산화 철(II)
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1. 개요
산화 철(II)는 화학식 FeO를 갖는 철과 산소의 화합물이다. 수산화 철(II) 또는 옥살산 철(II)을 진공 하에서 가열하거나, 금속 철을 고온 고압에서 가열하여 제조할 수 있다. 575℃ 이하에서 불균등화 반응을 통해 금속 철과 사산화 삼철로 변하며, 암염 구조를 갖는다. 자연에서는 맨틀의 구성 성분 중 하나이며, 안료, 화장품, 문신 잉크, 어항 여과재 등으로 사용된다.
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산화 철(II) - [화학 물질]에 관한 문서 | |
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일반 정보 | |
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명명법 | |
IUPAC 이름 | 산화 철(II) |
다른 이름 | 산화 제1철 일산화 철 뷔스타이트 |
식별 정보 | |
CAS 등록번호 | 1345-25-1 |
ChEBI | 50820 |
ChemSpider | 14237 |
UNII | G7036X8B5H |
PubChem CID | 14945 |
RTECS 번호 | 해당 없음 |
Gmelin 번호 | 13590 |
InChI | 1/Fe.O/rFeO/c1-2 |
InChIKey | UQSXHKLRYXJYBZ-WPTVXXAFAB |
표준 InChI | 1S/Fe.O |
표준 InChIKey | UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N |
특성 | |
화학식 | FeO |
몰 질량 | 71.844 g/mol |
외관 | 검은색 결정 |
밀도 | 5.745 g/cm³ |
녹는점 | 1377 °C |
끓는점 | 3414 °C |
용해도 | 불용성 |
다른 용매 용해도 | 알칼리, 에탄올에 불용성, 산에 용해됨 |
굴절률 | 2.23 |
자기 감수율 | +7200·10⁻⁶ cm³/mol |
결정 구조 | |
배위수 | 해당 없음 |
열화학 | |
표준 생성 엔탈피 | 해당 없음 |
표준 연소 엔탈피 | 해당 없음 |
엔트로피 | 해당 없음 |
열용량 | 해당 없음 |
위험성 | |
안전 데이터 시트 (SDS) | ICSC 0793 |
주요 위험 | 특정 조건에서 가연성 |
NFPA 704 | H: 1 F: 1 R: 0 |
인화점 | 해당 없음 |
자연 발화점 | 200 °C |
폭발 한계 | 해당 없음 |
PEL | 해당 없음 |
관련 화합물 | |
다른 음이온 | 플루오린화 철(II) 황화 철(II) 셀렌화 철(II) 텔루르화 철(II) |
다른 양이온 | 산화 망간(II) 산화 코발트(II) |
다른 산화 철 | 산화 철(III) 산화 철(II,III) |
2. 제조
수산화 철(II)를 진공에서 가열하거나, 옥살산 철(II)를 불활성 분위기에서 열분해하여 산화 철(II)를 제조할 수 있다. 또한, 화학량론적 FeO는 Fe0.95O를 금속 철과 함께 770°C 및 36kbar에서 가열하여 제조할 수 있다.[8]
2. 1. 수산화 철(II) 이용
수산철(II)를 진공 중에서 가열하면 산화 철(II) (FeO)를 얻을 수 있다.[12]:
이때 생성되는 흑색 분말은 가열에 의해 쉽게 반응하므로, 가열된 시료는 급랭하여 불균등화 반응을 방지해야 한다.[13]
2. 2. 옥살산 철(II) 이용
FeO는 옥살산 철(II)의 열분해로 제조할 수 있다.[6][7]:FeC2O4 → FeO + CO2 + CO
이 과정은 산화 철(III)(Fe2O3)의 생성을 피하기 위해 불활성 분위기에서 수행된다. 유사한 절차는 산화 망가니즈와 산화 주석의 합성에 사용할 수도 있다.[6][7]
화학량론적 FeO는 Fe0.95O를 금속 철과 함께 770°C 및 36kbar에서 가열하여 제조할 수 있다.[8]
3. 반응
FeO는 열역학적으로 575 °C 이하에서 불안정하며, 불균등화 반응으로 금속 철과 산화 철(II,III)(Fe3O4)을 생성한다.[12][15]
: 4FeO → Fe + Fe3O4
4. 구조
산화 철(II)는 암염과 같은 등축정계 구조를 가지며, 철 원자는 산소 원자에 의해 팔면체 배위되고 산소 원자는 철 원자에 의해 팔면체 배위된다. Fe2+는 Fe3+로 쉽게 산화되는 경향이 있어 비화학량론적 화합물이 되기 쉽다. 일부 Fe2+ 이온이 3:2의 비율로 Fe3+ 이온으로 치환되며, 이 Fe3+ 이온은 조밀하게 쌓인 산화물 격자에서 사면체 위치를 차지한다.
용융 상태에서 철 원자는 주로 4개 또는 5개의 산소 원자에 의해 배위된다.[9]
200K 이하에서는 구조에 약간의 변화가 생겨 대칭성이 능면체로 바뀌고 샘플은 반강자성이 된다.[10][12]
5. 자연에서의 존재
산화 철(II)은 지구 맨틀의 약 9%를 구성한다.[11] 맨틀 내에서 전기 전도성을 가질 수 있으며, 이는 지구 자전 섭동의 원인 중 하나로 추정된다.[11]
6. 용도
산화 철(II)은 주로 안료로 사용된다. 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받아 화장품 및 문신 잉크에도 사용된다. 어항에서 인산염을 제거하는 여과재로 사용될 수 있다.
참조
[1]
서적
Handbook of Inorganic Chemicals
McGraw-Hill
2002
[2]
웹사이트
Ferric(ous) Oxide, Black
https://web.archive.[...]
[3]
웹사이트
Wüstite
https://www.mindat.o[...]
[4]
웹사이트
List of Minerals
https://www.ima-mine[...]
2011-03-21
[5]
문서
REDIRECT
[6]
서적
Iron (II) Oxide
Academic Press
1963
[7]
서적
Practical Chemistry for Advanced Students
John Murray - London
1930
[8]
서적
Structural Inorganic Chemistry
Oxford University Press
1984
[9]
간행물
Redox-structure dependence of molten iron oxides
2020
[10]
서적
Proceedings of the 5th Unconventional Resources Technology Conference
http://dx.doi.org/10[...]
American Association of Petroleum Geologists
2017
[11]
웹사이트
'Science'' Jan 2012'
https://web.archive.[...]
[12]
서적
Chemistry of the Elements
Oxford:Butterworth-Heinemann
1997
[13]
서적
Advanced Inorganic Chemistry (6th Edn.)
New York:Wiley-Interscience
1999
[14]
서적
Structural Inorganic Chemistry
Oxford University Press
1984
[15]
서적
無機化学
培風館
1973
[16]
서적
Handbook of Inorganic Chemicals
McGraw-Hill
2002
[17]
URL
https://art.illinois.edu/images/documents/MSDS/Metals/Ferric-Oxide.pdf
https://art.illinois[...]
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