ÓXIDO DE FERRO (II): ESTRUTURA, NOMENCLATURA, PROPRIEDADES, USOS - QUÍMICA - 2025

O óxido de ferro (II) óxido ou ferroso, é um sólido inorgânico preto formado pela reação do oxigênio (O ₂) com o ferro (Fe) ao estado de oxidação +2. É também chamado de monóxido de ferro. Sua fórmula química é FeO.

É encontrado na natureza como o mineral wustita, membro do grupo dos periclásio. É também conhecido como wuestite, iosiderite ou iozite. A wustita é um mineral opaco, de cor preta a marrom, embora sob luz refletida seja cinza. Possui um brilho metálico.

Óxido ferroso ou pó de óxido de ferro (II). FK1954. Fonte: Wikipedia Commons

O óxido de ferro (II) pode ser obtido por decomposição térmica a vácuo do oxalato de ferro (II), obtendo-se um pó preto pirofórico. Este pó diminui seu estado de divisão e torna-se menos reativo quando aquecido a altas temperaturas.

Cristais de óxido de ferro (II) só podem ser obtidos em condições de equilíbrio em alta temperatura, resfriando rapidamente o sistema. Se a reação for realizada em temperaturas mais baixas, o FeO é instável e se transforma em ferro (Fe) e óxido em Fe ₃ O ₄, pois o resfriamento lento favorece a desproporção.

Por ser pirofórico, é um material que apresenta risco de incêndio. Além disso, é perigoso se inalado em grandes quantidades e por muito tempo, pois pode causar doenças pulmonares.

O óxido de ferro (II) é usado como pigmento em cerâmicas, esmaltes, vidros e cosméticos. Por suas propriedades magnéticas é utilizado na medicina. Também é usado como antioxidante em alimentos embalados e, adicionalmente, é usado em catálise de reação e em fórmulas de pesticidas.

Estrutura

O óxido de ferro (II) (FeO) possui teoricamente a estrutura cúbica do sal-gema, tendo 4 íons Fe ²⁺ e 4 íons O ² para cada célula unitária, e íons Fe ²⁺ ocupando os sítios octaédricos.

No entanto, a realidade é que ele se desvia significativamente da estrutura de sal-gema ideal de FeO, pois é um arranjo com falha complexa.

Alguns íons Fe ²⁺ são substituídos por íons Fe ³⁺, de modo que a estrutura cristalina é sempre deficiente em ferro. Por esta razão, é considerado um sólido não estequiométrico. A fórmula que melhor o descreve é ​​Fe _1-x O.

Por outro lado, o óxido de ferro (II) hidratado (FeO.nH ₂ O) é um sólido cristalino verde.

Nomenclatura

Tem vários nomes:

- Óxido de ferro (II).

- Óxido ferroso.

- Monóxido de ferro.

- Wustita.

- Wuestita.

- Iosiderita.

- Iozita.

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino.

Dureza de Mohs

5-5,5.

Peso molecular

71,84 g / mol.

Ponto de fusão

1368 ° C

Densidade

5,7 g / cm ³

Solubilidade

Praticamente insolúvel em água e álcalis. Rapidamente solúvel em ácidos. Insolúvel em álcool.

Índice de refração

2,23.

Outras propriedades

- Facilmente oxidado ao ar. Sob certas condições, ele se inflama espontaneamente no ar. É por isso que se diz que é pirofórico.

- É uma base forte e absorve dióxido de carbono rapidamente.

- O mineral natural wustita é altamente magnético. No entanto, abaixo de -75 ºC FeO é antiferromagnético.

- Wustite se comporta como um semicondutor.

- As propriedades da condutividade magnética e elétrica, assim como a sua estrutura, dependem da sua história térmica e das pressões a que foi submetido.

Riscos

- A inalação de poeira ou vapores de óxido de ferro (II) é considerada perigosa, pois pode causar irritação no nariz e na garganta e afetar os pulmões.

- Altos níveis de exposição à poeira de FeO podem levar a uma condição chamada febre do fumo do metal, uma doença de exposição ocupacional que causa sintomas semelhantes aos da gripe.

- A exposição contínua a altos níveis de FeO pode ter efeitos mais graves, incluindo uma doença conhecida como siderose. É uma inflamação dos pulmões acompanhada por sintomas semelhantes aos da pneumonia.

Formulários

Em cerâmica

FeO há muito é usado como pigmento em misturas cerâmicas.

Na fabricação de vidro

Devido à sua cor verde, o óxido ferroso hidratado (FeO.nH ₂ O) se destaca na fabricação de vidro verde com características de absorção de calor. Esse tipo de vidro é usado em edifícios, carros, garrafas de vinho e outras aplicações.

Frascos de vidro verde. Vinitagangurde. Fonte: Wikipedia Commons

Na indústria do aço

O FeO é utilizado como matéria-prima na fabricação de aço. É importante ressaltar que nesta aplicação a atividade do FeO deve ser controlada, pois se em excesso pode afetar negativamente o processo, principalmente pode aumentar a oxidação do alumínio. Para evitar isso, o alumínio ou o carboneto de cálcio são frequentemente adicionados à fase de escória.

Na catálise de reações químicas

É usado como catalisador em um grande número de operações industriais e químicas. Nas preparações de catalisadores, destacam-se aqueles utilizados na síntese de NH ₃ e na metanação.

Em pesticidas

É usado em fórmulas para o controle doméstico de insetos.

Na industria cosmética

É usado em produtos de limpeza, regeneradores e cremes de cuidados pessoais.

Como corante ou pigmento em cosméticos, é usado para cobrir imperfeições na superfície da pele. Por ser insolúvel em água, quando utilizado permanece na forma de cristais ou partículas e permite maior revestimento.

Por ser um pigmento mineral, é mais resistente à luz do que os corantes orgânicos. Os pigmentos minerais são mais opacos, mas menos brilhantes. O óxido de ferro (II) hidratado oferece excelente estabilidade e está entre os pigmentos minerais mais usados ​​em maquiagem.

Em medicina

Nanopartículas magnéticas de FeO são amplamente utilizadas neste campo. Por exemplo, o direcionamento de drogas farmacêuticas e técnicas, como classificação de células, tiram vantagem da atração de partículas magnéticas para altas densidades de fluxo magnético. Isso se aplica ao tratamento do câncer.

Na preservação de alimentos

FeO atua como um antioxidante em embalagens de alimentos. É adicionado como pó fino em saco ou etiqueta afixada na embalagem, separada do produto. Desta forma, ele é liberado em uma taxa controlada.

Devido à sua propriedade de reagir facilmente com o oxigênio, atua como agente captador de O ₂, reduzindo sua concentração dentro da embalagem onde se encontra o alimento.

Assim, a degradação oxidativa dos alimentos é retardada, aumentando sua duração. É utilizado principalmente na preservação de carnes.

Embalagem de carne em um supermercado. Usuário: Mattes. Fonte: Wikipedia Commons

Outros usos

A indústria cosmética usa FeO para criar pigmentos em esmaltes.

Referências

1. Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
2. S. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Óxido ferroso. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Dança, JC; Emeléus, HJ; Sir Ronald Nyholm e Trotman-Dickenson, AF (1973). Comprehensive Inorganic Chemistry. Volume 3. Pergamon Press.
4. Kirk-Othmer (1994). Enciclopédia de Tecnologia Química. Volume 14. Quarta edição. John Wiley & Sons.
5. Valet, B.; Major M.; Fitoussi, F.; Capellier, R.; Dormoy, M. e Ginestar, J. (2007). Agentes de coloração em cosméticos decorativos e outros. Métodos analíticos. 141-152. Recuperado de sciencedirect.com.
6. Heness, G. (2012). Nanocompósitos de metal-polímero. Avanços em nanocompósitos poliméricos. Recuperado de sciencedirect.com
7. Dalla Rosa, Marco (2019). Sustentabilidade de embalagens na indústria da carne. Em Produção e Processamento Sustentável de Carne. Capítulo 9. Recuperado de sceincedirect.com.
8. Hudson Institute of Mineralogy (2019). Wüstite. Recuperado de mindat.org.
9. Hazen, Robert M. e Jeanloz, Raymond (1984). Wüstite (Fe _1-x O): Uma revisão de sua estrutura de defeitos e propriedades físicas. Reviews of geophysics and space physics, Vol. 22, No.1, Pages 37-46, fevereiro de 1984.