Tlenek żelaza 3-ogólna charakterystyka

Tlenek żelaza 3 to gęsty, czerwonawo-brązowy, krystaliczny związek, który zwykle występuje w postaci grudek lub proszku. Występuje w naturze jako hematyt mineralny i jest składnikiem rdzy, która tworzy się na wystawionych na działanie powietrza przedmiotach wykonanych z żelaza. Sama rdza jest w rzeczywistości złożoną mieszaniną tlenków i wodorotlenków żelaza, w tym Fe 2 O 3 , FeO, Fe 3 O 4 i FeO(OH). Hematyt może mieć kolor od czarnego i srebrnoszarego do czerwonawo brązowego i czerwonego w zależności od rodzaju i ilości zanieczyszczeń obecnych w tlenku żelaza(III). Żelazo(III) jest również ferromagnetyczne. Ferromagnetyzm odnosi się do zdolności substancji do stania się wysoce magnetycznym, a następnie zachowania swojego magnetyzmu.

KLUCZOWE FAKTY

INNE NAZWY:

Tlenek żelaza; czerwony tlenek żelaza; czerwony trójtlenek żelaza;

FORMUŁA:

Fe 2 O 3

ELEMENTY:

Żelazo; tlen

TYP MIESZANKI:

Tlenek metaliczny

Stan::

Solidny

WAGA MOLEKULARNA:

159,69 g/mol

TEMPERATURA TOPNIENIA:

1 565 ° C (2849 ° F)

TEMPERATURA WRZENIA:

Nie dotyczy

ROZPUSZCZALNOŚĆ:

Nierozpuszczalny w wodzie i wszystkich konwencjonalnych rozpuszczalnikach organicznych; rozpuszczalny w kwasach.

JAK TO JEST ZROBIONE

Hematytyt powstaje naturalnie, gdy zawierające żelazo skały i minerały reagują z tlenem znajdującym się w powietrzu, tworząc tlenek żelaza 3. Tlenek można wytworzyć syntetycznie różnymi sposobami. W najpopularniejszej metodzie siarczan żelaza(II) poddaje się reakcji z wodorotlenkiem sodu (NaOH) w celu wytworzenia wodorotlenku żelaza(II) [Fe(OH) 2 ]. Wodorotlenek żelaza(II) poddaje się następnie reakcji z tlenem z powietrza, tworząc tlenek żelaza 3. Związek można również wytworzyć przez ogrzewanie siarczanu żelaza(II), uwodnionego tlenku żelaza(II) (FeO(OH)) lub szczawianu żelaza(III) [Fe 2 (C 2 O 3 ) 3 ].

CZĘSTE ZASTOSOWANIA I POTENCJALNE ZAGROŻENIA

Tlenki żelaza(III) były kojarzone z produkcją żelaza i stali przez większą część historii ludzkości. Epoka żelaza , która zaczęła się w Egipcie około 4000 rpne

Był to okres w historii ludzkości, kiedy żelazo użyto narzędzi i broni. Ogólne podejście do rafinacji metalu żelaznego z rud żelaza, takich jak hematyt, polegało na ogrzewaniu rudy w obecności węgla. Węgiel usuwa tlen z rudy, pozostawiając wolny metal. W pierwszym wieku pne w Chinach używano pierwszych znanych wielkich pieców. W wielkim piecu tlenek żelaza 3 jest redukowany węglem za pomocą podmuchu powietrza i ciepła. Tlen z powietrza reaguje z węglem, dając tlenek węgla , który następnie reaguje z tlenkiem żelaza(III), tworząc ciekłe żelazo i dwutlenek węgla.

W XVIII wieku proces wielkopiecowy został dalej rozwinięty, aby żelazo mogło być wytwarzane komercyjnie. Proces ten można prześledzić w regionie wokół Coalbrookdale w Shropshire w Anglii, około roku 1773 i mówi się, że był to czynnik zapoczątkowania rewolucji przemysłowej . Metoda wielkopiecowa jest nadal jedną z podstawowych metod rafinacji żelaza z rud żelaza.

Tlenek żelaza 3 jest również jednym z najstarszych znanych pigmentów i był używany do tego celu w każdej większej cywilizacji. Niektóre z najbardziej znanych pigmentów wykonanych z tlenku żelaza(III) to czerwień indyjska, terra Pozzuoli i czerwień wenecka, które były używane do barwienia szkliw i farb ceramicznych. W zależności od zastosowanej receptury, tlenek żelaza 3 nadaje kolor od żółtego przez pomarańczowy do czerwonego. Na przykład uwodniony tlenek wytwarza pigment od żółtego do brązowego. Pigmenty na bazie tlenku żelaza(III) są stosowane jako pigmenty do gumy, papieru, linoleum, szkła i wielu rodzajów farb, w tym farb specjalistycznych stosowanych do obróbki metali i kadłubów statków.

Interesujące fakty

  • Nazwa hematyt pochodzi od greckiego słowa oznaczającego krew.
  • Kiedy hematyt jest ozdobą, czasami nazywany jest czarnym diamentem.
  • Mars łazik Opportunity NASA znalazł na powierzchni planety małe cząstki uważane za w większości hematyt. Naukowcy sądzą, że powstały miliardy lat temu, kiedy na powierzchni Marsa znajdowała się woda.
  • Ludzie paleolitu w Suazi, którzy żyli ponad 40 000 lat temu, wydobywali hematyt w najstarszej znanej kopalni w danych archeologicznych, zwanej Jaskinią Lwa. Uważa się, że wydobyli hematyt, aby wyprodukować czerwony pigment zwany ochrą.
  • Niektóre z innych komercyjnych i przemysłowych zastosowań tlenku żelaza (III) obejmują:
  • Jako katalizator wielu operacji przemysłowych i chemicznych;
  • Jako składnik termitu, mieszanina tlenku żelaza(III) i proszku aluminiowego, która po zapaleniu wytwarza bardzo wysokie temperatury. Bomby termitowe są używane do spawania;
  • W komputerowych dyskach twardych, kasetach magnetofonowych, kasetach wideo i dyskietkach komputerowych do magnetycznego przechowywania danych;
  • Jako środek ścierny i polerujący do użytku z mosiądzem, stalą, kamieniami szlachetnymi i innymi twardymi przedmiotami;
  • Jako zaprawa do barwienia tkanin;
  • Jako dodatek paszowy dla zwierząt domowych w celu zapewnienia odpowiedniego poziomu żelaza w ich systemach; oraz
  • W produkcji magnesów i materiałów magnetycznych.
  • Narażenie na pył tlenku żelaza(III) może powodować podrażnienie oczu i gardła. Długotrwałe narażenie na cząsteczki kurzu może powodować przewlekłe zapalenie płuc.