水酸化鉄(III)は、その式厳密のFe(OH)である無機化合物である3のFeの割合た、3+とOH - 1:3です。しかし、鉄の化学はかなり複雑です。したがって、この固体は上記のイオンだけで構成されているわけではありません。
実際、Fe(OH)3にはアニオンO 2-が含まれています。したがって、これは一水和水酸化鉄酸化物FeOOH・H 2 Oです。この最後の化合物の原子数を追加すると、Fe(OH)3の数と一致することが確認されます。この金属水酸化物を参照するには、両方の式が有効です。
カエルの池の水酸化鉄(III)。出典:クリントバッド(https://www.flickr.com/photos//13016864125)
化学研究所の教育または研究では、Fe(OH)3はオレンジ茶色の沈殿物として観察されます。上の画像の堆積物に似ています。このさびたゼラチン状の砂を加熱すると、余分な水分が放出され、オレンジがかった黄色がかった色になります(黄色の顔料42)。
この黄色の顔料42は、Fe 3+で調整された追加の水が存在しない同じFeOOH・H 2 O です。これが脱水されると、FeOOHに変換され、さまざまな多形(ゲーサイト、アカガナイト、レピドクロサイト、フェロキシヒタなど)の形で存在します。
一方、鉱物のバーナライトは、Fe(OH)3・nH 2 Oを基本組成とする緑色の結晶を示します。この水酸化物の鉱物源。
水酸化鉄(III)の構造
酸化鉄と水酸化物の結晶構造は少し複雑です。しかし、単純な観点から、それは八面体単位FeO 6の秩序だった繰り返しと考えることができます。したがって、これらの鉄-酸素八面体は、それらのコーナー(Fe-O-Fe)またはそれらの面を通して絡み合い、あらゆる種類のポリマー鎖を確立します。
そのような鎖が空間で秩序立っているように見える場合、固体は結晶性であると言われます。それ以外の場合はアモルファスです。この要素は、八面体が結合される方法とともに、結晶のエネルギー安定性、したがってその色を決定します。
たとえば、バーナライトの斜方晶、Fe(OH)3・nH 2 Oは、FeO 6八面体がそれらのコーナーを介してのみ結合するため、緑がかった色をしています。水和の程度に応じて赤みを帯びた、黄色または茶色に見える他の水酸化鉄とは異なります。
それのFeOの酸素ことに留意すべきである6が OHのいずれかから来る-またはO 2-。正確な説明は結晶学的分析の結果に対応しています。そのようには扱われていませんが、Fe-O結合の性質は、特定の共有結合特性を持つイオン性です。他の遷移金属の場合、銀の場合と同様に、これはさらに共有結合になります。
プロパティ
Fe(OH)3は、アルカリ性媒体に鉄塩を添加すると容易に認識できる固体ですが、その特性は完全には明らかではありません。
しかし、それは飲料水の官能特性(特に味と色)を変更する責任があることが知られています。水に非常に溶けにくい(K sp = 2.79・10 -39); また、そのモル質量と密度は106.867 g / molおよび4.25 g / mLです。
この水酸化物(その誘導体と同様)は、加熱すると水蒸気を放出し、それによって(すべての多形体とともに)無水の形のFeOOHに変換するため、定義された融点または沸点を持つことができません。したがって、加熱を続けると、FeOOH・H 2 O ではなく、FeOOHが溶けます。
その特性をより徹底的に研究するには、黄色の顔料42を数多くの研究にかける必要があります。しかし、その過程で色が赤みがかった色に変化し、FeOOHの形成を示している可能性は十分にあります。あるいは逆に、それが複合水性のFe(OH)に溶解6 3+のFe(OH)(酸性媒体)、または陰イオンに4 - (非常に基本的な培地)。
用途
吸収剤
前のセクションで、Fe(OH)3は水に非常に不溶性であり、4.5に近いpHでも沈殿する可能性があることを述べました(干渉する化学種がない場合)。沈殿することで、健康に有害な環境から不純物を運び去る(共沈殿させる)ことができます。たとえば、クロムまたはヒ素の塩(Cr 3+、Cr 6+、およびAs 3+、As 5+)。
次に、この水酸化物は、これらの金属および他のより重い金属を吸蔵し、吸収剤として機能します。
この手法は、Fe(OH)3の沈殿(媒体のアルカリ化)にはそれほど関わらず、代わりに、市販の粉末または穀物を使用して、汚染された水または土壌に直接追加されます。
治療用途
鉄は人体に不可欠な要素です。貧血は、その欠乏により最も顕著な疾患の1つです。このため、副次的影響が発生しないように、この金属を食事に組み込むためのさまざまな代替案を考案することは常に研究の問題です。
Fe(OH)3に基づくサプリメントの1つは、ポリマルトース(ポリマルトース鉄)との複合体に基づいています。これは、FeSO 4よりも食品との相互作用の度合いが低いです。つまり、より多くの鉄が生物学的に体に利用可能であり、他のマトリックスや固体と協調していません。
他のサプリメントは、主にアジピン酸塩と酒石酸塩(および他の有機塩)で構成される媒体に懸濁されたFe(OH)3ナノ粒子で構成されています。これは、ヘモグロビンの増加に加えて、FeSO 4より毒性が低いことが証明されており、腸粘膜に蓄積せず、有益な微生物の成長を促進します。
顔料
ピグメントイエロー42は塗料や化粧品に使用されているため、潜在的な健康リスクはありません。誤って摂取しない限り。
鉄バッテリー
このアプリケーションではFe(OH)3は正式には使用されていませんが、FeOOHの出発原料として使用できます。安価でシンプルな鉄電池の電極の1つを製造する化合物で、中性pHでも機能します。
このバッテリーの半電池反応は、以下の化学式で表されます。
½鉄⇋½鉄2+ + E -
鉄III OOH + E - + 3H + ⇋のFe 2+ + 2H 2 O
アノードは鉄の電極になり、電子は後で外部回路を通過した後、カソードに入ります。FeOOH製の電極で、Fe 2+に還元されます。このバッテリーの電解媒体は、Fe 2+の可溶性塩で構成されています。
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