Сообщение про оксид железа

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса " " на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Этим вы поможете сделать сайт лучше.

К сожалению, регистрация на сайте пока недоступна.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки - помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация - такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Окси́д желе́за(III) — сложное неорганическое вещество, соединение железа и кислорода с химической формулой Fe₂O₃.

Содержание

Свойства

Оксид железа(III) — амфотерный оксид с большим преобладанием основных свойств. Красно-коричневого цвета. Термически устойчив до высоких температур. Образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели.

В природе встречается как широко распространённый минерал гематит, примеси которого обуславливают красноватую окраску латерита, красноземов, а также поверхности Марса.

Получение

Термическое разложение соединений солей железа(III) на воздухе:

" width="" height="" />
" width="" height="" />

Химические свойства

1. Взаимодействие с разбавленной соляной кислотой:

4. Восстановление железа водородом:

Применение

Применяется как сырьё при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок, при термитной сварке стальных конструкций, как носитель аналоговой и цифровой информации (напр. звука и изображения) на магнитных лентах, как полирующее средство (красный крокус) для стали и стекла.

В пищевой промышленности используется в качестве пищевого красителя (E172).

См. также

Литература

• Соединения железа
• Оксиды железа
• Пищевые добавки
• Пигменты
• Амфотерные оксиды

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Оксид железа(III)" в других словарях:

Оксид хрома(III) — Оксид хрома(III) … Википедия

Оксид железа(II,III) — Общие Систематическое наименование О … Википедия

Оксид железа(II) — Общие Систематическое наименование Оксид железа(II) Химическая формула FeO … Википедия

Оксид железа — Оксиды железа соединения железа с кислородом. Известно 3 наиболее распространённых оксида железа: Fe3O4, Магнетит распространённый минерал железа, FeO вюстит (см. ниже) Fe2O3 гематит (см. ниже) Оксид железа(II) Оксид железа FeO чёрные кристаллы,… … Википедия

Оксид железа (II) — Оксиды железа соединения железа с кислородом. Известно 3 наиболее распространённых оксида железа: Fe3O4, Магнетит распространённый минерал железа, FeO вюстит (см. ниже) Fe2O3 гематит (см. ниже) Оксид железа(II) Оксид железа FeO чёрные кристаллы,… … Википедия

железа(III) оксид — geležies(III) oksidas statusas T sritis chemija formulė Fe₂O₃ atitikmenys: angl. colcothar; ferric oxide; iron minium; iron sesquioxide; ironic oxide; iron(III) oxide; Prussian red; red iron oxide; red ocher, US; red ochre, GB; Spanish oxide rus … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Сульфат железа(III) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сульфат железа. Сульфат железа(III) … Википедия

Бромид железа(III) — У этого термина существуют и другие значения, см. Бромид железа. Бромид железа(III) Общие Традиционные названия Трибомид железа Химическая формула FeBr3 Физические свойства Сос … Википедия

Фторид железа(III) — У этого термина существуют и другие значения, см. Фторид железа. Фторид железа(III) Общие Систематическое наименование Фторид железа(III) Традиционные названия Фтористое железо Химическая формула FeF3 … Википедия

А оксид железа Это любое из соединений, образованных между железом и кислородом. Они характеризуются тем, что являются ионными и кристаллическими, и они являются рассеянным продуктом эрозии их минералов, составляя почвы, растительную массу и даже внутреннюю часть живых организмов.

Тогда это одно из семейств соединений, преобладающих в земной коре. Что именно они? На сегодняшний день известно шестнадцать оксидов железа, большинство из них природного происхождения, а другие синтезированы в экстремальных условиях давления или температуры.

Часть порошкового оксида железа показана на изображении выше. Его характерный красный цвет покрывает железо различных архитектурных элементов так называемой ржавчиной. Точно так же он наблюдается на склонах, в горах или на почвах в смеси со многими другими минералами, такими как желтый порошок гетита (α-FeOOH).

Наиболее известные оксиды железа - гематит (α-Fe₂ИЛИ₃) и маггемит (ϒ- Fe₂ИЛИ₃), оба полиморфа оксида железа; и не в последнюю очередь магнетит (Fe₃ИЛИ₄). Их полиморфная структура и большая площадь поверхности делают их интересными материалами в качестве сорбентов или для синтеза наночастиц с широким применением.

Состав

Верхнее изображение представляет собой кристаллическую структуру FeO, одного из оксидов железа, в котором железо имеет валентность +2. Красные сферы соответствуют анионам O 2- , а желтые - к катионам Fe 2+ . Также обратите внимание, что каждая вера 2+ окружен шестью О 2- , образуя октаэдрическую единицу координации.

В некоторых структурах вместо октаэдра присутствуют тетраэдрические звенья FeO₄. По этой причине структуры оксидов железа обычно представляют собой октаэдры или тетраэдры с центрами железа.

Структура оксидов железа зависит от условий давления или температуры, от отношения Fe / O (то есть, сколько атомов кислорода приходится на одно железо и наоборот), а также от валентности железа (+2, +3 и, очень редко в синтетических оксидах, +4).

Обычно объемные анионы O 2- выровнены, формируя листы, отверстия которых содержат катионы Fe 2+ o Вера 3+ . Таким образом, есть оксиды (например, магнетит), которые содержат железо с обоими валентностями.

Полиморфизм

Оксиды железа представляют собой полиморфизм, то есть разные структуры или кристаллические структуры одного и того же соединения. Оксид железа, Fe₂ИЛИ₃, имеет до четырех возможных полиморфов. Гематит, α-Fe₂ИЛИ₃Это самый стабильный из всех; за которым следует маггемит, ϒ- Fe₂ИЛИ₃, а синтетическим β-Fe₂ИЛИ₃ и ε-Fe₂ИЛИ₃.

Все они имеют свои типы кристаллических структур и систем. Однако соотношение 2: 3 остается постоянным, поэтому имеется три аниона O 2- на каждые два катиона Fe 3+ . Разница заключается в том, как расположены октаэдрические звенья FeO.₆ в космосе и как вы собрались вместе.

Структурные связи

Октаэдрические блоки FeO₆ можно просмотреть, используя изображение выше. По углам октаэдра расположены буквы O 2- , а в его центре Fe 2+ o Вера 3+ (в случае Fe₂ИЛИ₃). То, как эти октаэдры расположены в пространстве, показывает структуру оксида.

Однако они также влияют на то, как они связаны. Например, два октаэдра можно соединить, прикоснувшись к двум их вершинам, что представлено кислородным мостиком: Fe-O-Fe. Точно так же октаэдры могут быть соединены своими ребрами (смежными друг с другом). Тогда он будет представлен двумя кислородными мостиками: Fe- (O)₂-Вера.

И, наконец, октаэдры могут взаимодействовать через грани. Таким образом, теперь представление будет с тремя кислородными мостиками: Fe- (O)₃-Вера. Способ, которым связаны октаэдры, будет изменять межъядерные расстояния Fe-Fe и, следовательно, физические свойства оксида.

Свойства

Оксид железа - это соединение с магнитными свойствами. Они могут быть анти-, ферро- или ферримагнетиками и зависят от валентностей Fe и от того, как катионы взаимодействуют в твердом теле.

Поскольку структура твердых тел очень разнообразна, их физические и химические свойства также разнообразны.

Например, полиморфы и гидраты Fe₂ИЛИ₃ они имеют разные значения температуры плавления (от 1200 до 1600 ° C) и плотности. Однако их объединяет низкая растворимость из-за Fe 3+ одинаковой молекулярной массы, коричневого цвета и плохо растворяются в растворах кислот.

Номенклатура

IUPAC устанавливает три способа называть оксид железа. Все три очень полезны, хотя для сложных оксидов (таких как Fe₇ИЛИ₉) систематическое преобладает над остальными из-за своей простоты.

Систематическая номенклатура

Принимают во внимание числа кислорода и железа, называя их греческими префиксами нумерации моно-, ди-, три- и т. Д. Согласно этой номенклатуре Fe₂ИЛИ₃ называется: триоксид отдалжелезо. И за веру₇ИЛИ₉ его название будет: Hepta-iron nonoxide.

Номенклатура акций

Это учитывает валентность железа. Если это о вере 2+ , Написано оксид железа . а его валентность римскими цифрами заключена в круглые скобки. За веру₂ИЛИ₃ его название: оксид железа (III).

Обратите внимание, что Fe 3+ можно определить алгебраическими суммами. Если O 2- У него два отрицательных заряда, а их три, в сумме они равны -6. Чтобы нейтрализовать это -6, требуется +6, но есть два Fe, поэтому их нужно разделить на два, + 6/2 = +3:

2X (металлическая валентность) + 3 (-2) = 0

Простое решение для X позволяет получить валентность Fe в оксиде. Но если X не является целым числом (как в случае почти со всеми другими оксидами), то имеется смесь Fe 2+ и вера 3+ .

Традиционная номенклатура

Суффикс –ico присваивается префиксу ferr-, когда Fe имеет валентность +3, и –oso, когда его валентность равна 2+. Таким образом, Fe₂ИЛИ₃ Это называется: оксид железа.

Приложения

Наночастицы

Оксиды железа обычно имеют высокую энергию кристаллизации, что позволяет создавать очень маленькие кристаллы, но с большой площадью поверхности.

По этой причине они представляют большой интерес в области нанотехнологий, где они проектируют и синтезируют оксидные наночастицы (НЧ) для конкретных целей:

-Как резервуар лекарств или генов в организме

-В дизайне сенсорных поверхностей для разных типов биомолекул: белков, сахаров, жиров.

-Для хранения магнитных данных

Пигменты

Поскольку некоторые оксиды очень стабильны, их можно использовать для окрашивания текстильных изделий или придания яркости поверхностям из любого материала. Из мозаики на полах; красная, желтая и оранжевая (даже зеленая) краски; керамика, пластмасса, кожа и даже архитектурные работы.

Желе́зо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия). Металл средней активности, восстановитель.

Основные степени окисления — +2, +3

Простое вещество железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

Химические свойства простого вещества — железа:

Ржавление и горение в кислороде

1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II, III):

2) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

3) Железо реагирует с неметаллами при нагревании:

Fe + S – t° → FeS (600 °С)

Fe+2S → Fe +2 (S ₂ -1 ) (700°С)

4) В ряду напряжений стоит левее водорода, реагирует с разбавленными кислотами НСl и Н ₂ SO ₄ , при этом образуются соли железа(II) и выделяется водород:

Fe + 2HCl → FeCl ₂ + H ₂ ­ (реакции проводятся без доступа воздуха, иначе Fe +2 постепенно переводится кислородом в Fe +3 )

В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании, оно сразу переходит в катион Фе 3+ :

(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).

Железный гвоздь, погруженный в голубоватый раствор медного купороса, постепенно покрывается налетом красной металлической меди

5) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

Амфотерность железа проявляется только в концентрированных щелочах при кипячении:

и образуется осадок тетрагидроксоферрата(II) натрия.

Техническое железо — сплавы железа с углеродом: чугун содержит 2,06-6,67 % С, сталь 0,02-2,06 % С, часто присутствуют другие естественные примеси (S, Р, Si) и вводимые искусственно специальные добавки (Мn, Ni, Сr), что придает сплавам железа технически полезные свойства — твердость, термическую и коррозионную стойкость, ковкость и др .

Доменный процесс производства чугуна

Доменный процесс производства чугуна составляют следующие стадии:

а) подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд — перевод в оксидную руду:

б) сжигание кокса при горячем дутье:

в) восстановление оксидной руды угарным газом СО последовательно:

Fe ₂ O ₃ →(CO) (Fe II Fe ₂ III )O ₄ →(CO) FeO →(CO) Fe

г) науглероживание железа (до 6,67 % С) и расплавление чугуна:

Fе _{(т )} →( C ( кокс) 900—1200°С) Fе _(ж) (чугун, t _пл 1145°С)

В чугуне всегда в виде зерен присутствуют цементит Fe ₂ С и графит.

Производство стали

Передел чугуна в сталь проводится в специальных печах (конвертерных, мартеновских, электрических), отличающихся способом обогрева; температура процесса 1700-2000 °С. Продувание воздуха, обогащенного кислородом, приводит к выгоранию из чугуна избыточного углерода, а также серы, фосфора и кремния в виде оксидов. При этом оксиды либо улавливаются в виде отходящих газов (СО ₂ , SО ₂ ), либо связываются в легко отделяемый шлак — смесь Са ₃ (РO ₄ ) ₂ и СаSiO ₃ . Для получения специальных сталей в печь вводят легирующие добавки других металлов.

Получение чистого железа в промышленности — электролиз раствора солей железа, например:

FеСl ₂ → Fе↓ + Сl ₂ ↑ (90°С) (электролиз)

(существуют и другие специальные методы, в том числе восстановление оксидов железа водородом).

Чистое железо применяется в производстве специальных сплавов, при изготовлении сердечников электромагнитов и трансформаторов, чугун — в производстве литья и стали, сталь — как конструкционный и инструментальный материалы, в том числе износо-, жаро- и коррозионно-стойкие.

Оксид железа(II) F еО . Амфотерный оксид с большим преобладанием основных свойств. Черный, имеет ионное строение Фе 2+ O 2- . При нагревании вначале разлагается, затем образуется вновь. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами, сплавляется со щелочами. Медленно окисляется во влажном воздухе. Восстанавливается водородом, коксом. Участвует в доменном процессе выплавки чугуна. Применяется как компонент керамики и минеральных красок. Уравнения важнейших реакций:

4FеО ⇌(Fe II Fe ₂ III ) + Fе (560—700 °С , 900—1000°С)

FеО + 4NаОН =2Н ₂ O + N а ₄ F е O _3(красн .) триоксоферрат(II) (400—500 °С)

FеО + Н ₂ =Н ₂ O + Фе (особо чистое) (350°С)

FеО + С _(кокс) = Фе + СО (выше 1000 °С)

ФеО + СО = Фе + СО ₂ (900°С)

6ФеО + O ₂ = 2(Fe II Fe ₂ III )O ₄ (300—500°С)

Получение в лаборатории : термическое разложение соединений железа (II) без доступа воздуха:

FеСОз = FеО + СO ₂ (490-550 °С)

Оксид дижелеза (III) – железа( II ) ( Fe II Fe ₂ III )O ₄ . Двойной оксид. Черный, имеет ионное строение Fe 2+ (Fе 3+ ) ₂ ( O 2- ) ₄ . Термически устойчив до высоких температур. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами. Восстанавливается водородом, раскаленным железом. Участвует в доменном процессе производства чугуна. Применяется как компонент минеральных красок ( железный сурик ), керамики, цветного цемента. Продукт специального окисления поверхности стальных изделий ( чернение, воронение ). По составу отвечает коричневой ржавчине и темной окалине на железе. Применение брутто-формулы Fe ₃ O ₄ не рекомендуется. Уравнения важнейших реакций:

2(Fe II Fe ₂ III )O ₄ = 6ФеО + O ₂ (выше 1538 °С)

(Fe II Fe ₂ III )O ₄ + 4Н ₂ = 4Н ₂ O + 3Фе (особо чистое, 1000 °С)

(Fe II Fe ₂ III )O ₄ + СО =ЗFеО + СO ₂ (500—800°C)

(Fe II Fe ₂ III )O4 + Fе ⇌4FеО (900—1000 °С , 560—700 °С)

Получение: сгорание железа (см.) на воздухе.

В природе — оксидная руда железа магнетит.

Оксид железа(III) F е ₂ О ₃ . Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Красно-коричневый, имеет ионное строение (Фе 3+ ) ₂ (O 2- ) _3. Термически устойчив до высоких температур. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой, из раствора выпадает бурый аморфный гидрат Фе ₂ O ₃ nН ₂ О. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели (технические продукты называются ферритами). Применяется как сырье при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок, при термитной сварке стальных конструкций, как носитель звука и изображения на магнитных лентах, как полирующее средство для стали и стекла.

Уравнения важнейших реакций:

Fе ₂ O ₃ + 2NaОН _(конц.) →Н ₂ O+ 2 N а F е O ₂ (красн.) диоксоферрат(III)

Fе ₂ О ₃ + МО=(М II Fе ₂ II I )O ₄ (М=Сu, Мn, Fе, Ni, Zn)

Fе ₂ O ₃ + ЗН ₂ =ЗН ₂ O+ 2Fе (особо чистое, 1050—1100 °С)

Получение в лаборатории — термическое разложение солей железа (III) на воздухе:

В природе — оксидные руды железа гематит Fе ₂ O ₃ и лимонит Fе ₂ O ₃ nН ₂ O

Гидроксид железа (II) F е(ОН) ₂ . Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Белый (иногда с зеленоватым оттенком), связи Фе — ОН преимущественно ковалентные. Термически неустойчив. Легко окисляется на воздухе, особенно во влажном состоянии (темнеет). Нерастворим в воде. Реагирует с разбавленными кислотами, концентрированными щелочами. Типичный восстановитель. Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется в изготовлении активной массы железоникелевых аккумуляторов.

Уравнения важнейших реакций:

4Fе(ОН) _{2 (суспензия)} + O _{2 (воздух)} →4FеО(ОН)↓ + 2Н ₂ O (t)

Получение : осаждение из раствора щелочами или гидратом аммиака в инертной атмосфере:

Fе 2+ + 2OH _(разб.) = F е(ОН) ₂ ↓

Метагидроксид железа F еО(ОН). Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Светло-коричневый, связи Фе — О и Фе — ОН преимущественно ковалентные. При нагревании разлагается без плавления. Нерастворим в воде. Осаждается из раствора в виде бурого аморфного полигидрата Фе ₂ O ₃ nН ₂ O, который при выдерживании под разбавленным щелочным раствором или при высушивании переходит в ФеО(ОН). Реагирует с кислотами, твердыми щелочами. Слабый окислитель и восстановитель. Спекается с Фе(ОН) ₂ . Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется как основа желтых минеральных красок и эмалей, поглотитель отходящих газов, катализатор в органическом синтезе.

Соединение состава Fе(ОН) ₃ не известно (не получено).

Уравнения важнейших реакций:

Fе ₂ O ₃ . nН ₂ O→( 200-250 °С, — H ₂ O ) FеО(ОН)→( 560-700° С на воздухе , -H2O) →Fе ₂ О ₃

FeO(OH)→ Fe ₂ O ₃ . nH ₂ O -коллоид (NаОН _(конц.) )

FеО(ОН)→ N а ₃ [ F е(ОН) ₆ ] белый , Nа ₅ [Fе(OН) ₈ желтоватый (75 °С, NаОН _{( т)} )

2FеО(ОН) + Fе(ОН) ₂ =( Fe II Fe ₂ III )O ₄ + 2Н ₂ O (600—1000 °С)

2FеО(ОН) + ЗН ₂ = 4Н ₂ O+ 2Фе (особо чистое, 500—600 °С)

2FеО(ОН) + ЗВr ₂ + 10КОН = 2К ₂ FеO ₄ + 6Н ₂ O + 6КВr

Получение: осаждение из раствора солей железа(Ш) гидрата Фе ₂ О ₃ nН ₂ O и его частичное обезвоживание (см. выше).

В природе — оксидная руда железа лимонит Fе ₂ O ₃ nН ₂ О и минерал гётит FеО(ОН).

Феррат калия К ₂ F еО ₄ . Оксосоль. Красно-фиолетовый, разлагается при сильном нагревании. Хорошо растворим в концентрированном растворе КОН, реагирует с кипящей водой, неустойчив в кислотной среде. Сильный окислитель.

Качественная реакция — образование красного осадка феррата бария. Применяется в синтезе ферритов — промышленно важных двойных оксидов железа (III) и других металлов.

Уравнения важнейших реакций:

FеО ₄ 2- + Ва 2+ = ВаFеO ₄ (красн.)↓ (в конц. КОН)

Получение : образуется при окислении соединений железа, например метагидроксида ФеО(ОН), бромной водой, а также при действии сильных окислителей (при спекании) на железо

Fе + 2КОН + 2КNO ₃ = К ₂ F е O ₄ + 3КNO ₂ + H ₂ O (420 °С)

и электролизе в растворе:

Fе + 2КОН _(конц.) + 2Н ₂ O→ЗН ₂ ↑ + К ₂ F е O ₄ ( электролиз)

(феррат калия образуется на аноде).

Качественные реакции на ионы F е 2+ и F е 3+

Обнаружение ионов Фе 2+ и Fе 3+ в водном растворе проводят с помощью реактивов К ₃ [Fе(СN) ₆ ] и К ₄ [Fе(СN) ₆ ] соответственно; в обоих случаях выпадает синий продукт одинакового состава и строения, КФе III [Fе II (СN) ₆ ]. В лаборатории этот осадок называют берлинская лазурь , или турнбуллева синь :

Fе 2+ + К + + [Fе(СN) ₆ ] 3- = КFе III [Fе II (СN) ₆ ]↓

Fе 3+ + К + + [Fе(СN) ₆ ] 4- = КFе III [Fе II (СN) ₆ ]↓

Химические названия исходных реактивов и продукта реакций:

К ₃ Fе III [Fе(СN) ₆ ]- гексацианоферрат (III) калия

К ₄ Fе III [Fе (СN) ₆ ]- гексацианоферрат (II) калия

КFе III [Fе II (СN) ₆ ]- гексацианоферрат (II) железа (Ш) калия

Fе 3+ + 6NСS — = [Фе(НСС) ₆ ] 3-

Этим реактивом (например, в виде соли КНСС) можно обнаружить даже следы железа (III) в водопроводной воде, если она проходит через железные трубы, покрытые изнутри ржавчиной.

Читайте также:

  
• Абхазы сообщение о народах россии
  
• Используя иллюстрации учебника и интернет ресурсы подготовьте сообщение о художественной
  
• Сообщение о медведе гризли 7 класс
  
• Необычная многодетная семья сообщение
  
• Сообщение о художнике 4 класс