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maghemita

La maghemita (Fe 2 O 3 , γ-Fe 2 O 3 ) es un miembro de la familia de los óxidos de hierro . Tiene la misma fórmula que la hematita , pero la misma estructura de ferrita de espinela que la magnetita ( Fe 3 O 4 ) y también es ferrimagnética . A veces se escribe como "maghaemita".

La maghemita puede considerarse como una magnetita deficiente en Fe (II) con fórmula [6] donde representa una vacante, A indica posición tetraédrica y B octaédrica.

Ocurrencia

La maghemita se forma por erosión u oxidación a baja temperatura de espinelas que contienen hierro (II), como magnetita o titanomagnetita. La maghemita también se puede formar mediante deshidratación y transformación de ciertos minerales de oxihidróxido de hierro, como la lepidocrocita y la ferrihidrita . Se presenta como un pigmento marrón o amarillo muy extendido en los sedimentos y suelos terrestres. Se asocia con magnetita, ilmenita , anatasa , pirita , marcasita , lepidocrocita y goethita . [3] Se sabe que también se forma en áreas que han sido sometidas a incendios forestales (particularmente en el área de Leonora en Australia Occidental) magnetizando minerales de hierro.

Maghemite recibió su nombre en 1927 por un suceso ocurrido en la mina Iron Mountain , al noroeste de Redding , condado de Shasta, California . [5] El nombre alude a un carácter algo intermedio entre magnetita y hematita. Puede aparecer azul con un tono gris, blanco o marrón. [7] Tiene cristales isométricos . [4] La maghemita se forma por oxidación topotáctica de magnetita.

Distribución de cationes

Existe evidencia experimental [8] y teórica [9] de que los cationes y vacantes de Fe(III) tienden a ordenarse en los sitios octaédricos, de una manera que maximiza la homogeneidad de la distribución y por lo tanto minimiza la energía electrostática del cristal .

estructura electrónica

Maghemite es un semiconductor con una banda prohibida de ca. 2 eV, [10] aunque el valor preciso de la brecha depende del espín del electrón . [9]

Aplicaciones

Maghemite exhibe orden ferrimagnético con una alta temperatura de Néel (~950 K), lo que junto con su bajo costo y estabilidad química llevaron a su amplia aplicación como pigmento magnético en medios de grabación electrónicos desde la década de 1940. [11]

Las nanopartículas de maghemita se utilizan en biomedicina , porque son biocompatibles y no tóxicas para los humanos, mientras que su magnetismo permite la manipulación remota con campos externos. [12]

como contaminante

En 2022 se descubrió que en el sistema de transporte subterráneo de Londres había altos niveles de partículas de maghemita lo suficientemente pequeñas como para ingresar al torrente sanguíneo si se inhalaban, algunas de tan solo cinco nanómetros . La presencia de partículas indicó que permanecen suspendidas por largos períodos debido a la mala ventilación, particularmente en las plataformas. No se investigaron las implicaciones para la salud que presentan las partículas. [13] [14]

Referencias

  1. ^ Warr, LN (2021). "Símbolos minerales aprobados por IMA-CNMNC". Revista Mineralógica . 85 (3): 291–320. Código Bib : 2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ Mineralienatlas
  3. ^ ab Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C., eds. (1997). "Maghemita" (PDF) . Manual de mineralogía . vol. III (Halogenuros, Hidróxidos, Óxidos). Chantilly, VA, EE. UU.: Sociedad Mineralógica de América. ISBN 0962209732.
  4. ^ ab Maghemita. Mindat
  5. ^ ab Maghemita. Webmineral
  6. ^ Cornell, RM y Schwertmann, Udo (2003) Los óxidos de hierro: estructura, propiedades, reacciones, apariciones y usos . Wiley-VCH. pag. 32. ISBN 3527302743
  7. ^ Gaines, Richard V.; Skinner, H. Catherine W.; Foord, Eugene E.; Mason, Brian y Rosenzweig, Abraham (1997) La nueva mineralogía de Dana , John Wiley & Sons. págs. 229-230. ISBN 0471193100
  8. ^ Grebas, C. (1983). "Una investigación de difracción de neutrones en polvo del orden de vacantes y covalencia en γ-Fe 2 O 3 ". J. Química de estado sólido . 49 (3): 325–333. Código Bib : 1983JSSCh..49..325G. doi :10.1016/S0022-4596(83)80010-3.
  9. ^ ab Grau-Crespo, Ricardo; Al-Baitai, Asmaa Y; Saadoune, Imán; De Leeuw, Nora H (2010). "Ordenación de vacantes y estructura electrónica de γ-Fe 2 O 3 (maghemita): una investigación teórica". Revista de Física: Materia Condensada . 22 (25): 255401. arXiv : 1005.2370 . Código Bib : 2010JPCM...22y5401G. doi :10.1088/0953-8984/22/25/255401. PMID  21393797. S2CID  778411.
  10. ^ Camada, MI y Blesa, MA (1992). "Fotodisolución de óxidos de hierro. IV. Un estudio comparativo sobre la fotodisolución de hematita, magnetita y maghemita en medios EDTA". Poder. J. Química . 70 (9): 2502. doi :10.1139/v92-316.
  11. ^ Dronskowski, R. (2010). "La pequeña historia maghemita: un material funcional clásico". ChemInform . 32 (25): núm. doi :10.1002/chin.200125209.
  12. ^ Pankhurst, control de calidad; Connolly, J; Jones, SK; Dobson, J (2003). "Aplicaciones de nanopartículas magnéticas en biomedicina". Revista de Física D: Física Aplicada . 36 (13): R167. doi :10.1088/0022-3727/36/13/201. S2CID  51768859.
  13. ^ "El polvo de los tubos metálicos inhalados puede ingresar al torrente sanguíneo, según un estudio". Noticias de la BBC . 15 de diciembre de 2022.
  14. ^ Jeque, HA; Tung, PY; Ringe, E.; Harrison, RJ (15 de diciembre de 2022). "Investigación magnética y microscópica de nanopartículas de óxido de hierro en el aire en el metro de Londres". Informes científicos . 12 (1): 20298. doi : 10.1038/s41598-022-24679-4. ISSN  2045-2322. PMC 9755232 . PMID  36522360.