BAKAL (III) HYDROXIDE: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN AT GAMIT - CHEMISTRY - 2024

Ang iron hydroxide (III) ay isang inorganic compound na ang formula ay mahigpit na Fe (OH) ₃ , kung saan ang proporsyon ng Fe ³⁺ at OH ^- ay 3: 1. Gayunpaman, ang kimika ng bakal ay maaaring lubos na magkatulad; kaya ang solidong ito ay hindi lamang binubuo ng mga ion na nabanggit.

Sa katunayan, ang Fe (OH) _{3 ay} naglalaman ng anion O ^2- ; samakatuwid, ito ay isang monohidrat na iron hydroxide oxide: FeOOH · H ₂ O. Kung ang bilang ng mga atomo para sa huling tambalang ito ay idaragdag, mapatunayan na nagkakasabay ito sa Fe (OH) ₃ . Ang parehong mga formula ay may bisa upang sumangguni sa metal hydroxide na ito.

Ang iron (III) hydroxide sa isang lawa ng palaka. Pinagmulan: Clint Budd (https://www.flickr.com/photos//13016864125)

Sa pagtuturo o pananaliksik sa mga laboratoryo ng kimika, ang Fe (OH) ₃ ay sinusunod bilang isang kulay-kape na kayumanggi; katulad ng sediment sa imahe sa itaas. Kapag ang buhangin at gulaman na buhangin na ito ay pinainit, naglalabas ito ng labis na tubig, pinihit ang orange-madilaw na kulay (dilaw na pigment 42).

Ang dilaw na pigmentong 42 ay pareho ng FeOOH · H ₂ O nang walang karagdagang pagkakaroon ng tubig na nakaayos sa Fe ³⁺ . Kapag nalulumbay ito, nabago ito sa FeOOH, na maaaring magkaroon ng anyo ng iba't ibang mga polymorph (goite, akaganeite, lepidocrocite, feroxihita, bukod sa iba pa).

Ang mineral bernalite, sa kabilang banda, ay nagpapakita ng mga berdeng kristal na may isang base na komposisyon Fe (OH) ₃ · nH ₂ O; mineralogical na mapagkukunan ng hydroxide na ito.

Istraktura ng bakal (III) hydroxide

Ang mga istruktura ng kristal ng iron oxides at hydroxides ay medyo kumplikado. Ngunit, mula sa isang simpleng pananaw, maaari itong isaalang-alang bilang iniutos na pag-uulit ng mga yunit ng octahedral na FeO ₆ . Kaya, ang mga iron-oxygen octahedra intertwine sa pamamagitan ng kanilang mga sulok (Fe-O-Fe), o ang kanilang mga mukha, na nagtatatag ng lahat ng mga uri ng mga kadena ng polimer.

Kung ang gayong mga tanikala ay ipinag-utos sa espasyo, ang solid ay sinasabing mala-kristal; kung hindi man ito ay amorphous. Ang kadahilanan na ito, kasama ang paraan ng pagsasama ng mga octahedron, matukoy ang katatagan ng enerhiya ng kristal at, samakatuwid, ang mga kulay nito.

Halimbawa, ang mga orthorhombic crystals ng bernalite, Fe (OH) ₃ · nH ₂ O, magkaroon ng isang berde na kulay dahil sa katotohanan na ang kanilang FeO ₆ octahedra ay nakagapos lamang sa kanilang mga sulok; hindi katulad ng iba pang mga iron hydroxides, na lumilitaw na mapula-pula, dilaw o kayumanggi, depende sa antas ng hydration.

Dapat pansinin na ang mga oxygen ng FeO _{6 ay} nagmula sa alinman sa OH ^- o O ^2- ; ang eksaktong paglalarawan ay tumutugma sa mga resulta ng pagsusuri ng crystallographic. Bagaman hindi tinalakay tulad nito, ang likas na katangian ng bonong Fe-O ay ionic na may isang tiyak na covalent character; na para sa iba pang mga riles ng paglipat ay nagiging mas covalent, tulad ng pilak.

Ari-arian

Bagaman ang Fe (OH) ₃ ay isang solidong madaling makilala kapag ang mga bakal na asin ay idinagdag sa isang medium na alkalina, ang mga pag-aari nito ay hindi ganap na malinaw.

Gayunpaman, kilala na responsable para sa pagbabago ng mga katangian ng organoleptiko (panlasa at kulay, lalo na) ng inuming tubig; na kung saan ay hindi matutunaw sa tubig (K _sp = 2.79 · 10 ^-39 ); at din na ang molar mass at density nito ay 106.867 g / mol at 4.25 g / mL.

Ang hydroxide (tulad ng mga derivatibo nito) ay hindi maaaring magkaroon ng isang tinukoy na pagkatunaw o punto ng kumukulo sapagkat kapag pinainit ito ay naglalabas ito ng singaw ng tubig, sa gayon nagko-convert ito sa anhydrous form na FeOOH (kasama ang lahat ng mga polymorph nito). Samakatuwid, kung nagpapatuloy ang pag-init, ang FeOOH ay matunaw at hindi ang FeOOH · H ₂ O.

Upang pag-aralan ang mga pag-aari nito nang mas lubusan, kinakailangan na isailalim ang dilaw na pigment 42 sa maraming pag-aaral; ngunit ito ay higit pa sa maaaring na sa proseso ay binago nito ang kulay nito sa mamula-mula, na nagpapahiwatig ng pagbuo ng FeOOH; o sa kabaligtaran, natutunaw ito sa kumplikadong may tubig na Fe (OH) ₆ ³⁺ (acid medium), o sa anion Fe (OH) ₄ ^- (napaka pangunahing daluyan).

Aplikasyon

Sumisipsip

Sa nakaraang seksyon, nabanggit na ang Fe (OH) ₃ ay napaka-hindi malulusaw sa tubig, at maaari ring umunlad sa isang pH malapit sa 4.5 (kung walang namamagitan sa mga species ng kemikal). Sa pamamagitan ng pag-uunlad, maaari itong lumayo (magkakasabay) ng ilang mga dumi mula sa kapaligiran na nakakapinsala sa kalusugan; halimbawa, ang chromium o arsenic salts (Cr ³⁺ , Cr ⁶⁺ , at Bilang ³⁺ , Bilang ⁵⁺ ).

Pagkatapos, pinahihintulutan ng hydroxide na ito na isama ang mga metal na ito at iba pang mga mabibigat, na kumikilos bilang isang sumisipsip.

Ang diskarteng ito ay binubuo ng hindi gaanong labis sa pag-ubos ng Fe (OH) ₃ (alkalizing ang daluyan), ngunit sa halip ay idinagdag ito nang direkta sa kontaminadong tubig o mga lupa, gamit ang komersyal na binili na pulbos o butil.

Gumagamit ng therapeutic

Ang iron ay isang mahalagang elemento para sa katawan ng tao. Ang anemia ay isa sa mga kilalang sakit dahil sa kakulangan nito. Para sa kadahilanang ito, palaging isang pananaliksik na lumikha ng iba't ibang mga kahalili upang isama ang metal na ito sa aming diyeta upang ang mga epekto ng collateral ay hindi nabuo.

Ang isa sa mga suplemento batay sa Fe (OH) ₃ ay batay sa kumplikado nito na may polymaltose (polymaltose iron), na may mas mababang antas ng pakikipag-ugnay sa pagkain kaysa sa FeSO ₄ ; iyon ay, mas maraming bakal ang biologically magagamit sa katawan at hindi nakikipag-ugnay sa iba pang mga matris o solido.

Ang iba pang suplemento ay binubuo ng nanoparticles ng Fe (OH) ₃ nasuspinde sa isang daluyan na binubuo ng higit sa lahat ng adipates at tartrates (at iba pang mga organikong asing-gamot). Ito ay napatunayan na hindi gaanong nakakalason kaysa sa FeSO ₄ , bilang karagdagan sa pagtaas ng hemoglobin, hindi ito naipon sa bituka na mucosa, at pinasisigla nito ang paglaki ng mga kapaki-pakinabang na microbes.

Pigment

Ang Pigment Yellow 42 ay ginagamit sa mga pintura at kosmetiko, at dahil dito ay hindi nagdudulot ng isang potensyal na peligro sa kalusugan; maliban kung hindi sinasadya ng aksidente.

Baterya ng bakal

Bagaman ang Fe (OH) ₃ ay hindi pormal na ginagamit sa application na ito, maaari itong magsilbing panimulang materyal para sa FeOOH; tambalan kung saan ang isa sa mga electrodes ng isang murang at simpleng baterya ng bakal ay ginawa, na gumagana din sa isang neutral na pH.

Ang mga kalahating cell reaksyon para sa baterya na ito ay ipinahayag sa ibaba kasama ang mga sumusunod na mga equation ng kemikal:

½ Fe ⇋ ½ Fe ²⁺ + e ^-

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

Ang anode ay nagiging isang bakal na elektrod, na naglalabas ng isang elektron na kalaunan, pagkatapos ng pagdaan sa panlabas na circuit, ay pumapasok sa katod; elektrod na gawa sa FeOOH, nabawasan sa Fe ²⁺ . Ang electrolytic medium para sa baterya na ito ay binubuo ng mga natutunaw na asin ng Fe ²⁺ .

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Ferric hydroxide. PubChem Database. CID = 73964. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipedia. (2019). Ang iron (III) oxide-hydroxide. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
4. N. Pal. (sf). Granular Ferric Hydroxide para sa Pag-aalis ng Arsenic mula sa Inuming tubig. . Nabawi mula sa: archive.unu.edu
5. RM Cornell at U. Schwertmann. (sf). Ang mga iron oxides: istraktura, mga katangian, reaksyon, pangyayari at paggamit. . http://epsc511.wustl.edu/IronOxide_reading.pdf
6. Birch, WD, Pring, A., Reller, A. et al. Naturwissenschaften. (1992). Bernalite: isang bagong ferric hydroxide na may perovskite na istraktura. 79: 509. doi.org/10.1007/BF01135768
7. Pangkapaligiran Geochemistry ng Ferric Polymers sa Aqueous Solutions at Precipitates. Nabawi mula sa: geoweb.princeton.edu
8. Giessen, van der, AA (1968). Mga kemikal at pisikal na katangian ng bakal (III) -oxide hydrate Eindhoven: Technische Hogeschool Eindhoven DOI: 10.6100 / IR23239
9. Funk F, Canclini C at Geisser P. (2007). Mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng iron (III) -hydroxide polymaltose complex at karaniwang ginagamit na gamot / pag-aaral sa laboratoryo sa mga daga. DOI: 10.1055 / s-0031-1296685
10. Pereira, DI, Bruggraber, SF, Faria, N., Poots, LK, Tagmount, MA, Aslam, MF, Powell, JJ (2014). Ang Nanoparticulate iron (III) na oxo-hydroxide ay naghahatid ng ligtas na bakal na mahusay na nasisipsip at ginamit sa mga tao. Nanomedicine: nanotechnology, biology, at gamot, 10 (8), 1877-188. doi: 10.1016 / j.nano.2014.06.012
11. Gutsche, S. Berling, T. Plaggenborg, J. Parisi, at M. Knipper. (2019). Patunay ng Konsepto ng isang Iron-Iron (III) na baterya ng oxygen na haydroksayd na Nagtatrabaho sa Neutral pH. Int. J. Electrochem. Sci., Tomo 14, 2019 1579. doi: 10.20964 / 2019.02.37