Jern(II,III)oxid
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 7. december 2020; checks kræver 11 redigeringer .| Jernoxid (II,III). | |
|---|---|
| Generel | |
| Systematisk navn |
Jernoxid (II,III). |
| Traditionelle navne | jernoxid, jernoxid, magnetit , magnetisk jernmalm |
| Chem. formel | |
| Fysiske egenskaber | |
| Stat | sorte krystaller |
| Molar masse | 231,54 g/ mol |
| Massefylde | 5,11; 5,18 g/cm³ |
| Hårdhed | 5,6-6,5 |
| Termiske egenskaber | |
| Temperatur | |
| • smeltning | dec. 1538; 1590; 1594°C |
| Mol. Varmekapacitet | 144,63 J/(mol K) |
| Entalpi | |
| • uddannelse | -1120 kJ/mol |
| Klassifikation | |
| Reg. CAS nummer | 1317-61-9 |
| PubChem | 16211978 |
| Reg. EINECS nummer | 215-277-5 |
| SMIL | O1[Fe]2O[Fe]O[Fe]102 |
| InChI | InChI=1S/3Fe.4OSZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N |
| CHEBI | CHEBI:50821 |
| ChemSpider | 17215625 , 21169623 og 21250915 |
| Sikkerhed | |
| NFPA 704 |
0
0
0 |
| Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |
Jernoxid (II, III), jernoxid, jernskala - en uorganisk forbindelse, dobbelt jernmetaloxid med formlen eller , sorte krystaller, uopløselige i vand, der er et krystallinsk hydrat .
Det dannes på overfladen af stål- og jerngenstande i form af et lag af sort skæl, når det opvarmes i luft.
At være i naturen
I naturen er der store forekomster af mineralet magnetit (magnetisk jernmalm) - med forskellige urenheder.
I form af nanokrystaller (42-45 nm i størrelse) er magnetit fundet i magnetisk følsomme bakterier [1] og i brevduers næbvæv [2] .
Henter
Forbrænding af pulveriseret jern i luft:
.![{\displaystyle {\ce {3 Fe + 2 O2 ->[150-600^oC] Fe3O4))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9baa62bda64c4bccd7fd918c84abc9bc74e1210b)
Effekten af overophedet damp på jern:
.![{\displaystyle {\ce {3 Fe + 4 H2O ->[800^oC] Fe3O4 + 4 H2))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1b318c35a885d5e7673e7a83c0bef8457a41337f)
Omhyggelig reduktion af jern(III)oxid med brint :
.![{\displaystyle {\ce {3 Fe2O3 + H2 ->[400^oC] 2 Fe3O4 + H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/13c37459e5520aaa16dbe24ff568c6bd77de24ae)
Genvinding med kulilte (II) :
Fysiske egenskaber
Jernoxid (II, III) ved stuetemperatur danner sorte krystaller af kubisk system , rumgruppe F d 3 m , celleparametre a = 0,8393 nm , Z = 8 (omvendt spinelstruktur ). Ved 627 °C omdannes α-formen til β - formen. Ved temperaturer under 120-125 K er den monokliniske form stabil.
Ferrimagnet med et Curie-punkt på 858 K (572 °C) [3] .
Har en vis elektrisk ledningsevne . Den elektriske ledningsevne er lav. Halvleder .
Den sande elektriske ledningsevne af enkeltkrystalmagnetit er maksimal ved stuetemperatur ( 250 Ω −1 cm −1 ), den falder hurtigt med faldende temperatur og når en værdi på omkring 50 Ω −1 cm −1 ved temperaturen af Verwey-overgangen (faseovergang fra kubisk til lavtemperatur monoklinisk struktur, der eksisterer under T V = 120-125 K ) [4] . Den elektriske ledningsevne af monoklin lavtemperaturmagnetit er 2 størrelsesordener lavere end den for kubisk magnetit ( ~ 1 Ω −1 cm −1 ved TV ); den, som enhver typisk halvleder, falder meget hurtigt med faldende temperatur og når flere enheder ×10 −6 Ω −1 cm −1 ved 50 K. Samtidig udviser monoklin magnetit, i modsætning til kubisk, en betydelig anisotropi af elektrisk ledningsevne - ledningsevne langs hovedakserne kan variere med mere end 10 gange . Ved 5,3 K når den elektriske ledningsevne et minimum på ~10 −15 Ω −1 cm −1 og stiger med et yderligere fald i temperaturen. Ved temperaturer over stuetemperatur falder den elektriske ledningsevne langsomt til ≈180 Ω −1 cm −1 ved 780–800 K , og stiger derefter meget langsomt op til nedbrydningstemperaturen [5] .
Den målte værdi af den elektriske ledningsevne af polykrystallinsk magnetit, afhængigt af tilstedeværelsen af revner og deres orientering, kan variere hundredvis af gange.
Danner en krystallinsk hydratsammensætning .
Kemiske egenskaber
Nedbrydes ved opvarmning:
.![{\displaystyle {\ce {2 Fe3O4 ->[1538^oC] 6 FeO + O2))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c47104d0d6c4d4de2644da10f18d24be6e445e77)
Reagerer med fortyndede syrer :
.
Reagerer med koncentrerede oxiderende syrer:
Reagerer med alkalier ved sammensmeltning:
.![{\displaystyle {\ce {Fe3O4 + 14 NaOH ->[400-500^oC] Na4FeO3 + 2 Na5FeO4 + 7 H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eae14c77d3d45377156d4a0f66a56322227b6d44)
Oxideret af atmosfærisk oxygen :
.![{\displaystyle {\ce {4 Fe3O4 + O2 ->[450-600^oC] 6 Fe2O3))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/645c010d8592ed9f2fb8286bd8462b2c53ffa000)
Reduceret med brint og kulilte :
, .![{\displaystyle {\ce {Fe3O4 + 4 H2 ->[1000^oC] 3 Fe + 4 H2O))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1f7c5e37d80dd97168fe4bf7a8f538d43022e742)
![{\displaystyle {\ce {Fe3O4 + 4 CO ->[700^oC] 3 Fe + 4 CO2))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/df273653489c8536d2bd4943925e9366a9b510dc)
Det er i forhold under sintring med metallisk jern:
.![{\displaystyle {\ce {Fe3O4 + Fe ->[900-1000^oC] 4 FeO))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ce1625416edfc24e9b19de4838c28fa9ce42423e)
Ansøgning
- Til fremstilling af specielle elektroder.
- Som et sort pigment [6] .
- Som en del af termitblandinger [7] .
- Nanokrystaller bruges som kontrastmiddel i medicinsk diagnostik ved hjælp af magnetisk resonansbilleddannelse [8] .
- I fødevareindustrien bruges det som fødevarefarve ( E172 ).
Noter
- ↑ Cornell, Rochelle M. Jernoxiderne: struktur, egenskaber, reaktioner, forekomster og anvendelser / Rochelle M. Cornell, Udo Schwertmann. - Wiley-VCH, 2007. - ISBN 3-527-60644-0 .
- ↑ Hanzlik M, Heunemann C, Holtkamp-Rötzler E, Winklhofer M, Petersen N, Fleissner G (december 2000). "Superparamagnetisk magnetit i det øvre næbvæv på postduer". Biometaller . 13 (4): 325-31. DOI : 10.1023/A:1009214526685 . PMID 11247039 .
- ↑ Curie-punkter for nogle stoffer. . Hentet 7. december 2020. Arkiveret fra originalen 31. marts 2014.
- ↑ Verwey EJW, Haayman PW Electronic Conductivity and Transition Point of Magnetite (“Fe 3 O 4 ”) (tysk) // Physica. - 1941. - Bd. 8 , H. 9 . - S. 979-987 . - doi : 10.1016/S0031-8914(41)80005-6 . - .
- ↑ Stof: Fe 3 O 4 . Egenskab: elektrisk ledningsevne // Halvledere / Red.: O. Madelung et al. - Springer, 2000. - ISBN 978-3-540-64966-3 .
- ↑ Gunter Buxbaum, Gerhard Pfaff (2005) Industrial Inorganic Pigments 3d-udgave Wiley-VCH ISBN 3-527-30363-4
- ↑ Termit . Amazing Rust.com (7. februar 2001). Hentet 12. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 7. juli 2011.
- ↑ Babes L, Denizot B, Tanguy G, Jallet P (april 1999). "Syntese af jernoxid-nanopartikler brugt som MRI-kontrastmidler: En parametrisk undersøgelse." Journal of Colloid and Interface Science . 212 (2): 474-482. Bibcode : 1999JCIS..212..474B . DOI : 10.1006/jcis.1998.6053 . PMID 10092379 .
Litteratur
- Chemical Encyclopedia / Editorial Board: Knunyants I. L. et al. - M . : Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2. - 671 s. — ISBN 5-82270-035-5 .
- Håndbog for en kemiker / Redaktion: Nikolsky B.P. et al. - 2. udgave, rettet. - M. - L .: Kemi, 1966. - T. 1. - 1072 s.
- Håndbog for en kemiker / Redaktion: Nikolsky B.P. m.fl. - 3. udgave, Rev. - L . : Kemi, 1971. - T. 2. - 1168 s.
- Lidin R. A. et al. Kemiske egenskaber ved uorganiske stoffer: Proc. tilskud til universiteter. - 3. udg., Rev. - M . : Kemi, 2000. - 480 s. — ISBN 5-7245-1163-0 .
- Ripan R., Chetyanu I. Uorganisk kemi. Kemi af metaller. - M . : Mir, 1972. - T. 2. - 871 s.