Getit

Izvor: Wikipedia


Getit
Goethite3.jpg
Getit iz brazilske pokrajine Minas Gerais
Općenito
Kategorija Metalni oksid
Kemijska formula α-FeOOH
Identifikacija
Molekularna masa 88.86 g/mol
Boja Žuta do tamno smeđa ili crna
Kristalni habitus izdužen
Kristalni sustav Rompski, Pbnm
Kalavost [010]
Mohsova tvrdoća 5-5,5
Ogreb smeđ do žut
Gustoća 4,26 g/cm3

Getit, željezov oksihidroksidni mineral, kemijska formula α-FeOOH, nazvan po velikom njemačkom književniku Johannu Wolfgangu von Goetheu. Stabilan je pri umjerenim temperaturama i zbog toga vrlo rasprostranjen u prirodi. Najstabilniji je i najrasprostranjeniji željezov oksihidroksid.

Ljudi su upotrebljavali getit još u prethistorijsko doba o čemu svjedoče nalazi boje sa zidnih crteža u spiljama Lascaux u Francuskoj. Prvi je put opisan godine 1806. na temelju uzoraka iz rudnog područja Mesabi u Minnesoti, Sjedinjene Države.

Getit obično nastaje starenjem drugih željezom bogatih minerala i zbog toga je uobičajen sastavni dio tla. Također može nastati taloženjem u podzemnim vodama ili u drugim sedimentarnim uvjetima, a može nastati i kao primarni mineral u hidrotermalnim nanosima.

Fizička svojstva[uredi - уреди]

Tvrdoća getita kreće se od 5 do 5,5 na Mohsovoj skali, a specifična težina varira od 3,3 do 4,3, ovisno o uzorku. Getit obično tvori prizmatske igličaste kristale koji su obično grupirani u masivne agregate. Magnetsko uređenje getita dobre kristalnosti na sobnoj temperaturi je antiferomagnetsko s Néeelovom temperaturom od 400 K.[1].

Kristalna struktura getita s označenom jediničnom ćelijom

Kristalna struktura[uredi - уреди]

Struktura getita temelji se na heksagonskoj gustoj slagalini kisikovih aniona (O2-) između kojih su u oktaedrijske šupljine smješteni kationi željeza (Fe3+). Kationi željeza okruženi su sa po 6 kisikovih aniona od kojih 3 imaju vezan vodikov atom (hidroksilni anioni, OH-).

Kristalna struktura getita pripada rompskom kristalografskom sustavu i prostornoj grupi Pbnm s parametrima jedinične ćelije a = 4.587 Å, b = 9.937 Å i c = 3.015 Å .[2] Jediničana ćelija sadrži 4 formulske jedinke.

Pretražna elektronska mikrografija uzorka sintetičkog getita
Difrakcijska slika getita dobivena rentgenskom difrakcijom u prahu
Mössbauerov spektar uzorka getita

Boja[uredi - уреди]

Ovisna je o veličini kristalnih zrna. U masivnim kristalnim agregatima, getit je tamno smeđ ili crn, dok je u praškastom obliku svijetlo smeđ ili žut. Zbog velike moći bojanja, kemijske stabilnosti i neotrovnosti vrlo je velika uporaba getita kao pigmenta.

Sinteza[uredi - уреди]

Industrijska sinteza[uredi - уреди]

Polazni materijal za sintezu su gotovo uvijek željezove(II) soli koje su jeftinije od željezovih(III) soli. Postupak se temelji na taloženju topljive željezove(II) soli s lužinom nakon čega slijedi oksidacija. Često korišten proces je tzv. Pennimanov proces u kojem se koriste željezov(II) sulfat, metalno željezo i natrijev hidroksid. Prvi korak u postupku je nastajanje klica u posebnom reaktoru pri temperaturi od 20 do 50 °C:

    4FeSO4 + 8NaOH + O2 → 4α-FeOOH + 4Na2SO4 + H2O

Tako dobiven getit može se koristiti kao prozirni pigment, a ako se želi povećati moć prekrivanja čestice moraju dalje rasti u drugom reaktoru pri temperaturi od 75 do 90 °C:

    4FeSO4 + 6H2O + O2 → 4α-FeOOH + 4H2SO4
   
    4H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2

Nastala sulfatna kiselina reagira s metalnim željezom čime se nadoknađuju ioni Fe2+. Prednost ovog procesa je to što je potrebna samo mala količina željezovog(II) sulfata i lužine da bi se inicirala reakcija. Variranjem vremena reakcije mogu se dobiti željene karakteristike pigmenta.

Laboratorijska sinteza[uredi - уреди]

Osim postupka oksidacije otopine željezove(II) soli, α-FeOOH se u laboratoiju često sintetizira dodatkom lužine u otopinu neke željezove(III) soli:

    FeCl3 + 3NaOH → α-FeOOH + 3 NaCl + H2O

Karakterizacija[uredi - уреди]

Prisutnost getita u prirodnom ili sintetičkom uzorku može se dokazati pomoću niz instrumentalnih tehnika od kojih se mogu izdvojiti rentgenska difrakcija u prahu (XRD), Mössbauerova spektroskopija i infracrvena spektroskopija.

Izvori[uredi - уреди]

  1. R. M. Cornell, U. Schwertmann, The Iron Oxides, Structure, Properties, Reactions, Occurrence and Uses, VCH Publ. Corp., D-69451 Weinheim, Njemačka, 1996.
  2. C.F. Sampson, The Lattice Parameters of Natural Single Crystal and Synthetically Produced Goethite (α-FeOOH), Acta Cryst. B25 (1969) 1683.

Literatura[uredi - уреди]

1. R. M. Cornell, U. Schwertmann, The Iron Oxides, Structure, Properties, Reactions, Occurrence and Uses, VCH Publ. Corp., D-69451 Weinheim, Njemačka, 1996.

2. C.F. Sampson, The Lattice Parameters of Natural Single Crystal and Synthetically Produced Goethite (α-FeOOH), Acta Cryst. B25 (1969) 1683.