أكسيد الحديد

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
الحديد المؤكسد كيميائياً كهربائياً (الصدأ)
يتفاعل إسفنج الحديد المحترق مع الأكسجين الموجود في الهواء، منتجًا أكسيد الحديد (II، III)

أكسيد الحديد هو مركب كيميائي يتكون من الحديد والأكسجين . توجد عدة أنواع معروفة من أكاسيد الحديد ، وغالبًا ما تكون غير متكافئة التركيب . تُعدّ هيدروكسيدات الحديديك فئة ذات صلة من المركبات، ولعلّ أشهرها الصدأ . [ 1 ]

تنتشر أكاسيد وهيدروكسيدات الحديد على نطاق واسع في الطبيعة، وتلعب دورًا هامًا في العديد من العمليات الجيولوجية والبيولوجية. تُستخدم كخامات حديد ، وأصباغ ، ومحفزات ، وفي صناعة الثرميت ، كما توجد في الهيموجلوبين . تُعد أكاسيد الحديد أصباغًا رخيصة الثمن ومتينة تُستخدم في الدهانات والطلاءات والخرسانة الملونة. تتراوح الألوان الشائعة بين درجات الأصفر والبرتقالي والأحمر والبني والأسود، وهي درجات ترابية . عند استخدامها كملون غذائي، يكون رقمها E172.

كانت الاستخدامات الأولى للطلاء لأغراض تزيينية بحتة. ونتيجة لذلك، استُخدمت أصباغ خالية من أي مادة لاصقة - تتكون أساسًا من أكسيد الحديد - في فنون الكهوف في عصور ما قبل التاريخ حوالي 15000 قبل الميلاد في أجزاء من آسيا . [ 2 ]

القياسات الكيميائية

صبغة أكسيد الحديد. يشير اللون البني إلى أن الحديد في حالة الأكسدة +3.
بقع خضراء وبنية محمرة على عينة لبية من الحجر الجيري، تتوافق على التوالي مع أكاسيد/هيدروكسيدات Fe 2+ و Fe 3+ .

توجد أكاسيد الحديد في صورة حديدوز ( Fe(II) ) أو حديديك ( Fe(III) ) أو كليهما. وتتخذ هندسة تنسيق ثمانية السطوح أو رباعية السطوح . ولا يوجد سوى عدد قليل من الأكاسيد ذات أهمية على سطح الأرض، وخاصة الوستيت والماغنيتيت والهيماتيت.

التمدد الحراري

أكسيد الحديدمعامل التمدد الحراري (× 10 −6 °C −1 )
Fe 2 O 314.9 [ 7 ]
Fe 3 O 4>9.2 [ 7 ]
FeO12.1 [ 7 ]

أكاسيد وهيدروكسيدات

ردود الفعل

في أفران الصهر والمصانع ذات الصلة، يتم تحويل أكاسيد الحديد إلى المعدن. وتُعد أشكال الكربون المختلفة عوامل الاختزال النموذجية. ويبدأ تفاعل نموذجي بأكسيد الحديديك: [ 10 ]

2 Fe 2 O 3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO 2

في الطبيعة

يُخزن الحديد في العديد من الكائنات الحية على شكل فيريتين ، وهو أكسيد الحديدوز المغلف بغلاف بروتيني قابل للذوبان. [ 11 ]

تستخدم أنواع من البكتيريا ، بما في ذلك Shewanella oneidensis و Geobacter sulfurreducens و Geobacter metallireducens ، أكاسيد الحديد كمستقبلات نهائية للإلكترونات . [ 12 ]

الاستخدامات

جميع خامات الحديد تقريبًا عبارة عن أكاسيد، لذلك من هذا المنطلق تعتبر هذه المواد مواد أولية مهمة للحديد المعدني والعديد من سبائكه.

تُعد أكاسيد الحديد أصباغاً مهمة ، وتأتي بألوان متنوعة (أسود، أحمر، أصفر). ومن بين مزاياها العديدة، أنها غير مكلفة، وذات ألوان قوية، وغير سامة. [ 13 ]

الماغنيتيت هو أحد مكونات أشرطة التسجيل المغناطيسية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ كورنيل، آر إم؛ شويرتمان، يو (2003). أكاسيد الحديد: التركيب، والخواص، والتفاعلات، والتواجد، و . وايلي في سي إتش. رقم ISBN 978-3-527-30274-1.
  2. ↑ هنتر، إريكا سي. دي (1972). موسوعة فانك وواجنالز الجديدة، ص 73. نيويورك، فانك وواجنالز. ISBN 978-0-8343-0094-1.
  3. ↑ لافينا، ب.؛ ديرا، ب.؛ كيم، إ.؛ مينغ، ي.؛ داونز، ر. ت.؛ ويك، ب. ف.؛ ساتون، س. ر.؛ تشاو، ي. (أكتوبر 2011). " اكتشاف أكسيد الحديد Fe4O5 القابل للاستخلاص تحت ضغط عالٍ " . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 108 (42): 17281-17285 . Bibcode : 2011PNAS..10817281L . doi : 10.1073/pnas.1107573108 . PMC 3198347. PMID 21969537 .  
  4. ↑ لافينا، باربرا؛ مينغ، يو (2015). " تخليق Fe5O6 " . مجلة ساينس أدفانسز . 1 ( 5) e1400260. doi : 10.1126/sciadv.1400260 . PMC 4640612. PMID 26601196 .  
  5. 1 2 بايكوفا، إي.؛ دوبروفينسكي، ل.؛ دوبروفينسكايا، ن.؛ بايكوف، م.؛ ماكامون، س.؛ أوفسيانيكوف، إس. في.؛ ليرمان، هـ. -ب.؛ كوبينكو، إي.؛ تشوماكوف، إيه. آي.؛ روفير، ر.؛ هانفلاند، م.؛ براكابينكا، ف. (2016). "التعقيد البنيوي لأكسيد الحديد الثلاثي Fe2O3 البسيط عند الضغوط ودرجات الحرارة العالية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 7 10661. Bibcode : 2016NatCo...710661B . doi : 10.1038/ncomms10661 . PMC 4753252. PMID 26864300 .  
  6. ↑ ميرليني، ماركو؛ هانفلاند، مايكل؛ سلامات، أشكان؛ بيتيجيرارد، سيلفان؛ مولر، هارالد (2015). " البنية البلورية لـ Mg₂Fe₂C₄O₁₃ ، مع كربون رباعي التنسيق، وFe₁₃O₁₉ ، المُصنّعين في ظروف الوشاح العميق" . عالم المعادن الأمريكي . 100 ( 8-9 ) : 2001-2004 . Bibcode : 2015AmMin.100.2001M . doi : 10.2138 / am - 2015-5369 . S2CID 54496448 . 
  7. 1 2 3 فكوري حسن آبادي، م.؛ كوكبي، ه. نعمتي، أ.؛ زيناتلو عجبشير، س. (فبراير 2017). “التفاعلات بالقرب من الحدود ثلاثية الطور المعدنية/الزجاجية/الهواء في خلايا وقود الأكسيد الصلب المستوية”. المجلة الدولية للطاقة الهيدروجينية . 42 (8): 5306–5314 . بيب كود : 2017IJHE...42.5306F . دوى : 10.1016/j.ijhydene.2017.01.065 . ISSN 0360-3199 . 
  8. ↑ نيشي، ماسايوكي؛ كواياما، ياسوهيرو؛ تسوتشيا، جون؛ تسوتشيا، تاكو (2017). "الشكل عالي الضغط من نوع البيريت لمركب FeOOH" . مجلة نيتشر . 547 (7662): 205-208 . Bibcode : 2017Natur.547..205N . doi : 10.1038/nature22823 . ISSN 1476-4687 . PMID 28678774. S2CID 205257075 .   
  9. ↑ هو، تشينغيانغ؛ كيم، دوكيونغ؛ ليو، جين؛ مينغ، يو؛ ليوشيانغ، يانغ؛ تشانغ، دونغتشو؛ ماو، ويندي ل .؛ ماو، هو-كوانغ (2017). "نزع الهيدروجين من الجيوثايت في الوشاح السفلي العميق للأرض" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 114 (7): 1498-1501 . Bibcode : 2017PNAS..114.1498H . doi : 10.1073/pnas.1620644114 . PMC 5320987. PMID 28143928 .  
  10. ↑ غرينوود، نورمان ن.؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. ص 1072. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN   978-0-08-037941-8.
  11. ↑ هونارمند إبراهيمي، كورش؛ هاغيدورن، بيتر ليون؛ هاغن، ويلفريد ر. (2015). "الوحدة في الكيمياء الحيوية لبروتينات تخزين الحديد الفيريتين والبكتيريوفرتين" . مراجعات كيميائية . 115 (1): 295-326 . doi : 10.1021/cr5004908 . PMID 25418839 . 
  12. ↑ بريتشجر، أو.؛ ​​أوبرازتسوفا، أ.؛ ستورم، سي. أ.؛ تشانغ، آي. إس.؛ جوربي، واي. أ.؛ ريد، إس. بي.؛ كولي، دي. إي.؛ ريردون، سي. إل.؛ باروا، إس.؛ رومين، إم. إف.؛ تشو، ج.؛ بيليايف، إيه. إس.؛ بوهيني، ر.؛ سافاريني، دي.؛ مانسفيلد، إف.؛ كيم، بي.-إتش.؛ فريدريكسون، جيه. كيه.؛ نيلسون، كيه. إتش. (20 يوليو 2007). "إنتاج التيار واختزال أكسيد المعدن بواسطة شيوانيلا أونيدنسيس MR-1 من النوع البري والطفرات" . علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي . 73 (21): 7003-7012 . Bibcode : 2007ApEnM..73.7003B . doi : 10.1128/AEM.01087-07 . PMC 2223255 . PMID 17644630 .  
  13. ^ بوكسبوم ، غونتر. برنتزن، هيلموت؛ مانسمان، مانفريد. رادي، ديتر. ترينكزيك، جيرهارد؛ فيلهلم، فولكر؛ شوارتز، ستيفاني. فيناند، هينينج؛ عادل، يورغ. أدريان، غيرهارد. براندت، كارل. كورك، وليام ب. وينكلر، هاينريش. ماير، ويلفريد. شنايدر، كلاوس (2009). "أصباغ، غير عضوية، 3. أصباغ ملونة". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.n20_n02 . رقم ISBN 978-3527306732.