidratado (FeO.nH₂O) se destaca na fabricação de vidro verde com características de absorção de calor. Esse tipo de vidro é usado em edifícios, carros, garrafas de vinho e outras aplicações.

Na indústria do aço

O FeO é utilizado como matéria-prima na fabricação de aço. É importante ressaltar que nesta aplicação a atividade do FeO deve ser controlada, pois se em excesso pode afetar negativamente o processo, principalmente pode aumentar a oxidação do alumínio. Para evitar isso, o alumínio ou o carboneto de cálcio são frequentemente adicionados à fase de escória.

Na catálise de reações químicas

É usado como catalisador em um grande número de operações industriais e químicas. Nas preparações de catalisadores, destacam-se os utilizados na síntese de NH.₃ e metanação.

Em pesticidas

É usado em fórmulas para o controle doméstico de insetos.

Na industria cosmética

É usado em produtos de limpeza, regeneradores e cremes de cuidados pessoais.

Como corante ou pigmento em cosméticos, é usado para cobrir imperfeições na superfície da pele. Por ser insolúvel em água, quando utilizado permanece na forma de cristais ou partículas e permite maior revestimento.

Por ser um pigmento mineral, é mais resistente à luz do que os corantes orgânicos. Os pigmentos minerais são mais opacos, mas menos brilhantes. O óxido de ferro (II) hidratado oferece excelente estabilidade e está entre os pigmentos minerais mais usados em maquiagem.

Em medicina

Nanopartículas magnéticas de FeO são amplamente utilizadas neste campo. Por exemplo, o direcionamento de drogas farmacêuticas e técnicas, como classificação de células, tiram vantagem da atração de partículas magnéticas para altas densidades de fluxo magnético. Isso se aplica ao tratamento do câncer.

Na preservação de alimentos

FeO atua como um antioxidante em embalagens de alimentos. É adicionado como pó fino em saco ou rótulo afixado na embalagem, separado do produto. Desta forma, ele é liberado em uma taxa controlada.

Devido à sua propriedade de reagir facilmente com o oxigênio, atua como um agente de absorção de O₂, reduzindo a concentração deste dentro da embalagem onde o comestível está localizado.

Isso retarda a degradação oxidativa dos alimentos, aumentando sua duração. É utilizado principalmente na preservação de carnes.

Outros usos

A indústria cosmética usa FeO para criar pigmentos em esmaltes.

Referências

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