网站地图
氧化铁

氧化铁(ferric oxide),化学式Fe2O3。又称烧褐铁矿、烧赭土、铁丹、铁红、红粉、威尼斯红(主要成分为氧化铁)等。,易溶于强酸,中强酸,外观为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可作为催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,氧化铁在3类致癌物清单中。 [1]

中文别名:C.I.颜料红101;透明铁线;透明氧化铁红;;高导磁率氧化铁;三氧化二铁(药用);铁氧体用氧化铁;氧化铁水合物;氧化铁,棕红色;α-相氧化铁;铁红粉;铁丹;氧化铁红

英文名称:Iron(Ⅲ) oxide

英文别名:C.I. 77491; C.I. Pigment Red 101; C.I. Pigment Red 101 and 102; C.I. Pigment Red 102; Ferric oxide; Iron (Ⅲ) Oxide Anhydrous; diiron trioxide; E 172; Iron (Ⅲ) oxide - calcined; Ironoxide anhydrous; Ironoxideredbrownpowder; Iron oxide - precipitated; Ferric oxide,medicinal; Ferric oxide for ferrite; Iron (Ⅲ) oxide, red; Hematite; IRON OXIDE RED; C.I.P. R.101; Iron (Ⅲ) oxide; diferric oxygen(-2) anion; oxo-(oxoferriooxy)iron; Iron Oxide

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。氧化铁最大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。 [3]

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

⑴氧化铁与酸反应生成铁盐和水。 [3]

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 [2]

性状:红棕色粉末

密度:5.24 g/cm

熔点:1565℃(分解)

存在形式:矿物:赤铁矿、赭石

α型晶胞结构:

磁性:在自然状态下,氧化铁属于α型晶胞结构,并不具有磁性。但如果用四氧化三铁经过特殊处理后会形成γ型晶胞结构,具有磁性,但并不稳定,易变为α型。 [3]

制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,易于作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。

FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

4FeSO4+4H2O+O2=2Fe2O3↓+4H2SO4

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量氢氧化钠溶液反应(要求碱过量 0.04~0.08g/ml),在常温下通入空气,使之全部变为红棕色的氢氧化铁胶体溶液,作为沉积氧化铁的晶核。以上述晶核为载体,以硫酸亚铁为介质,通入空气,在75~85℃,在金属铁存在下,硫酸亚铁与空气中氧气作用生成氧化铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,这样循环至整个过程结束,生成红色氧化铁。

在空气中灼烧亚铁化合物或氢氧化铁等可得氧化铁。

4Fe3O4+O2 ===6Fe2O3

在潮湿的空气中,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的H+和OH-,还溶解了氧气,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳(因钢铁不纯)恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化:

负极:2Fe_4e-=2Fe2+

正极:2H2O+O2+4e-=4OH-

电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。

在此之后继续反应:

Fe2+2OH-=Fe(OH)2

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3+nH2O=Fe2O3nH2O+3H2O

在初中的化学里,可用盐酸(HCl)来除铁锈。

方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

硝酸与铁屑反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶、脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,在经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料,经600~700℃煅烧制得氧化铁红。4Fe(NO3)3→2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑ Fe2O3nH2O→Fe2O3+nH2O;先制得透明氧化铁黄(制法参见透明氧化铁黄),经煅烧脱水,制得透明氧化铁红。其2α-FeOOH====2α-FeSO3+H2O。

采用中和沉淀法。先制得氧化铁黑,再高温灼烧制得透明氧化铁线。将0.5mol/L浓度的FeCl36H2O溶液加热沸腾水解至红棕色胶粒出现为止(溶液1)。取与溶液1等体积的0.25mol/L的FeCl2溶液(由金属铁与盐酸作用制得),用稀氨水调至白色沉淀不再消失为止(溶液2)。将溶液1和溶液2合并,搅拌,并加入适量的羟基羧酸络合剂和缓冲剂,维持恒温80℃。随反应的进行,不断有黑色Fe3O4生成。反应结束,将Fe3O4结晶转移至pH8、含有为Fe3O4质量比为10%~20%的油酸钠溶液中进行表面处理,搅拌悬浊液,恒温80℃,0.5h后将悬浊液用稀盐酸(1:3)调pH=6~6.5,将Fe3O4油酸吸附包覆物(黑色絮凝体)抽滤,热水搅洗数次,50~60℃真空烘干,制得疏松的粉体Fe3O4。将上述油酸包覆的Fe3O4慢速升温至550~600℃焙烧0.5h,得到均匀分散的透明铁红α-Fe2O3微粒子。

由天然黄铁矿制得。由硫酸亚铁或草酸铁经风化得硫酸铁,再经煅烧而得。由氢氧化铁脱水而得。制造硫酸、苯胺、氧化铝等过程中的副产物。由碳酸铁、硝酸铁等经强热而得。硫酸亚铁加热至650℃以上而得。

云母赤铁矿法:云母赤铁矿石精选后,经湿球磨机磨成精矿粉,脱水,烘干,冷却,粉碎至325目,过筛,制成云母氧化铁。

硫酸亚铁氧化法:将硫酸与铁屑反应制得硫酸亚铁,除砷及重金属,经氧化而得。流程参见氧化铁黄。

制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,适宜作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。湿法将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量烧碱溶液反应(要求碱过量0.04~0.08 g/ml),在常温下通入空气使之全部变成红棕色的氢氧化铁胶体溶液,在金属铁存在的条件下,硫酸亚铁与空气中氧作用,生成氧化铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用,重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,如此循环到整个过程结束,生成氧化铁红。其干法硝酸与铁片反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶,脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,再经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料,经600~700℃煅烧制得氧化铁红。其4Fe(NO3)3==2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑Fe2O3+n H2O====Fe2O3+nH2O

用于油漆、橡胶、塑料、建筑等的着色,是无机颜料,在涂料工业中用作防锈颜料。用作橡胶、人造大理石、地面水磨石的着色剂,塑料、石棉、人造革、皮革揩光浆等的着色剂和填充剂,精密仪器、光学玻璃的抛光剂及制造磁性材料铁氧体元件的原料等。

用于电子工业、通讯整机、电视机、计算机等磁性原料及行输出变压器、开关电源及其高U及高UQ等的铁氧体磁芯

用作分析试剂、催化剂和抛光剂,也用于颜料的配料;

用于各类药片、药丸的外衣糖衣着色用

用作磁性材料、颜料及制取还原剂、抛光剂、催化剂等;用于药片糖衣和胶囊等的着色

用作防锈漆的颜料。因该品制成的云母氧化铁防锈漆抗水渗性好,防锈性能优异,可以取代红丹

食用红色素。日本用于赤豆饭、魔芋粉食品。对曾用防腐剂处理果柄切口的香蕉加以识别时用。美国多用于猫食、狗食和包装材料

无机红色颜料主要用于硬币的透明着色,也用于油漆、油墨和塑料的着色

广泛用于油漆、橡胶、塑料化妆品、建筑精磨材料、精密五金仪器、光学玻璃、搪瓷、文教用品、皮革、磁性合金和高级合金钢的着色;主要用作磁性材料、颜料、擦光剂、催化剂等,还用于电讯、仪表工业;主要用作磁性材料、颜料、擦光剂、催化剂等,还用于电讯、仪表工业无机红色颜料。

用于和CO反应炼制生铁(H2,C,Al)

Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2

Fe2O3+3H2=高温=2Fe+3H2O

2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2

Fe2O3+ 2Al=高温=2Fe+Al2O3


相关文章推荐:
化学式 | 铁丹 | 铁红 | 红粉 | 威尼斯红 | 粉末 | 铁红 | 玻璃 | 抛光剂 | 原料 | 铁红 | CAS号 | 铁锈 | 主要 | 成分 | 成因 | 铁金属 | 氧气 | 生锈 | 油墨 | 氧化铁红 | 氧化铁黄 | 氧化铁黑 | 氧化铁棕 | 混合 | 氧化铁绿 | 酞菁 | 铁盐 | | 氧化铝 | | 晶胞 | 晶核 | 硫酸亚铁 | 氢氧化铁 | 原电池 | 硝酸 | 氧化铁黄 | 硫酸亚铁 | 硫酸铁 | 苯胺 | 氧化铝 | 碳酸铁 | 硝酸铁 | 氧化铁黄 | 硫酸亚铁 | 氧化铁黄 | 分析试剂 | 红丹 |
相关词汇词典