Tlenek żelaza (III)

Tlenek żelaza (III)
Wygląd i struktura hematytu , α-Fe 2 O 3
Identyfikacja
Synonimy	Tritlenek różny, tlenek żelaza, tlenek żelaza żółty, tlenek żelaza czerwony C.I. 77491 C.I. Pigment Red 101 i 102
N O CAS	1309-37-1
N O ECHA	100,013,790
N O WE	215-168-2
PubChem	518696
N o E	E172 (ii)
Wygląd	czerwonawo-brązowe do czarnych kryształów lub proszku.
Właściwości chemiczne
Brute formula	Fe 2 O 3   [Izomery]
Masa cząsteczkowa	159,688 ± 0,005  g / mol Fe 69,94%, O 30,06%,
Właściwości fizyczne
T ° fuzja	1565  ° C (rozkład)
Rozpuszczalność	w wodzie: brak
Masa objętościowa	5240  kg · m -3
Termochemia
Δ f H 0 stałe	-824,2  kJ · mol -1 ( 25  ° C )
C p	103,9  J · K -1 · mol -1 (kryształ w 25  ° C )
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.
WHMIS
Produkt niekontrolowanyTen produkt nie jest objęty kontrolą zgodnie z kryteriami klasyfikacji WHMIS. Ujawnienie na poziomie 1,0% zgodnie z wykazem ujawnień składników Uwagi: Identyfikacja chemiczna i stężenie tego składnika muszą być ujawnione na karcie MSDS, jeśli występuje on w stężeniu równym lub większym niż 1,0% w kontroli produktu.
Klasyfikacja IARC
Grupa 3: Nie podlega klasyfikacji ze względu na jego rakotwórczość dla ludzi
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

Żelaza (III), tlenku , zwany także tlenek żelazowy i półtoratlenek żelaza , jest związek chemiczny o wzorze Fe 2 O 3, gdzie żelazo ma stopień utlenienia + III. Jest to jeden z trzech głównych tlenków żelaza, pozostałe dwa to raczej rzadki tlenek żelaza (II) FeO i tlenek żelaza (II, III) Fe 3 O 4..

Tlenek żelaza (III) jest paramagnetyczny . W postaci uwodnionej stanowi rdzę . Jest od ochry do rdzy w postaci proszku - co nadaje planecie Mars w szczególności kolor - ale w postaci skrystalizowanej od szarej do czarnej .

Tlenek żelaza (III) występuje w naturze w postaci dwóch minerałów , hematytu ( polimorf α) i maghemitu (polimorf γ).

Tlenki żelaza są podstawą wielu pigmentów . Tlenek żelaza (III) jest znany jako angielska czerwień  ; z tlenkiem glinu tworzy czerwień Marsa .

Struktura

Istnieje pięć różnych faz tlenku żelaza (III):

• α-Fe 2 O 3ma romboedrycznego strukturę z alfa-AI 2 O 3 korundi jest najpowszechniejszą formą tlenku żelaza (III), hematytu , głównej rudy żelaza . Jest antyferromagnetyczny poniżej około 260  K i lekko ferromagnetyczny między tą temperaturą ( przejściem Morina ) a około 960  K , jego temperaturą Néela . Można go łatwo przygotować przez termolizę i strącanie w fazie ciekłej. Jego właściwości magnetyczne zależą od kilku czynników, przede wszystkim od ciśnienia, wielkości cząstek oraz natężenia przyłożonego pola magnetycznego .

• β-Fe 2 O 3ma strukturę sześcienną wyśrodkowaną na twarz . Jest metastabilna i przywraca fazę a powyżej około 500  ° C . Można go wytworzyć poprzez redukcję hematytu do węgla , pirolizę roztworu nadchlorku żelaza lub termolizę siarczanu żelazowego .

• γ-Fe 2 O 3ma strukturę sześcienną. Jest metastabilny i przywraca fazę α w wysokiej temperaturze. Jego naturalną formą mineralną jest maghemit . Jego cząsteczki o średnicy mniejszej niż 10  nm są superparamagnetyczne . Można go otrzymać przez odwodnienie tlenowodorotlenku żelaza (III) γ-FeOOH lub przez kontrolowane utlenianie tlenku żelaza (II, III) FeO Fe 2 O 3). Najdrobniejsze cząsteczki mogą być wytwarzane przez termolizę szczawianu żelaza (III) .

• ε-Fe 2 O 3ma strukturę romboedryczną . Właściwości tej fazy są pośrednie między właściwościami faz α i γ. Do tej pory nigdy nie był przygotowywany w czystej postaci i zawsze był otrzymywany po zmieszaniu z fazą α lub γ. Może być wytworzony przez utlenianie żelaza do pieca z łukiem elektrycznym lub przez wytrącanie zol-żel do żelaza (III), azotan . Materiał o wysokim poziomie fazy ε można jednak otrzymać przez obróbkę cieplną fazy γ. Faza ε jest metastabilna, przywracając fazę α powyżej 500  ° C do około 750  ° C.

• Fe 2 O 3amorficzny występuje pod wysokim ciśnieniem.

Właściwości chemiczne i zastosowania

Tlenek żelaza (III) łatwo rozpuszcza się w mocnych kwasach, takich jak kwas solny i kwas siarkowy . Bardzo dobrze rozpuszcza się również w czynnikach chelatujących , takich jak EDTA i kwas szczawiowy .

Często jest zawarty w składzie termitów , których spalanie jest bardzo egzotermiczne  :

2 Al + Fe 2 O 3→ 2 Fe + Al 2 O 3.

Reakcja ta jest wykorzystywana do spawania dużych metalowych elementów, takich jak szyny z kolei poprzez kierowanie płynnego metalu między częściami do spawania za pomocą ceramicznej lejka.

Ruda tlenku żelaza (III) jest głównym źródłem żelaza dla przemysłu stalowego .

Pigmenty

Półtoratlenek żelaza jest pigmentem indeksu barwnego PR 101 , znanym jako angielska czerwień  ; z tlenkiem glinu tworzy czerwień Marsa . Ich czerwony kolor zmienia się w zależności od obróbki materiału przez kalcynację . Są to nazwy handlowe, których kolor różni się w zależności od producenta; kolory dla artystów: 063 English Red , 339 English Red , 627 English Red , Red English  ; w dekoracji wnętrz: 150-32 czerwień angielska . Ten ostatni odcień bardziej przypomina rudy mundurów konnych strażników i ogólnie czerwonych tunik , dawniej uzyskiwanych z marzanny lub koszenili , niż czerwonawo-brązowy kolor artysty uzyskany za pomocą tlenku żelaza.

Zobacz też

Powiązane artykuły

• Tlenek żelaza (II)

Bibliografia

1. (w) [PDF] JECFA, FAO, "  IRON OXIDES  " , JECFA Monograghs na www.fao.org , 2008
2. Difer trójtlenku , bezpieczeństwo arkusza (y) Międzynarodowego Programu Bezpieczeństwa Chemicznego , konsultowany w dniu 9 maja 2009
3. obliczona masa cząsteczkowa od „  atomowych jednostek masy elementów 2007  ” na www.chem.qmul.ac.uk .
4. Wpis „Tlenek żelaza (III)” w chemicznej bazie danych GESTIS IFA (niemieckiego organu odpowiedzialnego za bezpieczeństwo i higienę pracy) ( niemiecki , angielski ), dostęp 13 kwietnia 2009 (wymagany JavaScript)
5. (w) Jennifer Spero, Bella Devito i Louis Theodore, Regulatory Chemicals Handbook , CRC Press , 2000, 1036  s. ( ISBN  0-8247-0390-1 , czytaj online ) , s.  681
6. Grupa robocza IARC ds. Oceny ryzyka rakotwórczości dla ludzi, „  Evaluations Globales de la Carcinogenicité pour l'Homme, Groupe 3: Unclassables as to ich rakotwórczość dla ludzi  ” , na http://monographs.iarc.fr , IARC, 16 stycznia 2009(dostęp 22 sierpnia 2009 )
7. SIGMA-ALDRICH
8. „  tlenek żelaza  ” w bazie produktów chemicznych Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 25 kwietnia 2009
9. (w) I Greedon, „  Magnetic oxides in Encyclopedia of Inorganic Chemistry  ” Ed. R. Bruce King, John Wiley & Sons, 1994 ( ISBN 0471936200 ) .  
10. Blockx 1881 , str.  49; www.artiscreation.com .
11. Bez wskazania pigmentu, „  Wzornik kolorów Prismalo  ” na ołówkach akwarelowych carandache.com .
12. PR 101 „  Watercolor Rembrandt  ” na rembrandt.royaltalens.com (dostęp 5 grudnia 2014 ) .
13. PR 101, „  Karta kolorów oleju Sennelier  ” , na Magasinennelier.com .
14. "  light red  " , PR 101, "  Color in extra-fine oil  " na winsornewton.com (dostęp: 5 grudnia 2014 ) .
15. Kompozycja nie została przekazana. „  Karta kolorów Auro  ” na altavic-bio.com .

Bibliografia

• Jacques Blockx , Kompendium dla malarzy: Malarstwo olejne - Materiały - Definicja ustalonych kolorów i porady praktyczne, a następnie uwaga o rozpuszczonym bursztynie , Gandawa, autor,1881( czytaj online ) , s.  49.