OXYDE DE FER (II): STRUCTURE, NOMENCLATURE, PROPRIÉTÉS, UTILISATIONS - CHIMIE - 2025

L' oxyde d'oxyde de fer (II) ou ferreux, est un solide inorganique noir formé par la réaction de l'oxygène (O ₂) avec le fer (Fe) à l'état d'oxydation +2. Il est également appelé monoxyde de fer. Sa formule chimique est FeO.

Il se trouve dans la nature sous le nom de wustite minérale, membre du groupe périclase. Il est également connu sous le nom de wuestite, iosidérite ou iozite. La wustite est un minéral opaque, de couleur noire à brune, bien que sous lumière réfléchie, elle soit grise. Il a un éclat métallique.

Poudre d'oxyde ferreux ou d'oxyde de fer (II). FK1954. Source: Wikipédia Commons

L'oxyde de fer (II) peut être obtenu par décomposition thermique sous vide de l'oxalate de fer (II), obtenant une poudre noire pyrophorique. Cette poudre diminue son état de division et devient moins réactive lorsqu'elle est chauffée à des températures élevées.

Les cristaux d'oxyde de fer (II) ne peuvent être obtenus que dans des conditions d'équilibre à haute température, refroidissant rapidement le système. Si la réaction est effectuée à des températures plus basses, le FeO est instable et devient de l'oxyde de fer (Fe) et Fe ₃ O ₄, car un refroidissement lent favorise la disproportionation.

Parce qu'il est pyrophorique, c'est un matériau qui présente un risque d'incendie. De plus, il est dangereux s'il est inhalé en grande quantité et pendant une longue période, car il peut provoquer une maladie pulmonaire.

L'oxyde de fer (II) est utilisé comme pigment dans les céramiques, les émaux, les verres et les cosmétiques. Pour ses propriétés magnétiques, il est utilisé en médecine. Il est également utilisé comme antioxydant dans les aliments emballés et, en outre, il est utilisé dans la catalyse réactionnelle et dans les formules de pesticides.

Structure

L'oxyde de fer (II) (FeO) possède théoriquement la structure cubique du sel gemme, ayant 4 ions Fe ²⁺ et 4 O ^2- ions pour chaque maille élémentaire, et des ions Fe ²⁺ occupant les sites octaédriques.

Cependant, la réalité est qu'il s'écarte considérablement de la structure de sel gemme idéale de FeO, car il s'agit d'un arrangement défectueux complexe.

Certains ions Fe ²⁺ sont remplacés par des ions Fe ³⁺, de sorte que la structure cristalline est toujours déficiente en fer. Pour cette raison, on dit qu'il s'agit d'un solide non stoechiométrique. La formule qui le décrit le mieux est Fe _1-x O.

D'autre part, l'oxyde de fer (II) hydraté (FeO.nH ₂ O) est un solide cristallin vert.

Nomenclature

Il a plusieurs noms:

- Oxyde de fer (II).

- Oxyde ferreux.

- Monoxyde de fer.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosidérite.

- Iozita.

Propriétés

État physique

Solide cristallin.

Dureté Mohs

5-5.5.

Poids moléculaire

71,84 g / mol.

Point de fusion

1368 ° C

Densité

5,7 g / cm ³

Solubilité

Pratiquement insoluble dans l'eau et les alcalis. Rapidement soluble dans les acides. Insoluble dans l'alcool.

Indice de réfraction

2.23.

Autres propriétés

- Facilement oxydé à l'air. Dans certaines conditions, il s'enflamme spontanément à l'air. C'est pourquoi il est dit pyrophorique.

- C'est une base solide et absorbe rapidement le dioxyde de carbone.

- La wustite minérale naturelle est hautement magnétique. Cependant, en dessous de -75 ºC FeO est antiferromagnétique.

- Wustite se comporte comme un semi-conducteur.

- Les propriétés de conductivité magnétique et électrique, ainsi que sa structure, dépendent de son histoire thermique et des pressions auxquelles il a été soumis.

Des risques

- L'inhalation de poussières ou de vapeurs d'oxyde de fer (II) est considérée comme dangereuse, car elle peut provoquer une irritation du nez et de la gorge et peut affecter les poumons.

- Des niveaux élevés d'exposition à la poussière de FeO peuvent entraîner une maladie appelée fièvre des fumées métalliques, une maladie d'exposition professionnelle qui provoque des symptômes pseudo-grippaux.

- Une exposition continue à des niveaux élevés de FeO peut avoir des effets plus graves, y compris une maladie connue sous le nom de sidérose. Il s'agit d'une inflammation des poumons qui s'accompagne de symptômes similaires à la pneumonie.

Applications

En poterie

FeO a longtemps été utilisé comme pigment dans les mélanges céramiques.

Dans la fabrication du verre

En raison de sa couleur verte, l'oxyde ferreux hydraté (FeO.nH ₂ O) excelle dans la fabrication de verre vert avec des caractéristiques d'absorption de chaleur. Ce type de verre est utilisé dans les bâtiments, les voitures, les bouteilles de vin et d'autres applications.

Bouteilles en verre vert. Vinitagangurde. Source: Wikipédia Commons

Dans l'industrie sidérurgique

Le FeO est utilisé comme matière première dans la fabrication de l'acier. Il est important de souligner que dans cette application, l'activité du FeO doit être contrôlée, car s'il est en excès, il peut affecter négativement le processus, en particulier il peut augmenter l'oxydation de l'aluminium. Pour éviter cela, du carbure d'aluminium ou de calcium est souvent ajouté à la phase laitière.

En catalyse des réactions chimiques

Il est utilisé comme catalyseur dans un grand nombre d'opérations industrielles et chimiques. Dans les préparations de catalyseurs, ceux utilisés dans la synthèse de NH ₃ et la méthanation se distinguent.

Dans les pesticides

Il est utilisé dans les formules de contrôle à domicile des insectes.

Dans l'industrie cosmétique

Il est utilisé dans les nettoyants, les régénérateurs et les crèmes de soins personnels.

En tant que colorant ou pigment en cosmétique, il est utilisé pour couvrir les imperfections à la surface de la peau. Parce qu'il est insoluble dans l'eau, lorsqu'il est utilisé, il reste sous forme de cristaux ou de particules et permet un meilleur revêtement.

Étant un pigment minéral, il est plus résistant à la lumière que les colorants organiques. Les pigments minéraux sont plus opaques mais moins brillants. L'oxyde de fer (II) hydraté offre une excellente stabilité et fait partie des pigments minéraux les plus utilisés en maquillage.

En médecine

Les nanoparticules magnétiques de FeO sont largement utilisées dans ce domaine. Par exemple, le ciblage de médicaments pharmaceutiques et des techniques telles que le tri cellulaire tirent parti de l'attraction de particules magnétiques vers des densités de flux magnétique élevées. Cela s'applique au traitement du cancer.

Dans la conservation des aliments

FeO agit comme un antioxydant dans les emballages alimentaires. Il est ajouté sous forme de poudre fine dans un sac ou une étiquette attachée à l'emballage, séparée du produit. De cette manière, il est libéré à une vitesse contrôlée.

En raison de sa propriété de réagir facilement avec l'oxygène, il agit comme un agent de capture d'O ₂, réduisant sa concentration dans l'emballage où se trouve l'aliment.

Ainsi, la dégradation oxydative de l'aliment est retardée, augmentant sa durée. Il est notamment utilisé dans la conservation des viandes.

Emballage de viande dans un supermarché. Utilisateur: Mattes. Source: Wikipédia Commons

Autres utilisations

L'industrie cosmétique utilise FeO pour créer des pigments dans les émaux.

Références

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