氧化鐵


英文名稱:Iron(III) oxide
中文別名:C.I.顏料紅101;透明鐵線;透明氧化鐵紅;氧化鐵;高導(dǎo)磁率氧化鐵;三氧化二鐵(藥用);鐵氧體用氧化鐵;氧化鐵水合物;氧化鐵,黃色;α-相氧化鐵;鐵紅粉;鐵丹;氧化鐵紅
英文別名: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
2. 密度(g/mL,25℃):5.24[1]
3. 相對蒸汽密度(g/mL,空氣=1):未確定
4. 熔點(diǎn)(oC):1538
5. 沸點(diǎn)(oC,常壓):3414
6. 沸點(diǎn)(oC,3mmHg):未確定
7. 折射率(n20/D):未確定
8. 閃點(diǎn)(oC):>110
9. 比旋光度(o):未確定
10. 自燃點(diǎn)或引燃溫度(oC):未確定
11. 蒸氣壓(mmHg,20oC):1
12. 飽和蒸氣壓(kPa,25oC):未確定
13. 燃燒熱(KJ/mol):未確定
14. 臨界溫度(oC):未確定
15. 臨界壓力(KPa):未確定
16. 油水(辛醇/水)分配系數(shù)的對數(shù)值:未確定
17. 爆炸上限(%,V/V):未確定
18. 爆炸下限(%,V/V):未確定
19. 穩(wěn)定性:穩(wěn)定,溶于鹽酸、稀硫酸生成+3價(jià)鐵鹽。鐵單質(zhì)在置換反應(yīng)中生成亞鐵離子。
①與鹽酸反應(yīng) Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H₂O ②與硫酸反應(yīng)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
20.儲運(yùn)條件:存放于干燥處,勿使受潮,避免高溫,并與酸堿物隔離。按上述保管條件,未拆包裝的產(chǎn)品有效貯存期為三年。
21.溶解性:難溶于水,不與水反應(yīng)。溶于酸,與酸反應(yīng)。不與NaOH反應(yīng)。
22.氧化性:高溫下被CO、H₂、Al、C、Si等還原。
Fe2O3+2Al=點(diǎn)燃=2Fe+Al2O3
Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2
2Fe2O3+3C=高溫=4Fe+3CO2↑
2Fe2O3+3Si=高溫=4Fe+3SiO2
1、氧化鐵與酸反應(yīng)生成鐵鹽和水。
例:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
2、鋁熱反應(yīng)
鋁與氧化鐵混合后組成鋁熱劑,加熱后生成氧化鋁和鐵。
化學(xué)式:2Al+Fe2O3=△=Al2O3+2Fe
3、碳還原性
氧化鐵可以與碳混合后加熱,鐵和二氧化碳提取出來。
化學(xué)式:3C+2Fe2O3=高溫=3CO2↑+4Fe
4、高溫下會分解成四氧化三鐵和氧氣
化學(xué)式:6Fe2O3=△=4Fe3O4+O2
濕法
FeSO₄+2NaOH→Fe(OH)₂+Na₂SO₄
4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃
4FeSO₄+4H₂O+O₂→2Fe₂O₃↓+4H₂SO₄
Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑
將一定量的5%硫酸亞鐵溶液迅速與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)(要求堿過量 0.04~0.08g/ml),在常溫下通入空氣,使之全部變?yōu)榧t棕色的氫氧化鐵膠體溶液,作為沉積氧化鐵的晶核。以上述晶核為載體,以硫酸亞鐵為介質(zhì),通入空氣,在75~85℃,在金屬鐵存在下,硫酸亞鐵與空氣中氧氣作用生成三氧化二鐵(即鐵紅)沉積在晶核上,溶液中的硫酸根又與金屬鐵作用重新生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵再被空氣氧化成鐵紅繼續(xù)沉積,這樣循環(huán)至整個(gè)過程結(jié)束,生成紅色氧化鐵。
在空氣中灼燒亞鐵化合物或氫氧化鐵等可得氧化鐵。
4Fe₃O₄+O₂=高溫=6Fe₂O₃
在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜,這層水膜里含有少量的H+和OH-,還溶解了氧氣,結(jié)果在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳(因鋼鐵不純)恰好形成無數(shù)微小的原電池。在這些原電池里,鐵是負(fù)極,碳是正極。鐵失去電子而被氧化:
負(fù)極:2Fe_4e-=2Fe2+
正極:2H₂O+O₂+4e-=4OH-
電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。
在此之后繼續(xù)反應(yīng):
Fe2+2OH-=Fe(OH)₂
4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃
2Fe(OH)₃+nH2O=Fe₂O₃·nH₂O+3H₂O
在初中的化學(xué)里,可用鹽酸(HCl)來除鐵銹。
方程式為:Fe2O₃+6HCl=2FeCl₃+3H2O
干法
硝酸與鐵屑反應(yīng)生成硝酸亞鐵,經(jīng)冷卻結(jié)晶、脫水干燥,經(jīng)研磨后在600~700℃煅燒8~10h,在經(jīng)水洗、干燥、粉碎制得氧化鐵紅產(chǎn)品。也可以氧化鐵黃為原料,經(jīng)600~700℃煅燒制得氧化鐵紅。4Fe(NO₃)→2Fe₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑ Fe2O3·nH2O→Fe2O3+nH2O;先制得透明氧化鐵黃(制法參見透明氧化鐵黃),經(jīng)煅燒脫水,制得透明氧化鐵紅。其2α-FeOOH△2α-FeSO3+H2O。
采用中和沉淀法。先制得氧化鐵黑,再高溫灼燒制得透明氧化鐵線。將0.5mol/L濃度的FeCl3·6H2O溶液加熱沸騰水解至紅棕色膠粒出現(xiàn)為止(溶液1)。取與溶液1等體積的0.25mol/L的FeCl₂溶液(由金屬鐵與鹽酸作用制得),用稀氨水調(diào)至白色沉淀不再消失為止(溶液2)。將溶液1和溶液2合并,攪拌,并加入適量的羥基羧酸絡(luò)合劑和緩沖劑,維持恒溫80℃。隨反應(yīng)的進(jìn)行,不斷有黑色Fe3O4生成。反應(yīng)結(jié)束,將Fe3O4結(jié)晶轉(zhuǎn)移至pH8、含有為Fe3O4質(zhì)量比為10%~20%的油酸鈉溶液中進(jìn)行表面處理,攪拌懸濁液,恒溫80℃,0.5h后將懸濁液用稀鹽酸(1:3)調(diào)pH=6~6.5,將Fe3O4油酸吸附包覆物(黑色絮凝體)抽濾,熱水?dāng)囅磾?shù)次,50~60℃真空烘干,制得疏松的粉體Fe3O4。將上述油酸包覆的Fe3O4慢速升溫至550~600℃焙燒0.5h,得到均勻分散的透明鐵紅α-Fe2O3微粒子。
由天然黃鐵礦制得。由硫酸亞鐵或草酸鐵經(jīng)風(fēng)化得硫酸鐵,再經(jīng)煅燒而得。由氫氧化鐵脫水而得。制造硫酸、苯胺、氧化鋁等過程中的副產(chǎn)物。由碳酸鐵、硝酸鐵等經(jīng)強(qiáng)熱而得。硫酸亞鐵加熱至650℃以上而得。
云母赤鐵礦法:云母赤鐵礦石精選后,經(jīng)濕球磨機(jī)磨成精礦粉,脫水,烘干,冷卻,粉碎至325目,過篩,制成云母氧化鐵。
硫酸亞鐵氧化法:將硫酸與鐵屑反應(yīng)制得硫酸亞鐵,除砷及重金屬,經(jīng)氧化而得。流程參見氧化鐵黃。
制備方法有濕法和干法。濕法制品結(jié)晶細(xì)小、顆粒柔軟、較易研磨,適宜作顏料。干法制品結(jié)晶大、顆粒堅(jiān)硬,適宜作磁性材料、拋光研磨材料。濕法將一定量的5%硫酸亞鐵溶液迅速與過量燒堿溶液反應(yīng)(要求堿過量0.04~0.08 g/ml),在常溫下通入空氣使之全部變成紅棕色的氫氧化鐵膠體溶液,在金屬鐵存在的條件下,硫酸亞鐵與空氣中氧作用,生成三氧化二鐵(即鐵紅)沉積在晶核上,溶液中的硫酸根又與金屬鐵作用,重新生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵再被空氣氧化成鐵紅繼續(xù)沉積,如此循環(huán)到整個(gè)過程結(jié)束,生成氧化鐵紅。其干法硝酸與鐵片反應(yīng)生成硝酸亞鐵,經(jīng)冷卻結(jié)晶,脫水干燥,經(jīng)研磨后在600~700℃煅燒8~10h,再經(jīng)水洗、干燥、粉碎制得氧化鐵紅產(chǎn)品。也可以氧化鐵黃為原料,經(jīng)600~700℃煅燒制得氧化鐵紅。其4Fe(NO3)3△2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑Fe2O3+n H2O△Fe2O3+nH2O
用于電子工業(yè)、通訊整機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等磁性原料及行輸出變壓器、開關(guān)電源及其高U及高UQ等的鐵氧體磁芯
用作分析試劑、催化劑和拋光劑,也用于顏料的配料;
用于各類藥片、藥丸的外衣糖衣著色用
用作磁性材料、顏料及制取還原劑、拋光劑、催化劑等;用于藥片糖衣和膠囊等的著色
用作防銹漆的顏料。因該品制成的云母氧化鐵防銹漆抗水滲性好,防銹性能優(yōu)異,可以取代紅丹
食用紅色素。日本用于赤豆飯、魔芋粉食品。對曾用防腐劑處理果柄切口的香蕉加以識別時(shí)用。美國多用于貓食、狗食和包裝材料
無機(jī)紅色顏料主要用于硬幣的透明著色,也用于油漆、油墨和塑料的著色
廣泛用于油漆、橡膠、塑料化妝品、建筑精磨材料、精密五金儀器、光學(xué)玻璃、搪瓷、文教用品、皮革、磁性合金和高級合金鋼的著色;主要用作磁性材料、顏料、擦光劑、催化劑等,還用于電訊、儀表工業(yè);主要用作磁性材料、顏料、擦光劑、催化劑等,還用于電訊、儀表工業(yè)無機(jī)紅色顏料。
用于和CO反應(yīng)煉制生鐵(H2,C,Al)
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高溫)
Fe2O3+3H22Fe+3H2O(高溫)
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑(高溫)
Fe2O3+ 2Al2Fe+Al2O3(高溫)
R36/37/38:Irritating to eyes, respiratory system and skin. 刺激眼睛、呼吸系統(tǒng)和皮膚。;
安全術(shù)語
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.不慎與眼睛接觸后,請立即用大量清水沖洗并征求醫(yī)生意見。
與鋁,一氧化碳,環(huán)氧乙烷,水合肼,次氯酸鈣,五氟化溴,銫碳化物反應(yīng)。
2、 氫鍵供體數(shù)量:0
3、 氫鍵受體數(shù)量:3
4、 可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0
5、 互變異構(gòu)體數(shù)量:
6、 拓?fù)浞肿訕O性表面積(TPSA):3
7、 重原子數(shù)量:5
8、 表面電荷:0
9、 復(fù)雜度:0
10、同位素原子數(shù)量:0
11、確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
12、不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
13、確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
14、不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
15、共價(jià)鍵單元數(shù)量:5
危險(xiǎn)品運(yùn)輸編碼:UN1376
危險(xiǎn)類別碼:R36/37/38
安全說明:S26
危險(xiǎn)品標(biāo)志:Xi:Irritant