氧化铁

氧化铁是什么?氧化铁有哪些应用

来源:网络整理作者:明派科技发布于2020-08-17 11:00:08阅读()

  氧化铁(Fe2O3)是一种红棕色粉末,俗称铁红,可作油漆的颜料,是金属氧化物,可和酸发生反应。Fe2O3 + 6HCl=2FeCl3+3H2O。氧化亚铁(FeO)是一种黑色粉末,不稳定,在空气里加热,可被氧化成Fe3O4,和酸(弱氧化性酸)反应。FeO+2HCl==FeCl2+H2O。四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁,是一种复杂的氧化物,其中1/3是Fe2+、2/3是Fe3+,Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物。[实质是Fe(FeO2)2,偏铁酸亚铁盐]。

  

氧化铁是什么?氧化铁有哪些应用(pic1)


  铁的氧化物,有氧化亚铁FeO,三氧化二铁Fe2O3,四氧化三铁Fe3O4,氧化亚铁又称一氧化铁,黑色粉末,熔点为1369±1℃,相对密度为5.7,溶于酸,不溶于水和碱溶液。***不稳定,易被氧化成三氧化二铁;在空气中加热会迅速被氧化成四氧化三铁。在隔绝空气的条件下,由草酸亚铁加热来制取。主要用来制造玻璃色料。三氧化二铁是棕红(红)色或黑色粉末,俗称铁红,熔点为1565℃,相对密度为5.24。在自然界以赤铁矿形式存在,具有两性,与酸作用生成Fe(Ⅲ)盐,与强碱作用得[Fe(OH)6]3-。在强碱介质中有一定的还原性,可被强氧化剂所氧化。三氧化二铁不溶于水,也不与水起作用。灼烧硫酸亚铁、草酸铁、氧氧化铁都可制得,它也可通过在空气中煅烧硫铁矿来制取。它常用做颜料、抛光剂、催化剂和红粉等。四氧化三铁为黑色晶体,加热至熔点(1594±5℃)同时分解,相对密度为5.18,具有很好的磁性,故又称为“磁性氧化铁”。它是天然产磁铁矿的主要成分,潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水,溶于酸。近代测试表明,它实际是铁的混合价态化合物,化学式应为FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。在磁铁矿中由于Fe2+与Fe3+在八面体位置上基本上是无序排列的,电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移,所以四氧化三铁固体具有优良的导电性。由铁在蒸汽中加热,或者将三氧化二铁在400℃用氢还原都可制得四氧化三铁。四氧化三铁用来做颜料和抛光剂等。磁性氧化铁能用于制造录音、录相磁带和电讯器材等。

氧化铁概述

  【物化性质】:

  CAS号:1309-37-1;1317-60-8;1332-37-2

  EINECS号:215-168-2;215-275-4;215-570-8

  分子量:159.6882

  氧化铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下,与环境中的水分和氧气反应,铁金属便会生锈。用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。氧化铁**的应用是作为颜料来使用。按颜色分为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑,氧化铁棕由氧化铁红、氧化铁黑(和氧化铁黄)混合而成;氧化铁橙是由氧化铁红和氧化铁黄混合而成;氧化铁绿是由蓝色的酞菁兰和氧化铁黄混合而成。

  稳定性:稳定,溶于盐酸、稀硫酸生成铁盐。铁单质在置换反应中生成亚铁离子。

  Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

  储运条件:存放于干燥处,勿使受潮,避免高温,并与酸碱物隔离。按上述保管条件,未拆包装的产品有效贮存期为三年。

  溶解性:难溶于水,不与水反应。溶于酸,与酸反应。不与NaOH反应。

  氧化性:高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原。

  Fe2O3+2Al=点燃=2Fe+Al2O3

  Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2

  2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑

  2Fe2O3+3Si=高温=4Fe+3SiO2

  

氧化铁是什么?氧化铁有哪些应用(pic2)


  【化学性质】:

  ⑴氧化铁与酸反应生成铁盐和水。

  例:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

  ⑵铝热反应

  铝与氧化铁混合后组成铝热剂,加热后生成氧化铝和铁。

  化学式:2Al+Fe2O3=△=Al2O3+2Fe

  ⑶碳、一氧化碳还原性

  氧化铁可以与碳混合后加热,铁和二氧化碳提取出来。

  化学式:3C+2Fe2O3=高温=4Fe+3CO2↑

  氧化铁可以和一氧化碳混合后加热,生成铁和二氧化碳。

  化学式:3CO+Fe2O3=高温=2Fe+3CO2

氧化铁的应用

  磁性材料

  磁性氧化铁粒子由于其特殊的超顺磁性,在巨磁电阻、磁性液体和磁记录、软磁、永磁、磁致冷、巨磁阻抗材料以及磁光器件、磁探测器等方面具有广阔的应用前景。录像磁带一般使用针状铁或氧化铁磁性超微粒,而纳米氧化铁是新型磁记录材料。软磁铁氧体在无线电通讯、广播电视、自动控制、宇宙航行、雷达导航、测量仪表、计算机、印刷、家用电器以及生物医学领域均得到了广泛应用 [5] 。

  颜料领域

  氧化铁作为颜料广泛用于**汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、粉末涂料,是较好的环保涂料,全世界氧化铁系颜料的年用量超过100万t,仅次于钛白,居无机颜料的第二位。用氧化铁作为颜料,既保持了一般无机颜料良好的耐热性、耐候性和吸收紫外线等优点,又能很好地分散在油性载体中,用它调制的涂料或油墨具有令人满意的透明度。利用具有半导体特性的氧化铁等做成涂料,由于具有较高的导电特性,能起到静电屏蔽作用 。

  氧化铁是玻璃生产中常用的着色剂。氧化铁着色的玻璃既能吸收紫外线又吸收红外线,因而广泛用于制造吸热玻璃、太阳镜玻璃、工业防护眼镜玻璃以及军用防红外涂料。同时具有价格低廉,吸收热线以及紫外线的功能 。

  此外,国外也大量使用氧化铁颜料作木材涂装的着色剂及保护剂。使用透明氧化铁颜料代替传统颜料可保留木材清晰的木纹,而本身很高的耐光性又使家具颜色经久不变。阳光中的紫外线能使木材的木质素分解而破坏细胞结构,导致木材老化,而纳米氧化铁颜料由于颗粒细小、分布均匀,不会散射光线,且吸收紫外线辐射,因而可起到保护木材的作用。

  催化领域

  α-Fe2O3粉体粒子具有巨大的比表面,表面效应显著,是一种很好的催化剂。由于氧化铁粒子细小,表面所占的体积百分数大,表面的键态和电子态与颗粒内部不同,表面原子配位不同等导致表面的活性位增加。用纳米 α-Fe2O3粒子制成的催化剂的活性、选择性都高于普通的催化剂,且寿命长、易操作。纳米 α-Fe2O3已直接用作高分子聚合物氧化、还原及合成的催化剂,当其用于石油提炼时可使裂解速度提高 1~5 倍,以其作为固体燃烧剂的催化剂可使燃烧速度较普通燃烧剂的燃烧速度提高 1~10 倍,这对制造高性能火箭及导弹十分有利 。

  生物医学及其它领域

  纳米氧化铁在药用胶囊、药物合成、生物医学技术等领域发挥着重要的作用。α-Fe2O3除了在磁性材料、颜料、催化领域、生物医学领域得到应用外,在其它领域中也有广泛的应用前景。例如,纳米级氧化铁对 Cr(Ⅵ)具有较好的吸附作用,吸附效率高,吸附时间短,而且可以回收并重复使用,对于处理环境污水中的 Cr(Ⅵ),具有一定的应用价值;用纳米 α-Fe2O3制成的气敏材料,具有响应速度快、选择性强、灵敏度高、稳定性好等特点;在制备透明氧化铁时,若严格控制砷和重金属的含量,则可用于食品、化妆品等行业;由于透明氧化铁具有透明着色、耐酸耐碱而又无毒的特性,也可作为罐头盖内壁的涂料,在美国有着大量的应用

  【扩展】

  三氧化二铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下,与环境中的水分和氧气反应,铁金属便会生锈。用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。氧化铁**的应用是作为颜料来使用。按颜色分为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑,氧化铁棕由氧化铁红、氧化铁黑(和氧化铁黄)混合而成;氧化铁橙是由氧化铁红和氧化铁黄混合而成;氧化铁绿是由蓝色的酞菁兰和氧化铁黄混合而成。


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