Tetratlenek Trifera | |
Kryształy magnetytu , krystaliczna postać tlenku żelaza (II, III) |
|
Identyfikacja | |
---|---|
N O CAS | |
N O ECHA | 100,013,889 |
N O WE | 215-277-5 |
PubChem | 16211978 |
UŚMIECHY |
O = [Fe] .O = [Fe] O [Fe] = O , |
InChI |
InChI: InChI = 1S / 3Fe.4O InChIKey: SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N |
Wygląd | czarny proszek |
Właściwości chemiczne | |
Brute formula |
Fe 3 O 4 [Izomery] |
Masa cząsteczkowa | 231,533 ± 0,007 g / mol Fe 72,36%, O 27,64%, |
Właściwości fizyczne | |
T ° fuzja | 1597 ° C |
Masa objętościowa | 5,17 g · cm -3 |
Środki ostrożności | |
SGH | |
Stan sproszkowany :
Ostrzeżenie H315, H319, H335, P261, P305, P338, P351, H315 : Działa drażniąco na skórę H319 : Działa drażniąco na oczy H335 : Może podrażniać układ oddechowy P261 : Unikać wdychania pyłu / dymu / gazu / mgły / par / rozpylonej cieczy. P305 : W przypadku dostania się do oczu: P338 : Wyjąć soczewki kontaktowe, jeśli ofiara je nosi i jeśli można je łatwo zdjąć. Kontynuuj płukanie. P351 : Ostrożnie płukać wodą przez kilka minut. |
|
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej. | |
Czterotlenek triiron często nieprawidłowo nazwany tlenkiem żelaza (II, III) , jest związkiem chemicznym o wzorze Fe 3 O 4. Jest to tlenek żelaza występujący w środowisku naturalnym w postaci magnetytu , skrystalizowanego czarnego minerału ; w laboratorium zwykle pojawia się jako czarny proszek. Zawiera zarówno kationy żelaza (II), Fe 2+ , jak i żelaza (III), Fe 3+ , a jego wzór jest czasami zapisywany jako FeO · Fe 2 O 3. Wykazuje trwały magnetyzm , który ma charakter ferrimagnetyczny (a nie ferromagnetyczny, jak można to czasem zapisać). Jego głównym zastosowaniem jest czarny pigment , produkowany przemysłowo, a nie ekstrahowany z rudy, ponieważ wielkość i kształt cząstek można kontrolować za pomocą metody produkcji.
Fe 3 O 4ma odwrotną strukturę spinelową, w której kationy żelazawe Fe 2+ zajmują połowę miejsc koordynacyjnych oktaedrycznych , podczas gdy kationy żelazowe Fe 3+ są rozmieszczone w pozostałych miejscach koordynacyjnych oktaedrycznych, jak również w miejscach koordynacyjnych tetraedrycznych .
Żelaza (II), tlenku FeO i żelaza (III), tlenek Fe 2 O 3 podsiecidzielić ten sam centrowaną regularną sub siatkę o O 2- anionów , co wyjaśnia łatwość, z którą żelazo węgla może zmieniać stopień utlenienia , gdyż nie wpływa na ogólną strukturę ogólnie materiału.
Ferrimagnetyzm żelaza (II, III), tlenek wyniki z wirowania sprzęgania z elektronów na jednej strony żelaza Fe 2+ i żelaza Fe 3+ jony zajmujące oktaedrycznych strony, a z drugiej strony z jonami żelazowymi zajmujących miejsca tetraedryczne na: mimo te dwa sprzężenia są antyrównoległe, nie znoszą się nawzajem, a powstałe pole magnetyczne jest trwałe.
Temperatura Curie Fe 3 O 4wynosi 585 ° C .
W temperaturze 120 K zachodzi przejście fazowe , zwane przejściem Verweya , które objawia się nieciągłością w strukturalnych, magnetycznych i elektrycznych właściwościach tlenku żelaza (II, III). Efekt ten był intensywnie badany i był przedmiotem licznych teorii próbujących go wyjaśnić, ale do dziś pozostaje stosunkowo słabo poznany.
Fe 3 O 4jest przewodnikiem elektrycznym o przewodnictwie milion razy wyższym niż Fe 2 O 3, co przypisuje się wymianie elektronów między centrami żelaza i żelaza.
Tlenek żelaza (II, III) jako pigment, zwany syntetycznym magnetytem , można wytwarzać w procesach przemysłowych, w których wykorzystuje się ponownie odpady przemysłowe, złom lub roztwory soli żelaza powstałe w szczególności w wyniku trawienia stali kwasem:
Możliwe jest wytworzenie nanocząstek tlenku żelaza (II, III) poprzez zmieszanie np. Soli żelazawych i żelazowych z zasadą, aby uzyskać koloidalny osad Fe 3 O 4. O wielkości otrzymanych cząstek decydują warunki pracy.
Redukcja z magnetytu rudy Fe 3 O 4przez tlenek węgla bierze udział w produkcji stali:
Fe 3 O 4+ 4 CO → 3 Fe + 4 CO 2.Kontrolowane utlenianie Fe 3 O 4pozwala na produkcję brązowego pigmentu, maghemitu γ-Fe 2 O 3 :
4 Fe 3 O 4+ O 2→ 6 γ-Fe 2 O 3.Jeśli będziemy naciskać do kalcynacji , Fe 3 O 4daje swobodnemu powietrzu czerwony pigment, hematyt α-Fe 2 O 3 :
4 Fe 3 O 4+ O 2 → 6 α-Fe 2 O 3.