Оксид железа Печать
Оценка пользователей: / 111
ПлохоОтлично 
Практическая химия

Оксидами железа называют соединения железа с кислородом.

Наиболее известны три оксида железа: оксид железа (II) – FeO, оксид железа (III) – Fe2O3 и оксид железа (II,III) – Fe3O4.

Оксид железа (II)


Химическая формула оксида двухвалентного железа - FeO. Это соединение имеет чёрный цвет.

FeO легко реагирует с разбавленной соляной кислотой и концентрированной азотной кислотой.

FeO + 2HCl FeCl2 + H2O

FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

С водой и с солями в реакцию не вступает.

При взаимодействии с водородом при температуре 350оС и коксом при температуре выше 1000оС восстанавливается до чистого железа.

FeO +H2 → Fe + H2O

FeO +C → Fe + CO

Получают оксид железа (II) разными способами:

1. В результате реакции восстановления оксида трёхвалентного железа угарным газом.

Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2

2. Нагревая железо при низком давлении кислорода

2Fe + O2 → 2FeO

3. Разлагая оксалат двухвалентного железа в вакууме

FeC2O4 FeO +CO ↑ + CO2

4. Взаимодействием железа с оксидами железа при температуре 900-1000о

Fe + Fe2O3 → 3FeO

Fe + Fe3O4 → 4FeO

В природе оксид двухвалентного железа существует как минерал вюстит.

В промышленности применяется при выплавке чугуна в домнах, в процессе чернения (воронения) стали. Входит он в состав красителей и керамики.

Оксид железа (III)


Химическая формула Fe2O3. Это соединение трёхвалентного железа с кислородом. Представляет собой порошок красно-коричневого цвета. В природе встречается как минерал гематит.

Fe2O3 имеет и другие названия: окись железа, железный сурик, крокус, пигмент красный 101, пищевой краситель E172.

В реакцию с водой не вступает. Может взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.

Fe2O3 + 6HCl → 2 FeCl3 + 3H2O

Fe2O3 + 2NaOH → 2NaFeO2 + H2O

Оксид железа (III) применяют для окраски строительных материалов: кирпича, цемента, керамики, бетона, тротуарной плитки, линолеума. Добавляют его в качестве красителя в краски и эмали, в полиграфические краски. В качестве катализатора оксид железа используется в производстве аммиака. В пищевой промышленности он известен как Е172.

Оксид железа (II, III)


Химическая формула Fe3O4. Эту формулу можно написать и по-другому: FeO•Fe2O3.

В природе встречается как минерал магнетит, или магнитный железняк. Он является хорошим проводником электрического тока и обладает магнитными свойствами. Образуется при горении железа и при действии перегретого пара на железо.

3Fe + 2O2 Fe3O4

3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2

Нагревание при температуре 1538оС приводит к его распаду

2Fe3O4 → 6FeO + O2

Вступает в реакцию с кислотами

Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O

Со щелочами реагирует при сплавлении

Fe3O4 + 14NaOH → Na3FeO3 + 2Na5FeO4 + 7H2O

Вступает в реакцию с кислородом воздуха

4Fe3O4 + O2 → 6Fe2O3

Восстановление происходит при реакции с водородом и монооксидом углерода

Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O

Fe3O4 + 4CO → 3Fe +4CO2

Магнитные наночастицы оксида Fe3O4 нашли применение в магнитно-резонансной томографии. Они же используются в производстве магнитных носителей. Оксид железа Fe3O4 входит в состав красок, которые производятся специально для военных кораблей, подводных лодок и другой техники. Из плавленного магнетита изготавливают электроды для некоторых электрохимических процессов.