UMA óxido de ferro É qualquer um dos compostos formados entre o ferro e o oxigênio. Eles se caracterizam por serem iônicos e cristalinos, e se espalham pela erosão de seus minerais, compondo os solos, a massa vegetal e até mesmo o interior dos organismos vivos..
É então uma das famílias de compostos que predominam na crosta terrestre. O que exatamente são eles? Conhecem-se dezesseis óxidos de ferro, a maioria de origem natural e outros sintetizados em condições extremas de pressão ou temperatura..
Uma parte do óxido férrico em pó é mostrada na imagem acima. Sua cor vermelha característica cobre o ferro de vários elementos arquitetônicos no que é conhecido como ferrugem. Da mesma forma, é observada nas encostas, montanhas ou solos, misturada a muitos outros minerais, como o pó amarelo da goethita (α-FeOOH).
Os óxidos de ferro mais conhecidos são a hematita (α-FedoisOU3) e maghemita (ϒ- FedoisOU3), ambos polimorfos de óxido férrico; e não menos importante, magnetita (Fe3OU4) Suas estruturas polimórficas e sua grande área superficial os tornam materiais interessantes como sorventes, ou para a síntese de nanopartículas com amplas aplicações..
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A imagem superior é uma representação da estrutura cristalina de FeO, um dos óxidos de ferro onde o ferro tem uma valência de +2. As esferas vermelhas correspondem aos ânions Odois-, enquanto os amarelos para os cátionsdois+. Observe também que cada fédois+ é cercado por seis O'sdois-, formando uma unidade octaédrica de coordenação.
Portanto, a estrutura do FeO pode ser "desintegrada" em unidades de FeO.6, onde o átomo central é Fedois+. No caso de oxihidróxidos ou hidróxidos, a unidade octaédrica é FeO3(OH)3.
Em algumas estruturas, em vez do octaedro, existem unidades tetraédricas, FeO4. Por esse motivo, as estruturas dos óxidos de ferro são geralmente representadas com octaedros ou tetraedros com centros de ferro..
As estruturas dos óxidos de ferro dependem das condições de pressão ou temperatura, da razão Fe / O (ou seja, quantos oxigênios existem por ferro e vice-versa), e da valência do ferro (+2, +3 e, muito raramente em óxidos sintéticos, +4).
Em geral, os ânions O volumososdois- estão alinhados formando folhas cujos orifícios alojam os fécaçõesdois+ o Fé3+. Assim, existem óxidos (como a magnetita) que possuem ferros com ambas as valências.
Os óxidos de ferro apresentam polimorfismo, ou seja, diferentes estruturas ou arranjos cristalinos para um mesmo composto. Óxido férrico, FedoisOU3, tem até quatro polimorfos possíveis. Hematita, α-FedoisOU3, é o mais estável de todos; seguido pelo maghemita, ϒ- FédoisOU3, e pelo β-Fe sintéticodoisOU3 e ε- FedoisOU3.
Todos eles têm seus próprios tipos de estruturas e sistemas cristalinos. No entanto, a proporção 2: 3 permanece constante, então existem três ânions Odois- para cada dois cátions de Fe3+. A diferença está em como as unidades octaédricas FeO estão localizadas.6 no espaço e como vocês estão juntos.
Unidades octaédricas FeO6 pode ser visto usando a imagem acima. Nos cantos do octaedro estão os Odois-, enquanto em seu centro a fédois+ o Fé3+(no caso do FedoisOU3) A forma como esses octaedros estão dispostos no espaço revela a estrutura do óxido.
No entanto, eles também influenciam a forma como estão vinculados. Por exemplo, dois octaedros podem ser unidos tocando dois de seus vértices, que são representados por uma ponte de oxigênio: Fe-O-Fe. Da mesma forma, os octaedros podem se juntar através de suas bordas (adjacentes uns aos outros). Ele seria então representado por duas pontes de oxigênio: Fe- (O)dois-Fé.
E, por último, os octaedros podem interagir por meio de seus rostos. Assim, a representação seria agora com três pontes de oxigênio: Fe- (O)3-Fe. A forma como os octaedros estão ligados, iria variar as distâncias internucleares Fe-Fe e, portanto, as propriedades físicas do óxido.
Um óxido de ferro é um composto com propriedades magnéticas. Estes podem ser anti, ferro ou ferrimagnéticos e dependem das valências do Fe e de como os cátions interagem no sólido..
Como as estruturas dos sólidos são muito variadas, o mesmo ocorre com suas propriedades físicas e químicas.
Por exemplo, os polimorfos e hidratos de FedoisOU3 eles têm diferentes valores de pontos de fusão (que variam entre 1200 e 1600ºC) e densidades. No entanto, eles têm em comum a baixa solubilidade devido ao Fe3+, a mesma massa molecular, são de cor marrom e se dissolvem moderadamente em soluções ácidas.
A IUPAC estabelece três maneiras de nomear um óxido de ferro. Todos os três são muito úteis, embora para óxidos complexos (como o Fe7OU9) as regras sistemáticas sobre as demais por sua simplicidade.
Os números de oxigênio e ferro são levados em consideração, nomeando-os com os prefixos de numeração gregos mono-, di-, tri-, etc. De acordo com esta nomenclatura o FedoisOU3 se chama: trióxido de deramferro. E pela fé7OU9 seu nome seria: óxido de ferro não hepta.
Isso considera a valência do ferro. Se é sobre fédois+, óxido de ferro está escrito ..., e sua valência com algarismos romanos entre parênteses. Pela fédoisOU3 seu nome é: óxido de ferro (III).
Observe que o Fe3+ pode ser determinado por somas algébricas. Se o Odois- Ele tem duas cargas negativas e há três delas, que somam -6. Para neutralizar este -6, +6 é necessário, mas há dois Fe, então eles devem ser divididos por dois, + 6/2 = +3:
2X (valência de metal) + 3 (-2) = 0
Simplesmente resolvendo para X, a valência de Fe no óxido é obtida. Mas se X não for um inteiro (como é o caso de quase todos os óxidos restantes), então há uma mistura de Fedois+ e fé3+.
O sufixo -ico é dado ao prefixo ferr- quando Fe tem valência +3, e -oso quando sua valência é 2+. Assim, o FedoisOU3 é chamado: óxido férrico.
Os óxidos de ferro têm em comum uma alta energia de cristalização, o que permite a formação de cristais muito pequenos, mas com grande área superficial..
Por este motivo, eles são de grande interesse nas áreas de nanotecnologia, onde projetam e sintetizam nanopartículas de óxido (NPs) para fins específicos:
-Como catalisadores.
-Como um reservatório de drogas ou genes dentro do corpo
-No projeto de superfícies sensoriais para diferentes tipos de biomoléculas: proteínas, açúcares, gorduras
-Para armazenar dados magnéticos
Como alguns óxidos são muito estáveis, eles podem ser usados para tingir tecidos ou dar cores brilhantes às superfícies de qualquer material. Dos mosaicos nos pisos; tintas vermelhas, amarelas e laranja (mesmo verdes); cerâmica, plástico, couro e até obras arquitetônicas.
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