أكسيد-هيدروكسيد الحديد (III)

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

أكسيد هيدروكسيد الحديد (III) أو هيدروكسيد الحديديك [ 2 ] هو المركب الكيميائي للحديد والأكسجين والهيدروجين بصيغة FeO(OH) .

غالباً ما يُصادف هذا المركب على شكل هيدرات - FeO(OH) · n H2 O، على سبيل المثال فيالصدأ. أحادي هيدراتFeO(OH)·H2 O(يُشار إليه أحيانًا بشكل خاطئ باسمFe(OH)3 ) يشار إليه غالبًا باسمهيدروكسيد الحديد (III)، أوأكسيد الحديد المائي، أوأكسيد الحديد الأصفر، أوالصبغة الصفراء 42.

الظواهر الطبيعية

المعادن

يوجد هيدروكسيد الحديديك اللامائي في الطبيعة على شكل معدن البرناليت النادر للغاية ، Fe(OH) ₃ · nH₂O ( حيث n = 0.0–0.25). [ 3 ] [ 4 ] أما أوكسي هيدروكسيدات الحديد، FeOOH ، فهي أكثر شيوعًا وتوجد طبيعيًا على شكل معادن مختلفة بنيويًا (متعددة الأشكال) يُرمز لها بالأحرف اليونانية α، β، γ، وδ.

غير معدني

يعتبر كل من الجوثيت والليبيدوكروكيت، وكلاهما يتبلور في النظام المعيني القائم، أكثر أشكال أوكسي هيدروكسيد الحديد (III) شيوعًا وأهم ناقلات الحديد المعدنية في التربة.

المعادن

يُعدّ هيدروكسيد الحديد (III) المكون الرئيسي للمعادن الأخرى وشبه المعادن :

  • الليمونيت هو خليط شائع يتكون أساسًا من الجيوثايت والليبيدوكروكيت والكوارتز ومعادن الطين .
  • الفيريهيدريت هو معدن مائي غير متبلور أو نانوي التبلور، واسمه الرسمي FeOOH·1.8H2 Oولكن مع ترطيب متفاوت على نطاق واسع.

ملكيات

يتراوح لون أوكسي هيدروكسيد الحديد (III) من الأصفر إلى البني الداكن إلى الأسود، وذلك اعتمادًا على درجة الترطيب وحجم الجسيمات وشكلها والبنية البلورية.

بناء

البنية البلورية لـ β- FeOOH (الأكاغانيت) هي بنية الهولانديت أو BaMn8 O16. الخلية الأولية رباعية الأضلاع، حيثa= 1.048 نانومتر وc= 0.3023نانومتر، وتحتوي على ثماني وحدات صيغة من FeOOH. أبعادها حوالي 500 × 50 × 50 نانومتر.التوأمةجسيمات على شكل نجوم سداسية. [ 2 ]

كيمياء

عند التسخين، يتحلل β- FeOOH ويعاد تبلوره على شكل α- Fe2 O3 (الهيماتيت). [ 2 ]

الاستخدامات

الليمونيت ، وهو خليط من الهيدرات والأشكال المتعددة المختلفة لأوكسي هيدروكسيد الحديديك، هو أحد خامات الحديد الرئيسية الثلاثة ، وقد تم استخدامه منذ عام 2500 قبل الميلاد على الأقل. [ 7 ] [ 8 ]

أكسيد الحديد الأصفر، أو الصبغة الصفراء 42، معتمد من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA) للاستخدام في مستحضرات التجميل ويستخدم في بعض أحبار الوشم .

يُستخدم أكسيد وهيدروكسيد الحديد أيضًا في معالجة مياه أحواض السمك كمادة رابطة للفوسفات . [ 9 ]

تمت دراسة جسيمات أكسيد وهيدروكسيد الحديد النانوية كمواد ماصة محتملة لإزالة الرصاص من البيئات المائية. [ 10 ]

دواء

يُستخدم بولي مالتوز الحديد في علاج فقر الدم الناتج عن نقص الحديد .

إنتاج

يترسب هيدروكسيد الحديد (III) من محاليل أملاح الحديد (III) عند درجة حموضة تتراوح بين 6.5 و 8. [ 11 ] وبالتالي يمكن الحصول على الهيدروكسيد في المختبر عن طريق تفاعل ملح الحديد (III)، مثل كلوريد الحديديك أو نترات الحديديك ، مع هيدروكسيد الصوديوم : [ 12 ]

FeCl3 + 3 NaOH →Fe(OH)3 + 3 كلوريد الصوديوم
Fe(NO3 )3 + 3 NaOH →Fe(OH)3 + 3NaNO3

في الواقع، عند إذابته في الماء، فإن كلوريد الحديد النقي3 سوفيتحلل مائياًإلى حد ما، مما ينتج عنه الأوكسي هيدروكسيد ويجعل المحلول حمضياً: [ 11 ]

FeCl3 + 2H2 O↔FeOOH+ 3HCl

لذلك، يمكن أيضًا الحصول على المركب عن طريق تحلل المحاليل الحمضية لكلوريد الحديد (III) التي يتم الاحتفاظ بها بالقرب من نقطة الغليان لأيام أو أسابيع: [ 13 ]

FeCl3 + 2H2 O→FeOOH(s)+ 3HCl(g)

(نفس العملية المطبقة على نترات الحديد (III) Fe(NO3)3 )3 أو بيركلوراتFe(ClO4 )أما الحلول الثلاثة فتنتج بدلاً من ذلك جزيئات من α-Fe2 O3. [ 13 ] )​

وهناك مسار مشابه آخر يتمثل في تحلل نترات الحديد (III) المذابة في حمض الستياريك عند حوالي 120  درجة مئوية. [ 14 ]

يكون الأوكسي هيدروكسيد المحضر من كلوريد الحديديك عادةً هو الشكل البلوري β (الأكاغانيت)، وغالبًا ما يكون على شكل إبر رفيعة. [ 13 ] [ 15 ]

يمكن أيضًا إنتاج الأوكسي هيدروكسيد عن طريق تحويل الحالة الصلبة من كلوريد الحديد الثنائي رباعي الهيدرات FeCl2 ·4ساعة2 O. [ 5 ]

كما يتشكل المركب بسهولة عند تعرض هيدروكسيد الحديد (II) للهواء:

4 Fe(OH)2 +O2 → 4FeOOH+ 2H2 O

يمكن أيضًا أكسدة هيدروكسيد الحديد (II) بواسطة بيروكسيد الهيدروجين في وجود حمض:

2 Fe(OH)2 +H2 O2 → 2Fe(OH)3

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "ثوابت حاصل الذوبان عند 25 درجة مئوية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 فبراير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 فبراير 2015 .
  2. 1 2 3 أ. ل. ماكاي (1960): "أوكسي هيدروكسيد بيتا الحديديك". مجلة علم المعادن ( مجلة الجمعية المعدنية )، المجلد 32، العدد 250، الصفحات 545-557. doi : 10.1180/minmag.1960.032.250.04
  3. ↑ "بيرناليت" .
  4. ↑ "قائمة المعادن" . 21 مارس 2011.
  5. 1 2 أ. ل. ماكاي (1962): "أكسيد هيدروكسيد الحديديك بيتا - أكاغانيت"، مجلة علم المعادن ( مجلة الجمعية المعدنية )، المجلد 33، العدد 259، الصفحات 270-280، doi : 10.1180/minmag.1962.033.259.02
  6. ↑ سي. ريمازيل وف. رفيه (2007): "حول تكوين β-FeOOH (أكاغانيت) في البيئات المحتوية على الكلوريد". علم التآكل ، المجلد 49، العدد 2، الصفحات 844-857. doi : 10.1016/j.corsci.2006.06.003
  7. ↑ ماك إيتشيرن، سكوت (1996): "بدايات العصر الحديدي شمال جبال ماندارا، الكاميرون ونيجيريا" . في: إن بويتي، جيلبرت وسوبر، روبرت (محرران) (1996) جوانب من علم الآثار الأفريقي: وقائع المؤتمر الأفريقي العاشر، مطبعة جامعة زيمبابوي، هراري، زيمبابوي، ISBN 978-0-908307-55-5الصفحات 489-496. مؤرشفة هنا بتاريخ 11-03-2012.
  8. ↑ ديوب مايس، لويز ماري (1996): "La question de l'Âge du Fer en Afrique" ("مسألة العصر الحديدي في أفريقيا") . عنخ ، المجلد 4/5، الصفحات 278-303. أرشفة بتاريخ 25-01-2008.
  9. ↑ مواد رابطة من أكسيد الحديد والهيدروكسيد (GFO) والفوسفات
  10. ↑ صفورة رحيمي، روزيتا م. معطري، لاله رجبي، علي أشرف درخشان، ومحمد كيهاني (2015): "جسيمات أكسيد/هيدروكسيد الحديد النانوية (α,γ-FeOOH) كمواد ماصة عالية الكفاءة لإزالة الرصاص من البيئات المائية الملوثة". مجلة الكيمياء الصناعية والهندسية ، المجلد 23، الصفحات 33-43. doi : 10.1016/j.jiec.2014.07.039
  11. 1 2 تيم غروندل وجيم ديلويتش (1993): "حركية ترسيب هيدروكسيد الحديديك". مجلة هيدرولوجيا الملوثات ، المجلد 14، العدد 1، الصفحات 71-87. doi : 10.1016/0169-7722(93)90042-Q
  12. ↑ كيه إتش غاير وليو وونتنر (1956): "ذوبانية هيدروكسيد الحديدوز وهيدروكسيد الحديديك في الأوساط الحمضية والقاعدية عند 25 درجة مئوية". مجلة الكيمياء الفيزيائية ، المجلد 60، العدد 11، الصفحات 1569-1571. doi : 10.1021/j150545a021
  13. 1 2 3 إيغون ماتييفيتش وبول شاينر (1978): "محاليل أكسيد الحديد المائي: الجزء الثالث. تحضير جزيئات متجانسة عن طريق التحلل المائي لمحاليل كلوريد الحديد الثلاثي، ونترات الحديد الثلاثي، وبيركلورات الحديد الثلاثي". مجلة علوم الغرويات والأسطح البينية ، المجلد 63، العدد 3، الصفحات 509-524. doi : 10.1016/S0021-9797(78)80011-3
  14. ^ دان لي، شياوهوي وانغ، قانغ شيونغ، لود لو، شوجي يانغ وشين وانغ (1997): “تقنية جديدة لإعداد الحديد متناهية الصغر2 O3 عبر نترات الحديد (III) المائية.مجلة رسائل علوم المواد،المجلد 16، الصفحات 493-495،doi:10.1023/A:1018528713566
  15. ↑ دونالد أو. ويتيمور ودونالد لانغمير (1974): "جسيمات أكسيد هيدروكسيد الحديديك الدقيقة في الماء". منظور الصحة البيئية ، المجلد 9، الصفحات 173-176. doi : 10.1289/ehp.749173