आयरन (III) ऑक्साइड-हाइड्रॉक्साइड

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आयरन (III) ऑक्साइड-हाइड्रॉक्साइड
Samples of iron(III) oxide-hydroxide monohydrate in a vial, and a spoon
Names
IUPAC name
Iron(III) oxide-hydroxide
Other names
Metaferric acid
Ferric oxyhydroxide
Goethite
Identifiers
3D model (JSmol)
ChemSpider
EC Number
  • 215-176-6
MeSH Goethite
UNII
  • InChI=1S/Fe.H2O.O/h;1H2;/q+1;;/p-1 checkY
    Key: AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M checkY
  • O=[Fe]O
Properties
FeO(OH)
Molar mass
Appearance Vivid, dark orange, opaque crystals
Odor odorless
Density 4.25 g/cm3
insoluble at pH 7
2.79×10−39 for Fe(OH)3[1]
Hazards
NFPA 704 (fire diamond)
1
0
0
Pharmacology
B03AB04 (WHO)
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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आयरन (III) ऑक्साइड-हाइड्रॉक्साइड या फेरिक ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड[2] के सूत्र में लोहा, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन का रासायनिक यौगिक FeO(OH) प्राप्त होता है।

यह यौगिक अधिकांशतः इसके हाइड्रेट्स में से के रूप में सामने आता है, इस प्रकार FeO(OH)·पानी या H
2O [जंग] क् रूप में दिखाई देता हैं। इसके आधार पर मोनोहाइड्रेट FeO(OH)·H
2O को अधिकांशतः आयरन(III) हाइड्रॉक्साइड के रूप में जाना जाता है, जिसके कारण Fe(OH)
3,[3] हाइड्रेटेड आयरन ऑक्साइड, पीला आयरन ऑक्साइड, या 42 पिगमेंट पीला रंग देता हैं।[3]

प्राकृतिक घटनाएँ

खनिज

निर्जल फेरिक हाइड्रॉक्साइड प्रकृति में अत्यंत दुर्लभ खनिज बर्नालाइट , Fe(OH)3 ·NH2O (n = 0.0-0.25) के रूप में पाया जाता है।[4][5] इस कारण आयरन ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड्स, FeOOH, में यह मान बहुत अधिक सामान्य हैं, और स्वाभाविक रूप से संरचनात्मक रूप से भिन्न को खनिज के अन्य रूप में भी पाए जाते हैं, जिन्हें ग्रीक अक्षरों α, β, γ और δ द्वारा दर्शाया जाता है।

  • गोइथाइट, α-FeO(OH), का उपयोग प्रागैतिहासिक काल से गेरू रंगद्रव्य के रूप में किया जाता रहा है।
  • लाल रंग β बहुरूपी है,[6] अपक्षय द्वारा निर्मित और कुछ उल्कापिंडों और चंद्र सतह पर इसकी उपस्थिति के लिए जाना जाता है। चूंकि हाल ही में यह निर्धारित किया गया है कि इसकी संरचना को स्थिर करने के लिए इसमें कुछ क्लोराइड आयन होने चाहिए, जिससे कि इसका सूत्र FeO
    0.833    (OH)
    1.167    Cl
    0.167     या Fe
    6    O
    5    (OH)
    7    Cl     अधिक सटीक हो।[7]
  • लेपिडोक्रोसाइट, γ पॉलीमॉर्फ, सामान्यतः स्टील के पानी के पाइप और टैंकों के अंदर लगने वाली जंग के रूप में पाया जाता है।
  • फेरोक्सिहाइट (δ) समुद्र और समुद्र तल की उच्च दबाव स्थितियों के तहत बनता है, सतह की स्थितियों में α पॉलीमॉर्फ (गोइथाइट) के संबंध में ऊष्मागतिकी रूप से अस्थिर होता है।

गैर-खनिज

  • साइडरोगेल आयरन (III) ऑक्साइड-हाइड्रॉक्साइड का प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला कोलाइडल का रूप है।

इसके आधार पर गोइथाइट और लेपिडोक्रोसाइट, दोनों ऑर्थोरोम्बिक प्रणाली में क्रिस्टलीकृत होते हैं, जहाँ पर मुख्य रूप से आयरन (III) ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड के सबसे सामान्य रूप हैं और मिट्टी में आयरन के सबसे महत्वपूर्ण खनिज वाहक हैं।

खनिज पदार्थ

आयरन (III) ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड अन्य खनिजों और खनिज पदार्थों का मुख्य घटक है:

  • लिमोनाईट मुख्य रूप से गोइथाइट, लेपिडोक्रोसाइट, क्वार्ट्ज और मिट्टी के खनिजों का सामान्य रूप से इसमें पाये जाने वाले मिश्रण के रूप में उपयोग किया जाता हैं।

गुण

आयरन (III) ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड का रंग जलयोजन की डिग्री, कण आकार और आकार और क्रिस्टल संरचना के आधार पर पीले से गहरे भूरे से काले तक होता है।

संरचना

β- की क्रिस्टल संरचना FeOOH (अकागेनाइट) डचों का है, जिसका सूत्र BaMn
8O
16 हैं। जिसका यूनिट सेल a=1.048 और c=0.3023 नैनोमीटर के साथ चतुष्कोणीय है, और इसमें FeOOH की आठ सूत्र इकाइयाँ उपस्थित होती हैं। इसका आयाम लगभग 500 × 50 × 50 एनएम है। इस प्रकार क्रिस्टल ट्विनिंग अधिकांशतः हेक्सागोनल स्टार्स की आकृति वाले कण उत्पन्न करती है। [2]

रसायन विज्ञान

गर्म करने पर, β-FeOOH α- के रूप में विघटित होकर पुनः क्रिस्टलीकृत Fe
2O
3 (हेमेटाइट) में परिवर्तित हो जाते है।[2]

उपयोग

लिमोनाइट, फेरिक ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड के विभिन्न हाइड्रेट्स और पॉलीमॉर्फ का मिश्रण, तीन प्रमुख आयरन अयस्कों में से है, जिसका उपयोग कम से कम 2500 ईसा पूर्व से किया जा रहा है।[8][9]

इस पीले आयरन ऑक्साइड, या पिगमेंट येलो 42, सौंदर्य प्रसाधनों में उपयोग के लिए खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) द्वारा अनुमोदित है और इस प्रकार कुछ टैटू बनाने वाले इस इंक में इसका उपयोग करते हैं।

आयरन ऑक्साइड-हाइड्रॉक्साइड का उपयोग मछलीघर में जल उपचार में फास्फेट बाइंडर के रूप में भी किया जाता है।[10]

जलीय मीडिया से सीसा हटाने के लिए संभावित अधिशोषक के रूप में आयरन ऑक्साइड-हाइड्रॉक्साइड नैनोकणों का अध्ययन किया गया है।[11]

दवा

आयरन पॉलीमाल्टोज़ का उपयोग आयरन की कमी वाले एनीमिया के उपचार में किया जाता है।

उत्पादन

आयरन (III) ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड 6.5 और 8 के बीच pH पर आयरन (III) लवण के घोल से अवक्षेपित होता है।[12] इस प्रकार प्रयोगशाला में आयरन (III) नमक, जैसे फ़ेरिक क्लोराइड या फेरिक नाइट्रेट, को सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड प्राप्त किया जा सकता है:[13]

FeCl
3 + 3 NaOH → Fe(OH)
3 + 3 NaCl
Fe(NO
3)
3 + 3 NaOH → Fe(OH)
3 + 3 NaNO
3

मुख्यतः पानी में FeCl
3 के घुलने पर शुद्ध होता है, कुछ सीमा तक हाइड्रोलिसिस का उपयोग करेगा, ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड उत्पन्न करेगा और घोल को अम्लीय बना देता हैं:[12] जिसका समीकरण FeCl
3 + 2 H
2O ↔ FeOOH + 3 HCl हैं। इसलिए इस प्रकार के यौगिक को उबालते समय इसके बिंदु के पास दिनों या हफ्तों तक रखे गए आयरन (III) क्लोराइड के अम्लीय विलयन के अपघटन द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है:[14]

FeCl
3 + 2 H
2O → FeOOH(s) + 3 HCl(g)

(यही प्रक्रिया आयरन(III) नाइट्रेट पर लागू होती है, इस प्रकार Fe(NO
3)
3 या परक्लोरेट Fe(ClO
4)
3 समीकरण के अतिरिक्त α- के कण Fe
2O
3 उत्पन्न होते हैं,[14] इस प्रकार इसके अन्य समान मार्ग लगभग 120 डिग्री सेल्सियस पर वसिक अम्ल में घुले आयरन (III) नाइट्रेट का अपघटन है।[15]

फेरिक क्लोराइड से तैयार ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड सामान्यतः β पॉलीमॉर्फ़ (अकागेनाइट) होता है, जो अधिकांशतः पतली सुइयों के रूप में होता है।[14][16]

ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड का उत्पादन आयरन (II) क्लोराइड टेट्राहाइड्रेट से ठोस अवस्था FeCl
2·4H
2O परिवर्तन द्वारा भी किया जा सकता है।[6]

जब आयरन (II) हाइड्रॉक्साइड हवा के संपर्क में आता है तो यौगिक भी सरलता से बनता है:

4Fe(OH)
2 + O
2 → 4 FeOOH + 2 H
2O

आयरन (II) हाइड्रॉक्साइड को अम्ल की उपस्थिति में हाइड्रोजन पेरोक्साइड द्वारा भी ऑक्सीकरण किया जा सकता है:

2Fe(OH)
2 + H
2O
2 → 2 Fe(OH)
3

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "Solubility product constants at 25 oC". Archived from the original on 2015-02-26. Retrieved 2015-02-23.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 A. L. Mackay (1960): "β-Ferric Oxyhydroxide". Mineralogical Magazine (Journal of the Mineralogical Society), volume 32, issue 250, pages 545-557. doi:10.1180/minmag.1960.032.250.04
  3. ↑ 3.0 3.1 CAS 51274-00-1, C.I. 77492
  4. ↑ "Bernalite".
  5. ↑ "खनिजों की सूची". 21 March 2011.
  6. ↑ 6.0 6.1 A. L. Mackay (1962): "β-Ferric oxyhydroxide—akaganéite", Mineralogical Magazine (Journal of the Mineralogical Society), volume 33, issue 259, pages 270-280 doi:10.1180/minmag.1962.033.259.02
  7. ↑ C. Rémazeilles and Ph. Refait (2007): "On the formation of β-FeOOH (akaganéite) in chloride-containing environments". Corrosion Science, volume 49, issue 2, pages 844-857. doi:10.1016/j.corsci.2006.06.003
  8. ↑ MacEachern, Scott (1996): "Iron Age beginnings north of the Mandara Mountains, Cameroon and Nigeria". In In Pwiti, Gilbert and Soper, Robert (editors) (1996) Aspects of African Archaeology: Proceedings of the Tenth Pan-African Congress University of Zimbabwe Press, Harare, Zimbabwe, ISBN 978-0-908307-55-5, pages 489-496. Archived here on 2012-03-11.
  9. ↑ Diop-Maes, Louise Marie (1996): "La question de l'Âge du fer en Afrique" ("The question of the Iron Age in Africa"). Ankh, volume4/5, pages 278-303. Archived on 2008-01-25.
  10. ↑ Iron Oxide Hydroxide (GFO) Phosphate Binders
  11. ↑ Safoora Rahimi, Rozita M. Moattari, Laleh Rajabi, Ali Ashraf Derakhshan, and Mohammad Keyhani (2015): "Iron oxide/hydroxide (α,γ-FeOOH) nanoparticles as high potential adsorbents for lead removal from polluted aquatic media". Journal of Industrial and Engineering Chemistry, volume 23, pages 33-43. doi:10.1016/j.jiec.2014.07.039
  12. ↑ 12.0 12.1 Tim Grundl and Jim Delwiche (1993): "Kinetics of ferric oxyhydroxide precipitation". Journal of Contaminant Hydrology, volume 14, issue 1, pages 71-87. doi:10.1016/0169-7722(93)90042-Q
  13. ↑ K. H. Gayer and Leo Woontner (1956): "The Solubility of Ferrous Hydroxide and Ferric Hydroxide in Acidic and Basic Media at 25°". Journal of Physical Chemistry, volume 60, issue 11, pages 1569–1571. doi:10.1021/j150545a021
  14. ↑ 14.0 14.1 14.2 Egon Matijević and Paul Scheiner (1978): "Ferric hydrous oxide sols: III. Preparation of uniform particles by hydrolysis of Fe(III)-chloride, -nitrate, and -perchlorate solutions". Journal of Colloid and Interface Science, volume 63, issue 3, pages 509-524. doi:10.1016/S0021-9797(78)80011-3
  15. ↑ Dan Li, Xiaohui Wang, Gang Xiong, Lude Lu, Xujie Yang and Xin Wang (1997): "A novel technique to prepare ultrafine Fe
    2    O
    3     via hydrated iron(III) nitrate". Journal of Materials Science Letters volume 16, pages 493–495 doi:10.1023/A:1018528713566
  16. ↑ Donald O. Whittemore and Donald Langmuir (1974): "Ferric Oxyhydroxide Microparticles in Water". Environmental Health Perspective, volume 9, pages 173-176. doi:10.1289/ehp.749173
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