OXYDE DE FER

OXYDE DE FER

N° CAS : 1332-37-2
EC/LIST NO. : 215-570-8

Les oxydes de fer sont des composés chimiques composés de fer et d'oxygène.
Il existe seize oxydes et oxyhydroxydes de fer connus, dont le plus connu est la rouille, une forme d'oxyde de fer (III).

Les oxydes et oxyhydroxydes de fer sont largement répandus dans la nature et jouent un rôle important dans de nombreux processus géologiques et biologiques.
Ils sont utilisés comme minerais de fer, pigments, catalyseurs et dans la thermite, et sont présents dans l'hémoglobine.
Les oxydes de fer sont des pigments peu coûteux et durables dans les peintures, les enduits et les bétons colorés.
Les couleurs couramment disponibles se situent dans la partie « terreuse » de la gamme jaune/orange/rouge/marron/noir.
Lorsqu'il est utilisé comme colorant alimentaire, il porte le numéro E E172.

Les matériaux à base d'oxyde de fer produisent des pigments non toxiques, non saignants, résistants aux intempéries et résistants à la lumière.
Les oxydes de fer naturels comprennent une combinaison d'un ou plusieurs oxydes ferreux ou ferriques et d'impuretés telles que le manganèse, l'argile ou des matières organiques.
Les oxydes de fer synthétiques peuvent être produits de diverses manières, y compris la décomposition thermique de sels de fer, tels que le sulfate ferreux, pour produire des rouges ; précipitation pour produire des jaunes, des rouges, des bruns et des noirs (par exemple, le procédé Penniman-Zoph); et la réduction de composés organiques par le fer (par exemple, le nitrobenzène réduit en aniline en présence de produits chimiques particuliers) pour produire des jaunes et des noirs.
Les rouges peuvent être produits en calcinant des jaunes ou des noirs.

 
Un groupe de minéraux et de composés inorganiques composé de fer qui est dans les états de valence +2 (ferreux) et +3 (ferrique) et d'oxygène dans l'état de valence -2, comme l'oxyde ferreux, FeO, et l'oxyde ferrique, Fe2O3.
Fe3O4 est un mélange d'oxyde ferrique et d'oxyde ferreux qui se présente généralement sous une forme cristalline magnétique à grains fins.
L'hématite, Fe2O3, l'oxyde de fer le plus courant, existe sous plusieurs formes cristallines.
D'autres formes d'hématite sont trop abrasives pour être utilisées comme matériau de lestage dans les fluides de forage.

Les nodules ou concrétions d'oxyde de fer sont les types de météores les plus courants qui nous sont envoyés.
L'hématite et la magnétite sont deux minéraux d'oxyde de fer courants.
La plupart des gisements de minerai de fer sont principalement constitués d'hématite, de magnétite ou des deux.
Les concrétions d'oxyde de fer, les nodules d'oxyde de fer et les pierres de fer sont souvent confondus avec des météorites car ils sont lourds (denses) et leurs formes inhabituelles (souvent bizarres !) attirent l'attention des gens.

L'oxyde de fer est un minéral dont la couleur varie, du noir ou gris argenté au brun, brun rougeâtre ou rouge. Nous extrayons notre oxyde de fer en tant que principal minerai de fer.

Les nanoparticules d'oxyde de fer présentent un certain nombre de propriétés uniques, notamment le superparamagnétisme, la biocompatibilité et la non-toxicité, qui en font un candidat idéal pour une variété d'applications, comme décrit dans ce livre.
Le premier chapitre traite des avancées récentes dans diverses procédures de synthèse des nanocomposites à base d'oxyde de fer, de leurs méthodes de caractérisation et de leurs applications potentielles dans les dispositifs de stockage d'énergie, les supercondensateurs, les piles à combustible, etc.
Le deuxième chapitre résume les applications actuelles des enzymes immobilisées à base de nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer et discute des perspectives de croissance futures.
Le chapitre trois passe en revue les propriétés et les applications des capteurs enzymatiques dans l'exploitation de la tyrosinase, de la glucose oxydase et d'autres enzymes pour détecter un large éventail d'espèces biomédicales.
Le chapitre quatre traite des nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer de magnétite et de maghémite sous divers angles.
Le chapitre cinq décrit comment les nano-oxydes de fer pourraient être utilisés pour éliminer les polluants de l'environnement.
Le chapitre six fournit un examen complet des applications catalytiques des nanoparticules d'oxyde de fer dans la synthèse organique, les réactions à haute température, les procédés en phase gazeuse, le traitement des eaux usées et la valorisation supercritique des huiles de pétrole lourdes.
Le chapitre sept détaille la dégradation photocatalytique d'une classe de polluants aromatiques toxiques, à savoir les phénols et les phénols substitués à l'aide de différents types de photocatalyseurs de taille nanométrique pour éliminer efficacement ces composés des masses d'eau.
Enfin, le chapitre huit élucide divers adsorbants à base de nanomatériaux magnétiques utilisés dans les techniques d'adsorption pour le traitement des eaux usées.

L'oxyde de fer, également appelé oxyde ferrique, est un composé inorganique de formule chimique Fe2O3.
Les oxydes de fer sont l'un des 3 principaux oxydes de fer, et les deux autres étant l'oxyde de fer (II) (FeO), qui est le rare oxyde de fer (II et III) (Fe3O4), et se produit également naturellement comme le minéral magnétite.
Étant donné que le minéral est appelé hématite, Fe2O3 est la principale source de fer pour l'industrie sidérurgique et est facilement attaqué par les acides.
Souvent, l'oxyde de fer peut être appelé rouille.
Cette étiquette est utile dans une certaine mesure car la rouille partage de nombreuses propriétés et a la même composition.
Mais, en chimie, la rouille est considérée comme un matériau mal défini, qui peut être décrit comme de l'oxyde ferrique hydraté.

 
L'oxyde de fer est un composé composé de fer et d'oxygène.
Il existe 16 oxydes et oxyhydroxydes de fer connus, dont le plus célèbre est la rouille, un type d'oxyde ferrique.
Les oxydes et oxyhydroxydes de fer sont très répandus et jouent un rôle important dans de nombreux processus géologiques et biologiques.
Ils sont utilisés dans le minerai de fer, les pigments, les catalyseurs, les thermites et sont contenus dans l'hémoglobine.
L'oxyde de fer est un pigment bon marché et permanent que l'on trouve dans les peintures, les revêtements et le béton coloré.
Les couleurs couramment disponibles se situent sur le bord "sol" de la gamme jaune / orange / rouge / marron / noir.
Lorsqu'il est utilisé comme colorant alimentaire, le numéro E est E172.

Le fer est un élément qui, sous sa forme massive, est utilisé dans des environnements quotidiens tels que les rampes d'escalier et les poutres structurelles des voitures ou des bâtiments.
Le fer est également présent dans l'eau et dans notre circulation sanguine, où il aide à transporter l'oxygène.
Le fer est l'un des matériaux que nous pouvons utiliser pour fabriquer des aimants en raison de la façon dont les électrons orbitent autour de chaque atome.
Et, comme nous le savons tous, le fer rouille lorsque vous combinez du fer et de l'oxygène pour former de l'oxyde de fer.
Les oxydes de fer s'avèrent que les nanoparticules de fer et d'oxyde de fer peuvent être très utiles.

Si le fer est laissé sous la pluie, il rouillera, et la rouille est composée d'oxyde de fer, une molécule qui contient trois atomes de fer et quatre atomes d'oxygène.
Comme le fer, l'oxyde de fer a des propriétés magnétiques.
Le fer a quatre électrons non appariés, tandis que l'oxyde de fer n'a que deux électrons non appariés.
Parce que les électrons non appariés rendent un matériau magnétique, l'oxyde de fer est moins magnétique que le fer.
L'oxyde de fer est donc appelé un matériau paramagnétique.
Les propriétés paramagnétiques des nanoparticules d'oxyde de fer ne sont pas modifiées par rapport au matériau en vrac, sauf que ces minuscules particules peuvent aller là où des particules plus grosses ne le pourraient jamais.

La méthode du rapport d'oxyde de fer (IO) est un indice géologique permettant d'identifier les caractéristiques rocheuses qui ont subi une oxydation des sulfures ferreux à l'aide des bandes rouges et bleues.
Les oxydes de fer sont utiles pour identifier les caractéristiques d'oxyde de fer sous les couverts végétaux et sont utilisés dans la cartographie des composites minéraux.

L'oxyde de fer noir ordinaire a été utilisé à la fois dans les encres pour plaques de cuivre et pour estampage.
Les oxydes de fer de fer constituent le principal composant des produits de l'industrie pharmaceutique, de l'industrie de la peinture, de l'industrie du plastique, de l'industrie des encres et de l'industrie cosmétique.
Utilisé comme pigment d'origine naturelle incluant le dioxyde de titane.
Les sels d'oxydes de fer sont utilisés comme floculant dans le traitement des eaux usées, la teinture des textiles et la production d'engrais et d'additifs alimentaires.
Utilisé comme matériau de polissage dans le commerce de bijoux.

Les nanoparticules d'oxyde de fer magnétique ont attiré l'attention en raison de leurs caractéristiques physicochimiques idiosyncratiques et de leur vaste gamme d'applications telles que les séparations de protéines, la catalyse, l'imagerie par résonance magnétique (IRM), les capteurs magnétiques, l'administration de médicaments et la réfrigération magnétique.
L'activité du catalyseur dépend de la composition chimique, de la taille des particules, de la morphologie mais aussi des arrangements atomiques à la surface.
Les propriétés catalytiques des nanoparticules d'oxyde de fer peuvent être facilement modifiées en contrôlant la forme, la taille, la morphologie et la modification de surface des nanomatériaux.
Cette revue se concentre sur l'utilisation de l'oxyde de fer comme catalyseur dans diverses réactions organiques, à savoir. oxydation, hydrogénation, couplage C-C, réactions de dihydroxylation et sa réutilisabilité/récupérabilité

Certains oxydes de fer sont largement utilisés dans les applications céramiques, en particulier dans les vitrages.
De nombreux oxydes métalliques fournissent les couleurs des émaux après avoir été cuits à haute température.

Les oxydes de fer donnent des pigments (voir Pigments d'oxyde de fer).
Les pigments d'oxydes de fer naturels sont appelés ocres.
De nombreuses couleurs de peinture classiques, telles que les terre de sienne et les ombres brutes et brûlées, sont des pigments d'oxyde de fer.
Ces pigments sont utilisés dans l'art depuis le plus ancien art préhistorique connu, les peintures rupestres de Lascaux et des sites voisins.
L'oxyde de fer (III) est généralement utilisé.

Les pigments de fer sont également largement utilisés dans le domaine cosmétique.
Ils sont considérés comme non toxiques, résistants à l'humidité et non saignants.
Les oxydes de fer classés sans danger pour un usage cosmétique sont produits synthétiquement afin d'éviter l'inclusion d'oxydes ferreux ou ferriques et d'impuretés normalement présentes dans les oxydes de fer naturels.
En règle générale, le pigment d'oxyde de fer (II) est noir, tandis que l'oxyde de fer (III) est rouge ou de couleur rouille.
(Les composés de fer autres que les oxydes peuvent être d'autres couleurs.)

Dans des conditions favorisant la réduction du fer, le processus de réduction des oxydes de fer peut remplacer au moins 80 % de la production de méthane par méthanogenèse.
Ce phénomène se produit dans un environnement contenant de l'azote (N2) avec de faibles concentrations de sulfate.
La méthanogenèse, un processus piloté par l'Archéen, est généralement la forme prédominante de minéralisation du carbone dans les sédiments au fond de l'océan.
La méthanogenèse complète la décomposition de la matière organique en méthane (CH4).
Le donneur d'électrons spécifique pour la réduction de l'oxyde de fer dans cette situation fait toujours l'objet de débats, mais les deux candidats potentiels incluent soit le titane (III), soit des composés présents dans la levure.
Les réactions prévues avec le titane (III) servant de donneur d'électrons et le phénazine-1-carboxylate (PCA) servant de navette d'électrons sont les suivantes :

Ti(III)-cit + CO2 + 8H+ → CH4 + 2H2O + Ti(IV) + cit
ΔE = –240 + 300 mV
Ti(III)-cit + PCA (oxydé) → PCA (réduit) + Ti(IV) + cit
ΔE = –116 + 300 mV
PCA (réduit) + Fe(OH)3 → Fe2+ + PCA (oxydé)
ΔE = –50 + 116 mV
Remarque : cit = citrate.

Le titane (III) est oxydé en titane (IV) tandis que le PCA est réduit.
La forme réduite du PCA peut alors réduire l'hydroxyde de fer (Fe(OH)3).

D'autre part, lorsqu'ils sont en suspension dans l'air, il a été démontré que les oxydes de fer nuisent aux tissus pulmonaires des organismes vivants par la formation de radicaux hydroxyle, conduisant à la création de radicaux alkyle.
Les réactions suivantes se produisent lorsque Fe2O3 et FeO, ci-après représentés respectivement par Fe3+ et Fe2+, des particules d'oxyde de fer s'accumulent dans les poumons.

O2 + e− → O2• −[13]

La formation de l'anion superoxyde (O2• −) est catalysée par une enzyme transmembranaire appelée NADPH oxydase.
L'enzyme facilite le transport d'un électron à travers la membrane plasmique du NADPH cytosolique vers l'oxygène extracellulaire (O2) pour produire O2• −.
Le NADPH et le FAD sont liés aux sites de liaison cytoplasmiques de l'enzyme.
Deux électrons du NADPH sont transportés vers le FAD qui le réduit en FADH2.
Ensuite, un électron se déplace vers l'un des deux groupes hémiques de l'enzyme dans le plan de la membrane.
Le deuxième électron pousse le premier électron vers le deuxième groupe hème afin qu'il puisse s'associer au premier groupe hème.
 Pour que le transfert se produise, le deuxième hème doit être lié à l'oxygène extracellulaire qui est l'accepteur de l'électron.
Cette enzyme peut également être localisée dans les membranes des organites intracellulaires permettant la formation d'O2• − au sein des organites.

2O2• − + 2 H+ → H2O2 + O2 [13][15]

La formation de peroxyde d'hydrogène (H2O2) peut se produire spontanément lorsque l'environnement a un pH plus bas, en particulier à pH 7,4.
L'enzyme superoxyde dismutase peut également catalyser cette réaction.
Une fois que H2O2 a été synthétisé, il peut diffuser à travers les membranes pour voyager à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule en raison de sa nature non polaire.

Fe2+ ​​+ H2O2 → Fe3+ + HO• +  OH−Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + O2• − + 2H+H2O2 + O2• − → HO• + OH− + O2

Fe2+ ​​est oxydé en Fe3+ lorsqu'il donne un électron à H2O2, réduisant ainsi H2O2 et formant un radical hydroxyle (HO•) dans le processus.
H2O2 peut alors réduire Fe3+ en Fe2+ en lui donnant un électron pour créer O2• −.
O2• − peut alors être utilisé pour fabriquer plus de H2O2 par le processus décrit précédemment perpétuant le cycle, ou il peut réagir avec H2O2 pour former plus de radicaux hydroxyles.
Il a été démontré que les radicaux hydroxyles augmentent le stress oxydatif cellulaire et attaquent les membranes cellulaires ainsi que les génomes cellulaires.

HO• + HR → R• + H2O

Le radical HO• produit à partir des réactions ci-dessus avec le fer peut extraire un atome d'hydrogène (H) de molécules contenant une liaison RH où le R est un groupe attaché au reste de la molécule, dans ce cas H, à un carbone (C) .

NOM IUPAC :

Silicate d'aluminium amorphe
 
trioxyde de difer
 
oxyde de fer (II)
 
oxyde de fer (III)
 
oxyde de fer (iii)
 
OXYDE DE FER

SYNONYMES :

Eisenhydrat (1:1) [Allemand] [Nom ACD/IUPAC]
Fer, hydraté (1:1) [Français] [Nom ACD/IUPAC]
oxyde ferreux
Hydrate de fer (1:1) [Nom ACD/IUPAC]
12315-09-2 [RN]
1332-37-2 [RN]
1345-25-1 [RN]
15092-05-4 [RN]
Eisenhydrat